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Une analyse et un affichage sous Windows du compteur d’énergie électrique PZEM-004T

Dans le cadre d’un projet avec un client j’ai été amené à m’intéresser à un module électronique de comptage d’énergie électrique.

Cette carte électronique réalisé par Peacefair est livré nue avec un transformateur de courant. Je tiens ici à souligner pour ceux qui s’intéresseraient à ce produit, qu’il ne tient pas du tout les niveaux CEM de surtension des normes CE, tant en entrée qu’en sortie. Je m’explique il n’y a aucune protection contre les surtensions à l’entrée ni même de fusible et si la sortie TTL série est « protégée » par des optocoupleurs, leur montage sur le circuit imprimé réduit à néant la protection contre les surtensions du fait d’un plan de masse qui entoure amoureusement les entrées/sorties des optocoupleurs. Si certaines personnes sont tentées par ce produit elles doivent garder cela en tête, une connexion permanente sur un ordinateur ou un module de retransmission quelconque met le produit connecté à risque. Ce produit peut servir de module d’expérimentation, mais ne pourra pas être intégré dans un produit qui prétendrai à une certification CE.

Les fonctions de ce module sont la mesure de la tension, du courant, le calcul de la puissance et de l’énergie consommée. À cela s’ajoute une fonction alarme par dépassement d’un seuil de puissance et un adressage du système, je ne me suis pas intéressé à ces deux fonctions ici. La figure 1 ci-dessous vous montre ce module que j’ai connecté sur un ordinateur via la liaison série et sur une charge.
Schéma de montage du compteur PZEM

Les caractéristiques du module :

  • mesure de tension dans une plage de 80V à 260V ;
  • mesure du courant de 0 à 100A via un transformateur de courant livré avec le module ;
  • fréquence d’utilisation 45/65Hz ;
  • puissance nominal : 2200W ;
  • dimension du module 74x30mm ;
  • précision donnée par le fabricant 1%.

Ce module aussi existe avec un afficheur LCD pour l’affichage des quatre valeurs mesurées et calculées.

J’ai réalisé un logiciel d’acquisition des données du module pour les afficher sur l’écran d’un ordinateur en utilisant l’IDE Visual Studio 2015 et le modèle C++ Windows Forms sous l’OS WIN10. On peut discuter de ce choix mais je ne voulais pas me disperser à utiliser différents types de langage. Le C++ est le langage de prédilection pour le temps réel donc utiliser pour les firmwares comme les microcontrôleurs.

Voici une vidéo de l’affichage sous Windows du compteur d’énergie électrique PZEM-004T.

 

 

Note : Certains auront peut être remarqué une erreur importante sur la valeur de la puissance affichée lorsque nous descendons à des valeurs de courant plus faible que 3A, cela ne met pas directement en cause le compteur, mais comme je passe par un variateur cela dégrade la qualité de la mesure, le courant n’a plus une forme sinusoïdale et selon l’arrêté du 1er août 2013 relatif aux compteurs d’énergie électrique active, la précision de la mesure s’appuie sur un facteur de distorsion maximum de 2 % de l’onde courant et tension.
Ci-dessous le temps de réponse à une commande de lecture sur le PZEM, le logiciel envoyant une demande toutes les 20ms.
Temps de réponse du PZEM-004TComme je l’ai dit en introduction ce module ne peut pas être commercialisé pour des raisons de conformité, mais il donne une idée de ce qu’il est possible de faire moyennant l’ajout d’un ou de deux composants et du respect de quelques règles de routage pour obtenir un produit aux normes CE.


EADC est en mesure de vous réaliser une telle carte que cela soit dans le domaine de la mesure ou du contrôle non seulement dans le domaine de la mesure électrique mais aussi d’autres mesures physiques (température, vitesse, pression, distance…) ou de la surveillance de processus (contrôle d’ouverture ou de fermeture, d’usure d’outils de coupe, du niveau de cuve…)