Dans le cadre d'un projet en Instrumentation Avancée au département Mesures Physiques de Marseille, nous avons réalisé en quadrinôme un prototype IoT de capteur connecté de mesure de puissance dont l'objectif était de mesurer les puissances active, réactive et apparente.
Pour fonctionner, le prototype s'appuie sur 2 capteurs : une pince ampèremétrique couplée à un conditionneur, ainsi qu'un capteur de tension. L'ensemble est connecté à un microcontrôleur type ESP32 qui assure le traitement des données. La visualisation des valeurs obtenues est assurée par une interface IoT simple Node-RED.
- Mesure de la tension efficace (en V)
- Mesure du courant efficace (en A)
- Mesure du déphasage (en DEG)
- Mesure des puissances active, réactive, apparente (respectivement en W, VAR et VA)
Caution
- Tension maximale : 150 V
- Courant maximum : 20 A
Figure 1 – Illustration de l'interface utilisateur Node-RED ( Valeurs données à titre d’exemple )
| Quantité | Principaux composants | Lien | Coût |
|---|---|---|---|
| 1 | Microcontrôleur ESP32 |
ESP32 | 7.99€ |
| 1 | Capteur de Tension AC Grove |
AC Grove 101991032 | 4.70€ |
| 1 | Pince ampèremétrique YHDC |
YHDC 30A 50A 100A SCT013 | 4.69€ |
| 1 | Conditionneur : Pont diviseur de tension + condensateur |
Résistances 10kΩ , Condensateur 10μF | 0.99€, 1.89€ |
| 1 | Breadboard |
Breadboard 400 Points | 0.99€ |
| 1 | Lots de connecteurs mâles |
Lots de 60 pièces | 0.63€ |
Table 1 – Liste des composants nécessaires à l'assemblage du prototype
| Logiciels | Description |
|---|---|
Visual Studio Code & PlatformIO |
Éditeur de code source développé par Microsoft + environnement de développement IoT PlatformIO |
Mosquitto (protocole MQTT) |
Brocker open-source utilisant le protocole MQTT : collecte les données des capteurs |
Node-RED (interface utilisateur) |
Outil de développement " low-code" : programmation visuelle basée sur des flux |
Table 2 – Liste des logiciels utilisés
Figure 2 – Illustration de la chaîne d'acquisiton