Le Smart Meter fait partie des modules rail DIN conçus par le constructeur slovène Qubino, notamment connu pour ses modules encastrables. Comme les modules en question, le Smart Meter communique via le protocole sans fil Z-Wave, et il a donc vocation à être utilisé par une box domotique, permettant de cette manière l’obtention de mesures diverses, et nous allons le voir, une fonction de délestage sur des charges ou sous-circuits en ajoutant des modules rail DIN précis.
Cela fait plusieurs mois que le Smart Meter est sorti, mais nous n’avions pas eu l’occasion de le présenter en détail. C’est l’objet de cet article : vous faire découvrir en détail ce module rail DIN innovant et aux fonctions complètes !
Découverte du Smart Meter
Faisons tout d’abord le point sur les capacités du Smart Meter, puis nous verrons de quelle manière celui-ci doit être installé et branché dans un tableau électrique.
Présentation du Smart Meter
Le Smart Meter est un module au format rail DIN, c’est à dire qu’il a vocation a être installé dans un tableau électrique. Il a la largeur de deux modules rail DIN. Le voici à côté d’un télérupteur Legrand pour exemple :
Le courant de référence qu’il accepte est 5 A, et le courant maximum est de 65 A. Il a donc pour vocation de mesurer l’ensemble de l’électricité consommée par un foyer, ou un sous-circuit électrique, au choix.
Le Smart Meter ne dispose pas de commutateur de courant intégré, cependant il dispose d’une connectique permettant d’actionner deux autres modules rail DIN bien précis :
- Le commutateur bi-stable 32A pour Smart Meter Qubino avec contrôle infrarouge – Iskra
- Le contacteur rail DIN 32A pour Smart Meter Qubino – Iskra
Le commutateur bi-stable 32A commandé par infrarouge dispose de quatre relais contact sec et fait la largeur de 2 modules rail DIN (comme le Smart Meter). Il dispose entre outre d’un interrupteur local.
Le contacteur 32A fait la taille d’un seul module rail DIN et dispose de deux relais.
Dans les deux cas, si vous commutez en on/off l’un des deux modules rail DIN, c’est bien l’ensemble des relais de ce module qui seront commutés.
[box type= »info » ]Iskra est une marque spécialisée dans l’électronique, d’origine slovène tout comme Qubino. En tant que partenaire, Qubino s’est assuré que la qualité des composants était au rendez-vous ![/box]
Pour le Smart Meter, la communication infrarouge est assurée par un émetteur et un récepteur sur le côté du module :
L’émetteur et le récepteur infrarouge ont leur équivalents face à face sur le côté du contacteur pour permettre la communication :
Quand à l’autre contacteur, sa commutation est assurée par un contact on/off, comme nous le verrons tout à l’heure.
Au chapitre des fonctions supplémentaires et toujours les bienvenues, le Smart Meter peut accueillir un interrupteur externe (au fonctionnement réglable), dispose d’un interrupteur « S » directement sur le module rail DIN (permettant notamment la gestion des opérations Z-Wave) et présente aussi sur la façade du module deux LEDs indicatives de son fonctionnement (électrique et Z-Wave) et aussi d’une LED d’impulsion, permettant par exemple de brancher un lecteur optique (à raison d’un clignotement de la LED par Wh consommé, le lecteur optique).
Cela dit, vous n’aurez en principe pas besoin de brancher un lecteur optique étant donné que le module transmet de nombreuses informations au contrôleur Z-Wave où il est inclus :
- Tension (V)
- Intensité du courant (I)
- Puissance active (en W)
- Puissance totale consommée (en kWh)
- Puissance réactive (en var)
- Puissance réactive totale (en kvarh)
- Puissance apparente totale (en kVAh)
- Facteur de puissance (PF)
Maintenant que cette présentation sommaire du module est effectuée, voyons comment brancher le module et ses deux modules associés.
Installation et branchement du Smart Meter et des deux contacteurs rail DIN
La première étape de l’installation consiste à brancher le Smart Meter sur le circuit électrique qu’il devra mesurer.
Le branchement se fait par les gros contacteurs : LI et NI pour les entrées respectives de la phase et du neutre, LO et NO pour les sorties respectives de la phase et du neutre.
C’est aussi par ce branchement que le Smart Meter est directement alimenté. Les borniers 1, 2, 4 et 5 sont dédiés aux fonctions annexes.
Techniquement, nous pourrions directement brancher le Smart Meter ainsi et obtenir la mesure de consommation sur une box domotique, ces branchements sont suffisants pour le fonctionnement de mesure d’énergie.
En l’occurrence, nous allons ajouter à cette installation les deux modules rail DIN vus ci-dessus.
[box type= »info » ]N.B. : chaque module compatible avec le Smart Meter peut être utilisé individuellement avec celui-ci. Cependant, dès l’instant où le contacteur avec communication IR est présent, il doit être adjacent à la droite du Smart Meter. Le contacteur 32 A contrôlé en filaire n’a pas besoin de cette proximité, sa position dépend de la longueur de câble disponible.[/box]
Du côté du Smart Meter, les branchements sont comme ci-dessous :
Sur le Smart Meter :
- Le connecteur 1 permet de relier un interrupteur poussoir ou bi-stable. Par défaut cet interrupteur commande le relais filaire, il peut être reparamétré.
N.B. : l’interrupteur doit être relié entre le connecteur 1 et la phase électrique. - Le connecteur 2 est relié au neutre. Les deux autres modules din sont aussi reliés au neutre par leur connecteur A2
- Le connecteur 4 est relié à la phase. Cette phase est celle transmise dans le connecteur 5 lorsque le Smart Meter reçoit l’ordre d’actionner le relais filaire.
- Le connecteur 5 est relié au relais filaire (l’entrée A1).
- LI et NI sont les connecteurs phase et neutre d’alimentation du module. C’est ce courant qui est mesuré par le Smart Meter.
Au dos du Smart Meter, nous trouvons les connecteurs LO et NO évoqués plus haut : la sortie du courant qui est mesuré par le Smart Meter et qui alimente celui-ci.
Concernant les modules commutateurs, une chose est à noter : nous vous recommandons de d’abord câbler les sous-circuits qui devront être commutés avant de faire la liaison au Smart Meter.
C’est notamment très important pour le contacteur filaire, car comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous, le câblage du contact actionneur est au-dessus du câblage des entrées des deux relais. Autrement dit, une fois que le contacteur filaire est relié au smart meter, les contacts pour les fils sont plus difficilement accessibles (même s’ils ne deviennent pas complètement inaccessibles pour autant).
Voici de quelle manière sont branchés les deux modules :
Contacteur filaire 32 A :
- A1 : directement relié à la sortie 1 du Smart Meter
- A2 (non visible sur cette photo car situé de l’autre côté) : relié au neutre électrique
Commutateur infrarouge 32 A :
- A1 : relié à la phase électrique
- A2 : relié au neutre électrique
N.B. : comme la commutation est réglée par la communication infrarouge, il suffit juste d’alimenter le module auprès d’une phase et d’un neutre,
Les relais sont placés verticalement dans les modules, aussi chaque sous-circuit électrique que vous souhaiterez délester doit être branché sur le même axe vertical entre le bornier haut et le bornier bas. En cas de doute, le schéma des relais est sérigraphié sur les deux modules rail DIN.
Par exemple, voici comment relier au commutateur commandable par infrarouge quatre charges ou sous-circuits différents, qui seront tous éteints ensemble si nécessaire. Gardez à l’esprit que le total doit être en-dessous de 32 A.
Voici ce à quoi peut ressembler une installation terminée (sans les sous-circuits à délester branchés sur les modules commutateurs 32A). Nous avons volontairement utilisé des fils longs pour permettre une meilleure lecture, typiquement il est conseillé de placer des câbles ayant exactement la longueur nécessaire.
(Les fils éclaircis sont ceux qui sont secondaires au système : la connexion vers l’interrupteur hors du tableau électrique, et la connexion au courant général du neutre (à gauche) et de la phase (à droite)).
Le montage est prêt, nous pouvons refermer le tableau électrique et brancher l’appareil.
Passons d’abord en revue les voyants et la connectique présente sur les modules :
Smart Meter :
- 1 : LED1 et LED2, information sur le fonctionnement du module et des relais liés.
- 2 : bouton S permettant les opérations Z-Wave d’inclusion et exclusion
- 3 : led d’impulsion rouge. Une impulsion par Wh.
Voici la signification des deux LED présentes sur le Smart Meter :
| LED et type d’allumage | Signification |
|---|---|
| LED1 allumée fixe | Module allumé et inclus dans un réseau Z-Wave |
| LED1 clignote lentement (1 fois / seconde) | Module allumé mais non inclus dans un réseau Z-Wave |
| LED1 clignote rapidement (2 fois / seconde) | Mode inclusion ou exclusion en cours |
| LED2 allumée | Au moins un des deux relais est fermé (ON, charges alimentées) |
| LED2 éteinte | Les deux relais sont ouverts (OFF, charges non alimentées) |
Module commutateur 32 A commandé par Infrarouge
- 4 : interrupteur local ON/OFF (I/O). Change automatiquement de position si le module est commuté par le Smart Meter, et indique donc en permanence si le relais est fermé (I, charges alimentées en électricité) ou s’il est ouvert (O, charges non alimentées).
- 5 : LED de statut du module. Indique si le module
- 6 : ON/OFF local du module. Avec un tournevis plat, il est possible de désactiver totalement le module commutateur (tous les appareils reliés demeurent alors sur OFF).
Module contacteur 32 A à commande filaire
- 7 : indication d’état du module. Si ce voyant est rouge, le relais est ouvert (charges OFF).
Après fermeture du capot du tableau rail DIN, le rendu est impeccable. Avec les deux modules supplémentaires, l’installation prend au total la largeur de 5 modules. Tous les voyants et contrôles vus ci-dessus restent parfaitement accessibles.
Maintenant que le Smart Meter est installé et alimenté, il ne nous reste plus qu’à voir comment il fonctionne dans un système domotique !
Utilisation du Smart Meter
Maintenant que le Smart Meter est prêt à être mis sous tension, voyons de quelle manière l’ajouter au réseau Z-Wave d’une box domotique et ce que cela permet.
Inclusion, consultation et contrôle du Smart Meter
L’auto-inclusion existe sur le module Smart Meter. De manière identique aux modules encastrables Qubino, cela signifie qu’il suffit de mettre le contrôleur domotique en mode inclusion et brancher le Smart Meter pour qu’il soit automatiquement inclus auprès du contrôleur.
Au cas où l’inclusion ne réussit pas, il reste possible de lancer l’opération très simplement avec le bouton S situé en façade du module.
Tous les contrôleurs domotiques n’ont pas l’ensemble des informations recueillies. Il est conseillé d’utiliser une des solutions suivantes :
- eedomus
- Jeedom (V.1.212.0 et supérieur)
- Fibaro HC version 4.x et supérieure
- Zipabox
Les informations relevées et affichées par ces box sont :
- La Tension en V.
- L’Intensité en Ampères (sauf eedomus)
- La puissance active instantanée (en Watts)
- La puissance active cumulée (en kWh)
- Le facteur de puissance (PF)
Au niveau du contrôle, toutes les box peuvent contrôler le relais filaire, mais à ce jour seule l’eedomus peut contrôler le relais infrarouge.
Enfin, aucune solution domotique que nous n’avons testée n’affiche actuellement la puissance réactive instantannée et cumulée. Cependant, toutes les informations annoncées comme étant mesurées par le module sont remontées dans des paramètres Z-Wave accessibles en lecture seule, il est donc possible de les interroger depuis toute box domotique disposant d’une section « Paramétrage Z-Wave ».
Notons enfin que les états des relais filaires et infrarouge ne sont pas directement poussées par les modules : il est nécessaire de paramétrer la box pour qu’elle fasse elle-même un appel (polling) pour recevoir l’état des relais. Il faut aussi paramétrer l’affichage de l’état des relais infrarouge et filaire au paramètre Z-Wave 100, mais l’eedomus se charge automatiquement de choisir la bonne valeur pour ce périphérique.
Voyons le type d’intégration que nous obtenons dans l’eedomus. Lors de l’inclusion, le Smart Meter est bien identifié et est créé avec 5 canaux :
Les canaux Relais infrarouge et Relais filaire sont systématiquement créés, même lorsqu’ils ne sont pas branchés. Pensez donc à les masquer si vous n’en avez pas l’usage.
Une fois un nom saisi et une pièce sélectionnée, nous pouvons sauver ce périphérique Z-Wave. Voici comment il apparaît alors dans l’interface :
Les modules sont donc prêts à être utilisés dans des scénarios de délestage comme celui-ci :
Toutes les charges connectées au relais infrarouge vont donc être éteintes dès que le Smart Meter mesure une puissance supérieure à 5000 Watts.
Cependant, il n’est même pas nécessaire de passer par la scénarisation car comme nous allons le voir, le module dispose lui-même d’une programmation lui permettant de gérer le délestage électrique, ce qui rend son utilisation comme délesteur encore plus simple et directe !
Penchons-nous donc maintenant sur tous les paramètres dont le module dispose.
Gestion du délestage
[box type= »info » ]Rappelons tout d’abord ce qu’est le délestage. Quand vous souscrivez à un abonnement d’électricité, vous avez une puissance maximum autorisée. Si vous dépassez cette puissance maximum, automatiquement votre compteur électrique disjoncte. Afin de conserver une puissance souscrite le plus bas possible, on fait du délestage qui consiste à détecter automatiquement le dépassement de consommation et à couper certains circuits.[/box]
Le module SmartMeter est plutôt bien conçu pour le délestage puisqu’il permet d’utiliser les deux relais externes pour couper un ou plusieurs circuits pour une durée déterminée.
Par exemple, vous pouvez couper le chauffe eau pendant 15min si vous voyez que la puissance maximum est atteinte. Au bout de 15min, on remet le chauffe eau en route, et le SmartMeter vérifie alors la consommation. Si tout est rentré dans l’ordre, on peu soit continuer à couper le même circuit, soit couper un autre circuit pour 15min. Ainsi cela permet de conserver un service minimum sans pour autant par exemple ne plus avoir d’eau chaude dans la maison.
Paramétrages Z-Wave disponibles pour le Smart Meter
Réglages généraux
Paramètre n° 7 : fonctionnement de l’interrupteur
Il est possible de sélectionner lequel des deux relais est contrôlé par le bouton externe, et si ce bouton externe est de type poussoir ou bi-stable.
- 0 : désactivé. L’interrupteur, s’il est branché, n’a aucun effet
- 2 : contrôle du relais infrarouge externe – bouton poussoir mono-stable.
- 3 : contrôle du relais infrarouge externe – interrupteur bi-stable
- 4 : contrôle du relais externe filaire – bouton poussoir mono-stable
- 5 : contrôle du relais externe filaire – interrupteur bi-stable
Pour le réglage « mono-stable », le relais choisi est commuté à chaque appui sur le bouton poussoir.
Pour le réglage « bi-stable », les deux positions de l’interrupteur correspondent à un « on » et un « off » pour le relais choisi.
Paramètre n° 10 – Activation de la fonction ALL ON/ALL OFF
Si vous avez d’autres modules Qubino, vous êtes déjà familier avec cette fonction, qui permet d’indiquer au module de quelle manière il doit se comporter s’il reçoit une instruction ALL ON / ALL OFF dans le réseau Z-Wave. Ce sont souvent des ordres d’urgence qui ne sont que très rarement transmis dans le réseau, mais assurez-vous qu’aucun circuit « vital » n’est coupé automatiquement.
- 255 – ALL ON activé, ALL OFF activé (valeur par défaut)
- 0 – ALL ON désactivé, ALL OFF désactivé
- 1 – ALL ON désactivé, ALL OFF activé
- 2 – ALL ON activé, ALL OFF désactivé
Paramètre n° 11 – Extinction automatique du relais externe infrarouge après un délai défini
Définissez un délai au bout duquel le relais externe infrarouge est automatiquement éteint après un allumage (quelle que soit la provenance de la commande d’allumage : bouton, module associé, contrôleur Z-Wave…)
- 0 : Extinction automatique désactivée
- 1 – 32535 : temps spécifié en secondes au bout duquel le relais est éteint (exemple : valeur 120 = quand il est allumé, le relais s’éteint au bout de 2 minutes)
Paramètre n° 12 – Allumage automatique du relais externe infrarouge après un délai défini
Définissez un délai au bout duquel le relais externe infrarouge est automatiquement allumé après une extinction (quelle que soit la provenance de la commande d’extinction : bouton, module associé, contrôleur Z-Wave…).
- 0 : Allumage automatique désactivée
- 1 – 32535 : temps spécifié en secondes au bout duquel le relais est allumé (exemple : valeur 120 = quand il est éteint, le relais s’allume au bout de 2 minutes)
Paramètre n° 13 – Extinction automatique du relais externe filaire après un délai défini
Identique au paramètre 11, mais pour le relais filaire au lieu du relais infrarouge.
Paramètre n° 14 – Allumage automatique du relais externe filaire après un délai défini
Identique au paramètre 12, mais pour le relais filaire au lieu du relais infrarouge.
Paramètre n° 40 – Rapport sur la puissance en Watts selon un changement de puissance
Permet de définir à partir de quel seuil de changement de puissance mesurée le module envoie les informations au contrôleur Z-Wave.
La valeur (de 1 à 100) correspond à un pourcentage (1 % à 100 %) avec une valeur par défaut de 10 %. Il est possible de désactiver le rapport de puissance selon variation avec la valeur 0 à ce paramètre.
Lorsque le module envoie un rapport de puissance en Watts, il enverra également les valeurs de V (Tension), A (Intensité), facteur de puissance et kVar (puissance réactive).
Paramètre n° 42 – Rapport sur la puissance en Watts à un intervalle de temps défini
Permet de définir un intervalle de temps fixe (entre 1 et 32535 secondes), pour lequel un rapport d’énergie est envoyé (quelle que soit la variation de puissance).
Par défaut, ces rapports sont désactivés (valeur = 0). L’intervalle qu’il est possible de choisir est entre 1 et 32535 secondes (par exemple, valeur 60 = un rapport toutes les minutes).
Attention à ne pas faire des rapports trop réguliers pour éviter de gêner la transmission d’autres communications Z-Wave.
Réglages liés au délestage
Nous abordons ici les fonctions de délestage. Ces paramètres consistent à déterminer une puissance maximale, un délai d’extinction du relais, et le choix du relais à éteindre.
Ces trois paramètres, 110, 111 et 112, fonctionnent ensemble pour le délestage.
Paramètre n° 110 – Puissance max déclenchant l’extinction automatique
La valeur correspond à une mesure de puissance maximale (1 – 15 000) en watts (W), qui déclenche l’extinction des relais selon les paramètres n°111 et 112.
Par défaut, cette fonction est désactivée (valeur = 0).
Il est possible de spécifier la puissance maximale de à 1 W – 15 000 W. Une fois cette puissance dépassée, le relais est éteint.
Paramètre n° 111 – Délai d’extinction automatique
Cette valeur est le délai en secondes pendant lequel le relai est éteint (selon les valeurs définies aux paramètres n°110 et 112) avant de redémarrer le module, de 30 à 32535 secondes.
La valeur par défaut est 30 secondes (valeur = 30).
- 30 – 32535 = délai de 30 s à 32535 s.
N.B. : s’agissant de délestage, il n’est pas possible de faire en sorte que le relais reste perpétuellement éteint.
Paramètre n° 112 – Choix de relai(s) à éteindre
Ce paramètre détermine quel(s) relai(s) éteindre lorsque le seuil est atteint.
Le mode de fonctionnement par défaut est la valeur 0, qui consiste à essayer d’éteindre les relais l’un après l’autre tant que la puissance limite est dépassée.
- 0 : alterne entre les deux relais (éteint d’abord le relai 1 : si après rallumage, la puissance mesurée est toujours au-delà de la limite, éteint le relais 2…)
- 1 : toujours éteindre uniquement le relai 1 (relais externe IR)
- 2 : toujours éteindre uniquement le relai 2 (relais externe filaire)
- 3 : toujours éteindre les deux relais (relai 1 et relai 2)
Lecture de mesures effectuées par le Smart Meter
Enfin, les paramètres suivants sont en lecture seule. Ils ne peuvent pas être modifiés mais donnent des informations sur le module et sur les mesures qu’il effectue.
La plupart des valeurs seront remontées dans l’interface de la box domotique, mais cela peut être une manière supplémentaire d’obtenir des valeurs, notamment celles qui ne sont pas récupérées directement.
- Paramètre n° 130 – Numéro de série
- Paramètre n° 131 – N° de référence du logiciel
- Paramètre n° 132 – N° de référence du matériel
- Paramètre n° 140 – Tension U1 en V
- Paramètre n° 141 – Intensité I1 en A
- Paramètre n° 142 – Puissance Active Totale (Pt) en W
- Paramètre n° 143 – Puissance Réactive Totale (Qt) en kVAR
- Paramètre n° 144 – Facteur de puissance Total en PFt
- Paramètre n° 145– Compteur d’énergie 1 – Puissance active accumulée (entrée) en Kwh
- Paramètre n° 146– Compteur d’énergie 2 – Puissance réactive accumulée en kVARh
- Paramètre n° 147– Compteur d’énergie 3 – Puissance active accumulée en KVAh
- Paramètre n° 148– Compteur d’énergie 1 – Puissance active accumulée (sortie)
Conclusion : le Smart Meter, l’allié des économies d’énergie !
Comme nous l’avons vu au cours de cet article, le Smart Meter est un module très bien pensé pour faire de la mesure d’énergie et du délestage. L’installation est simple, et pour peu qu’on ait un contrôleur Z-Wave compatible, les mesures sont directement accessibles. Nous apprécions particulièrement le fait que les manœuvres Z-Wave soient très aisées : l’inclusion automatique dès l’alimentation du module, et les opérations d’appairage clairement accessible grâce à la LED et au bouton S directement accessible sur la façade du module rail DIN (sans même avoir à enlever le capot avant du panneau électrique !
De plus, les deux modules rail DIN proposés en complément du Smart Meter peuvent apporter une grande valeur ajoutée en permettant de faire du délestage manuellement ou automatiquement. C’est bien une réflexion globale qui a été menée pour les trois modules, ce qui fait qu’ils sont parfaitement intégré au fonctionnement du Smart Meter. Les modules en eux-mêmes proposent toutes les fonctions qu’on pourrait attendre de leur part : lecture claire de l’état actuel des relais, et pour le module infrarouge, possibilité de commuter les relais.
Bref, avec l’hiver qui approche et qui fait généralement monter la consommation électrique, le Smart Meter peut être un allié de poids pour la chasse au gaspillage électrique et l’optimisation des dépenses énergétiques !
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Lucas
