Le module compteur d'énergie PZEM004T est un dispositif qui permet de mesurer la tension, le courant, la fréquence, la puissance active, l'énergie active et le facteur de puissance   d'un circuit électrique ou d’un appareil fonctionnant avec du courant alternatif. Il se compose d'un module principal qui se connecte à une carte Arduino UNO par une liaison série, et d'un transformateur de courant. Le module principal dispose de quatre broches : 5V, GND, Rx et Tx.

Le transformateur de courant est équipé d’un capteur de courant à effet Hall qui se place autour du fil conducteur du circuit à mesurer. Il mesure le champ magnétique créé par le courant électrique qui traverse le conducteur. Ce champ magnétique est ensuite converti en une tension électrique proportionnelle au courant qui circule dans le fil. Cette tension est envoyée à la carte électronique du module qui l’utilise pour calculer la puissance active, le facteur de puissance, la fréquence et l'énergie.

Spécifications du module

Matériels requis

Pour réaliser le câblage du module PZEM 004T avec Arduino, il nous faut le matériel suivant :

-         Le module PZEM 004T

Module PZEM-004T

-         Le transformateur de courant

Transformateur de courant

-         Une carte Arduino UNO

Carte Arduino UNO

-         Un câble USB pour connecter l’Arduino au PC

Câble USB A-B

-         Quatre fils de connexion mâle - femelle pour relier le module PZEM 004T à l'Arduino UNO

Connecteurs mâle - femelle

-         Un câble électrique avec une fiche CE standard pour brancher le module PZEM 004T au secteur une fiche femelle pour brancher un appareil dont on veut compter l’énergie.

Fiche CE standard et fiche femelle

-         Un tournevis

Tournevis

NB : Tout le matériel utilisé est disponible sur le site de YoupiLab (youpilab.com)

Plan de câblage

Connection entre le PZEM004T et l’Arduino UNO

Connection entre le PZEM004T et l’Arduino UNO

Plan de Connection entre le PZEM004T et l’Arduino UNO

Connection entre le PZEM004T et la fiche CE et la prise murale

 Le transformateur de courant a deux fils qui se branchent sur les bornes AC du module principal. Il faut faire passer le conducteur de la prise à l'intérieur du transformateur pour que le module puisse détecter le courant qui le traverse.

Connection entre le PZEM004T et la fiche CE et la prise

Utilisation du PZEM-004T avec Arduino pour récupérer les données

Voici les étapes à suivre pour utiliser du module PZEM-004T avec Arduino :

-         Télécharger et installer l'IDE Arduino sur votre ordinateur. L'IDE Arduino est un logiciel qui vous permet d'écrire, de compiler et de téléverser du code sur votre carte Arduino. Voici un lien pour télécharger l’IDE Arduino :  Software | Arduino

-         Brancher votre carte Arduino Uno à votre ordinateur via un câble USB. Vous devez également brancher le module PZEM-004T à votre carte Arduino en suivant le plan de câblage montré précédemment.

-         Lancer l'IDE Arduino et créer un nouveau projet. Vous pouvez le faire en cliquant sur le menu "Fichier" puis sur "Nouveau". Vous verrez alors apparaître une fenêtre avec un éditeur de code vide.

-         Télécharger et installer la bibliothèque PZEM004Tv30 pour utiliser le module PZEM-004T dans l’IDE Arduino. Voici un lien pour télécharger la bibliothèque

https://downloads.arduino.cc/libraries/github.com/mandulaj/PZEM004Tv30-1.1.2.zip

-         Inclure les bibliothèques nécessaires pour communiquer avec le module PZEM-004T. Vous devez copier les lignes suivantes au début de votre code :

#include <PZEM004Tv30.h>

#include <SoftwareSerial.h>

Ces lignes indiquent à l'Arduino d'utiliser les fichiers PZEM004Tv30.h et SoftwareSerial.h, qui contiennent les fonctions pour lire les données du capteur et créer un port série logiciel.

-         Définir les broches utilisées pour le port série logiciel. Vous devez copier la ligne suivante après les lignes précédentes :

SoftwareSerial pzemSWSerial (8, 9) ;

Cette ligne crée un objet de type SoftwareSerial nommé pzemSWSerial, en passant les broches 8 et 9 en paramètres. Ces broches doivent être connectées aux broches Tx et Rx du module PZEM-004T respectivement.

-         Créer un objet de type PZEM 004Tv30 nommé pzem, en passant l'objet pzemSWSerial en paramètre. Vous devez copier la ligne suivante après les lignes précédentes :

PZEM004Tv30 pzem(pzemSWSerial);

Cette ligne permet d'utiliser les fonctions de la bibliothèque PZEM004Tv30 pour interagir avec le module PZEM-004T.

-         Écrire la fonction setup(), qui sert à initialiser les paramètres du programme. Vous devez copier les lignes suivantes après les lignes précédentes :

void setup() {

  Serial.begin(115200);

}

Cette fonction est exécutée une seule fois au démarrage de l'Arduino. Elle initialise le port série matériel de l'Arduino, en utilisant une vitesse de transmission de 115200 bauds. Ce port série sera utilisé pour afficher les données sur le moniteur série de l'IDE Arduino.

-         Écrire la fonction loop(), qui contient la logique principale du programme. Vous devez copier les lignes suivantes après les lignes précédentes :

           void loop() {

  // Lit les données du capteur

  float voltage = pzem.voltage();

  float current = pzem.current();

  float power = pzem.power();

  float energy = pzem.energy();

  float frequency = pzem.frequency();

  float pf = pzem.pf();

  // Vérifie si les données sont valides

  if(isnan(voltage)){

      Serial.println("Erreur de lecture de la tension");

  } else if(isnan(current)){

      Serial.println("Erreur de lecture du courant");

  } else if(isnan(power)){

      Serial.println("Erreur de lecture de la puissance");

  } else if(isnan(energy)){

      Serial.println("Erreur de lecture de l'énergie");

  } else if(isnan(frequency)){

      Serial.println("Erreur de lecture de la fréquence");

  } else if(isnan(pf)){

      Serial.println("Erreur de lecture du facteur de puissance");

  } else {

      // Affiche les valeurs sur le moniteur série

      Serial.print("Tension: ");     Serial.print(voltage);     Serial.println("VAC");

      Serial.print("Courant: ");     Serial.print(current);     Serial.println("A");

      Serial.print("Puissance: ");   Serial.print(power);       Serial.println("W");

      Serial.print("Energie: ");     Serial.print(energy,3);    Serial.println("kWh");

      Serial.print("Fréquence: ");   Serial.print(frequency,1); Serial.println("Hz");

      Serial.print("Facteur de puissance: ");   Serial.println(pf);

  }

  Serial.println();

  delay(2000);

}

Cette fonction est exécutée en boucle tant que l'Arduino UNO est alimenté. Elle lit les données du capteur en utilisant les fonctions de la bibliothèque PZEM004Tv30, vérifie si les données sont valides en utilisant la fonction isnan(), et affiche les valeurs sur le moniteur série avec des unités appropriées. Elle crée également un délai de 2 secondes avant de recommencer la boucle.

-         Compiler et téléverser le code sur votre carte Arduino. Vous pouvez le faire en cliquant sur le bouton "Vérifier" puis sur le bouton "Téléverser" dans la barre d'outils. Vous devez également sélectionner le type de carte (Arduino Uno) et le port série (COM) correspondant à votre connexion dans le menu "Outils". Si tout se passe bien, vous verrez un message "Téléversement terminé" dans la fenêtre du bas. Vous pourrez alors ouvrir le moniteur série en cliquant sur le bouton "Moniteur série" dans la barre d'outils. Vous devriez voir les données du capteur s'afficher toutes les 2 secondes

Montage du module PZEM 004T avec Arduino UNO

Nous avons vu dans ce tutoriel comment utiliser le module compteur d’énergie PZEM 004T avec Arduino. Ce module est un outil intéressant pour relever des données énergétiques de vos circuits ou appareils fonctionnant avec du courant électrique alternatif. Vous pouvez l’utiliser pour effectuer des mesures de courant, surveiller votre consommation électrique, détecter des surcharges électriques, contrôler la puissance de vos équipements.