SmartMeter, gestion de consommation électrique

Généralité

Sujet du projet : Amélioration du SmartMeter

Fait par : Haroun Abdelali & Charlène Dacosta Neto

Encadrants : Xavier Redon, Alexandre Boé

Industriel : Guillaume Renault

Contexte

La consommation d'énergie est un poste de dépense qui prend de l'importance et pèse de plus en plus sur les factures d’électricité des particuliers. Aujourd'hui , mesurer en continu ses consommations énergétiques est devenu indispensable. Créer un outil de mesure permettrai au particulier de visualiser l'impact de ses gestes, d'établir des prévisionnels financiers et d'adopter un comportement éco-responsable dans le but d'obtenir un bâtiment à basse consommation d'énergie

Cahier des charge

Objectif

Reprise du sujet sur la surveillance de la consommation d'appareil électrique via un circuit spécialisé dans la mesure de température, de courant et de tension avec envoi des données par micro-contrôleur sur un support radio hertzien.

Carte électronique

Schematic du circuit

Description

Ce sujet a déjà été traité par les étudiants Thomas Ederlé & Sylvain Fossaert [(ici)] , Les améliorations à apporter seront :

- Détection des "phases" de l'appareil (éteint, en veille ou en marche) et gestion intelligente de son alimentation (arrêt lors des veilles, mise en place de période d'allumage ou d'extinction).

- Amélioration du calibrage réalisé l'année dernière.

- Miniaturisation du circuit.

- Passer de la technologie AVR à la technologie NRG de panstamp (supporte l'update "over the air", plus des fréquences RF et le cryptage AES entre autre).

- Modélisation 3D d'un boitier adapté puis fabrication via l'imprimante 3D du FABLAB.

Solutions envisageables

Après un certain nombre de lecture du Rapport fait par Thomas Ederlé & Sylvain Fossaert ainsi qu'une recherche sur les PanStamp [[1]] [[2]] j'ai pensé, à titre hypothétique, aux solutions suivantes:

• Une récupération des données (Puissance apparente) à partir du circuit intégré "MAXIM 78M6610" permettrait d'appliquer des conditions sur la valeur de la mesure (ie: si nulle alors l'appareil en question est éteint, si positif et inférieur d'une valeur X alors l'appareil est en veille; sinon en fonctionnement normal)

• Une nouvelle architecture de la carte électronique (emplacement des composants TOP-BOTTOM et Routage) avec, éventuellement, une diminution des épaisseurs de la partie commandes, pourraient minimiser le circuit.

• Une étude sur le calibrage des capteurs [[3]]et sur la différence entre les PanStamp NRG et ceux en AVR est en cours d'acquisition afin de pourvoir répondre convenablement au cahier des charge.

Liste de matériel nécessaire

Composants	Liens vers fournisseurs	Prix unitaire	Quantité pour 1 robot
Panstamp NRG2 (863-873Mhz)	[4]	15.33€	2
Transformateur Maxim 78M6610+LMU	[5]	6.86€	1
Oscillateur Quartz 20Mhz	[6]	1.34€	1
Résistances à couches épaisses CMS - 0603 - 100ohms	[7]	0.031€	1 paquet de 50
Résistances à couches épaisses CMS - 0603 - 750ohms	[8]	0.018€	1 paquet de 50
Résistances à couches épaisses CMS - 0603 - 1Kohms	[9]	0.008€	1 paquet de 50
Résistances à couches épaisses CMS - 0603 - 10Kohms	[10]	0.023€	1 paquet de 50
Résistances à couches épaisses CMS - 0603 - 1Mohms	[11]	0.022€	1 paquet de 50
Résistance de shunt CMS - 0603 - 0,004ohms	[12]	0.83€	1 paquet de 5
Condensateurs céramique multicouche CMS - 0603 - 1uF	[13]	0.0744€	1 paquet de 10
Condensateurs céramique multicouche CMS - 0603 - 0,1uF	[14]	0.0146€	1paquet de 10
Condensateurs céramique multicouche CMS - 0603 - 18pF	[15]	0.0126€	1 paquet de 10
Leds rouge CMS	http://fr.farnell.com/rohm/sml-310vtt86l/led-0603-rouge/dp/1685064	0.263€	12
Borniers de puissance	[16]	0.61 €	2
Ralange électrique	[17]	10.44€	1

Avancement du projet

Prise de contact avec les encadreurs par mail

Suite à un échange de courriel avec nos encadreurs, nous avons pu prendre connaissance du cahier des charges et avoir une premières réflexions

Réunion n°1, le 27/01/2016 : Réflexion sur le sujet

Présents : Haroun Abdelali, Charlène Dacosta Neto
Nous avons convenu pour une première étape d'essayer de miniaturiser le circuit, en utilisant un matériel moins volumineux notamment le transformateur et aussi en optimisant le routage de la carte
Les composants du SmartMeter qui sont déjà optimisés seront conservés tel que le circuit intégré (78M6610+LMU), en revanche le Panstamp et les leds ainsi que d'autres composants passifs (résistance et condensateur) seront à modifier

La recherche d'une alternative de transformateur nous a révélé quelques solutions telles que l'utilisation du transformateur intégré dans les chargeurs de téléphone portable ou des transformateur adaptant la technologie [redresseur,hacheur,MLI], mais Avec monsieur Boé nous avons admis que le transformateur du circuit original est de taille satisfaisante et que le marché n'en propose pas plus petit autour du même prix

Afin de préparer la prochaine réunion nous avons étudier le circuit avec cette fois-ci l'objectif d'instaurer la liste du matériel nécessaire ce qui est illustré dans la rubrique "Matériel Nécessaire" ci-dessus