Linky affichage déporté

Mis à jour : 14 déc. 2020


Dans ce tutoriel nous allons construire de A à Z un petit boitier sympathique qui va permettre l'affichage déporté d'un compteur #Linky, et sans aucun branchement sur le 220v: le système étant auto-alimenté par la prise TIC du compteur. Il va permettre de voir en temps réel sa consommation en W et kWh sans avoir à descendre dans le garage ou le sous-sol dans lequel le boîtier est souvent isolé.


Tous les détails techniques sont décris dans le Github du projet. Je vais ici ne décrire que la réalisation #opensource pas à pas. Ce projet est réalisé en collaboration avec Garatronic.fr qui a conçu le microcontrôleur PYBStick26 utilisé.



Matériel nécessaire



  • 1 micro-contrôleur PYBStick26, un modèle Lite est suffisant. C'est le cœur de notre système, programmée en microPython, capable de décoder le signal UART 1200 bauds fourni par la prise TIC du compteur Linky, alimenté de son propre système de régulateur de tension et très peu gourmand en énergie (l'alimentation par la prise TIC étant limitée à 130mw)

  • 1 câble 3 fils monobrun (sections 1 à 1.5 mm) bon marché, à relier à la prise TIC du compteur Linky. Vous pouvez y aller avec la distance moi j'ai mis 5m ça fonctionne sans pb.

  • 2 pin header mâles 13 pins 2,54mm (ne pas utiliser les header femelles qui sont fournies avec la PYBStick26).

  • 1 bornier à vis à souder type phoenix, 3 pin 2.54mm pour raccorder les 3 fils de la prise TIC (I1, I2, A)

  • 2 diodes transil bidirectionnelles 16v DO-15

  • 1 opto-coupleur Vishay K814P

  • 1 résistance 1kΩ (ou entre 1kΩ et 1.2 kΩ)

  • 1 résistance 4.7kΩ (ou entre 2.8kΩ et 4.7kΩ)

  • 4 diodes 1N4148

  • 1 condensateur électrolyte polarisé 100uF 25V

  • 1 écran OLED I2C 0.96" 128*64 pixels, équipé de 4 pin mâles 2.54mm

  • 1 carte PCB à faire fabriquer à partir des fichiers GERBER zippés fournis dans le Github du projet (dossier GERBER)

  • 1 boitier à imprimer avec une imprimante 3D en PLA, composé de 3 parties: rehausse boutons, coque basse et coque haute. Les fichiers STL sont à disposition dans le Github du projet (dossier FreeCad)

  • optionnel: 4 vis M.2.5 (le boîtier et toute l'électronique sont fermement maintenus sans les vis).


Impression du boitier 3D



Les 3 parties du boitier peuvent s'impriment en couches de 0.2mm, ça dure environ 1h45. Bien veiller à positionner les coques face contre le plateau, et ne pas oublier de cocher l'option "avec support d'impression partout" c'est nécessaire pour imprimer correctement le passage du branchement à la TIC.

La face avant de la coque haute fourmille de détails (logo robot, indications et passage pour branchements prise TIC, contour de l'écran et découpe des boutons): il est important de vérifier l'impression de la première couche que rien n'est écrasé, sinon réajustez bien l'offset de l'axe Z de votre imprimante.


Lorsque les 3 parties du boîtier sont imprimées, avant de souder quoi que ce soit sur la carte vérifiez qu'elle rentre bien pile poil à raz bord de la coque basse. Il y a sûrement des bavures à gratter un peu sur les 4 plots avant qu'elle ne rentre sans aucune gêne: tout est calculé au mm près pour en encombrement minime (la carte mesure 5 cm sur 3.5 cm). Si elle ne rentre pas bien sans reposer sur les supports, vous ne pourrez pas fermer le boitier.



Soudure des composants sur la carte


Attention il a un ordre et quelques astuces à bien respecter pour éviter de se retrouver piégé à ne pas pouvoir souder le petit écran OLED.


Il faut d'abord souder les composants au dessus: le pont redresseur (attention au sens des petites diodes 1N4148 en respectant bien la sérigraphie, et de la capacité: la patte la plus longue vers le +), l'opto-coupleur (attention au sens: le petit méplat doit correspondre à la sérigraphie), les 2 grosses diodes transil (peu importe le sens car elles sont bidirectionnelles), le connecteur phoenix (dans le bon sens: on doit pouvoir y brancher les fils de la prise TIC depuis l'extérieur de la carte).


A ce stade je conseille de ne pas souder tout de suite les deux résistances mais de les positionner fermement en tordant les pattes par dessous. En effet il se peut qu'il vous faille ajuster les valeurs en fonction de votre compteur: moi j'ai du y aller à tâtons et le couple 1k (entrée opto-coupleur) + 4.7k (pull-up sortie opto-coupleur)) a fonctionné pour moi, mais pour d'autres compteurs la résistance de 1k peut varier entre 470 et 1.2k, tandis que l'autre en pull-up varie entre 2.8k et 10k: nos compteurs linky ne sont visiblement pas tous identiques! Il faudra d'abord procéder aux tests comme expliqué sur le Github du projet pour être certain de souder les bonnes valeurs. Dans le pire des cas elles peuvent se dessouder plus tard, mais une fois l'écran en place il faut des doigts de fée pour retirer et replacer une résistance.



Vous pouvez ensuite souder les 2 pin header 1*13 à positionner sous la carte, en vous aidant d'une platine breadboard pour pouvoir les souder parfaitement perpendiculaires à la carte, ou bien utiliser la PYBStick. Il ne faut pas encore souder la PYBStick26 sur les 2 rangées de pinHeaders, sinon vous serez piégés à ne pas plus pouvoir souder l'écran OLED ... (en fait c'est possible mais c'est galère).


Vous pouvez ensuite souder l'écran OLED, là il faut se concentrer sur les consignes. Il faut bien comprendre que les 4 pins doivent être soudées à fleur du PCB et ne pas ressortir de l'autre côté, sinon elles vont toucher l'USB de la PYBStick et faire un court-circuit à la masse. D'autre part l'écran doit être le plus horizontal possible. Pour se faire, utilisez un petit bout de carton plié en deux à mettre sous l'écran pour le maintenir horizontal lorsque vous soudez de l'autre côté. Une fois les soudures faites: retirer le carton, sectionnez bien les éventuels bouts qui dépassent, et vous pouvez éventuellement mettre un petit bout de chatterton pour isoler les soudures qui seront proches de l'USB de la PYBStick26.


Lors de mes essais, j'ai fait fumer une PYBStick26 (à cause des pics assassins à 20v sur ma prise TIC, d'où les deux diodes transils qui ont été ajoutées pour limiter la tension à 15v), et il m'a fallu faire avec une autre PYBStick26 que j'avais en stock et sur laquelle j'avais déjà soudé les pinheaders: j'ai réussi à souder l'écran OLED avec la présence de la PYBStick26 déjà soudée. C'est galère mais on y arrive quand même ....

On y est presque: il reste à souder la PYBStick26 par dessous, sur les 2 rangées de pin header 1*13, en orientant la sortie USB vers les soudures de l'écran OLED. Mais avant de la souder installez d'abord tous les scripts micropython et dépendances comme expliqué sur le Github. Déposez bien tous les fichiers fournis à la racine de votre PYBStick (inutile de recréer le répertoire /microPython). Ensuite n'oubliez pas de positionner la rehausse de boutons imprimée 3D: la partie basse rectangulaire doit se retrouver coincée à plat entre le PCB et les 2 petits boutons poussoirs de la PYBStick. N'hésitez pas à gratter les bavures d'impression 3D s'ils sont difficiles à rentrer dans les trous du PCB: normalement ils rentrent sans gêne.


Lorsque vous soudez la PYBStick26, vérifiez que vous n'avez pas totalement écrasé les boutons poussoirs avec la rehausse qui doit tout juste être positionnée au dessus des boutons, et allez-y mollo avec la soudure: pas besoin de faire des gros pattés qui risquent de mettre 2 pin en court-circtuit ou de griller la couche de verni protectrice en provoquant des court-circuits avec les petits via vers la masse: no stress une petite pointe de soudure de bonne qualité avec une bonne pane chauffé à 380° / 400°C maintenu pendant 2 à 3 secondes, à répéter 26 fois et c'est parfait.


Avant de brancher les 3 fils de la prise TIC sur le connecteur phoenix,

  1. contrôlez vos soudures et vérifier surtout qu'il n'y a aucun court-circuit entre Vcc et GND (se contrôle facilement depuis 2 pins de l'écran OLED). Vérifiez bien que la pin Vin (pin N°4) est bien reliée à la patte + du condensateur au centre du pont de diodes (se reporter au schéma électrique du Github).

  2. Si aucun court-circuit n'est détecté: branchez l'USB sur un port USB d'un ordinateur (sans relier la prise TIC): le système doit démarrer et vous devez voir afficher des "xxxxxx" sur l'écran OLED: c'est bon signe. Les "XXXX" disparaissent quand le système arrive à décoder les informations de la prise TIC.


C'est le moment de vérité: débranchez la carte de votre ordinateur, et reliez la prise TIC de votre compteur Linky sur la prise phoenix en respectant bien la sérigraphie I1, I2 et A. N'allez surtout pas y mettre du 220v ?!! Mais souvenez-vous que les résistances ne sont pas encore soudées donc assurez vous qu'elles sont bien en contact avec la carte. Si vous ne voyez que du XXXXXX à l'écran c'est qu'il vous faut ajuster le jeu de résistances, je conseille de commencer par baisser celle de 4.7k d'abord.


Maintenant vous pouvez débrancher les 3 fils TIC et souder vos résistances, puis assembler le boitier qui rentre tout juste au mm près. La carte doit rentrer dans les 4 plots en la maintenant le plus droit possible: attention à ne pas tordre l'écran qui doit rester horizontal, car si les soudures de l'écran touchent l'USB de la PYBStick26 ça ne va pas fonctionner longtemps .... Vous constaterez à quel point les 4 vis sont optionnelles: tout tient parfaitement en place. Pour refermer le boîtier je conseille de commencer à positionner la partie haute, et ensuite de clipser la partie basse en forçant, j'ai utilisé un petit tournevis plat pour aider à faire rentrer les coins, jusqu'à ce que ça fasse "clac" et c'est bon.


Vous pouvez utiliser une vis ou un double scotch à l'arrière du boitier pour le positionner contre un mur. Les deux boutons servent à:

  • modifier le contraste (100%, 50%, 25%, Off) si vous ne voulez pas qu'il reste allumé à 100% 7J/7 24h/24.

  • faire défiler deux écrans: l'un qui affiche les données de puissance en temps réel (selon votre abonnement vous pouvez soit voir un seul index total "TH" en kWh, soit voir l'index heure creuse "HC" et heure pleine "HP"), et un autre écran qui affiche quelques données contractuelles.


Rq: En théorie la puissance fournie par la TIC est en VA (Volt-Ampère) et non pas en W (Watt), mais bon la différence entre les Volt-Ampère et les Watts n'est pas simple à comprendre, et je trouve que "W" ça parle plus à tout le monde, et prend moins de place sur l'écran ;-)



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