monRouteurSolaire v1.0

📄 Description

Routeur solaire intelligent ESP32 pour optimisation autoconsommation photovoltaïque. Route le surplus de production vers un chauffe-eau résistif avec modulation TRIAC 0-100%. Interface web temps réel, écran OLED, 4 capteurs température DS18B20, récupération production SolarEdge API.

Plateforme : ESP32 DEVKIT V1
Framework : Arduino
Version : 1.0.0

🎯 Fonctionnalités

Routage intelligent surplus solaire → chauffe-eau résistif
Dimmer TRIAC 24A-600V modulation puissance 0-100% (découpage d'onde)
Serveur web asynchrone (ESPAsyncWebServer, mDNS routeurSol.local)
API REST complète (/api/status, /api/command, /api/config)
Server-Sent Events (SSE) mises à jour temps réel
SolarEdge API récupération production PV HTTPS
Écran OLED SSD1306 128x64 (U8g2) - affichage status
4x DS18B20 températures eau/air/PAC/interne
Multi-threading FreeRTOS 2 cores ESP32 (dimmer core0, web core1)
WiFi Manager configuration sans fil (ESPAsyncWiFiManager)
NTP synchronisation temps automatique
Authentification sessions utilisateurs avec cookies
Marche forcée programmable (heures creuses)
ESP-NOW optionnel communication PAC sans fil

🏗️ Architecture

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  Navigateur Web / Mobile                         │
│           (http://routeurSol.local ou IP ESP32)                  │
└────────────────┬────────────────────────────────────────────────┘
                 │ HTTP/REST API + SSE
                 ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      ESP32 DEVKIT V1                             │
│              (Dual-Core 240MHz, 320KB RAM, 4MB Flash)            │
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  │  Core 1 (loop principal)                                    │
│  │  - AsyncWebServer (port 80)                                 │
│  │  - Routes API REST (/api/*)                                 │
│  │  - SSE (/routeurEvents, /routeurParamsEvents)               │
│  │  - NTPClient synchronisation                                │
│  │  - SolarEdge API polling (5 min)                            │
│  │  - Écran OLED update (1 sec)                                │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  │  Core 0 (coreTask - temps réel)                             │
│  │  - TRIAC dimmer control (interruptions 100µs)               │
│  │  - Zero-crossing detection (10ms)                           │
│  │  - DS18B20 acquisition (1 sec)                              │
│  │  - Calcul puissance à router                                │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│                  │                         │                     │
└──────────────────┼─────────────────────────┼─────────────────────┘
         GPIO 18/19│              OneWire    │ I2C (21/22)
                   ▼                         ▼                     ▼
    ┌────────────────────┐    ┌───────────────────┐   ┌──────────────┐
    │  Dimmer TRIAC      │    │  4x DS18B20       │   │  OLED SSD1306│
    │  24A - 600V        │    │  - Eau ballon     │   │  128x64 I2C  │
    │  Zero-cross detect │    │  - Air extérieur  │   │              │
    │  (pin 18)          │    │  - PAC            │   │  Status +    │
    │  Gate pulse        │    │  - Interne ESP32  │   │  Puissance   │
    │  (pin 19)          │    │                   │   │              │
    └─────────┬──────────┘    └───────────────────┘   └──────────────┘
              │
              ▼
    ┌─────────────────────┐
    │  Chauffe-eau        │
    │  Résistif           │
    │  (1500W - 3000W)    │
    │                     │
    │  Routage surplus    │
    │  production solaire │
    └─────────────────────┘

              ▲
              │ Production (HTTPS API)
    ┌─────────────────────┐
    │  SolarEdge API      │
    │  monitoring.        │
    │  solaredge.com      │
    │                     │
    │  currentPowerFlow   │
    └─────────────────────┘

📂 Structure du Projet

routeur solaire/
├── src/
│   ├── main.cpp                     # Point d'entrée (2101 lignes) ✅ DOCUMENTÉ
│   │                                # Setup: WiFi, NTP, OLED, TRIAC, API
│   │                                # Loop: core1 (web), core0 (dimmer)
│   │                                # 26+ fonctions avec headers @brief
│   ├── routeurWeb.cpp               # Serveur web AsyncWebServer (1564 lignes) ✅ DOCUMENTÉ
│   │                                # Routes API, SSE, authentification
│   │                                # 34 fonctions avec headers @brief
│   └── espnow.cpp                   # Communication ESP-NOW (377 lignes) ✅ DOCUMENTÉ
│                                    # 14 fonctions avec headers @brief
│
├── include/
│   ├── globalRouteur.h              # Constantes, structures config
│   ├── routeurWeb.h                 # Classe RouteurSolWebClass
│   ├── espnow.h                     # Classe EspNowClass (optionnel)
│   ├── solaredge.h                  # Certificat SSL API SolarEdge
│   └── Triac.h                      # Classe Triac (dimmer control)
│
├── html/                            # Sources HTML/CSS/JS
│   ├── index.html
│   ├── css/
│   └── js/
│
├── data/                            # Fichiers compilés Gulp (LittleFS)
│   ├── 404.html.lgz
│   ├── index.html.lgz
│   └── ...
│
├── scripts/
│   ├── add_comments_src.py          # Script auto commentaires fonctions
│   └── improve_comments_routeur.py  # Script amélioration commentaires (74 fonctions)
│
├── platformio.ini                   # Configuration PlatformIO
├── gulpfile.js                      # Build frontend (minify, gzip)
├── package.json                     # Dépendances Node.js
├── copilote-instructions.md         # Guide développeur complet
└── README.md                        # Ce fichier

## 📚 Documentation Code

Le code source est **intégralement documenté** avec headers Doxygen :

- **main.cpp** : 26 fonctions documentées (WiFi, SolarEdge, Config, Time, Control, Display)
- **routeurWeb.cpp** : 34 fonctions documentées (Routes API, SSE, Auth, Sessions)
- **espnow.cpp** : 14 fonctions documentées (Init, Send, Receive, Callbacks)

**Format headers :**
```cpp
/**
 * @brief Description concise de la fonction
 * @param paramName Description du paramètre
 * @return Description de la valeur retournée
 * @note Informations complémentaires
 */

Groupes fonctionnels main.cpp :

WiFi (6) : wl_status_to_string, WiFiConnect, startWiFi, ConnectWithStoredCredentials...
SolarEdge/HTTP (3) : getSolarEdgeValues, getSolarEdgeInfos, http_status_to_string
Config/SPIFFS (8) : loadConfiguration, saveConfiguration, listAllFilesInDir...
Time (3) : getNTPTime, dstOffset, calculDureeJour
Routeur Control (5) : marcheForceeSwitch, setRelayPac, handleButtonEvent...
Display/Web (3) : gestEcran, stopEcran, gestWeb


---

## 🔌 Matériel Requis

### Composants Essentiels

| Composant          | Référence           | Usage                           |
|--------------------|---------------------|---------------------------------|
| ESP32 DEVKIT V1    | Dual-core 240MHz    | Microcontrôleur principal       |
| Dimmer TRIAC       | 24A 600V AC         | Modulation puissance            |
| Zero-cross Detector| Optocoupleur        | Détection passage par zéro      |
| OLED SSD1306       | 128x64 I2C (0x3C)   | Affichage status                |
| DS18B20 (x4)       | OneWire             | Capteurs température            |
| Résistances 4.7kΩ  | Pull-up OneWire     | Bus OneWire                     |

### Pinout ESP32

| Pin GPIO | Fonction          | Description                          |
|----------|-------------------|--------------------------------------|
| 18       | TRIAC_ZC          | Zero-crossing detector (INPUT)       |
| 19       | TRIAC_GATE        | Gate TRIAC pulse (OUTPUT)            |
| 4        | DS18B20_DATA      | Bus OneWire (4x capteurs)            |
| 21       | I2C_SDA           | OLED SSD1306                         |
| 22       | I2C_SCL           | OLED SSD1306                         |

**⚠️ ATTENTION SÉCURITÉ :** Le dimmer TRIAC manipule du 230V AC. **Isolation galvanique obligatoire** entre ESP32 et TRIAC (optocoupleur). Ne jamais modifier le câblage sous tension.

---

## 🔧 Configuration

### `platformio.ini`

```ini
[env:esp32doit-devkit-v1]
platform = https://github.com/pioarduino/platform-espressif32/releases/download/stable/platform-espressif32.zip
board = esp32doit-devkit-v1
framework = arduino
monitor_speed = 115200

lib_deps = 
    ESPAsyncWiFiManager @ ^0.31
    AsyncTCP @ ^3.3.5
    ESPAsyncWebServer @ ^3.7.1
    NTPClient @ ^3.2.1
    Dimmable Light for Arduino @ ^2.0.1
    DallasTemperature @ ^4.0.4
    U8g2 @ ^2.36.5
    ArduinoJson @ ^7.3.0
    AceButton @ ^1.10.1

`globalRouteur.h` - Paramètres Clés

// Configuration système
#define MAX_USERS 5                    // Nombre max utilisateurs
#define MAX_WIFI 3                     // Nombre max réseaux WiFi
#define TZ_OFFSET 1                    // Fuseau horaire (GMT+1)

// Configuration routeur (dans struct configuartion_t)
char solarEdge[50];                    // API key SolarEdge
int volumeBallon;                      // Volume ballon (litres)
int puissanceBallon;                   // Puissance résistance (W)
char heureBackup[10];                  // HH:MM marche forcée
int tempEauMin;                        // Température min (°C)
boolean secondBackup;                  // Marche forcée secondaire
char heureSecondBackup[10];            // HH:MM seconde marche forcée

Endpoints API REST

Endpoint	Méthode	Description
`/api/status`	GET	État routeur (JSON)
`/api/command`	POST	Commande dimmer (power, mode)
`/api/config`	GET/POST	Configuration système
`/api/wifi`	POST	Configuration WiFi
`/routeurEvents`	SSE	Mises à jour temps réel
`/routeurParamsEvents`	SSE	Événements paramètres

🚀 Utilisation

1️⃣ Installation Dépendances Frontend

cd "/Users/ludovic1/Documents/PlatformIO/Projects/routeur solaire"
npm install

2️⃣ Build Frontend (Gulp)

# Minify et gzip des fichiers HTML/CSS/JS
npx gulp

# Les fichiers sont générés dans data/ (.lgz)

3️⃣ Compilation Firmware

~/.platformio/penv/bin/platformio run --environment esp32doit-devkit-v1

Résultats attendus :

RAM usage ~17% (55KB / 320KB)
Flash usage ~67% (1.4MB / 2MB)

4️⃣ Upload Firmware

~/.platformio/penv/bin/platformio run --target upload --environment esp32doit-devkit-v1

5️⃣ Upload Filesystem (LittleFS)

~/.platformio/penv/bin/platformio run --target uploadfs --environment esp32doit-devkit-v1

Contenu uploadé : fichiers data/*.lgz (HTML/CSS/JS compressés)

6️⃣ Moniteur Série

~/.platformio/penv/bin/platformio device monitor --environment esp32doit-devkit-v1

🌐 Premier Démarrage

Configuration WiFi (WiFiManager)

Brancher l'ESP32 via USB
Uploader firmware + filesystem (voir ci-dessus)
Redémarrer l'ESP32
L'ESP32 crée un point d'accès : RouteurSolaire-XXXXXX
Se connecter depuis smartphone/PC
Naviguer vers http://192.168.4.1
Sélectionner réseau WiFi et entrer mot de passe
Valider → ESP32 redémarre et se connecte au réseau

Configuration SolarEdge API

Obtenir API key :
- Connexion https://monitoring.solaredge.com
- Admin → API Access → Generate API Key
- Copier la clé (ex: 8INR9G7TVYP03QAMRMNKJYRNN0MTVJSQ)
Configurer dans l'interface web :
- /api/config → solarEdge: "VOTRE_CLE_API"
- Ou directement dans globalRouteur.h avant compilation

Configuration Ballon

Via interface web /api/config :

{
  "volumeBallon": 150,              // Volume en litres
  "puissanceBallon": 1500,          // Puissance résistance en W
  "tempEauMin": 50,                 // Température minimale °C
  "heureBackup": "20:00",           // Marche forcée heures creuses
  "secondBackup": false,            // Marche forcée secondaire
  "heureSecondBackup": "00:00"
}

Accès Interface Web

Via mDNS : http://routeurSol.local (macOS/Linux/iOS)
Via IP : Affichée sur OLED ou moniteur série (ex: http://192.168.1.42)

📊 Fonctionnement Routeur

Algorithme Principal (main.cpp core0)

// Récupération production solaire (API SolarEdge toutes les 5 min)
int productionPV = getSolarEdgeProduction();

// Récupération consommation maison (compteur ou estimation)
int consommationMaison = getConsommation();

// Calcul surplus disponible
int surplus = productionPV - consommationMaison;

// Si surplus > 0 → router vers chauffe-eau
if (surplus > 0) {
    // Calcul puissance à injecter (0-100%)
    int puissancePourcent = (surplus * 100) / puissanceBallon;
    puissancePourcent = constrain(puissancePourcent, 0, 100);
    
    // Commande dimmer TRIAC
    triac.setPower(puissancePourcent);
}

// Si température eau < tempEauMin ET heure = heureBackup
// → Marche forcée 100%
if (tempEau < config.tempEauMin && now() == heureBackup) {
    triac.setPower(100);
}

Modulation TRIAC (Triac.cpp)

Le dimmer TRIAC utilise la technique de découpage d'onde sinusoïdale :

Détection zero-crossing : Interruption GPIO 18 toutes les 10ms (50Hz)
Timer hardware : Interruption 100µs pour pulse précis
Pulse gate : Impulsion courte GPIO 19 pour amorcer TRIAC
Puissance 0% : Pas de pulse (TRIAC bloqué)
Puissance 50% : Pulse à 5ms (milieu demi-onde)
Puissance 100% : Pulse immédiat après zero-crossing

Avantages :

Modulation précise 0-100%
Pas de harmoniques basses fréquences
Compatible charges résistives
Rendement ~99%

🔍 Monitoring

Écran OLED (SSD1306)

Affichage temps réel :

┌──────────────────┐
│ RouteurSol v1.0  │
│ IP: 192.168.1.42 │
├──────────────────┤
│ Prod:  2500 W    │
│ Conso: 1200 W    │
│ Route: 1300 W    │
│ Dimmer:  87%     │
├──────────────────┤
│ Eau:   55.2°C    │
│ Air:   18.5°C    │
│ PAC:   22.1°C    │
└──────────────────┘

API REST `/api/status`

{
  "production": 2500,
  "consommation": 1200,
  "surplus": 1300,
  "dimmerPower": 87,
  "temperatures": {
    "eau": 55.2,
    "air": 18.5,
    "pac": 22.1,
    "interne": 45.3
  },
  "wifi": {
    "ssid": "MaisonWiFi",
    "rssi": -45
  },
  "uptime": 86400
}

Server-Sent Events (SSE)

Connexion temps réel pour mises à jour instantanées :

// JavaScript côté client
const evtSource = new EventSource('/routeurEvents');

evtSource.addEventListener('power', (event) => {
    const data = JSON.parse(event.data);
    console.log('Puissance routée:', data.power, 'W');
});

🛠️ Troubleshooting

Problème : WiFi ne se connecte pas

Solution :

Vérifier LED ESP32 clignote (mode WiFiManager)
Chercher réseau RouteurSolaire-XXXXXX
Si bloqué : presser bouton RESET physique
Moniteur série : [WiFi] Connecting...

Problème : Dimmer ne module pas

Diagnostics :

Zero-crossing détecté ?
- Moniteur série : [TRIAC] ZC detected
- Si non : vérifier pin 18 → optocoupleur ZC
Gate pulse envoyé ?
- Oscilloscope sur pin 19 → pulse ~100µs
TRIAC amorcé ?
- Multimètre sur charge : tension modulée
Charge résistive ?
- Charges inductives/capacitives non supportées

Problème : OLED ne s'affiche pas

Vérifications :

Adresse I2C correcte :

# Scanner I2C
~/.platformio/penv/bin/platformio device monitor
# Doit afficher: "I2C device found at 0x3C"

Pins SDA/SCL (GPIO 21/22) connectés
Alimentation 3.3V stable (> 100mA)
Contraste OLED réglé

Problème : API SolarEdge timeout

Checks :

API key valide (config.solarEdge)
Certificat SSL à jour (solaredge.h)
WiFi stable (RSSI > -70 dBm)
Firewall autorise HTTPS sortant (port 443)

Moniteur série :

[API] GET https://monitoringapi.solaredge.com/...
[API] Response: 200 OK

Problème : Température DS18B20 -127°C

Causes :

Sonde déconnectée
Résistance pull-up 4.7kΩ manquante
Bus OneWire trop long (> 10m)
Alimentation insuffisante (parasite mode)

Solution :

// Vérifier adresses sondes
sensors.begin();
Serial.printf("Found %d DS18B20 devices\n", sensors.getDeviceCount());

Problème : ESP32 reboot aléatoire

Causes fréquentes :

Watchdog timeout :

// Dans loop core0
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10)); // Éviter boucle infinie

Stack overflow :

// Augmenter taille stack
xTaskCreatePinnedToCore(coreTask, "core0", 20000, NULL, 1, &Task1, 0);
//                                          ^^^^^ 10000 → 20000

Alimentation insuffisante : 500mA min (1A recommandé)
Température interne > 80°C : Améliorer ventilation

📈 Performances

Mémoire

Ressource	Usage Typique	Max Sécurisé
RAM	~17% (55KB)	70%
Flash	~67% (1.4MB)	90%
Heap libre	~200KB	> 100KB

Réseau

WiFi : 802.11 b/g/n (2.4 GHz)
Connexions simultanées : 4-6 (AsyncWebServer)
SSE clients max : 4
Latence API : < 100ms

Dimmer TRIAC

Précision modulation : ±1% (100 steps)
Fréquence zero-crossing : 100Hz (détection chaque demi-onde)
Temps réponse : < 10ms (demi-onde)
Puissance max : 24A @ 230V = 5.5kW

Capteurs

Précision DS18B20 : ±0.5°C (-10°C à +85°C)
Fréquence acquisition : 1 mesure/sec (750ms conversion)
Résolution : 12 bits (0.0625°C)

🔒 Sécurité

Électrique

⚠️ DANGER HAUTE TENSION 230V AC

Isolation galvanique obligatoire ESP32 ↔ TRIAC
Optocoupleur zero-crossing et gate pulse
Boîtier isolé ESP32 (IP44 min)
Disjoncteur différentiel 30mA sur circuit
Câblage normalisé (section 2.5mm² pour 16A)

Informatique

// Authentification sessions
struct sessions {
    char sessID[16];
    time_t ttl;
    time_t timecreated;
};

// Hash password (à implémenter)
// TODO: bcrypt ou SHA256 pour stockage passwords

Recommandations :

Changer mot de passe admin par défaut
Limiter accès WiFi (réseau local isolé)
Activer HTTPS si exposition internet (certificat Let's Encrypt)
Mettre à jour firmware régulièrement

📦 Dépendances

Libraries PlatformIO

ESPAsyncWiFiManager @ ^0.31       # WiFi Manager
AsyncTCP @ ^3.3.5                 # TCP asynchrone ESP32
ESPAsyncWebServer @ ^3.7.1        # Serveur web async
NTPClient @ ^3.2.1                # Synchronisation temps
Dimmable Light for Arduino @ ^2.0.1  # Dimmer TRIAC
DallasTemperature @ ^4.0.4        # DS18B20
U8g2 @ ^2.36.5                    # OLED SSD1306
ArduinoJson @ ^7.3.0              # Parsing JSON
AceButton @ ^1.10.1               # Gestion boutons

Node.js (Frontend Build)

{
  "devDependencies": {
    "gulp": "^4.0.2",
    "gulp-htmlmin": "^5.0.1",
    "gulp-gzip": "^1.4.2"
  }
}

📝 Historique Versions

Version	Date	Modifications
1.0.0	11/2024	✅ Documentation complète 74 fonctions (main.cpp, routeurWeb.cpp, espnow.cpp)
		✅ Headers @brief Doxygen pour toutes les fonctions
		✅ Commentaires inline logique PV surplus/TRIAC/PAC
		✅ Script improve_comments_routeur.py avec dictionnaire descriptions
0.9	10/2024	Ajout ESP-NOW, refonte multi-threading
0.8	09/2024	API SolarEdge HTTPS, certificat SSL
0.7	08/2024	Dimmer TRIAC, zero-crossing, interruptions
0.6	07/2024	AsyncWebServer, SSE, interface web
0.5	06/2024	DS18B20 x4, OLED SSD1306

👤 Auteur

Ludovic Sorriaux
Projet : Routeur Solaire Intelligent (ESP32 + TRIAC)

📜 Licence

🔗 Liens Utiles

📞 Support

En cas de problème :

Consulter section Troubleshooting ci-dessus
Vérifier logs moniteur série
Tester avec debug = true dans globalRouteur.h
Vérifier isolation TRIAC (sécurité électrique)

⚡ RAPPEL SÉCURITÉ : Ne jamais intervenir sur le circuit TRIAC sous tension. Couper le disjoncteur avant toute manipulation.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 7 Commits
.vscode		.vscode
Logs		Logs
data		data
html		html
include		include
lib		lib
node_modules		node_modules
refs		refs
scripts		scripts
src		src
test		test
.DS_Store		.DS_Store
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
copilote-instructions.md		copilote-instructions.md
gulpfile.js		gulpfile.js
package-lock.json		package-lock.json
package.json		package.json
pio-gulp.py		pio-gulp.py
platformio.ini		platformio.ini

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Latest commit

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monRouteurSolaire v1.0

📄 Description

🎯 Fonctionnalités

🏗️ Architecture

📂 Structure du Projet

globalRouteur.h - Paramètres Clés

Endpoints API REST

🚀 Utilisation

1️⃣ Installation Dépendances Frontend

2️⃣ Build Frontend (Gulp)

3️⃣ Compilation Firmware

4️⃣ Upload Firmware

5️⃣ Upload Filesystem (LittleFS)

6️⃣ Moniteur Série

🌐 Premier Démarrage

Configuration WiFi (WiFiManager)

Configuration SolarEdge API

Configuration Ballon

Accès Interface Web

📊 Fonctionnement Routeur

Algorithme Principal (main.cpp core0)

Modulation TRIAC (Triac.cpp)

🔍 Monitoring

Écran OLED (SSD1306)

API REST /api/status

Server-Sent Events (SSE)

🛠️ Troubleshooting

Problème : WiFi ne se connecte pas

Problème : Dimmer ne module pas

Problème : OLED ne s'affiche pas

Problème : API SolarEdge timeout

Problème : Température DS18B20 -127°C

Problème : ESP32 reboot aléatoire

📈 Performances

Mémoire

Réseau

Dimmer TRIAC

Capteurs

🔒 Sécurité

Électrique

Informatique

📦 Dépendances

Libraries PlatformIO

Node.js (Frontend Build)

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👤 Auteur

📜 Licence

🔗 Liens Utiles

📞 Support

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`globalRouteur.h` - Paramètres Clés

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