Voltcraft Energy Logger 4000¶

Cet appareil se branche entre la prise électrique murale et la prise de la machine dont on veut connaître la consommation.
Il mesure en temps réel enregistre toutes les minutes la tension, le courant, la fréquence et le CosPhi. Il en déduit la puissance active (W = U*I*CosPhi), la puissance apparente (VA=U*I), la consommation sur plusieurs jours, etc.
Ces données sont enregistrées dans la mémoire interne de l'appareil et peuvent être récupérées en insérant une carte SD et en les téléchargeant dessus.

Les fichiers de ces données sont au format .BIN et ne peuvent, en principe, être exploitable qu'avec le logiciel fourni par Voltcraft. Le problème est qu'il ne fonctionne que sous windows et qu'il nécessite Microsoft Office.

Voici un logiciel permettant de faire la conversion .BIN -> .CSV disponible sur cette page GitHub , compatible windows et mac.
Testé , il permet de faire la conversion et de générer un fichier CSV, qui nécessite néanmoins un peu de remaniement pour afficher correctement l'heure et la date et calculer W et VA.

Sinon il y a aussi des convertisseurs en ligne, dont celui-ci : http://llbteam.free.fr/el4000/el4000.php ou celui-là : http://www.amperiste.fr/el4kcsv/el4000.php
Testé et ok.
Il est possible d'envoyer plusieurs fichiers .BIN simultanément, le convertisseur en fera un seul .CSV.

Instructions ICI¶

Premiers résultats¶

Lecture directe sur l'appareil.
L'appareil a été branché sur l'imprimante 3D Prusa I3 MK3S :

• Tension et fréquence oscillent légèrement autour de 234 V et 50 Hz.
• Machine allumée : I = 0.15 - 0.16 A
• Machine en chauffe (plateau et extrudeur) pour une impression en ABS : I = 1.1 - 1.2 A
• En cours d'impression, mouvement des moteurs et maintien en température : I = 0.6 - 0.8 A

Appareil installé le lundi 17 janvier 2022 vers 11h sur la découpe laser

État de la machine	Paramètres	Courant A	Commentaires
machine allumée		0.8 - 0.9 A	ventilateurs tournent et lumière allumée
en veille		0.45 - 0.5 A
Découpe	P=100 V=0.1	3.6 A	pic à 7.2 A au démarrage
Découpe	P=100 V=1.0	3.6 A	pic au démarrage
Découpe	P=50 V=1.0	2.3 - 2.4 A	pic au démarrage à 6 - 7A
Découpe	P=50 V=2.0	idem	idem
Découpe	P=50 V=0.1	idem	idem

--->>> premier constat : la vitesse de déplacement influe peu l'ampérage

État de la machine	Paramètres	Courant A	Commentaires
Gravure	P=80 V=100	1.8 - 1.9 A
Gravure	P=100 V=100	2.0 - 2.1 A
Gravure	P=50 V=100	1.5 - 1.6 A
Gravure	P=100 V=50	2.6 - 2.7 A
Gravure	P=100 V=10	3.4 - 3.5 A

--->>> L'ampérage augmente quand la vitesse de gravure diminue ... ?

Exportation des résultats avec Octave¶

Récupération des données¶

Nous avons récupéré toutes les données .BIN de l'appareil Voltcraft le mercredi 13/07 à 12h30 et utilisé un des sites ci-dessus pour les convertir en un fichier .CSV 2022-07-13.csv .
La mémoire de l'appareil a été vidée le 13/07/22 en début d'après-midi.

Ce fichier .CSV contient toutes les données enregistrées depuis la première installation de l'appareil de mesure :

• Il est constitué de 6 colonnes :
1. la date et l'heure
2. la tension en Volts
3. le courant en Ampère
4. le facteur de puissance ou Cos Phi
5. la consommation réelle en Watts : U x I x Cos(Phi)
6. la consommation apparente en Watts : U x I

• Les 6 premières données ne signifient rien, elles correspondent au temps de la première installation et de réglages.
• Pendant les 10 premiers jours environ, du 06/01/2022 au 17/01/2022, l'appareil de mesure était branché sur l'imprimante 3D Prusa i3 MK3S.
• Puis l'appareil a été branché sur la découpe laser à partir du 17/01/2022, vers 11h00.

Au 13/07/2022 l'appareil de mesure est toujours branché sur la découpe laser.

Utilisation d'Octave¶

Le fichier .CSV généré est très lourd : avec une mesure par minute pendant plusieurs mois, il y a plus de 200 000 lignes. Cela rend difficile l'exploitation de ces résultats avec un tableur comme LibreOffice Calc.
C'est pourquoi nous avons utilisé Octave qui permet de traiter les données et de les tracer. De plus, il est possible de créer des scripts pour automatiser l'extraction des données.

Le script est ici analyse_tableau.m .
Utilisation du script :

• mettre script et le fichier .CSV dans le même répertoire et l’exécuter dans Octave,
• entrer le nom du fichier .CSV,
• indiquer le type de séparateur (qui est normalement ";"),
  Le script donne les données de la première ligne et de la dernière ligne.
• indiquer le début et la fin de la plage de données au format jj/mm/aaaa hh:mm,
• enfin choisir les données que l'on veut tracer parmi les 5 choix.
  Octave trace les données dans une nouvelle fenêtre.

Plus d'explications sur le fonctionnement de ce script sont à retrouver sur la page Octave.

Premiers résultats¶

Sur les graphiques obtenus, on remarque qu'il y a des "trous" allant de 1 journée à presque 1 mois, comme si l'appareil avait été débranché.
Cela se vérifie dans le fichier .CSV : par exemple il y a un saut entre le 27/06/2022 à 02:29 et le 11/07/2022 à 07:11. Le problème ne vient donc pas du script Octave.
Or l'appareil de mesure Voltcraft est resté branché en permanence.
Hypothèses :

• bug dans la copie des données sur la carte SD ?
• ou bug dans la conversion des .BIN en .CSV ?
• ou ... ?

Conclusion : extraire les données régulièrement, 1 fois par semaine ou 1 fois par mois.

Sinon, on voit très nettement les pics de consommation de la découpe laser et on peut même en déduire son "taux d'utilisation".

Exemple sur ce graphique qui représente 1 semaine d'utilisation de la découpe laser :