Transformez des signaux analogiques industriels en capteurs Home Assistant

De nombreux capteurs industriels utilisent des sorties analogiques standard telles que 4–20 mA, 0–5 V ou 0–10 V. Ces signaux sont courants dans les transmetteurs de pression, les capteurs de niveau, l’instrumentation de procédé et les équipements de mesure industriels.

Cependant, connecter ces capteurs à une plateforme de maison connectée ou d’automatisation de bâtiment n’est pas toujours simple. Home Assistant est conçu pour fonctionner avec des intégrations numériques, tandis que de nombreux capteurs industriels reposent encore sur des signaux analogiques de tension ou de courant.

Le module d’acquisition d’entrées analogiques à 4 canaux Eletechsup N4AIA04 fait le pont entre ces deux univers. Il acquiert les signaux de tension et de courant et met les données de mesure à disposition via RS485 en utilisant Modbus RTU.

Il est intéressant de noter que le N4AIA04 figure déjà dans un projet d’intégration Home Assistant développé par la communauté sur GitHub.

Projet GitHub : https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

Ce projet, nommé ha-modbus-manager, fournit une intégration de gestion d’appareils Modbus RTU/TCP pour Home Assistant. Ses définitions d’appareils intégrées et documentées incluent eletechsup_n4aia04.yaml, qui identifie spécifiquement le module d’entrée analogique à quatre canaux Eletechsup N4AIA04.

Cela offre aux développeurs un point de départ pratique pour explorer l’intégration à Home Assistant plutôt que de devoir recréer chaque partie de la définition de l’appareil à partir de zéro.

1. Qu’est-ce que l’Eletechsup N4AIA04 ?

Le N4AIA04 est un module d’acquisition analogique compact à quatre canaux conçu pour collecter différents types de signaux de tension et de courant.

Selon la page produit officielle d’Eletechsup, ses canaux d’entrée sont configurés comme suit :

Canal	Type d’entrée	Plage de mesure
CH1 / V1	Tension	0–5 V
CH2 / V2	Tension	0–10 V
CH3 / C1	Courant	0–20 mA / 4–20 mA
CH4 / C2	Courant	0–20 mA / 4–20 mA

Parmi les autres caractéristiques principales figurent :

• Interface de communication : RS485

• Protocole : Modbus RTU

• Alimentation : 8–25 V CC

• Résolution de tension : 0,01 V

• Résolution de courant : 0,1 mA

• Précision de mesure indiquée : 1 %

• Codes de fonction Modbus pris en charge : 03 et 06

• Adresses d’appareils Modbus configurables pour les installations multi-appareils

La combinaison d’entrées de tension et de courant rend le N4AIA04 utile pour les projets qui associent différents types de sorties de capteurs.

Page produit officielle : https://eletechsup.com/products/n4aia04-dc-12v-4-20ma-0-5v-0-10v-voltage-signal-acquisition-rs485-modbus-rtu-module

2. Intégration GitHub : le N4AIA04 rencontre Home Assistant

Home Assistant est largement utilisé pour la domotique, la surveillance énergétique, la surveillance environnementale et les tableaux de bord personnalisés.

Le projet GitHub ha-modbus-manager fournit un moyen d’intégrer des appareils Modbus RTU ou Modbus TCP à Home Assistant.

Son fichier README répertorie la définition d’appareil N4AIA04 suivante :

eletechsup_n4aia04.yaml

La documentation du projet décrit un flux de travail comprenant :

1. L’installation de l’intégration Modbus Manager.

2. La configuration d’un bus série RTU ou d’une passerelle TCP.

3. L’ajout d’un appareil Modbus esclave.

4. La sélection d’une définition d’appareil intégrée ou la fourniture d’une définition YAML personnalisée.

5. La surveillance et le décodage des valeurs de registres à l’aide de l’outil CLI du projet.

Le dépôt comprend également un moniteur en ligne de commande capable d’afficher les valeurs hexadécimales brutes des registres aux côtés des mesures décodées et mises à l’échelle.

Cela est utile lors de la mise en service, car les ingénieurs peuvent comparer la réponse Modbus brute aux valeurs affichées dans leurs entités Home Assistant.

Distinction importante : Le dépôt public confirme qu’une définition d’appareil N4AIA04 est incluse dans le projet logiciel. Sa seule présence ne prouve pas que chaque configuration a été testée avec succès sur chaque révision matérielle du N4AIA04. Vérifiez la correspondance des registres et la mise à l’échelle par rapport à la documentation de l’appareil et à votre propre matériel.

Dépôt GitHub : https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

3. Exemple d’application : surveillance d’un transmetteur de pression 4–20 mA

L’une des applications industrielles courantes consiste à lire un transmetteur de pression avec une sortie 4–20 mA.

La FAQ publique du N4AIA04 d’Eletechsup aborde une question d’utilisateur concernant un capteur de pression avec une plage de 0–50 mbar et une sortie 4–20 mA. La réponse du fabricant explique que les entrées C1/C2 peuvent lire directement des valeurs de courant de 0 à 22 mA, avec une unité rapportée de 0,1 mA.

Pour un transmetteur de pression linéaire de 0–50 mbar :

Pression (mbar) = (Courant mesuré − 4 mA) / 16 mA × 50 mbar

Par exemple :

Courant mesuré	Pression calculée
4 mA	0 mbar
8 mA	12,5 mbar
12 mA	25 mbar
16 mA	37,5 mbar
20 mA	50 mbar

Le N4AIA04 acquiert la mesure du courant électrique. La conversion en unités d’ingénierie peut ensuite être implémentée dans la configuration de Home Assistant, dans un capteur modèle ou dans une autre couche du système de surveillance.

Cela permet d’afficher des valeurs de pression plutôt que des mesures brutes en milliampères.

Pour toute installation réelle, confirmez la plage, la mise à l’échelle, le câblage et le format des registres du transmetteur avant de vous fier à la pression calculée.

4. Autres applications potentielles avec Home Assistant

Surveillance du niveau d’un réservoir d’eau

Un transmetteur de niveau compatible 4–20 mA peut fournir un signal analogique au N4AIA04. La mesure peut ensuite être convertie en pourcentage ou en niveau physique de liquide dans Home Assistant.

Les fonctionnalités potentielles du tableau de bord incluent :

• Niveau actuel du réservoir

• Notifications de niveau bas

• Graphiques historiques du niveau

• Alertes de niveau élevé

La mise à l’échelle réelle dépend de la plage de mesure configurée du transmetteur.

CVC et surveillance du bâtiment

Les entrées de tension peuvent être utilisées avec des transmetteurs compatibles 0–5 V ou 0–10 V.

Les applications possibles incluent la surveillance de signaux sélectionnés du bâtiment ou des équipements, la collecte de mesures à partir de capteurs à sortie analogique et l’affichage des mesures sur un tableau de bord Home Assistant.

La sortie du capteur doit correspondre à la plage d’entrée sélectionnée du N4AIA04.

Surveillance des équipements industriels

Un transmetteur de pression ou autre à sortie analogique compatible peut fournir des mesures pour la surveillance à distance et l’analyse des tendances historiques.

Home Assistant peut servir de couche de visualisation, tandis que le contrôleur industriel d’origine reste responsable des fonctions de contrôle et de sécurité critiques en matière de temps, le cas échéant.

Automatisation DIY et équipement de test

Les développeurs peuvent combiner le N4AIA04 avec un adaptateur USB vers RS485 ou une passerelle Modbus compatible pour expérimenter l’acquisition de signaux analogiques.

Les mêmes valeurs acquises peuvent potentiellement être utilisées par Home Assistant, des applications Python ou d’autres outils de surveillance compatibles Modbus.

5. Comment connecter le N4AIA04 à Home Assistant

Une installation typique se compose de quatre parties :

Capteur analogique → N4AIA04 → Interface RS485 → Home Assistant

Étape 1 : Connecter le capteur analogique

Choisissez le canal approprié pour la sortie du capteur.

Par exemple, connectez un transmetteur compatible 4–20 mA à C1 ou C2. Consultez le schéma de câblage du fabricant avant d’alimenter le circuit.

Étape 2 : Alimenter le N4AIA04

Alimentez le module en courant continu dans sa plage spécifiée de 8–25 V.

Vérifiez la polarité de l’alimentation et assurez-vous que le câblage du capteur est adapté au circuit d’entrée du module.

Étape 3 : Établir la connexion Modbus

Connectez l’interface RS485 du module à un adaptateur USB vers RS485 compatible ou à une passerelle RS485 prise en charge.

Configurez le port série, la vitesse de transmission, la parité, les bits d’arrêt et l’adresse esclave conformément à la documentation du module.

Étape 4 : Installer l’intégration Home Assistant

Suivez les instructions d’installation du dépôt GitHub :

https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

Le projet documente l’installation via HACS ou manuellement. Après l’installation, redémarrez Home Assistant et configurez le bus Modbus.

Étape 5 : Ajouter la définition d’appareil N4AIA04

Sélectionnez la définition intégrée du N4AIA04 si elle est disponible dans la version installée de l’intégration.

Si une configuration personnalisée est requise, examinez la définition YAML et comparez ses adresses de registres, types de données et mise à l’échelle avec la documentation officielle du N4AIA04.

Étape 6 : Vérifier les mesures

Utilisez les outils de surveillance de l’intégration ou un autre client Modbus RTU pour inspecter les valeurs brutes des registres.

Comparez les mesures avec un signal d’entrée connu ou un instrument de référence avant de créer des automatisations.

Étape 7 : Créer des capteurs Home Assistant

Une fois les mesures vérifiées, configurez des entités appropriées pour les grandeurs mesurées.

Par exemple, un transmetteur de pression pourrait être affiché comme un capteur de pression après que la mesure du courant a été convertie en mbar.

Des notifications de seuil, des tableaux de bord et des graphiques historiques peuvent ensuite être ajoutés conformément aux exigences du projet.

6. Pourquoi cette combinaison est intéressante pour les développeurs

Le N4AIA04 et le projet d’intégration Home Assistant répondent à différentes parties du même problème.

Le N4AIA04 gère l’acquisition de signaux analogiques et la communication Modbus.

Le projet ha-modbus-manager fournit un cadre logiciel pour définir des appareils Modbus et exposer leurs mesures dans Home Assistant.

Ensemble, ils offrent une voie potentielle pour intégrer des mesures analogiques industrielles dans un tableau de bord d’automatisation familier.

Les principaux avantages incluent :

• Quatre canaux d’entrée analogique : Prise en charge de capteurs de tension et de courant compatibles.

• Communication Modbus RTU standard : Utilisation d’un protocole série industriel largement adopté.

• Cadre d’intégration Home Assistant : Commencez avec un projet communautaire qui inclut une définition d’appareil N4AIA04.

• Présentation flexible des données : Conversion des mesures électriques brutes en unités d’ingénierie.

• Visualisation à distance : Utilisez les tableaux de bord Home Assistant et les graphiques historiques une fois l’intégration configurée.

• Dépannage convivial pour les développeurs : Inspectez les valeurs brutes et décodées des registres pendant la mise en service.

L’intégration open source est développée indépendamment. Elle ne doit pas être présentée comme un produit logiciel officiel d’Eletechsup à moins qu’un partenariat officiel ne soit confirmé.

7. Ressources techniques utiles

Page produit officielle du N4AIA04 d’Eletechsup

Caractéristiques, plages d’entrée, exigences d’alimentation et détails du produit :

https://eletechsup.com/products/n4aia04-dc-12v-4-20ma-0-5v-0-10v-voltage-signal-acquisition-rs485-modbus-rtu-module

GitHub : ha-modbus-manager

Intégration Home Assistant, définitions d’appareils YAML, instructions d’installation et surveillance CLI :

https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

FAQ du N4AIA04 d’Eletechsup : Entrée de courant

Un exemple impliquant un transmetteur de pression 4–20 mA :

https://eletechsup.com/blogs/news/n4aia04-faq

Conclusion

Le N4AIA04 d’Eletechsup est un module d’acquisition analogique compact à quatre canaux pour les signaux de tension et de courant, y compris les transmetteurs industriels 4–20 mA.

Son interface RS485 Modbus RTU le rend adapté à l’intégration avec des automates compatibles, des ordinateurs industriels et des applications de surveillance personnalisées. Le dépôt public ha-modbus-manager GitHub fournit un point de départ supplémentaire pour les développeurs qui souhaitent explorer l’intégration du N4AIA04 à Home Assistant.

Pour les ingénieurs travaillant sur les capteurs analogiques Home Assistant, la surveillance de pression 4–20 mA, l’intégration Modbus RTU ou les tableaux de bord de capteurs industriels, cette combinaison mérite d’être explorée.

Explorez le N4AIA04 :
https://eletechsup.com/products/n4aia04-dc-12v-4-20ma-0-5v-0-10v-voltage-signal-acquisition-rs485-modbus-rtu-module

Explorez le projet GitHub :
https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

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