Les piles et les batteries partie 3

Nous arrivons à la 3^ème et dernière partie du sujet sur les piles et les batteries.

Le but de cette série d’articles souhaitant couvrir ces différents éléments:

• expliquer les différences entre les piles et les batteries,
• comparer les différents types de piles,
• comparer les différents types de batteries,
• comprendre et interpréter la vue équipements de jeedom,
• vous montrer comment prolonger la vie de vos piles et batteries dans vos équipements,
• comment remiser les piles et batteries sans danger,
• vous guider dans vos futurs achats de ces consommables.

Nous avons donc en partie 1 couvert les différences entre les piles et les batteries, comparer les différents types de piles. Lors de la partie 2 nous avons comparé les différents types de batteries et analysé le remplacement de piles par des batteries.

La troisième partie sera donc beaucoup moins théorique pour être plus dans la mise en pratique par la gestion des piles et batteries dans notre quotidien de jeedomiens.

Ecran équipements de jeedom

Depuis la version 3.0 de jeedom, l’écran des piles s’appelle désormais l’écran équipements.

On retrouve l’écran équipements sous le menu Analyse de Jeedom.

Cet écran est divisé en 3 onglets :

Batteries, pour afficher les dernières remontées du niveau de vos piles et batteries.

Module en alerte, affiche la liste de toutes les alertes actuelles par module.

Actions définies, permettent une vue d’ensemble sur les actions sur valeurs pour vos commandes informations.

Deux nouveaux onglets arriveront dans la version 3.1.

Alertes définies, permet de visualiser l’ensemble des alertes spécifiques comme les seuils du niveau des piles/batteries ou le délais maximum entre deux communications d’un équipement.

Commandes orphelines, permet en un coup d’oeil de voir l’ensembles des commandes qui n’existent plus mais utiliser au sein de jeedom, que ce soit dans des scénarios, virtuel, résumé, ou autres Plugins.

Nous allons aujourd’hui s’attarder plus sur le premier onglet Batteries.

Remontée du niveau des piles et batteries des équipements ZWave

Vous avez sûrement remarqué depuis les dernières versions du plugin ZWave de 2017 et lors du passage en version 3.0 de jeedom certains changements dans la remontée des informations du niveau des piles et batteries.

Dans les versions 2016 et précédentes une tâche programmée dans jeedom demandait un rapport du dernier état connu des piles ainsi qu’une demande de mise à jour forcée de l’état des piles. La demande de rafraîchissement était traitée seulement au prochain réveil du module.

Ce mécanisme a été retiré, pour s’appuyer sur la façon plus naturelle des modules de remonter leurs niveaux de piles. Les modules bien conçus ont le devoir de vous informer que leurs piles arrivent en fin de vie. Plusieurs mettent à disposition des paramètres afin de choisir le niveau auquel ils informeront un niveau bas de leurs piles ou batteries.

Plusieurs modules ne se réveillent jamais d’eux-mêmes, c’est le cas de plusieurs télécommandes keyfob ou autres interrupteurs sur batteries ou piles. Il y a aussi un bon nombre de modules qui ont un réveil (Wake up interval) d’usine à 0, c’est à dire qu’il ne se réveillont jamais d’eux-mêmes.

Dans tous ces cas, les messages de demande d’état du niveau de la pile s’accumulaient inutilement dans le contrôleur, pour ne jamais être traités.

Dans la prochaine version du plugin ZWave, nous avons ajouté la remontée de la dernière valeur connue du niveau des piles. De cette façon l’ongle Batteries de l’écran équipement est renseigné dans les quelque secondes suivant le du lancement du démon.

Nous l’avons vu et compris lors des deux premiers articles sur les piles et les batteries que la courbe de décharge est tout sauf linéaire. Il est donc très difficile d’évaluer avec précision la capacité d’une pile pour en déduire le pourcentage restant.

Des petits exemples plus parlants :

• Suite à la mise en service de détecteur de fumée Fibaro, combien de fois j’ai pu lire la question d’utilisateurs qui perdaient dans la première semaine jusqu’à 20% du niveau de leur pile. Se demandant si d’ici 5 semaines leur pile sera complètement à plat.
• Le cas inverse, pour les capteurs de portes Fibaro FGK101 qui vont rester à 80% durant 2 ans puis passer du jour au lendemain à 0% pour ne plus fonctionner après quelques jours. Nous l’avons déjà énoncé avec les piles de type Li-SOCl2, donc les ER14250 que l’on retrouve dans un FGK101 le pourcentage remonté ne peut pas être interprété en durée de vie restante sauf au moment de la mort de la pile.

On comprend que demander une actualisation du niveau des piles à chaque jour, n’a rien de cohérent. En plus de générer des échanges inutiles sur votre réseau cela entraîne une consommation de l’énergie. La transmission de messages c’est ce qui consomme le plus sur vos modules. Même s’il s’agit de petits messages s’ils peuvent être éliminés, c’est toujours ça de gagné.

C’est donc pour toutes ces raisons que ce mécanisme a été retiré du plugin ZWave.

Réception de rapport

Revenons sur notre écran équipements, onglet batteries.

L’onglet batteries affiche l’état de l’ensemble des niveaux de piles et batteries de vos équipements pour lequel jeedom aura reçu un rapport du niveau de pile.

Pour les équipements en Z-Wave, les valeurs en pourcentage remontées ne sont ni calculées ni interprétées par jeedom, ce sont les valeurs envoyées directement par les modules. La véracité du pourcentage est donc propre à chaque constructeur. Le pourcentage affiché ne peut pas être traduit en jours de vies restants. On peut seulement imaginer, anticiper le remplacement préventif de vos piles si vous recevez un rapport à 10% ou 5%. Vous pouvez évidemment étirer leur vie jusqu’à la non réception de messages de vos capteurs, mais dans tel cas je pense que votre capteur n’a pas une grande utilité dans vos scénarios et autres automatismes. 

Pour les équipements en RF433 (RFXcom, RFLink ou  RfPlayer), le pourcentage affiché est soit: 100% 20% ou 0%. Effectivement les modules notifient simplement un indice à savoir Ok, faible ou morte. Les plugins convertissent cette remontée en pourcentage pour vous en simplifier la lecture. C’est moins précis mais en même temps ce sont les moments importants de la vie de vos piles. Sur une notification de 20% on pense à commander des nouvelles piles quelques semaines après sur les premiers rapports à 0%, on les remplace.

Sur les modules Aqua Xiaomi, les équipements envoient le voltage mesuré sans l’interpréter. C’est donc du côté du plugin Xiaomi Home d’interpréter cette lecture en pourcentage restant en se basant sur la notion de tension nominale, mais comme ce n’est pas linéaire et que le type de pile et ou la chimie peuvent varier d’un module à l’autre, c’est tout un casse-tête à interpréter.

Pour les modules compatibles BLEA, le pourcentage est envoyé ou non par les modules. La valeur est donc celle calculée par le fabricant sans interprétation ni calcul coté jeedom. A noter que sur certains modules Bluetooth, le rapport de piles n’est pas décodé, c’est aussi pour cette raison que certains équipements sont affichés comme étant sur secteur.

Je ne connais pas tous les autres plugins et encore moins la façon dont le pourcentage vous est remonté sur l’écran des batteries.

Configurer les seuils

Il vous est possible de configurer les niveaux seuils de piles faibles ou mortes pour l’ensemble des équipements. Ces valeurs sont modifiables via l’écran de configuration de jeedom.

L’auto décharge d’une batterie est plus grande et la capacité est plus faible que sur une pile. Il serait donc intéressant d’avoir pour certains équipements, des seuils spécifiques.

Pour définir des seuils spécifiques sur un équipement, il suffit de cliquer sur le bouton Configuration avancée puis sélectionner l’onglet Batterie.

Ici dans l’exemple un Aeotec Door/Windows 6, avec batterie, je préfère considérer avec des seuils de pourcentages plus élevés.

Les seuils spécifiques sont résumés et affichés en version 3.1 de jeedom dans l’onglet Alertes définies de l’écran Equipments.

Définition du type de pile

Le développeur d’un plugin définit le type de pile utilisée par les équipements. Pour les équipements génériques (RF433MHz ou mySensors par exemple) un champ vous est mis à disposition pour renseigner cette information.

Grace à cette information, dans l’écran des équipements vous pouvez anticiper les achats à venir. Vous pouvez facilement savoir le nombre de CR123 que vous avez et celles qui sont faibles.

En ZWave le type de pile est renseigné dans le fichier json de définition des commandes du module. Si vous observez une incohérence merci de nous le signaler afin d’apporter un correctif.

Détection de piles ou batteries mortes

Comme expliquer à plusieurs reprises que la perte de capacité n’est pas linéaire. Il arrive fréquemment qu’un équipement qui était dit bon la veille est mort le lendemain. Mais le problème est justement là, s’il est mort avant d’avoir envoyé un rapport de valeurs de pile, on ne le remarque pas.

Dans l’écran de santé des modules ZWave on a à disposition deux avertissements si un module sur pile n’a pas donné signe de vie.

1. Le module ne s’est jamais réveillé suite au lancement du plugin ZWave. Un symbole d’avertissement avec exclamation sera affiché dans la colonne de la dernière notification avec l’explication du problème en tooltip. Le problème est remonté seulement si l’heure du lancement du démon additionnée à l’intervalle de réveil du module est plus petite que l’heure actuelle. On estime que le module devrait réussir un réveil durant le temps complet d’un intervalle de réveil.
2. Le module a manqué un ou plusieurs réveils. Dans le même principe, on connait l’heure du dernier réveil et son intervalle de réveil, si après ce délai le démon n’a pas eu signe du module, un avertissement de réveil manqué sera affiché dans la colonne de la dernière notification. Il arrive que le contrôleur manque une notification de réveil, il ne faut donc pas penser après un seul manquement qu’on est en présence de panne. Il faut simplement suivre le cas et regarder si le problème persiste.

Ces deux possibilités de détections de problèmes sont à titre indicatif, ils ne représentent pas dans un premier temps une erreur, mais bien un avertissement à surveiller.

Un suivi strict de certains modules peut s’avérer obligatoire selon la criticité des cas d’utilisations.

Comme déjà expliqué, il existe un bon nombre de mécanisme pour vous informer que la pile arrive en fin de vie :

• La notification du niveau lors d’envoi d’autres mesures.
• La notification du niveau faible.
• Sonner à intervalles répétés. Exemple, les détecteurs de fumée.
• Faire clignoter un LED d’état. Encore les détecteurs de fumée Fibaro.
• Adapter la couleur d’une LED d’état. Par exemple les WallMote ZW129 et ZW130 de chez Aeotec.
• Ajouter une alerte sur non réception de message. (à nouveau disponible en version 3.1 de jeedom)

Notifications

Consulter l’écran Equipements tous les jours pour vérifier si nous n’avons pas d’alerte est évidemment trop compliqué pour rien. Votre domotique est à votre service, vous n’êtes pas au service de votre domotique.

Il est alors possible de mettre en place des scripts de suivi pour automatiser des tâches de surveillance. Le serveur ZWave met à disposition une API REST sur laquelle on peut effectuer des différentes requêtes et actions. Le sujet est trop vaste pour en parler plus en détail ici, mais il donnera suite à un autre article à venir.

Dans le cas d’un module qui a cessé de notifier des rapports de mesure on peut éventuellement détecter ce problème à l’aide du mécanisme de délai maximum entre deux communications. Cette fonctionnalité est malheureusement temporairement désactivée dans jeedom au moment de la rédaction de l’article (3.0.9). Cette fonctionnalité sera unifiée dans l’ensemble des équipements jeedom et non traitée plugin par plugin comme dans les versions précédentes dès la version 3.1 de jeedom.

Un nouveau onglet Alertes dans la configuration avancée de l’équipement vous permet de définir le délais maximal entre deux communications.

Ces alertes seront aussi affichées en version 3.1 de jeedom dans l’onglet Alertes définies de l’écran Equipments.

A noter que l’onglet Batteries est aussi fusionner dans l’onglet Alertes dès la version 3.1 de jeedom.

C’est comme pour ceux qui cherchaient le champ Commentaire des équipements, il est aussi maintenant unifié dans la vue Configuration avancée de chaque équipement.

Le commentaire de l’équipement est un bon endroit pour vous aider dans le suivi de vos remplacements de piles. Une bonne pratique est d’indiquer la date du dernier changement. Éventuellement, les détails de votre commande pour vous aider à identifier s’il s’agit de bonne pile ou de mauvaises copies chinoises.

Si on revient au délai maximum entre deux communications, le principe est de définir un délai entre deux réceptions de messages du module, si on a rien reçu passé ce délai le module passe en erreur. Il faut penser à au moins 24h avant de considérer un problème. De cette façon si le module ne fait plus de rapport régulier, jeedom va détecter une anomalie et générera une alerte. Cette alerte sera aussi visible dans la vue équipements de jeedom. Cette donc à suivre dans une prochaine mise à jour de jeedom.

Une possibilité très intéressante des alertes est de pouvoir les transférer sous forme de notification via un sms, un email ou pushbullet par exemple.

Cette possibilité est aussi vraie pour être informé des modules ZWave présumés mort.

Remplacer vos piles

Alors ici c’est juste des petits rappels pour les possesseurs de Fibaro FGK101 et FGSD-002 ou la procédure pour remplacer la pile doit suivre un certain protocole.

Lorsque vous devez remplacer la pile d’un FGK101 il est extrêmement important d’éloigner l’aimant du module afin d’être en contact ouvert avant de remplacer la pile. Si vous remplacer la pile avec le contact fermé, donc l’aimant collé au module, vous vous retrouverez avec ce que j’appelle un module fantôme. Un module fantôme est en fait un module qui reste associé au réseau sans possibilité de l’exclure et qui ne remontera plus jamais d’information au contrôleur, comme s’il n’avait plus de lien avec lui. Pour supprimer un module fantôme, j’ai mis à disposition un assistant automatique de suppression de module fantôme via l’onglet Actions du module.

Encore chez Fibaro, lors du remplacement d’une pile sur un détecteur de fumé fgsd-002, il vous faudra respecter à la lettre cette procédure pour avoir des rapports de niveau de la pile suite au remplacement de celle-ci :

1. Détachez le détecteur de son socle.
2. Retirez la pile.
3. Pressez ensuite le bouton B pendant 3 secondes.
4. Insérez une nouvelle pile CR123A en respectant les polarités.
5. Testez le fonctionnement du détecteur en effectuant un test sur le bouton.
6. Revissez le détecteur sur son socle.

Et pour tous les modules suite à un remplacement de pile, si le niveau remonté est toujours l’ancienne valeur avant le remplacement il faudrait faire:

1. Demander une mise à jour forcée du niveau de pile, via l’onglet Valeurs.
2. Réveiller le module manuellement, on l’a en main, donc simple à effectuer.
3. Confirmer le réveil dans l’ongle résumé puis valider la réception du rapport de pile, que ce soit dans le résumé ou onglet Valeurs.

Ce rapport sera directement envoyé à l’écran équipements pour être disponible dans l’onglet des Batteries.

On a plus à attendre 24 à 48 heures comme dans les versions précédentes pour que l’onglet Batteries soit mis à jour, dès réception d’un rapport celui-ci est automatiquement consolidé.

Si une alerte était activée, elle sera aussi remise à zéro suite à la réception du rapport de pile.

De cette façon on ne se retrouve pas le lendemain encore avec une alerte sur un module qui va bien.

Comment prolonger la vie de vos piles et batteries dans vos équipements

Je vais ici tenter de donner des idées afin d’améliorer la durée de vie lorsqu’elles sont utilisées dans vos équipements. Je vais ici m’attarder spécialement sur les équipements Z-Wave pour lesquels le choix de paramètres de configurations peut changer du tout au tout la durée de vie.

Wakeup Interval 

Le « Wakeup Interval », est l’intervalle de réveil d’un module. Pour économiser leurs piles, les modules coupent la réception et l’émission de messages. Il active un mode veille mais reste évidemment à l’écoute de leur fonctionnalité initiale de capteur ou autre. Les modules vont donc se réveiller à fréquence régulière selon l’intervalle défini, en informant le contrôleur qu’ils sont à l’écoute. Celui-ci envoie les demandes en attente pour ce module le cas échéant puis le module informe le contrôleur qu’il retourne en veille.

Il est recommandé d’espacer au maximum les réveils sur vos modules. Je recommande de paramétrer vos modules avec un intervalle de 24 heures, soit 86400 secondes. Cette recommandation est à appliquer sur vos modules pour lesquels vous avez terminé de les paramétrer. Dans la phase de paramétrage il est évident d’avoir des cycles plus courts afin que les paramètres soient pris en compte rapidement ou alors il faut les réveiller à la main.

Dans la version précédente de la librairie openzwave un bug empêchait la remontée de la détection de l’ouverture de la porte pour les Fibaro FGK101 s’ils n’avaient pas terminé leur interview, l’ancienne recommandation pour limiter le problème de remontée d’état était un intervalle de réveil à 3600 donc une heure. Ce problème a été identifié et corrigé grâce au travail sarakha dans la librairie openzwave. Vous pouvez donc augmenter dès maintenant l’intervalle de réveil sur ce module afin d’en augmenter la durée de vie de vos piles.

L’écran de santé ZWave vous affiche pour chaque module supportant, la valeur de son intervalle de réveil.

Pour rappel un intervalle de réveil de 0 signifie que le module ne se réveille jamais par lui-même.

Remontée de mesures

Un autre facteur qui va engendrer de la consommation de vos piles et batteries sont les remontées de mesures, souvent avec les mesures de températures en fonction annexe d’un capteur.  

Les détecteurs de fumée et de mouvement peuvent aussi servir de sonde de température, mais à mon sens ce n’est pas le meilleur choix. Par leur emplacement au plafond ou dans un coin pour les capteurs de mouvements, vous aurez la mesure de la température du plafond et non la température au centre de la pièce qui serait plus révélatrice. La température au plafond sera plus chaude, et bien qu’il soit possible de compenser cette valeur elle sera toujours fausse ou encore décalée selon les saisons.

Il est préférable d’utiliser des capteurs de température comme des sondes Oregons, que de jouer avec des fréquences élevées de rapport de mesure de température via les paramètres de vos modules.

Demander des rapports au 0.5°C est plus que suffisant pour connaître la température de votre pièce. Des relevés au 0.1°C surtout pour des capteurs mal positionnés n’est vraiment pas pertinent.

Le constat est le même pour les capteurs 4 en 1 ou autres, s’ils sont mal positionnés.

Le capteur d’ouverture de porte et fenêtre comme les Fibaro FGK101 permettent d’ajouter une sonde 1Wire pour la mesure de température. Or installé sur une fenêtre mal isolée en hiver vous obtiendrez des températures de 15°C dans une pièce où il fait un bon 21°C et à l’inverse en été pourrait vous indiquer plus de 28°C.

Le marketing mis en place pour vanter les modules et leurs possibilités est très souvent exagéré, on a qu’à penser aux publicités de chez Fibaro.

Les constructeurs annoncent aussi une durée de vie de 3 années sur leurs modules, mais en désactivant au maximum les relevés annexes du module dans les paramètres d’usine.

Le nombre de réveil et de rapport de mesures de nos capteurs auront un impact sur la durée de vie de la pile car ils impliquent des transmissions de données qui  consomment énormément et donc diminuent la vie de vos piles.

Piles qui coulent

Cette question revient souvent, pourquoi les piles coulent ? Je vais vous donner les deux principales raisons.

Tout d’abord il y a la différence des matériaux utilisés entre la construction des piles, le haut, le bas et les languettes de contact. En effet à cause du passage des électrons à ce niveau et la différence des matériaux, il y a une corrosion galvanique qui attaque les matériaux. Cela fait augmenter la résistance de contact et cela peut percer la partie du haut et donc couler.

Une deuxième chose qui est liée avec la première, c’est que les piles grand public ne sont pas conçues pour rester longtemps sans bouger ou encore pour des durées de vie supérieure à 1 an en consommation constante. Du coup dans la conception, elles sont pour beaucoup fabriquées par sertissage du godet sur le haut alors que les versions professionnelles sont en générale soudées au laser donc par définition plus étanches. Ensuite, les versions grand public sont souvent plus  capacitives (bourrées à bloc d’électrolyte dedans) que les versions pro. Les versions Pro servent, elles, normalement aux systèmes plus fixes et pour une utilisation plus longue dans le temps.

Le sertissage n’entraîne pas forcément la coulure mais un mauvais sertissage lui oui. Donc certaines marques seront plus impactées que d’autres en fonction de la qualité de la pile.

La chaleur aussi entraîne des coulures car cela fait gonfler la pile (changement de la densité) et qui plus est dans une pile remplie à ras bord pour gagner quelques mAh.

Pour nettoyer, pensez à utiliser des gants d’entretien, voir des lunettes de protection. Utiliser une brosse à dents ou des cotons tiges avec une solution à base d’un mélange de quantités égales de vinaigre ou de jus de citron dilué dans l’eau (50/50). Vous pouvez aussi utiliser  du bicarbonate de soude dissout dans de l’eau.

S’assurer que c’est bien sec avant d’installer de nouvelles piles.

Pour éviter que ça ne se reproduise, rangez toujours vos appareils sans leurs piles.

Conclusion

Nous voyons qu’il n’est pas si simple de s’affranchir de panne de modules. L’interprétation du niveau est aussi très subjective. On comprend qu’il est alors très difficile de prévoir via un pourcentage du niveau d’une pile, le temps restant avant que celle-ci soit morte.

J’espère avec cette série d’articles sur les piles et batteries avoir réussi à vulgariser la théorie et vous avoir guidé sur de bonnes pratiques à mettre en place, à commencer par l’hygiène de vos piles et batteries autant que dans leurs suivis lorsqu’elles sont en service dans vos capteurs et autres équipements.