Ajout de mesures de température traçables à un équipement de test pour compteurs d’énergie

Intégration OEM dans un équipement de test déployé sur le terrain

Fabrication d’équipements de test pour services publics d’électricité

À qui s’adresse ce cas d’utilisation?
Aux fabricants d’équipements de test et de mesure portables ou déployés sur le terrain qui doivent ajouter une journalisation traçable de la température à un produit existant, avec des certificats d’étalonnage ISO 17025, des numéros de série uniques pour les pistes d’audit, et un modèle de réétalonnage utilisable par les clients finaux sur le terrain sans renvoyer l’unité au fabricant.

De quoi s’agit-il?
De l’intégration d’un capteur Dracal VCP dans un produit embarqué existant sous Windows 10 IoT afin d’ajouter la journalisation de température aux côtés des données de test de précision des compteurs, comblant une lacune de traçabilité créée par un capteur précédent sans numéro de série, et établissant un modèle de réétalonnage par échange pour les clients finaux du secteur des services publics d’électricité.

Témoignage client

Retour d’expérience de l’équipe d’ingénierie et de qualité d’un fabricant d’équipements de test portables pour le secteur des services publics d’électricité. Évaluation interfonctionnelle impliquant cinq parties prenantes.

″Nous fabriquons des équipements de terrain qui testent la précision des compteurs d’énergie en wattheures. Il y a plusieurs appareils, chacun doté de ports USB et d’un ordinateur intégré sous Windows 10 IoT. Certains de nos clients ont commencé à nous demander d’enregistrer la température pendant les tests, alors nous avons cherché une sonde de température USB.

Nous en avons trouvé une chez une autre entreprise et nous n’en étions pas très satisfaits. Le capteur se place à l’intérieur d’un boîtier, près d’un évent, pour lire la température, et lorsque l’équipe logicielle a commencé à l’utiliser, nous avons rencontré des difficultés. Celle qui nous a vraiment bloqués, c’est que la sonde n’était pas sérialisée. Lors du handshake USB de Windows, nous pouvions lire un identifiant de fournisseur et un identifiant de produit, mais il n’y avait aucun numéro de série à extraire du registre, donc aucun moyen propre de savoir exactement à quel appareil nous parlions avant d’ouvrir un port COM.

L’autre problème concernait la licence. Notre code est propriétaire, et une partie des logiciels d’intégration que nous avons examinés étaient sous GPL, ce qui pour nous peut être rédhibitoire.

Ce qui distinguait Dracal, c’est que nous pouvions communiquer avec le capteur via le protocole série COM sans aucun logiciel Dracal et sans aucune licence. Nous pouvons supprimer tous les outils Dracal de la machine et lire quand même le capteur, ce qui a complètement éliminé le problème GPL pour nous. En plus, chaque capteur porte un numéro de série unique, et nous pouvons atteindre n’importe quel capteur et n’importe quel canal par son numéro de série. Avant d’ouvrir un port COM, nous pouvons vérifier l’identifiant de fournisseur USB, qui reste 289B, pour confirmer qu’il s’agit bien d’un appareil Dracal, ce qui nous donne au moins une étape de validation et de sécurité avant de communiquer avec un appareil quelconque sur le bus. Le mode VCP reste aussi configuré après un débranchement et un rebranchement, donc une fois qu’une unité est convertie, elle le demeure.

Nous avons testé et éprouvé le produit pendant 6 mois. Aujourd’hui, nous les intégrons à nos équipements de terrain et nous les configurons automatiquement sur la station que nous utilisons pour préparer les appareils avant l’expédition, de sorte que chacun part en mode VCP, identifié d’abord par son identifiant de fournisseur, puis par son propre numéro de série par canal. Nous voulons aussi avoir l’option de prendre en charge plus de produits que celui par lequel nous avons commencé. La commande a été simple, l’interface web est très conviviale, et nos utilisateurs finaux, qui sont sous Windows, peuvent réétalonner par eux-mêmes en échangeant un capteur plutôt qu’en nous attendant.″

Le défi

Ajouter la journalisation de température à un produit de test de compteurs déployé sur le terrain, sur une plateforme embarquée Windows 10 IoT, en respectant trois exigences non négociables: un numéro de série unique par instrument, des certificats d’étalonnage ISO 17025, et un chemin d’intégration exempt de code sous licence GPL pour une pile logicielle propriétaire.

La solution

Le capteur Dracal VCP-TRH420 est lu via le protocole série, qui ne porte aucune licence, de sorte que le code d’intégration propriétaire reste propre. Chaque unité se confirme comme appareil Dracal grâce à l’identifiant de fournisseur fixe avant l’ouverture de tout port, puis expose un numéro de série unique par canal une fois connectée. Les unités sont configurées automatiquement sur la station de production du client.

Capteurs utilisés pour ce projet:

TRH420: Improved accuracy (±0.1°C/±1.5 %RH) temperature and relative humidity USB sensor - Front View with USB plug

VCP-TRH420

Capteur USB de température, d'humidité relative de précision améliorée

Prérequis et limitations

Pour mettre en œuvre cette solution, les prérequis et limites suivants sont pris en compte :

Un hôte Windows sur l’équipement, puisque les unités de terrain et les utilisateurs finaux fonctionnent tous sous Windows. L’intégration a été conçue et testée sous Windows 10 IoT.
Un code d’intégration propriétaire, ce qui signifie que le travail se fait via le protocole série ou les outils en ligne de commande sous licence MIT, et non via le module graphique sous licence GPL de DracalView.
Les unités doivent arriver en mode VCP. Soit commander la variante VCP, soit convenir d’un code produit interne avec Dracal pour que les unités soient préconfigurées à l’expédition, soit exécuter le Protocol Switcher en un clic ou la commande de bascule en ligne de commande sur la station de production.
L’identification de l’appareil avant connexion se fait au niveau du produit Dracal, et non de l’unité. Le descripteur USB expose l’identifiant de fournisseur 289B et un identifiant de produit (0500…0509 en mode USB, 0600…0609 en mode VCP), tandis que le numéro de série unique réside dans la mémoire de l’appareil et n’est lu qu’après l’ouverture du port COM.

Mise en œuvre

Commander VCP-PTH420 avec l’option VCP.
Choisir le chemin d’intégration sur l’hôte : le protocole série COM (VCP) pour une indépendance totale vis-à-vis des licences.
Lire l’identifiant de fournisseur USB (289B) et l’identifiant de produit de chaque appareil pour confirmer qu’il s’agit d’une unité Dracal et pour détecter s’il est en mode USB ou VCP, avant d’ouvrir tout port COM.
Ouvrir le port COM et adresser chaque capteur par son numéro de série unique et son numéro de canal.
Connecter le capteur et l’intégrer par communication série sur port COM à l’aide des exemples de code VCP.
Intégrer ces étapes à la station de production afin que chaque unité soit configurée et vérifiée automatiquement avant son expédition.

État après la mise en œuvre

Le VCP-TRH420 fait désormais partie intégrante de l’équipement de terrain qui teste la précision des compteurs d’énergie en wattheures. À l’intérieur de chaque unité, le capteur se trouve près d’un évent et enregistre la température pendant les tests, soit la mesure que les propres clients du fabricant avaient demandée, avec l’humidité relative disponible à partir de la même sonde. L’intégration s’effectue via le protocole série, donc le code hôte propriétaire ne porte aucune licence Dracal, et le logiciel sait exactement à quel appareil il est connecté avant qu’un port ne soit ouvert. Les capteurs sont étalonnés en usine et stables dans le temps, de sorte que la configuration standard tient sur le terrain, et l’ajout de données environnementales précises à l’équipement est devenu une étape de production de routine plutôt qu’un problème d’intégration ouvert.