mesurer tension secteur avec PIC

[LTHOMAS]

Bonjour, est-il possible, avec un PIC de mesurer la tension secteur ainsi que de mesurer le courant débité (maxi 10A) ? En gros ça reviendrait à fabriquer un mini multimètre, mais je ne sais pas comment ils fonctionnent.

merci
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[invite982dffc5]

Bonsoir,
Je verrais bien un pont diviseur, un convertisseur RMS/DC et un ADC pour la tension ; un shunt (genre 0.01ohm) - convertisseur RMS/DC et ADC pour le courant. Attention, il te faudra une isolation galvanique entre le secteur et ton étage de conversion ... c'est une question de sécurité !

A bientôt,

minuscheri

[invitee05a3fcc]

Il est plus simple de faire la mesure de la tension avec un pont diviseur, la mesure du courant avec un shunt et ampliOP. Je suppose que tu veux faire un calcul de puissance? Donc tu fais le produit instantané de "v" et "i".
Comme tout ça, c'est relié direct au secteur, tu sorts l'information par une liaison SPI isolée opto.
Mais j'y pense, c'est idiot, j'ai une N.A. d'Analog Devices sur le sujet :
http://www.analog.com/Analog_Root/st...DE7753EB_0.pdf

[LTHOMAS]

Salut et merci pour les infos.

Je n'ai pas encore étudié la NA qui semble assez complexe.
Mon problème étant justement cette isolation galvanique entre secteur et µC, qu'est-ce un convertisseur RMS/DC ??
Pour l'ADC je pense utiliser ceux du pic.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee05a3fcc]

On n'isole pas le PIC du secteur ... on isole secteur et le PIC du reste de l'environnement. Faire un isolement galvanique sur un signal analogique ... c'est la galère!
Faire un isolement galvanique sur un signal logique ... c'est le photocoupleur!

[LTHOMAS]

AH WAW ! Tu as raison !

Mais là je ne vois pas comment faire... rien que l'alim des composants : masse = neutre ?

Bon je vais réfléchir à ça demain...

[invitee0bbe70d]

Bonsoir,

Il existe un design center pour tout ce qui est mesure d'énergie avec les PICs.
Tu trouveras des notes d'application à ce sujet avec les MCP390X (AFE) qui permettent une mesure précise de la puissance.

Bonne lecture

[LTHOMAS]

Bonjour,

Les circuits MCP3905 et MCP39O6 sont intéressants mais, d'après ce que j'ai compris, le circuit sort un fréquence variable en fonction de la puissance active mesurée.

Moi je cherche vraiment à obtenir une mesure de la tension efficace secteur et de l'intensité ou puissance délivré par une installation. J'ai bien compris l'idée du pont diviseur pour U et du shunt pour I, c'est une très bonne idée, je sais faire ça avec du 12VDC mais pas du tout sous 230VAC !! Je n'ai pas non plus besoin de la précision absolue, mettons U+/- 1V et I+/- 0,1A.

[invitee05a3fcc]

C'est tout simple, tu mets un pont diviseur 1K et 1K sur le 5V. Tu obtiens donc une tension de 2,5V DC à l'entrée du convertisseur CAN du PIC.
Tu mets une résistance série de 65Koms entre le 230V et l'entrée du CAN.
La tension va donc évoluer entre 0V et 5V en entrée du PIC

En fait, tu utilises deux résistances de 39K en série (soit 78K) pour avoir de la marge et eviter de mettre plus de 300V aux bornes d'une résistance !

[LTHOMAS]

Salut,

J'ai réalisé un petit schéma (ci-joint), avec sans doute quelques fautes... Mais au moins on pourra se baser sur quelque chose...

J'attends vos commentaires. L'alim 5V sera faite avec transfo, pont de diodes, condo et régulateur. La liaison masse-neutre est-elle correct ?

[invitee05a3fcc]

On ne fait surtout pas le redressement du secteur avant le PIC !

Le PIC mesure les valeurs instantanées du courant et de la tension (par exemple 1000 fois par seconde) et, en faisant des calculs, détermine la valeur de la puissance active et du cos(Phi)

[LTHOMAS]

Au niveau du pont diviseur la tension varie sinusoidalement entre 0 et 5V si je vire la diode et le condensateur.
Par contre au niveau du shunt j'ai toujours des tensions alternatives.

J'aimerai la confirmation : le fait de relier la masse du montage au neutre est il bien correct ?

Enfin la mesure de P = VI . cos(phi) est sans doute réalisable avec ce montage, par contre niveau programmation du pic c'est autre chose ! Je ne sais pas encore trop comment procéder...

[invitee05a3fcc]

Par contre au niveau du shunt j'ai toujours des tensions alternatives.

Si tu as un shunt de 0,1 ohm et un courant efficace max de 1A (soit -0,14142V et +0,14142V), il faut rajouter un ampliOP pour amener cette excursion de tension entre 0 et 5V

J'aimerai la confirmation : le fait de relier la masse du montage au neutre est il bien correct ?

Ce n'est pas la masse du PIC, mais son 0V

Enfin la mesure de P = VI . cos(phi) est sans doute réalisable avec ce montage, par contre niveau programmation du pic c'est autre chose ! Je ne sais pas encore trop comment procéder...

C'est toi qui a choisi cette galère ! Attention la formule c'est P= intégrale de 0 à 20mS (v*i) dt ...(je ne sais pas dessiner le signe de l'intégral avec Latex !)

Faire un truc qui mesure la valeur efficace de V et la valeur efficace de I pour trouver la puissance .... c'est débile ! Vu que que tu ne tiens pas compte du cos(Phi) ...et donc le résultat ne sert à rien. Et utiliser P=VI.Cos(Phi) n'est valable qu'avec des signaux sinusoïdaux .... assez rare pour le courant actuellement !

[LTHOMAS]

Bon le montage peut déjà réaliser la fonction aquisition de U et de I après pour la puissance il faudra que je m'oriente vers les MCP390X bien que je n'ai pas encore bien capté le fonctionnement, je vais essayer de trouver des schémas d'application...

Quel montage d'AOP faut-il mettre en oeuvre pour rendre entièrement positive la tension aux bornes du shunt ? Je ne peux pas utiliser un pont diviseur comme pour U sinon le shunt sera chargé par celui ci.

[invitee05a3fcc]

Je ne peux pas utiliser un pont diviseur comme pour U sinon le shunt sera chargé par celui ci.

Le shunt, je lui ai pas demandé ... mais je crois qu'il s'en moque !
Par contre avec un shunt de 0,1 ohm et un courant de 1A, il n'y a pas assez de sauce pour attaquer le PIC. Un LM324 par exemple qui amplifie et qui décale

[invite9052eec1]

J'aimerai la confirmation : le fait de relier la masse du montage au neutre est il bien correct ?

Bonsoir,

Pour moi, c'est du suicide de vouloir faire cela sans précaution.

Le problème viendrait, selon moi, du 0V, de la MASSE du NEUTRE et de la TERRE.

Je m'explique:

Le 0V n'est pas la MASSE, mais bien souvent (pas toujours), il est relié à la MASSE dans le boitier électronique.

La MASSE du boitier électronique est (généralement) relié à la MASSE du secteur.

Très souvent, selon le régime de neutre du réseau d'alimentation, le NEUTRE est relié à la TERRE, et la MASSE reliée au NEUTRE (donc à la terre aussi).

Donc dans ces circonstances, tout va bien, la NEUTRE, la MASSE, la TERRE et le 0V sont reliés, et la phase suit son chemin sans jamais les rencontrer.

Là où cela bug, c'est que le NEUTRE n'est pas toujours le neutre !!!!!!!

Beaucoup d'électriciens ne prennent effectivement pas la précaution de relier le neutre au bon endroit dans les prises de courant disponibles dans les locaux (sur les prises 3 broches PHASE + NEUTRE + MASSE), ni même toujours au même endroit (parfois à droite de la fiche TERRE, parfois à gauche, selon l'humeur du câbleur)

Ce que vous croyez être le neutre relié à la TERRE (par l'installation) est en fait tout simplement la PHASE.

Cette phase que vous croyez être le neutre (qui est déjà relié à la terre par le reseau), vous allez par votre montage la relier (aussi) à la terre !!!!

Pour ceux qui suivent, vous verrez tout de suite dans ce branchement que la phase et le neutre seront donc (damned) tout les 2 à la terre ET en court-circuit ....

La solution, bannir la mise à la MASSE ou à la TERRE du montage (pas de fil vert/jaune connecté à la prise réseau alimentant la carte).

Cela n'est pas évident car bien souvent, cette satanée MASSE ou TERRE réapparait sans qu'on s'en doute.

Par exemple si la carte électronique est connectée à un PC qui a son 0V relié à la MASSE/TERRE (c'est effectivement généralement le cas).

Et en plus, ce n'est pas très conforme aux normes de sécurité.

Je pense que tout cela peut être résolu grâce à un transfo d'isolement (la fameuse isolation galvanique).

- Primaire connecté entre phase et neutre à mesurer.
- Secondaire servant pour la mesure avec un point du secondaire relié au 0V de la carte électronique.

L'avantage de cela est de pouvoir en plus, grâce à un rapport de transformation adapté, d'obtenir au secondaire des tensions "acceptables" c.a.d. sans danger pour l'utilisateur (quelques dizaines de volts).

[invite9052eec1]

RE,

Il va sans dire que la mesure du courant telle que proposée dans le montage plus haut est aussi dangereuse pour de multiples raisons.

Par exemple, que se passe t'il si la phase reste appliquée à la carte et que le neutre disparait?

Combien de volts l'ampli OP se prend dans les dents dans ce cas là?

Au bout de combien de temps explose t'il et ou se mets en court-circuit?

Il est possible de mesurer le courant soit en utilisant le principe d'une pince ampérmétrique, soit en utilisant un transfo de courant (en série sur le neutre ou la phase).

A+

[invitee05a3fcc]

Pour moi, c'est du suicide de vouloir faire cela sans précaution.

Si tu avais lu la totalité de la discussion, tu eusses vu :
1/ que le 0V du PIC est relié au neutre (ou à la phase, c'est kif kif bourricot).
2/ que ceci permet d'avoir une image exacte du courant et de la tension circulant dans la charge. Alors qu'un transfo d'isolation introduit toujours une erreur
3/ Que le PIC fait la digitalisation des informations analogiques et transfert le résultat du calcul par une liaison série (genre SPI) avec des photocoupleurs qui font l'isolement galvanique

Alors, avant de pousser des hauts cris, il faut apprendre à lire.

PS: regarde le lien #3 avec la solution Analog Devices

[invite9052eec1]

A mon age, je n'apprends plus à lire, désolé.

[invitee05a3fcc]

Par exemple, que se passe t'il si la phase reste appliquée à la carte et que le neutre disparait?

Ben , il se passe rien ....

[invitee05a3fcc]

A mon age, je n'apprends plus à lire, désolé.

Dans ce cas, il ne faut pas écrire ......

[LTHOMAS]

Merci pour ces remarques.

L'affichage de tension reste possible si la masse du montage (montage qui ne sera pas utilisé avec d'autres appareils) est reliée au neutre, et que la terre soit reliée au boitier sans pour autant que la masse du montage ne le soit.

[LTHOMAS]

Par exemple, que se passe t'il si la phase reste appliquée à la carte et que le neutre disparait?

Plus de courant donc 0V ?
La solution du shunt serait donc réalisable tout de même.
Le montage pourra être isolé via une communication série optocouplée si jamais je dois récupérer les infos sur une autre carte

Bref je commence à comprendre les subtilités du montage.

[invitee05a3fcc]

Pour le courant, c'est idem que pour la tension, sinon qu'il faut rajouter un ampliOP.

PS: Parle de 0V du montage et non de "terre du montage" ou de "masse du montage"

[LTHOMAS]

Je poste un nouveau schéma, un offset est ajouté à la tension du shunt, ce signal est ensuite amplifié.

[invitee05a3fcc]

Je poste un nouveau schéma,

Je n'ai pas encore vu ton schéma ...mais je suis pessimiste. Je te propose le schéma joint pour tester ton programme "Wattmètre" sans t'électrocuter
1/ Tu alimentes en 12V AC le montage
2/ sur le CAN "V" tu mesure la tension de 12V AC
3/ sur le CAN "I" tu mesures courant

"Charge" est une résistance qui doit être supérieure à 6 ohms

Tu fais le montage et tu écris le programme (avec au besoin un LCD pour visualiser les résultats) :
1/ Tu affiches la valeur de la tension
2/ Tu affiches la valeur de la tension ET du courant
3/ Tu affiches la valeur de la tension ET du courant ET de la puissance
4/ Quand tu arrives au 4/ c'est quasiment terminé !

[invitee05a3fcc]

Je viens de voir ton schéma #25 . C'est pas si mal ... sauf que, pour le courant tu sorts une tension image du courant entre -5V et 0V (et encore si le LM324 eusse était alimenté en tension négative). Mais l'idée de départ était bonne.

PS: Le LM1458 ne convient pas du tout pour ce montage

[LTHOMAS]

Merci pour le schéma et pour ton aide.
Je vais tester tout ça (avec toutes les précautions nécessaires...)

[invitec521a5be]

Merci pour le schéma et pour ton aide.
Je vais tester tout ça (avec toutes les précautions nécessaires...)

salue pour ton schéma, kels sont les valeurs de tes composants?? (résistances et tout)!!!

[inviteb6d767d2]

Salut
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Ben moi, pour mesurer la tension secteur, j'aurais simplement utilisé un petit transfo.

Ensuite, si on ne veut que la tension efficace, un redressement simple avec filtrage, et si on veut la mesure alternative, l'envoi via un condensateur vers un pont de résistance polarisé à Vcc/2.

Si on n'a pas besoin d'isolation galvanique (Pic et son alimentation non accessibles par l'utilisateur), un bête pont diviseur suffit.

A+
Bigonoff