Réaliser un ampèremètre sous 230V

[ElectronPiege]

Bonjour tout le monde,

Je souhaiterais réaliser un ampèremètre pour mesurer le courant consommé par une installation. Bien évidemment j'ai cherché sur le net des modules tout fait qui sont hors de prix (dans les 500€) et qui ne sont pas comme je le veux.
Le but est de réaliser un wattmètre ! Avec affichage à LED sur 7 segments.

Tout ca j'ai réussi à le faire fonctionner, je sais gérer l'affichage, mesurer la tension via un µC etc.

Là où je n'ai encore aucune compétence, c'est la mesure de tension alternative, directement liée au secteur et l'utilisation d'un shunt.

Caractéristiques voulues :

- Puissance mini : 10Watts
- Puissance maxi : 4000Watts
- Tension : 230V ac
- Précision souhaitée : il faut que l'ajout d'un appareil de 50W puisse être "visible sur la mesure" si ma conso est déjà de plus de 1000W.

Le but final sera d'afficher :

- la tension
- le courant
- la puissance
- et peut être la fréquence

Comment je dois m'y prendre pour l'isolation de la mesure de la tension secteur ?
Comment la redresser ?
Comment utiliser le shunt et quelle valeur choisir ?
Comment faire l'isolation galvanique ? Opto ?

Je pense avoir tout dis, merci à vous et bon Dimanche !
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[DAUDET78]

la fréquence, en Europe, c'est 50,00 Hz pas la peine de la mesurer
le courant, regarde du coté des capteur à effet Hall
Sinon, tu as des circuits qui font la fonction Wattmètre, tout seul !

[Zenertransil]

Tu trouves effectivement des wattmètres tous faits (monophasés) pour une misère (30-40€, à comparer au prix d'un wattmètre numérique industriel), et les plus performants te donnent tout ce qu'il faut savoir: tension, intensité en ligne, puissance active, puissance réactive, puissance apparente, cos phi, etc... Tout n'est pas forcément affiché mais si tu as une des trois puissances et le déphasage (polaire) ou deux des puissances (cartésien), tu peux déduire le reste!

Sinon, si tu veux vraiment le faire toi-même, en sachant que ça coûtera bien plus cher, tu peux passer par des capteurs à effet Hall, comme l'a dit Daudet. J'ai réalisé une sonde différentielle sur ce principe, à l'aide d'un petit capteur LEM qui vaut une cinquantaine d'Euros. Il existe le même pour le courant!

En sachant que la puissance active est la moyenne de la puissance instantanée, une fois que tu auras l'image du courant et celle de la tension, il te faudra les multiplier puis moyenner avec un réseau RC, par exemple. Plus facile à dire qu'à faire...



Le shunt de courant est une solution assez délicate à mettre en œuvre dans un tel système... Regarde du côté des wattmètres précités!



Bon week end

[ElectronPiege]

Merci pour vos réponses, je vais regarder du côté des capteurs à effet hall.

Zenertransil : un wattmètre tout fais à 30 40€ ? Je veux bien le lien... et j'ai un doute qu'il soit à affichage LED. Un wattmètre chez Schneider ou Merlin Gerin c'est entre 600 et 1000€. Moi j'ai simplement besoin de savoir combien consomme mon installe.

Je me doute bien qu'un shunt c'est très délicat à mettre en oeuvre car la tension à ses bornes sera de quelques millivolts et le moindre parasite fera fausse note.

[A voir en vidéo sur Futura]

[PIXEL]

Moi j'ai simplement besoin de savoir combien consomme mon installe.

domestique ? ton compteur ERDF l'affiche !

[Zenertransil]

Pas de problème:
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/0...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/0...f=searchDetail

Il y en a des dizaines, pour ne pas dire des centaines... J'ai pris les premiers! Il y en a un à 10€ qui mesure puissance active et qui donne le facteur de puissance, ça suffit pour tout faire... J'étais large avec mes 40€ !


Pixel: Je pense qu'il veut mesurer la consommation sur une sous-partie de l'installation, donc à moins de faire une mesure différentielle, le compteur ne sera pas d'une grande utilité...

[paulfjujo]

bonjour,

Merci pour vos réponses, je vais regarder du côté des capteurs à effet hall.
Zenertransil : un wattmètre tout fais à 30 40€ ? Je veux bien le lien... et j'ai un doute qu'il soit à affichage LED.
Un wattmètre chez Schneider ou Merlin Gerin c'est entre 600 et 1000€.
Moi j'ai simplement besoin de savoir combien consomme mon installe.
Je me doute bien qu'un shunt c'est très délicat à mettre en oeuvre car la tension à ses bornes sera de quelques millivolts et le moindre parasite fera fausse note.

et si, la mesure peut etre faite directement via un shunt, mais le tout est inacessible (enveloppe plastique)
une vue eclaté d'un tel apparaillage : http://paulfjujo.free.fr/_DocTech/_O...metre_OTAX.htm
ici le OTAX 390001 08W27 16A 3680W maxi
avec quelques tests reels..
nota: ce n'est pas du reverse_engineering ! mais un depannage..

il existe des modeles plus performants dans la meme enveloppe de prix..
mais ne pas regarder à la loupe la qualité des soudures ! (made in RPC)

[ElectronPiege]

Je me doutais bien de ce genre d'appareil ^^
C'est vrai que j'ai oublié de préciser que mon afficheur sera intégré dans un appareil (commutateur de puissance contrôlé) et mis en rack.
De plus l'afficheur n'est pas à LED sur ceux proposés plus haut donc invisibles dans une pièce sombre.
Et effectivement il s'agit bien d'une partie de l’installation qui concerne la hifi. 2 amplis en classe A qui consomment quelques milliers de watts + les pré-amplis etc. J'ai remarqué que les consos évoluent beaucoup en fonction de la puissance de sortie, et des courbes de chauffe des amplis. Bref ca c'est une autre histoire. Pour l'instant je voudrais réaliser ce genre d'appareil de mesure.

Je suis entrain de regarder le fonctionnement des capteurs à effet hall et de voir comment récupérer l'info etc.

[Zenertransil]

Tu débourseras minimum 200€... A toi de voir! Je ne vois pas en quoi les appareils que je t'ai proposés ne conviennent pas! Si la puissance dépasse 3,6kW tu peux toujours répartir sur plusieurs appareils. Rien ne t'empêche de l'ouvrir et de l'adapter à ce que tu veux faire... Un de ceux que j'ai proposés a un écran déporté, que tu peux ramener en façade! Du reste, si tu as un raccord direct et non des prises 3P, bah tu ouvres le boitier et tu soudes comme ça t'arrange...



Sinon, plusieurs parties: alimentation pour le circuit, un capteur à effet hall pour la tension, un pour le courant. Pour avoir uniquement la puissance active, un module qui multiplie les deux images et qui moyenne le produit. Pour avoir la puissance apparente, deux modules de calcul de valeur efficace (eh oui) et un module qui multiplie les deux valeurs. Comme les courants appelés sont dégueulasses (et pas nécessairement en phase), impossible de se contenter d'une approximation des valeurs efficaces... Il faut réaliser un vrai calculateur RMS!

[Poseidon88]

Comme dit plus haut, je veux un affichage LED 7 segments.
200€ ? pourquoi ? Je fait tout à mon taff, je conçoit des circuits électroniques "simples" du style alimentation, variateur, etc donc j'ai accès à tout ce dont j'ai besoin, j'ai suffisamment de connaissances en électronique et en programmation pour me débrouiller et concevoir un circuit de A à Z. Et je peux même faire des PCBs pro
Là je viens demander de l'aide car je n'ai jamais utiliser de capteur a effet hall ou même mesurer un courant lié au secteur.
Et je ne vois pas comment intégrer ce genre de merdier chinois à une façade aluminium d'un boitier rack sans que ca fasse bricolage du Dimanche.
De plus j'aime bricoler et l'électronique est une de mes passions.

Et enfin, il est hors de question que je vienne brancher une install hifi à 20K€ sur un machin venant de chine !

Bref, sur le net on trouve des ampèremètres à réaliser et jusqu'à preuve du contraire, on m'a toujours dit que la puissance en Watt est le produit Tension X Courant X Cos Phi

J'ai ma tension que je mesurerais, mon courant que je mesurerais et je peux inclure mon cosinus phi (aux alentours de 0,7).

[paulfjujo]

bonsoir,


voir ACS712 mesure de courant via capteur effet hall integré dans le boitiier 8 pins.
mesure AC ou DC

http://www.watterott.com/en/Sensors/...5197b1e632edc9

[ElectronPiege]

Petit soucis de connexion, voici un capteur qui me parait pas mal : http://radiospares-fr.rs-online.com/...urant/0497211/

[ElectronPiege]

Bien vu Paulfjujo !! Je regarde de ce côté

[Zenertransil]

P = U.I.cos phi? Cela ne fonctionne qu'en régime sinusoïdal... Et même si c'était vrai, comment mesurerais-tu les valeurs efficaces dont tu as besoin? La bidouille qui consiste à redresser, moyenner et multiplier par 1,1 ne fonctionne qu'en sinusoïdal...



Et c'est aussi le cas de cette formule: elle ne fonctionne que quand courant et tension sont sinusoïdaux. Or le jour où un redresseur traditionnel absorbera un courant sinusoïdal n'est pas arrivé... Dans ce cas, il faut utiliser une loi toute autre: l'électrotechnique dit ainsi que seuls les harmoniques de courant et de tension de MÊME FRÉQUENCE transportent les puissances actives et réactives. Le reste, c'est du déformant: la formule de Boucherot n'est plus exacte. (On obtient S = Racine(P² + Q² + D²)

La tension est théoriquement sinusoïdale, donc on va l'assimiler à son fondamental: 50Hz. Le courant est décomposable en série de Fourier et comporte pléthore d'harmoniques... Seul son fondamental a une fréquence de 50Hz.



C'est ainsi que P = U1.I1.Cos(U1^I1) et que Q= U1.I1.Sin(U1^I1), où U1 et I1 sont respectivement les fondamentaux de tension et de courant. Comme la tension est sinusoïdale tu peux remplacer U1 par U, mais pour I1... Cela demande une analyse harmonique.

Mais on a aussi, et en régime quelconque cette fois, P= 1/T * [Int( u(t) . i(t) ) dt] de 0 à T, où u(t) et i(t) sont les valeurs INSTANTANÉES, que tu peux relever très facilement avec des capteurs à effet hall. Il faut donc multiplier ces images entre elles puis effectuer le quotient de l'intégrale par la durée d'intégration, c'est à dire moyenner. C'est bien plus simple que de passer par la solution précédente!



Pour le prix, c'est parce que tu en auras facilement pour 100€ pour les capteurs à effet Hall! Mais si tu veux vraiment faire ça de façon "pro", tu achètes un wattmètre industriel ou une pince wattmétrique...

[ElectronPiege]

Je sais pas ce que tu essayes de faire passer comme message mais tout ton charabia n'a rien à faire ici sachant que tu veux qu'une chose c'est montrer que ton bidule à 10 balles made in china est LA solution. D’ailleurs si les chinois arrivent à le faire à 10 balles c'est que c'est faisable à moindre coût (sachant que j'ai pris une sacrée marge !).

Ton truck que tu me propose, mesure une puissance : c'est exactement ce que je veux faire non ? Alors si eux ils ont réussi à le faire, pourquoi moi je n'y arriverais pas ? Qu'ils aient intégré tout ton charabia de formules ou non je m'en fiche complètement, moi je veux faire un wattmètre et c'est pour ca que je viens demander de l'aide et non qu'on me prouve par A + B qu'un merdier à 10 balles est LA solution ! Je t'ai dis qu'il ne me convient pas et que j'ai envie d'en fabriquer un que j'ai largement de quoi faire donc stop.

Et ca me permettra de le mettre sur mon site internet pour d'autres personnes qui voudraient le fabriquer.

Et ca me fait rire parce que ca se voit que tu lis même pas ce que j'écris : ca fait 3 fois que je dis que l'affichage (à LED !) DOIT ÊTRE INTÉGRÉ DANS LA FAÇADE D'UN BOITIER RACK ! Donc qu'est ce que tu viens me proposer une pince wattmétrique ???!

Bref, d'autres gens ici sont là pour m'aider et je continu avec eux

[Zenertransil]

Ce n'est pas la peine d'être grossier, je pense avoir été poli avec toi donc j'en attends autant, merci!

Je te disais juste que la voie sur laquelle tu pars est complètement foireuse (mesurer la tension efficace, le courant avec une valeur efficace qui sera fausse et sortir d'on ne sait où un facteur de puissance de 0,7). Tu veux quelque chose de performant eu égard à la qualité de l'installation: d'accord, c'est honorable! Alors désolé de te dire que les calculs que tu voulais faire te donneront n'importe quoi un peu dommage, non?

Est-ce que j'ai continué avec le truc "made in china à 10€" dont tu parles? NON! On parle juste de calculs, qui eux, SONT EXACTS! Quand on veut faire un truc sérieux, c'est bien beau de dire qu'on accès à tout le matériel qu'on veut, qu'on peut faire des supers PCB etc mais si ton truc t'affiche une puissance 10x inférieure à la puissance réelle, ça servira uniquement de décoration.

Donc tu me demandes de lire ce que tu écris: je te retourne l'idée dans la mesure où je t'ai expliqué comment faire pour avoir ta mesure de puissance de façon fiable et pas en approximant un courant et un facteur de puissance, et ce, avec ce que tu veux utiliser et rien d'autre (un microprocesseur et des capteurs à effet Hall).



Je n'attends rien en retour, si ça ne te plaît pas, c'est pareil: tu peux suivre ce que tu voulais faire (avec ton UICosphi et les valeurs efficaces approximatives), mais à ce moment-là, ça ne sert à rien de venir demander... Mais tes insultes, tu te les gardes, merci!

[r4ph]

Une solution élégante: http://forums.futura-sciences.com/pr...-sensible.html (sans uC!)

[Zenertransil]

Une solution élégante: http://forums.futura-sciences.com/pr...-sensible.html (sans uC!)

Très élégant, effectivement! Toujours la même idée de produit instantané du courant et de la tension, dont on extrait la moyenne... Seule solution fiable en restant relativement simple, n'en déplaise à certains

[PIXEL]

quels amplis "classe A" consomment des KW ?

[lpt1com2]

Pas de problème:
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/0...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...f=searchDetail
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/0...f=searchDetail

J'ai un gros doute sur l’honnêteté de ces appareils.
J'ai acheté un modèle Velleman et un modèle à 12€ chez Casto.
Je les ai mis en série.
Sur une charge résistive (fer à repasser) aucun problème, les 2 appareils indiquent le même courant.
Sur une charge exotique (lampe halogène, variateur à la moitié): un appareil indique 1,9A et l'autre... 0,7A !!
J'ai inséré ensuite un multimètre RMS dans cette configuration, et il a affiché 1,4A.
J'ai tendance à accorder plus de crédit à la dernière mesure....

[Zenertransil]

Je pense connaître l'origine de cette différence...

Comme expliqué précédemment par les calculs, un wattmètre ne fait pas "courant * tension" pour obtenir la puissance, ni "courant * tension * cos phi" car en régime non-sinusoïdal, cette relation est fausse: la puissance déformante fait que le facteur de puissance (Fp) n'est plus égal au facteur de déplacement (Cosphi).

Il effectue le produit INSTANTANÉ du courant et de la tension, puis en fait la moyenne: ça, ça donne la puissance active à coup sûr, quelles que soient les conditions (alternatif ou pas, courant en triangle, en pics ou en étoile de mer du Groenland -très rare, oui!), ça fonctionne.

Afin de donner une indication, il affiche quand même le courant, et là, les techniques sont variés. La plupart des appareils (cas des multimètres non-RMS) se contentent de redresser l'image du courant (souvent prise sur un shunt) en double-alternance, de moyenner avec un réseau RC, et de diviser par 0,9. En effet, c'est le facteur de forme d'une grandeur sinusoïdale: la valeur efficace vaut [max /‎√2], la valeur moyenne après redressement vaut [2*max/pi]: on en déduit que la valeur efficace vaut pi/(2‎√2)*moyenne redressée, soit 0,900 fois celle-ci environ. D'où l'approximation utilisée...

Naturellement, dès qu'on sort du régime non-sinusoïdal, le résultat de la mesure est foireux! Mais il ne devrait y avoir aucune répercussion sur la mesure de puissance active... Par contre, la puissance apparente ou le facteur de puissance seront faux! C'est, je pense, le cas sur les appareils bas de gamme, mais peut-être n'est-ce pas une généralité! Avec les microcontrôleurs, il est devenu bien plus simple de calculer une valeur efficace.



Il serait intéressant de comparer les puissances actives affichées par les deux appareils! En sachant, pour avoir un ordre d'idée, que quand le curseur du gradateur est à mi-course (qu'on ôte la moitié de chaque alternance), la tension efficace est ‎√2 fois plus faible, et la puissance active deux fois plus faible dans une résistance. Ca m'intéresse!

[lpt1com2]

@Zenertransil
Je suis tenté de partager ton analyse. Quand j'ai fait cette comparaison (il y a plus de 3 mois), j'avais fait une fixation sur la mesure de courant, et je ne me souviens plus si les 2 appareils étaient cohérents sur la mesure de puissance active. La semaine prochaine je remonterai la manip avec les 2 wattmètres et le multimètre, et je posterai les mesures sur ce fil. Quoiqu'il en soit, j'ai l'impression qu'il s'agit plus de gadgets que de véritables appareils de mesure. Et dire que je les avais achetés pour étalonner mon propre wattmètre. Cela dit, il semble fonctionner pas trop mal, si je compare mes mesures avec ma facture EDF, bien qu’il ne tienne pas compte de la forme du courant (et quelques watts négatifs de puissance réactive dont j’ignore la cause, sûrement un défaut dans mon programme).

[Zenertransil]

Attention, la puissance réactive (notée Q) ne s'exprime pas en Watts mais en VAR! (volts-ampères réactifs, c'est homogène à des watts mais des watts imaginaires), de même pour la puissance apparente (S) qui s'exprime en VA (volts-ampères)

La puissance réactive produite est effectivement curieuse! Qu'elle soit présente en petite quantité n'est pas anormal, mais en consommation et non en production (signe positif: charge inductive machine à laver principalement, qui utilise un moteur asynchrone). Il y a aussi une relative quantité de puissance déformante à prendre en compte, qui apparaît sur tes relevés en haut du tableau: la somme quadratique de P(W) et de Q(VAR) n'est pas égale à S(VA). Elle est due aux charges non-linéaires, et on peut dire que ça connaît notre époque...

Oui, c'est assez bizarre: puissance réactive négative, et déphasage négatif (cohérent entre eux). Donc courant en avance sur la tension... Or les charges capacitives sont assez rares, si on excepte le chouilla de puissance réactive que peuvent générer les redresseurs à filtrage capacitif qui sont en têtes de toutes les alims. En général, le déformant est prédominant, mais pourquoi pas...



Quand tu dis qu'il ne tient pas compte de la forme du courant, à quoi penses-tu?

Relevé très intéressant, en tout cas!



Joyeux réveillon à tous!!

[carcan]

Hello !

tu peux te baser aussi sur ce modèle ci, à base d'un ADE7753 : http://forums.futura-sciences.com/pr...e-ade7753.html

Sinon, j'avais acheté un wattmètre industriel avec afficheur 7 segments bleus (mesure en mono ou tri, affichage U,I,P,Q,S,FP,F, ...) de la marque Hobut. ET je l'avais payé moins de 200€ (Il faut juste lui prévoir un coffret et un TI adapté à tes besoins).

A+
Laurent

[f6bes]

Bonjour,
Je dois etre "vieux jeu", mais un WATTMETRE en façade sur une baie /rack de sono de 4 kw, je me demande si c'est pas SEULEMENT
pour épater la galerie !i
Une consommation ça varie en permanence, on devra en déduire quoi ?
Surtout si l'on fixe ARBITRAIREMENT un cos phi tiré du fond d'un chapeau (faut il investir 500ou 1000 euros pour cela)
Mais comme dirait un célébre Thiérry...ceçi ne nous...regarde pas !

Bonnes Fétes

[lpt1com2]

Quand tu dis qu'il ne tient pas compte de la forme du courant, à quoi penses-tu?

En fait j'ai fait une détection du passage à zéro sur chacune des voies (U&I) pour pouvoir mesurer le déphasage.
Mais si le courant est biscornu, cette mesure peut être fausse.
Pour étalonner mon système, j'ai fait un outil qui permet de déphaser de 0 à 180°. Mais je n'ai qu'un générateur sinusoïdal et je n'ai aucune idée de l'impact avec un signal "tronqué" comme peut le faire justement un gradateur sur une lampe halogène.

[ElectronPiege]

Bonsoir à tous,

Juste avant de fêter Noël, je vous répond :

PIXEL : Par exemple mes 2 jolis TECHNICS SE A3 (2200W max chacun).

F6bes : Ce n'est donc pas de la sono (voir réponse juste au dessus) et ca m’intéresse de savoir combien je consomme sur certains morceaux avec certains niveau de volumes avec certaines enceintes d’impédance différentes. Ce qui me permet de voir comment réagit l'ampli (passage en classe A, retour en AB etc). Et avec une pince ampèremétrique, j'ai par exemple remarqué que l'ampli à un temps de réaction asez lent quand il passe de la classe AB à A tandis que de A à AB il mets beaucoup moins de temps. Bref moi ca m'est utile pour d'autres trucks aussi.

CARCAN : merci pour le lien, je vais lire ce topic ce week end et je te tiens au jus

Lpt1com2 et ZenerTransil : merci pour vos comparaisons, je veux bien vous croire, mais un wattmètre ca existe et moi je voudrais en réaliser un. Si il ne suffit pas de multiplier le courant et la tension alors ce qui m’intéresse c'est de savoir COMMENT faire. Je rappel que je veux mesurer la consommation d'un appareil sous 230V donc la puissance active.

Sur ce, je vous souhaite un joyeux Noël à tous

[Zenertransil]

Pour la mesure de la puissance active, je l'ai écrit au moins 3 fois dans la présente discussion...