Wattmètre : controle de consommation

[akulee]

Bonjour ou bonsoir,

Je souhaite surveiller la consommation de mes appareils électroménagers dont le plus puissant est de 7kW. Pour cela, je veux concevoir un wattmètre temps réel dont la mesure sera par exemple enregistrer pour etre évaluer plus tard.

Mon idée de départ est d'utiliser un capteur de tension et un autre de courant pour faire P=UI cos fi, par un AOP mais la question qui ce pose est comment faire la mesure du cos fi surtotu que le courant et la tension ne sont pas purement sinusoïdale?

Quelqu'un à une idée sur le principe adopté par les appareils disponible en commerce ?

Et merci pour votre aide
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[DAUDET78]

Mon idée de départ est d'utiliser un capteur de tension et un autre de courant pour faire P=UI cos fi,

Non ....
Tu fais P= intégrale(0 20ms) de u*i

la question a été moult fois traité sur le forum .

[carcan]

Hello !

le plus souvent, on confie tout ça un un circuit spécialisé (comme le ADE7753 ou ADE7756).

Mais dans ta demande, il manque plein de spécifications :
- type de réseau (mono, tri, tri+N)
- quel type de sortie (ou pour aller sur quoi : µC, PC, display, bus de terrain, ...)
- précision ???
- ton niveau en électronique et le matériel dont tu disposes pour calibrer ton proto.

A+
Laurent

[akulee]

Rebonjour merci pour votre réponse et excusez moi si la question est déjà posée.

- Mon réseau est monophasé.
- Je souhaite dans un premier temps utilisé la sortie par un arduino uno
- Précision de 1% au minimum
- Mon niveau est plutot pas mal, je suis ingénieur électromécanique donc bien que je n'ai pas tout étudié je m'en sors bien avec les nouveaux trucs.

Pour l'intégral, il faut pour cela faire une mesure de i(t) et u(t) avec un certain échantillonnage !! et puis faire le calcul non ?
S'il y a une discussion que vous avez sous la mains ou je peux trouver la réponse à mes questions merci de me rediriger vers le lien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[carcan]

Re !

1% tu oublies l'arduino comme ADC (et l'intégration en soft). Pars sur un ADE7753 connecté en SPI à ton arduino ... tu peux te baser sur le module que j'ai présenté ici :
http://forums.futura-sciences.com/pr...e-ade7753.html

Sinon une solution toute faite, conforme, qui va bien et pas trop cher :
- 1 Socomec Countis E13 (ou E03 si tu es en dessous de32A)
- 1 shield avec un MAX485 pour ton arduino
- un peu de code et ça roule tout seul

A+
Laurent

[Antoane]

Bonjour,

Un autre exemple : http://forums.futura-sciences.com/pr...-sensible.html

Ceci dit pour 1% de précision, il faudra un étalonnage (et ce à peu près quelle que soit la méthode employée).

[RISC]

Salut,

Le MCP39F501 est un CI concu pour les wattmètres à 0.1% de précision
Tu trouveras un schéma complet et la liste des composants dans le manuel de la carte d'évaluation

a+

[akulee]

Merci, je vais voir vos exmples et chercher un peu à propos de la deuxième solution de carcan et en cas de soucis je reviens

Bonne journée et merci infiniment.

[akulee]

Bonjour,

Me voilà de retour. Je reviens cette fois pour demander votre aide en ce qui concerne le choix des capteurs.

En faisant ma recherche, il y a tout plein de capteur de courant et j'ai vu que le type le plus utilisé en mesure de puissance sont ceux à effet de hall. Pouvez vous me donner un exemple de capteur que je peux utilisé pour une mesure fiable jusqu'à 30A, car franchement là je suis perdu avec tout le choix qui existe sur le marché ?

Un autre point, pour la mesure de la tension j'ai vu qu'on utilise souvent des transformateurs pour abaisser la tension et puis c'est tout !! Si c'est possible de m'expliquer un peu plus cela ? Y a t il pas de capteur de tension 230v AC ?

Merci à vous tous.

[lpt1com2]

Ce sujet a été souvent traité ici.
Si je peux me permettre, je te conseille ce composant : http://www.cirrus.com/en/pubs/proDat.../CS5490_F3.pdf
L’avantage, c’est que tu peux l’interfacer par une liaison série avec l’UART de ton uC (2 fils seulement), et qu’il est très facile à mettre en œuvre. Il a 2 CAN (pour U et I) 24 bits (à comparer aux 10 bits de ton Arduino), et il se charge de tous les calculs. J’ai fait un wattmètre avec ce composant, interrogeable à distance, et une mémoire pour avoir l’historique des consommations téléchargeable dans Excel. J’ai utilisé ce capteur de courant http://www.gotronic.fr/art-capteur-d...1020-11530.htm. Pour l’étalonnage, il faut un voltmètre et un ampèremètre RMS. En ce qui me concerne, c'était plus pour le plaisir de bricoler que pour une réelle utilité.

[akulee]

Le capteur de courant que vous avez proposé ne mesure pas plus que 20A.

Et pour la mesure de la tension vous avez fait comment?

[gienas]

Bonjour akulee et tout le groupe

... Un autre point, pour la mesure de la tension j'ai vu qu'on utilise souvent des transformateurs pour abaisser la tension et puis c'est tout !! Si c'est possible de m'expliquer un peu plus cela ? Y a t il pas de capteur de tension 230v AC ? ...

Hum hum. Comment dire? Je suis un peu gêné par cette question venant d'un spécialiste du métier.

Il se trouve que le secteur est dangereux, mortel, et que des tas de précautions doivent être prises pour qu'à aucun moment, une borne du secteur ne puisse venir en contact avec des parties que l'utilisateur pourrait toucher, sans risquer sa vie.

Et ce problème se pose deux fois: une fois pour le courant et une autre fois pour la tension.

Les capteur à effet Hall permettent d'y parvenir et pour la tension, ils ne conviennent pas.

Comme tu mets la barre très haut, avec au maxi 1%, ce qui impose d'être très en dessous, je vois mal comment faire pour apporter un isolement galvanique et une grande précision.

J'ai cru comprendre que tu voulais faire ça en "amateur", pour ton usage personnel, mais j'ai peur que cela ne reste qu'un rêve si tu ne choisis pas du prêt à l'emploi, fait pour, destiné à un usage professionnel.

[lpt1com2]

La spécification du transfo d’intensité indique 20A nominaux et 60A max. La courbe u=f(i) est encore linéaire bien au-delà du courant nominal. J’ai utilisé ce modèle pour des raisons d’encombrement (très peu de place dans mon coffret de distribution électrique), mais il y a aussi les modèles AC1040 ou AC1050. Dans mon cas, le courant max que j’ai enregistré a été de 24,6A.
Pour la tension, j’ai pris un transfo à 2 secondaires 6V, un pour l’alimentation et l’autre pour la mesure. Avant, j’ai vérifié l’absence de déphasage primaire/secondaire et de déformation de la sinusoïde au courant consommé par le montage (quelques dizaines de mA). Il faut choisir un transfo largement dimensionné par rapport à la puissance demandée par le montage. Je pense toutefois que la précision de +/-1% sera difficile à tenir sur une gamme de, mettons, 0.2A à 30A (perso, j'ai mis 2 gammes, une de 0 à environ 2,5A, et l'autre au-dessus). En même temps, pour vérifier cette précision, il faudrait disposer d'un wattmètre de précision que je n'avais pas.

[akulee]

Bonjour akulee et tout le groupe
Hum hum. Comment dire? Je suis un peu gêné par cette question venant d'un spécialiste du métier.

Ne vous inquiété pas, j'ai bien compris que le transformateur permettra d'assurer une isolation et au meme temps abaisser la tension. Ma question était imprécise j'avoue.

Maintenant, tout dépend de la lecture de cette tension, si c'est pour attaquer une entrée analogique d'arduino par exemple qui ne supporte pas d'AC et bien il faut faire un redressement puis un étalonnage pour voir la correspondance entre la tension AC et DC. Si par contre C'est pour attaquer un composant du type CS5490 alors là il n'y a pas de soucis.

Pour mon utilisation de l'appareil, c'est vrai que je le fais en amateur mais je me suis dit qu'un peu plus de précision n'apportera que du bien, par contre je peu m'en passer il n'y a pas de soucis.

Je me demande qu'elle capteur de courant choisir ? Vaut mieux utiliser un capteur de courant analogique ou bien utilisé un capteur numérique tout simplement ?

Pour la tension, le transformateur est il vraiment la meilleure solution qui soit ?

attaquer mon CPU par les sorties des capteurs directement ou utiliser un IC qui va faire tout le calcul puis l'exploiter par l'CPU ?

[DAUDET78]

si c'est pour attaquer une entrée analogique d'arduino par exemple qui ne supporte pas d'AC et bien il faut faire un redressement

Attend , je rêve ou quoi ? Tu n'as aucune notion de la technique de la mesure de la puissance et de ses impératifs.
Et tu annonces joyeusement que tu veux une mesure à 1% !
Je renonce à t'expliquer pourquoi, on part de trop bas sur les notions de base de l'électricité

Si tu proclames une telle énormité, faut vite acheter un Wattmètre sur le WEB

PS : on peut parfaitement lire une tension alternative en entrée d'un ADC de µC .... y a aussi des notions de base en électronique qui manquent !

[akulee]

Attend , je rêve ou quoi ? Tu n'as aucune notion de la technique de la mesure de la puissance et de ses impératifs.
Et tu annonces joyeusement que tu veux une mesure à 1% !
Je renonce à t'expliquer pourquoi, on part de trop bas sur les notions de base de l'électricité

Si tu proclames une telle énormité, faut vite acheter un Wattmètre sur le WEB

J'ignore ce qui vous a pas plu en ce que j'ai dit, mais détrompez vous je sais bien de quoi je parle, et je sais très bien que P=inté[0 20ms] (u(t)*i(t)), c'est juste je ne vois pas comment attaquer une entrée d'arduino par la sortie du transfo tout simplement et l'idée que j'ai donné reste basique et faisable du moins d'un point de vue théorique.

[akulee]

La spécification du transfo d’intensité indique 20A nominaux et 60A max. La courbe u=f(i) est encore linéaire bien au-delà du courant nominal. J’ai utilisé ce modèle pour des raisons d’encombrement (très peu de place dans mon coffret de distribution électrique), mais il y a aussi les modèles AC1040 ou AC1050. Dans mon cas, le courant max que j’ai enregistré a été de 24,6A.
Pour la tension, j’ai pris un transfo à 2 secondaires 6V, un pour l’alimentation et l’autre pour la mesure. Avant, j’ai vérifié l’absence de déphasage primaire/secondaire et de déformation de la sinusoïde au courant consommé par le montage (quelques dizaines de mA). Il faut choisir un transfo largement dimensionné par rapport à la puissance demandée par le montage. Je pense toutefois que la précision de +/-1% sera difficile à tenir sur une gamme de, mettons, 0.2A à 30A (perso, j'ai mis 2 gammes, une de 0 à environ 2,5A, et l'autre au-dessus). En même temps, pour vérifier cette précision, il faudrait disposer d'un wattmètre de précision que je n'avais pas.

Merci lpt1com2, j'ai une autre question vous vous etes basé sur le CS5490 c'est bien ça ? puis vous avez exploité sa sortie pour récupérer l'information par une unité de traitement ? C'était quoi votre unité ?

[DAUDET78]

J'ignore ce qui vous a pas plu en ce que j'ai dit, mais détrompez vous je sais bien de quoi je parle, et je sais très bien que P=inté[0 20ms] (u(t)*i(t)), c'est juste je ne vois pas comment attaquer une entrée d'arduino par la sortie du transfo tout simplement

Cogite un peu ... ou regarde comment font les autres

et l'idée que j'ai donné reste basique et faisable du moins d'un point de vue théorique.

Là, faut que tu m'expliques les calculs ..... Parce qu'avec une tension redressée, moi, je suis incapable de calculer une puissance !
Sur la première figure avec cos(phi)= 0,7 (un cas simple !) , tu me fais l'explication de comment tu fais avec une tension redressée .

[akulee]

tu me fais l'explication de comment tu fais avec une tension redressée .

Je vous explique mon idée, on a P=inté[0 20ms] (u(t)*i(t)). Qui est bien évidement la relation la plus général pas besoin de parler du cos fi, car dés qu'on sort un peu de l'alternatif à cause des perturbations et bien ce n'est plus valable. Donc je disais..........Je vois mieux mon erreur xD, excusez moi c'est qu'en rédigenant que je me rend compte. A partir du signal redressé on peut déduire si la tension AC est égale à 230, inf ou encore sur mais sans pouvoir connaitre les valeurs instantanés.

Mes excuses.

[DAUDET78]

Donc tu n'as plus qu'a trouver comment avoir une image de ta tension d'entrée [-380 ...+380V] dans la plage [0 ....5V]

[akulee]

Donc tu n'as plus qu'a trouver comment avoir une image de ta tension d'entrée [-380 ...+380V] dans la plage [0 ....5V]

Oui Merci