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Analyseur réseau 001
Dernière mise à jour : 06/04/2008Article non terminé, volontairement non référencé dans les sommaires du site
Présentation
Ce circuit, basé sur l'usage d'un PIC de type 16F877, permet la surveillance de la tension secteur sur un réseau monophasé ou triphasé. Il s'agit d'une version plus autonome de mon analyseur réseau logiciel basé sur l'emploi d'une carte son (et qui n'est toujours pas fini).- En mode triphasé, une surveillance est opérée sur la valeur de la tension crête de chaque phase, ainsi que sur les relations de tension entre chaque phase, ce qui permet de détecter un défaut (absence ou diminution de tension) sur une ou deux phases.
- En mode monophasé, la surveillance s'opère uniquement sur la valeur crête de l'onde secteur, dans une fourchette de valeurs spécifiées par l'utilisateur.
En cas de détection d'un défaut, les dernières valeurs de tension échantillonnées sont transmises sous forme numérique via un port série, les données peuvent donc être récupérées et affichées dans un logiciel spécifique gardant trace des évenements passés.
Remarque : il serait bien évidement interressant d'adjoindre au PIC une mémoire Flash conservant les valeurs, afin de rendre totalement autonome le système, en permettant la récupération ultérieure des données. Mais à ce jour, je n'ai pas encore la connaissance suffisante pour mettre ça en oeuvre.
Interface avec le secteur 230 V / 380 V
La liaison de cet analyseur réseau avec le secteur doit impérativement s'effectuer au travers d'un ou de plusieurs transformateurs d'isolement. De simples transformateurs d'alimentation conviennent parfaitement, mais je conseille l'usage de transformateur 230 V / 12 V (que l'on trouve très facilement) suivi d'un diviseur de tension de rapport 5. Pourquoi ce choix ? Il est assez arbitraire en fait, la seule contrainte que je me suis fixée étant de pouvoir surveiller de façon assez précise les variations de tension autour des valeurs nominales que j'établie à la valeur 230 V mais qui peuvent bien sûr varier selon le lieu objet de la surveillance. Par surveillance "précise", j'entends une valeur ne dépassant pas 1,0 V côté secteur. Celà est-il possible ? Pour le savoir, il faut faire quelques calculs fort simples. Les entrées analogiques du PIC16F877 qui vont servir pour la surveillance de la ou des tensions abaissées présentent une échelle de 0 V à +5 V, pour un codage (conversion analogique / numérique) sur 10 bits (1024 pas de quantification). Cela signifie que le pas le plus petit correspond à la valeur de+5 V / 1024 = 0,0048828125 V.
Autant de chiffres après la virgule me fait toujours sourire, retenons donc que le pas est de 4,88 mV.
Si nous choisissons un transformateur de type 230 V / 12 V, son rapport de transformation est de
230 / 12 = 19,16.
En combinant le pas minimum des entrées analogiques du PIC (4,88 mV) avec le rapport de transformation du transformateur (19,16), nous en déduisons que le pas de mesure côté secteur est de :
4,88 * 19,16 = 93,5 mV.
Gardons en mémoire que la précision de la mesure est donc de l'ordre de 100 mV, soit 0,1 V côté secteur.
Vous êtes sûr ?
Les calculs précédents sont basés sur
l'hypothèse que la surveillance se fait avec une tension secteur
de 230 V maximale, pour une plage de mesure côté PIC de 0
V à +5 V. Si la tension côté secteur monte, on va
buter sur la valeur maximale échantillonnée du PIC. En
clair : on a une précision honorable de l'ordre de 100 mV mais
on ne verra jamais des surtensions s'il s'en produit sur le
réseau. Il est donc préférable de réduire
un peu la précision de mesure, et de pouvoir aussi surveiller
toute hausses (en plus des baisses) des tensions surveillées.
C'est pourquoi j'ai fait le choix de placer la valeur nominale du
secteur (230 V) à trois quart de l'échelle maximale, soit
3,75 V, et non à la valeur maximale de 5,0V. Cela réduit
certe la précision de mesure, mais comme elle reste de toute
façon bien inférieure à 200 mV côté
secteur, cela me convient toujours parfaitement. Je pense de toute
façon qu'il est tout à fait inutile de vouloir
s'accrocher à une grande précision sur la mesure absolue
de la tension, car ce n'est pas une petite variation qui fait du mal
aux équipements alimentés.Le schéma
Le schéma en lui-même n'est pas spécialement complexe (surtout en regard de ce qu'il est censé permettre), mais fait usage d'un composant programmé de type PI 16F877.