Calculateur automatique de puissance pour compteur EDF électromécanique & Essais

L'afficheur LCD 2 lignes 16 caractères est ici utilisé en mode 4 bits afin de limiter le nombre de fils à brancher, les connexions ne sont pas détaillées pour ne pas alourdir inutilement le schéma comme elles dépendent de toute façon de la programmation du microcontrôleur.
P1 permet d'ajuster le contraste de l'afficheur.


OPTO 1, capteur optique de type optocoupleur à réflexion, est placé quelques millimètres au dessus de la surface du disque du compteur EDF et informe le µC chaque fois que le disque vient de faire un tour complet.

Zoom sur le capteur optique, il est encore soudé à un petit morceau de circuit imprimé parcequ'il provient d'un appareil de récupération.

Afin que le microcontrôleur puisse détecter des impulsions de courte durée, le capteur est raccordé à l'entrée RB0/INT du PIC et utilise l'interruption sur front montant pour détecter les tours effectués.
Le timer 0 est utilisé pour obtenir un décompte du temps très précis entre 2 impulsions provenant du capteur OPTO 1.
Cette précision permet de garantir un calcul juste de la puissance active "mesurée" par le compteur EDF.


R1 est une résistance de tirage vers le haut. C1 sert de découplage pour le µC. D1 est la LED verte qu'on voit briller chaque fois que le montage détecte un tour de disque terminé.

A gauche de l'afficheur LCD se trouvait un CI à 8 broches c'est un AOP qui était intercalé entre l'optocoupleur et le PIC, après réflexion sur les branchements, les niveaux de tension et autres, j'ai pu finalement m'en passer.

(Notez que la résistance de 360 ohms située au dessus de l'afficheur n'est d'aucune utilité ! )

Puis ce que les photos sur les vidéos sur Youtube ne peuvent être assez grande...

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Il existe une longue vis de réglage, ou plutôt une tige filetée dont une des extrimitée est visible juste à droite  du capteur optique que j'ai ajouté.

Remarquez la présence des 2 vis de réglage du "frein magnétique" dans "l'alignement" du périmètre du disque

Notez que les circuits magnétiques des bobines courant et tension sont feuilletés, on en voit une partie entre la surface du disque et les spires de la bobine courant, elle est peinte en bleu. 

Les essais sur plusieurs charges: comparaison entre la mesure du compteur EDF et l'oscilloscope:

Tous les essais ont été réalisés en sachant que la tension du secteur est susceptible de subir des fluctuations:

L'oscilloscope affiche des valeurs de tension efficace, courant efficace et puissance moyenne en temps réel, alors que le montage qui calcule la puissance "vue" par le compteur EDF affiche une moyenne au cours d'un tour de disque.

Les comparaisons ne peuvent être donc pas être garanties "ultra précises" même avec des charges qui devraient normalement absorber une puissance constante, gardez ça en tête.

Le compteur EDF, avec sa bobine de mesure et l'oscilloscope, avec une sonde à effet Hall, prélèvent une valeur identique du courant qui traverse la charge. A cause de la manière dont j'ai agencé le matériel de mesure ( raccordements, pinces croco, rallonge de fils...);  le compteur EDF prélève la tension aux bornes de la charge plus en amont que l'oscilloscope ce qui fait que même si les deux instruments étaient exactement aussi précis l'un que l'autre: le compteur afficherait forcément un tout petit peu plus de puissance que l'oscilloscope.

L'impédance des fils de mesure même pas très longs (4 m à tout casser) fait théoriquement forcément un effet même si il n'est pas énorme.

Pour l'oscilloscope:

 Courbe jaune 

► tension instantanée

Courbe rouge ► courant instantané

      Courbe bleue ► puissance instantanée

Essai: charge résistive pure: résistance de 200 

Ω  branchée sur le secteur

Ecart entre le compteur et l'oscilloscope: + 0.67 % pour le compteur EDF

Essai: charge résistive pure: lampe halogène de type crayon 150 W ( 78 mm de long ); état d'usure: inconnu

Ecart entre le compteur et l'oscilloscope: + 0.69 % pour le compteur EDF

Essai: charge non linéaire à consommation normalement constante: pont redresseur suivi d'un condensateur de filtrage de 1000 µF puis d'une résistance de 200 Ω.

Facteur de puissance: 0.64

Ecart entre le compteur et l'oscilloscope: + 2 % pour le compteur EDF

Notez que les pics de courant lors des instants de charge du condensateur font chuter légèrement la valeur de la tension instantanée ce qui fait que les sommets de la sinusoïde sont plus "écrasés" que lors des essais sur charge résistives.

Essai: charge non linéaire à consommation susceptible de varier : Unité centrale avec bloc alimentation sans PFC actif ( correcteur de facteur de puissance ) ni PFC passif à priori (quoi que...).

Facteur de puissance: 0.79

Ecart entre le compteur et l'oscilloscope: + 1.6 % pour le compteur EDF

J'ai fait exprès de prendre la mesure quand l'unité centrale avait fini de démarrer et en ne lançant aucun programme qui risquait de faire varier la consommation mais quoi qu'il en soit une comparaison sur ce genre d'appareil reste délicate. C'est surement l'essai qui est le moins à prendre au sérieux.