Détection du secteur 230V

Détection du secteur 230V

Un petit montage à base d'optocoupleur permet de détecter la présence du secteur simplement. L'optocoupleur assure l'isolation entre le secteur dangereux et la sortie signal binaire 3.3V ou 5V pour attaquer un microcontrôleur. Voici le schéma :

detection du secteur 230v 0

Détection de la présence du secteur 230V

Fonctionnement du détecteur de présence secteur 230V

L'astuce consiste à minimiser le nombre de composants. Lorsque le secteur est présent, la LED de l'optocoupleur brille sur les alternances positives du secteur. Sur les alternances négatives, D1 conduit et empêche que la LED de l'optocoupleur ne voie une tension inverse supérieure à 0.6V environ. D1 protège donc la LED de l'optocoupleur. C1 lisse d'éventuels parasites. N'importe quel condensateur 100nF fera l'affaire, vu qu'il n'y aura jamais plus de 1.5V à ses bornes.

La résistance R1 limite le courant. On peut choisir un modèle 100kOhms 1Watt minimum. La valeur n'est pas critique. Elle doit être suffisamment faible pour garantir le bon fonctionnement du détecteur de présence secteur. Mais plus sa valeur est faible, plus elle chauffe. Ici, avec 100kOhms, la puissance dissipée vaut 230²/100000 = 0.53W.

Comme la LED de l'optocoupleur n'est passante que la moitié du temps, il faut ajouter le condensateur C2. Lorsque le transistor de l'optocoupleur est passant, C2 se décharge à travers ce transistor. Lorsque le transistor est ouvert, C2 se recharge lentement, pas assez vite pour remonter à un niveau haut. La tension reste donc proche de zéro, assurant un niveau logique bas.

Lorsqu'il n'y a pas de secteur présent, la LED de l'optocoupleur ne brille pas, et donc le phototransistor reste bloqué. La sortie est au niveau de l'alimentation Vcc (3.3V ou 5V). On peut donc brancher directement ce montage sur une entrée de microcontrôleur.

Simulations avec LTSpice IV pour trouver les "bonnes" valeurs

On peut simuler le détecteur de présence secteur sur LTSpice pour trouver les valeurs adéquates. LE CTR de l'opto étant trop favorable sur LTSpice, il faut diminuer la valeur de la résistance d'entrée, qui est branchée au secteur. Avec un optocoupleur standard, et une résistance d'entrée de 500kOhms :


detection du secteur 230v 1

Simulation du détecteur de secteur

Comme la source de tension est initialement à 0, la simulation montre ce qui se passe dès l'instant où le secteur est branché. Le transistor de l'optocoupleur décharge progressivement le condensateur de 10uF (en 0.3s) et la tension s'établit proche de 0V.

On peut réduire la valeur du condensateur de 10uF à 2.2uF. Dans ce cas, l'ondulation est plus prononcée :

detection du secteur 230v 2

Simulation du détecteur de présence secteur (valeur de condensateur réduite)

Si on augemnte cette fois ci la résistance d'entrée pour diviser par 3 le courant dans la LED de l'opto, le transistor n'a plus assez de pêche pour garder le condensateur déchargé. La tension s'établit mollement autour de 1.8V :

detection du secteur 230v 3

Résistance d'entrée trop élevée (1.5MOhm)

Il est donc impératif de diminuer la valeur de la résistance. C'est pourquoi le schéma présenté a une résistance de 100k pour avoir une marge suffisante sur le CTR de l'optocoupleur et donc son bon fonctionnement ici.

Avis des internautes en moyenne 3.4 pour 5 votes
  Détection du secteur 230V, publié par nina67 le 23 Mars 2015
Les 10 outils indispensables pour l'électronique
Nina67
7 COMMENTAIRES
plefebv

Peut on remplacer D1 par une LED pour en faire un témoin secteur ?

Camille turiel

Bonjour, non pas D1 car comme l'a bien expliqué Nina elle protège la LED de l'opto des tensions inverses due aux alternances négatives du secteur, en revanche en lieu et place de l'opto lui même oui et je pense que tu peux aussi te passer du condo C2.

nina67

Bonjour, oui, D1 peut être une LED, c'est très astucieux comme idée ! Merci à vous ! Par contre, le condo C2 est impératif, sinon la moitié du temps (alternances ou l'opto est bloqué), le niveau logique sera à Vcc. Dans ce cas, le montage génère un signal carré à la fréquence du secteur. Cordialement

Camille turiel

Bonjour Nina, je ne sais pas si j'ai bien lu, mais il me semblait que le rôle de D1 était de protéger la LED de l'opto U1 non ? En effet vous écrivez: "D1 conduit et empêche que la LED de l'optocoupleur ne voie une tension inverse supérieure à 0.6V environ. D1 protège donc la LED de l'optocoupleur..." Aurais-je loupé quelque chose ? En ce qui concerne C2 je parlais bien du 100nF qui est mentionné comme tel sur le schéma (http://www.astuces-pratiques.fr/imagesarticles/24/detection-du-secteur-230v.jpg), mais qui se retrouve en "C1" dans la simulation (Draft7 http://www.astuces-pratiques.fr/imagesarticles/24/detection-du-secteur-230v.png) d'ou la confusion :-) mais je suppose que vu l'usage envisagé par Plefebv la question de l'immunité aux parasites est moins cruciale surtout si c'est destiné à faire un voyant secteur dans un inter par ex ou l'on souhaite limiter autant que possible le nombre de composants. Ceci dit dans le cas d'une interface d'entrée sur un uC, c'est vrai que c'est sympa d'avoir un retour sur LED pour connaitre visuellement état de l'entrée, mais la substituer directement à D1 pour l'utiliser comme diode de protection ne risquerait pas de l'endommager pour cause de tension inverse max trop élevée ?

nina67

Bonjour Camille turiel, D1 protège bien la LED de l'optocoupleur en lui évitant de voir des tensions inverses élevées. La capa de 100nF est facultative en effet. On peut remplacer la diode D1 qui protège par une LED. Donc tantot la led de l'opto brille, tantot la led de visualisation secteur brille. C'est parfait comme montage. Cordialement

sanae elmoumnaoui

nina bonjour le problème est que la résistance il se chauffe très vite et se brûle rapidement

nina67

Bonjour, il faut choisir une résistance de puissance 1Watt minimum de valeur 100kOhms. Cordialement

ECRIRE UN COMMENTAIRE :