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

Détecteur de la tension secteur

Voici le schéma du détecteur de la tension secteur.

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 :

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 :

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

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

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.