Détection de consommation électrique du matériel aquariophile

A quoi ça sert la détection de consommation électrique ?

Ce bricolage très simple permet de pallier à 2 types de problèmes :

Lorsque l'on débranche un appareil pour intervenir dans le bac, il arrive un jour ou l'autre que l'appareil soit oublié d'être rebranché ... et il est d'autant plus difficile de s'en rendre compte lorsque l'on ne peut pas contrôler visuellement son fonctionnement. Par exemple, le câble chauffant, mais aussi des pompes de brassages ou filtres...

Lorsqu'un appareil signale son fonctionnement au moyen d'un témoin (thermoplongeur), on a souvent tendance à oublier que ce témoin ne signale pas le bon état de la résistance, mais uniquement le fait que le thermostat est fermé.

Ce bricolage permettra également de savoir si des appareils déportés ou cachés (décante externe, local technique, etc.) sont sous tension ou non. On pourra intégrer le module dans une petite boîte, ou dans le tableau de distribution électrique du bac...

Comment ça marche ?

Pour détecter qu'un appareil fonctionne, il suffit simplement de surveiller le courant qui circule dans le câble d'alimentation. Attention, je parle de courant, qui s'exprime en Ampère... Et non pas le courant, employé abusivement par un grand nombre de personne pour designer la tension 230V du secteur... La tension de 230V est imposée par le réseau de distribution, par contre, le courant est imposé par le consommateur. Ce courant est fonction de la puissance du consommateur. Je ne parlerais pas du facteur de puissance pour faire simple. Ainsi, un thermoplongeur de 100W qui fonctionne en 230V imposera donc un courant de 100/230=0,43A. Si la résistance vient a griller, le courant ne circulera plus...

Pour détecter ce courant, il suffit de se brancher en série avec l'appareil à contrôler, et d'utiliser ce courant au travers de composants électroniques, pour générer une petite tension suffisante pour allumer une LED.

L'une des solutions est d'utiliser une résistance de petite valeur pour faire chuter la tension. La formule U=RxI nous dit que la tension aux bornes de la résistance est proportionnelle au courant qui la traverse. Si on veut un tension de 2V (tension nécessaire pour allumer une LED), il nous faut alors une résistance dont la valeur vaut 2/I, ou encore 2xU/P avec U la tension secteur et P la puissance du consommateur. La résistance de mesure est donc à calculer selon l'appareil, ce qui ne rend pas le montage très pratique si l'on souhaite l'utiliser sur des appareils de différentes puissance.

L'autre solution est d'utiliser des diodes. En effet, ces dernières, lorsqu'elles sont parcourues par un courant, génèrent une chute de tension de 0,7V environ, et ce, quelque soit la valeur du courant dans sa plage de fonctionnement. Pour avoir nos 2V, il nous faudra 4 diodes (3x0,7=2,1). Non, il n'y a pas de faute de frappe... il faut bien 4 diodes à monter selon ce schéma :

Lorsque le courant (i) est positif (de la gauche vers la droite) il va traverser D1, D2 et D3, D4 étant bloquée (une diode ne conduit que dans un sens). La tension (v) vaudra donc 2,1V. Lorsque le courant (i) est négatif (de la droite vers la gauche) il va traverser D4 (D1, D2 et D3 étant bloquées). La tension vaudra alors -0,7V.

Lors de la phase positive, nous aurons donc assez de tension pour allumer notre LED. Durant la phase négative, il est inutile de chuter la tension car les LEDs, comme les diodes, ne fonctionnent que dans un sens.

 

Réalisation

Sans plus attendre, voici le schéma final du montage :

La résistance R1 de 22ohms permet de limiter le courant dans la LED rouge. La résistance R2 de 100ohms permet de fixer le seuil minimum à 20mA environ. Elle permet par exemple, sur le thermoplongeur, de ne pas allumer la LED si la résistance de chauffe est grillée. En effet, le petit témoin néon consommant un petit courant, il serait suffisant à allumer la LED sans R2. Cette résistance peut être augmentée à 220ohm pour améliorer la sensibilité en cas d'utilisation sur des appareils de moins de 10W. Pour les appareils utilisant un transformateur (câble chauffant basse tension), cette résistance doit être diminuer de telle sorte que le transformateur branché à vide n'allume pas la LED. Les diodes sont des classiques 1N4007 pour des appareils jusqu'à 150W. Au delà, il faut utiliser un modèle plus costaud (BY255 par exemple). La LED devra être rouge impérativement (les autres couleurs ont des tensions de seuil plus importantes et risqueront de ne pas s'allumer).

La simplicité du montage permet de réaliser les soudures en volant (sans plaque) comme le montre la photo ci dessous.

On peut également réaliser le câblage proprement sur une petite plaque à trous.

Pour les tests, le montage est inséré dans tube plastique transparent :

Enfin, Le montage en condition, relié à une pompe à air de 6W :

 

Le faible encombrement de cette réalisation permettra de la loger ou vous le souhaitez, de façon fixe sur le tableau de distribution du bac afin d'avoir un contrôle permanent, ou sur un câble volant dans un tube plastique pour pouvoir contrôler simplement n'importe quel appareil en intercalant le câble de test entre la prise secteur, et la prise de l'appareil.