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Installation d'un wattmètre, variantes

Dans un précédent article, Installation d'un Wattmètre, nous avons vu comment utiliser un wattmètre pour mesurer la production d'un panneau solaire ou la consommation de nos appareils de cellule.

Si vous êtes curieux, je vous propose ici quelques explications sur le fonctionnement du wattmètre, et des variantes de cablage.

Remarque: le modèle representé dans cette article a été remplacé avantageusement par le Mesure Watt metre 150A. Le cablage est strictement le même.

Fonctionnement du wattmètre



Ce qui suit n'est pas nécessaire à l'utilisation du wattmètre.

Le wattmètre est un instrument de mesure électrique combinant un voltmètre et un ampèremètre. Cela peut faire penser à un multimètre d'électricien, mais ce dernier ne peut pas mesurer simultanément les volts et les ampères.

vue du cablage interne du wattmetrePour rappel, les watts sont l'unité de mesure de la puissance P. La formule permettant de calculer la puissance P est P = U * I, avec :
P: puissance en Watts
U: Tension, en volts,
I: Intensité, en Ampères.

Et notre wattmètre se base sur cette formule pour calculer la puissance. Il lui faut donc les 2 mesures.

La mesure des ampères se fait grace à un "shunt", représenté en brun sur notre photo. C'est un morceau de métal, qui laisse passer le courant, il le faut puisqu'il est en série dans le circuit, et très peu résistant.

En fait, il s'agit d'une résistance calibrée, de valeur infime.

Entre ses 2 bornes, il y a un infime chute de courant, du fait de la résistance. 2 petits fils partent de ces bornes vers 2 voltmètres internes.
La résistance étant connue, la chute de tension aussi, le système en déduit l'intensité:
I = (U1 - U2) / R.

Variantes de cablage


Schéma 5, classique


installation du wattmètre: schéma classique.Le schéma de cablage classique: on coupe les 2 fils, et on insère le wattmètre.

Le problème: si on veut éloigner le wattmètre du point de mesure, il faut utiliser des fils de forte section.

Au passage, je rappelle l'article Calcul de section des cables electriques.



Schéma 6: Externalisation du plus

installation du wattmètre: variante de schéma La variante ci-contre est basée sur une astuce: sachant que le fil rouge (le +) ne fait que traverser le wattmètre, on peut l'externaliser en le remplaçant par un simple fil de petite section, et branché sur un seul fil, peu importe s'il est du coté "source" ou 'load", puisque c'est le même.

Qu'apporte cette solution ?
Toute d'abord une simplification du cablage; Mais si on désire éloigner le wattmètre pour le placer dans un endroit plus propice à sa lecture, elle permet de minimiser les longueurs de cable de forte section.

Schéma 7: Externalisation du plus avec interrupteur

Schéma de cablage du wattmetre avec externalisation du Plus et interrupteur: le meilleur montage à mon avis.On reprend la schéma ci-dessus en ajoutant juste un petit interrupteur (Electricite interrupteur inverseur bipolaire 3 positions) sur le petit fil de Plus.

Quel intérêt:
- Permet de faire une remise à zéro, pour redémarrer la période d'analyse de production ou consommation;
- Quand le wattmètre n'est pas utile, permet de le couper; Sa consommation, pourtant faible (7 mA) se voit alors annulée;

C'est mon câblage préféré.

Déporter l'affichage

Schéma de cablage du wattmetre avec externalisation du shunt
L'idéal est de placer le wattmètre à proximité du tableau de bord. Mais parfois la prise de mesure est éloignée.
Dans ce cas, je préconise le montage présenté juste ci-dessus. On veillera cependant à limiter les longueur de cable "moins" à quelques mètres, avec une section d'au moins 6mm², le cable Plus lui étant de faible section, et peu sensible à la longueur.

Cas des tableau de bord avec boitier de relais déporté


Dans les camping-cars anciens (1970-1995), un boitier unique assurait les commandes, vu-mètres et la commutation des circuits électriques: éclairage, auxiliaires, frigo, pompe...
Aujourd'hui, on trouve généralement un petit tableau de bord en hauteur, et un gros boitier au sol comprenant les relais activant les circuits.
Entre les 2: des cables envoyant des signaux faibles. Il faut donc placer le watt-mètre entre la batterie et ce boitier, et non entre la batterie et le tableau de bord.

Externaliser l'afficheur


Une solution au problème des longueurs de cable de forte section serait de déplacer juste le module d'affichage LCD, pour le placer bien en vu. C'est réalisable, mais ce sont au moins 12 petits fils qu'il faudra cabler, par exemple avec du fil de téléphone. La longueur peut aller jusqu'à 15 mètres, les mesures n'en seront pas affectées.

Externalisation du shunt


L'autre astuce est de sortir le shunt pour l'externaliser, en le plaçant à proximité du point de mesure.

Du shunt, on tirera 2 fils noirs de petite section, plus un fil rouge pour le + (mesure de tension). On peut par exemple utiliser un cable de type téléphone.

Le shunt est soudé sur la platine. Il faut donc le dessouder à l'aide d'un fer de 30/50 watts, et le ré-installer dans un nouveau petit boitier isolé. Ce peut être, par exemple, un boitier de fusible.

Coté wattmètre, il suffit de souder les 2 petits fils à l'ancien emplacement du shunt, et le rouge à l'ancien emplacement du fil +.
Ensuite, il faudrait recalibrer le wattmètre, car les longueurs de fils ajoutées impactent obligatoirement les mesures. 2 résistances variables, bleus, servent à cela, l'un pour les volts, l'autre pour les ampères.
Nota: il n'y a plus de résistance variable sur les wattmètres d'après 2012, donc calibrage impossible.




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Créé le 24-10-2012 à 17h03.
Modifié le 19-12-2015 à 16h20.

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