Cet article souhaite documenter le fonctionnement d’une pompe immergée dans le cadre d’une réparation que j’ai dû effectuer. Cette pompe est installée dans la maison de mon cher voisin Jean-Paul.
Ce système en particulier est caractérisé par un circuit de protection contre le manque d’eau implémenté sans sonde immergée mais plutôt par l’analyse du cos φ. C’est bien cette particularité qui a attiré mon attention et qui m’a incité à prendre le temps de rédiger cet article.
Ce genre de protection est devenu désormais très courant. Il existe même des systèmes pour des pompes de surface et c’est un de ceux-ci que j’ai installé chez mes beaux-parents il y a deux ans. Sur un système de pompe immergée, ce système simplifie l’installation car les seuls câbles à passer seront ceux de l’alimentation du moteur.
L’ensemble du système, composé de la pompe, du moteur et du boîtier d’alimentation, est fabriqué par LOWARA/ITT. Déjà là, il y avait une part de destin, car LOWARA était bien une marque italienne qui a été rachetée par l’américaine Xylem.
Et concernant ITT, on pourrait décrire des pages entières dédiées à cette entreprise qui fut pionnière dans bien des domaines, notamment dans celui des télécommunications. On pourrait un jour écrire un article sur l’Huff-Duff par Deloraine et Busignies, ainsi que sur le premier commutateur numérique à répartition temporelle. Oui, vous avez bien lu, la réparation d’une pompe de forage m’a permis de me replonger dans mes cahiers du lycée concernant les communications à modulation PAM !
On revient sur terre avant de passer sous l’eau.
Bonne lecture !
[Je tiens tout particulièrement à remercier mon collègue Philippe qui m’aide sans cesse depuis 16 ans dans l’amélioration de mon français en qui a pris le temps de lire cet article ainsi que de formuler des observations comme toujours pertinentes]
Il est possible de laisser un message en utilisant le système de forum accessible à la fin de l’article comme il également possible de suivre les interactions éventuelles depuis le post LinkedIn accessible à cette adresse.
Installation du système
L’image suivante représente les différents composants du système.
En partant du bas, nous avons le bloc pompe-moteur. Le moteur fait tourner la pompe qui fait monter l’eau. À savoir que, dans cette installation, le bloc pompe-moteur est localisé à une profondeur de plusieurs dizaines de mètres !
L’eau va se stocker dans le ballon en surface. Le ballon chez Jean-Paul est un modèle à vessie. Un pressostat vissé directement au ballon fait office d’interrupteur électrique de marche et d’arrêt.
L’interrupteur du pressostat pilote la carte de contrôle installée dans le boîtier.
Pour terminer, un système composé de deux filtres à la sortie de la vessie permet une épuration de l’eau pour un usage domestique.
La pompe
Après avoir remonté 9 kg de moteur, 5 kg de pompe et quelques dizaines de mètres de câble en acier et autant de tuyau PVC 4’’, on peut poser le moteur sur le gazon. Cela a été une bonne séance de sport !
Nous commençons par la pièce essentielle, la pompe.
Il s’agit du modèle 2GS07 de chez LOWARA.
Selon la tradition LOWARA, la référence nous fournit :
- 2 : le débit nominal en m³/h
- GS : La gamme
- 07 : la puissance en exprimée en kW x 10 (0,7 kW)
Je n’ai pas réussi à trouver une fiche technique détaillée alors je dois me contenter des informations présentes sur l’étiquette.
Les caractéristiques d’une pompe peuvent être résumées à l’aide d’un certain nombre de courbes de performances. Ces courbes sont construites conformément à la norme ISO 9906. Je n’ai pas d’expertise particulière en hydrodynamique, alors je me limiterai à un déchiffrage des informations présentes dans l’étiquette.
Sur la partie gauche, les éléments pour la caractérisation partielle de la courbe QH :
- 83 mètres à 1,2 m³/h
- 37 mètres à 3 m³/h
La valeur P2 de 0,75 kW indique la puissance entrante à la pompe. Cette valeur est probablement celle nécessaire pour que la pompe fonctionne à un Q et H de référence lorsque l’arbre tourne à la vitesse n.
Une parenthèse : en effectuant des comparatifs entre les courbes de différentes pompes, j’ai pu remarquer que P2 est souvent très proche du nombre de stades de dépression. C’est comme si chaque stade générait environ 0,1 kW en moyenne.
La valeur n de 2800 tr/min nous fournit la vitesse de rotation de l’arbre. C’est à cette vitesse de référence que les valeurs précédentes sont valables.
Je ne trouve aucune information concernant la courbe de rendement ni celle concernant le NPSH qui nous permettrait de limiter le débit d’usage afin d’éviter les effets de cavitation.
En effectuant ultérieures recherches, je trouve sur un site d’un revendeur aux États-Unis un seul abaque contenant la courbe QH et celle du rendement pour les différents modèles des pompes LOWARA de la gamme 2GS.
L’abaque contient deux échelles : en haut et sur la droite pour le système anglo-saxon (et cela même dans les deux variantes UK et US), et en bas et sur la gauche pour le système d’unités métriques.
Les deux graphiques sont alignés pour que les deux échelles des abscisses soient utilisables d’un abaque à l’autre sans devoir effectuer de conversions.
C’est simple à vérifier par les valeurs de conversion US gpm (Gallon per minute) » <> m³/h :
- 1 m³/h = 4.402881245487 US gpm
- 1 US gpm = 0.227124 m³/h
Sur l’abaque avec les courbes QH :
- J’identifie en violet la courbe qui m’intéresse, celle de la pompe 2G07.
- Je trace deux droites rouges pour vérifier le point de 83 mètres à 1,2 m³/h.
- Je trace deux droites bleues pour vérifier le point de 37 mètres à 3 m³/h.
La courbe passe bien par ces deux points alors je peux conclure que l’abaque puisse être cohérent avec les informations reportées sur l’étiquette. La seule chose qui me surprend est que la vitesse de rotation dans l’en-tête du document soit de 2900 tr/min, donc différente de celle indiquée sur l’étiquette qui est de 2800 tr/min.
Nous terminons ce paragraphe en vérifiant si ce modèle est bien adapté à l’usage qui en est fait.
Pour ce faire, il faut commencer par calculer la HMT, la Hauteur Manométrique Totale.
Pour les personnes qui, comme moi, ignorent la complexe théorie de la mécanique des fluides, il existe une simplification qui résume les différents phénomènes physiques dans une seule formule mathématique très simple.
La HMT est égale à la somme des composantes suivantes :
- La Ha (hauteur manométrique d’aspiration) : dans notre cas, la pompe étant immergée, cette valeur sera nulle
- La Hr (hauteur de refoulement) : Jean-Paul se souvient que le forage est profond de 51 mètres. Supposons que le bloc soit positionné à 20 m. La maison se développe sur deux étages. La Hr sera d’environ 25 mètres.
- La Pc (pertes de charges moyennes) : C’est la partie la plus complexe si l’on voulait décomposer les pertes régulières et les pertes singulières. Pour un calcul grossier, la distance horizontale entre la sortie du tuyau en surface et le robinet le plus loin multiplié par 0,1 donnera un nombre satisfaisant. Donc 5 mètres (50 mètres x 0,1).
- La Pr (pression de refoulement) : c’est la pression de sortie. Dans notre cas, elle n’alimente pas directement un robinet mais un ballon à vessie avec un pressostat calibré à 4 bar, soit 40 mètres.
La HMT est donc de 70 mètres (0 m + 25 m + 5 m + 40 m), soit 7 bar.
Je reviens sur l’abaque :
- Je trace une droite horizontale qui passe par le point 70 mètres et intercepte la courbe de la pompe.
- Je descends et je trouve que pour cette HMT, la pompe va soutenir un débit de 1,8 m³/h et que, grâce à l’autre graphique, son rendement dans ce régime de fonctionnement est autour de 52 %.
Si la pompe est vraiment située à 20 mètres de profondeur comme je l’ai supposé, alors elle travaille dans une zone de confort.
Ces performances sont fournies par le fabricant à une vitesse de rotation de 2800 t/min. Cette exigence nous introduit au paragraphe suivant. Il est temps de passer au moteur.
Le moteur
Il s’agit d’un 4OS07M235, lui aussi de la marque LOWARA by Xylem.
- 4OS : la gamme du produit
- 07 : la puissance (en kW x 10)
- M : monophasé
- 23 : tension d’alimentation entre 220 V et 240 V
- 5 : la fréquence d’alimentation du réseau, 50 Hz
Les informations présentes sur l’étiquette ainsi que leurs modalités de calcul sont contraintes par la norme EN 60034-1.
- Type 1 sinus indique que le moteur est alimenté avec un courant alternatif sur une seule phase.
- CI pour Classe d’Isolation, et la valeur est de 155 °C. Normalement, la classe d’isolation aurait pu (voir dû ?) être indiquée avec une lettre. 155 °C est la température maximale supportée, notamment par les enroulements et par le bobinage. Il est donc en classe F.
- S1 pour Service 1. Le service S1 correspond à un fonctionnement continu. La charge est constante pendant une durée indéterminée et est égale à la puissance nominale du moteur. Il existe 9 classes de services distinctes.
- Indice de protection 68. Le premier chiffre indique le niveau d’étanchéité aux solides, le 6 est la protection la plus élevée. Le deuxième chiffre indique le niveau d’étanchéité à l’eau, le 8 indique que le moteur est protégé contre la submersion permanente.
En plein milieu se trouve une grille. Cette grille est organisée pour qu’elle puisse accueillir des informations pour les moteurs monophasés comme pour ceux triphasés. Dans notre cas, lorsque le moteur est alimenté par une tension de 220 V à une fréquence de 50 Hz, l’arbre tournera à 2825 tours/min. Dans ces conditions, le moteur imprimera une puissance mécanique sur l’arbre de 0,75 kW, et à ce stade, il consommera 5,4 A. Le facteur de puissance, indiqué par la colonne cos φ, est de 0,99, ce qui en fait un moteur particulièrement performant car il est capable de transformer en puissance mécanique la quasi-totalité de la puissance active du réseau. Sur la droite de la grille, deux valeurs nous informent des caractéristiques du condensateur de démarrage dont il aura besoin : 30 uF à 450 V.
Sous la grille, on retrouve la température ambiante de travail, 38 °C, donc celle de l’eau vu que le moteur est immergé. Plus cette température est basse, plus nous aurons une marge de manœuvre par rapport à la classe d’isolation. À ne pas oublier que l’eau pompée sert également au refroidissement du moteur. Pour cette raison le débit minimal, indiqué à 0,08 m/s, est tout aussi important que la température.
La sérigraphie indique également que le moteur ne peut pas être installé à plus de 150 mètres de profondeur.
Le poids du moteur est de 9 kg.
Au milieu, on aperçoit l’intitulé « Code », mais la lecture des valeurs reste compliquée. Cette partie nous concerne moins car cet espace est fait pour accueillir des informations qui servent à caractériser le moteur dans le référentiel des normes NEMA MG1, l’association états-unienne « National Electrical Manufacturers Association ».
Dans le bas de l’étiquette se trouve un schéma de câblage. Un condensateur est placé entre BN et BU. Je suppose que ce condensateur se trouve à l’intérieur du moteur, il s’agit très probablement d’un moteur à phase auxiliaire capacitive.
Et un petit mot pour la fin, ce moteur a bien été fabriqué en Italie.
Les informations présentes sur l’étiquette nous confirment la destination du moteur, celle d’un usage domestique. Je vous suggère de regarder celle d’un moteur à usage industriel et essayer de la déchiffrer 😊.
Néanmoins, il est possible d’en savoir un peu plus par la lecture du manuel mis à disposition par la société Xylem. Ce qui m’a impressionné le plus, c’est la richesse des abaques de calculs qui permettent d’effectuer, à des ignorants en hydrodynamique comme moi, le choix du moteur ainsi que le dimensionnement d’un certain nombre d’éléments supplémentaires. Je le mets à disposition ici si toutefois un jour il ne devait plus être disponible.
Le stator est rembobinable, ce qui en fait un moteur avec un indice de réparabilité très haut.
À la page 16, vous pouvez trouver une formule qui permet de savoir si le diamètre du forage, donc le volume d’eau autour du moteur, est suffisant pour obtenir une vitesse de l’eau suffisante au refroidissement du moteur. Et le cas échéant, l’usage d’un manchon pour réduire ce volume et accroître la vitesse.
Par la rédaction de cet article, j’ai découvert l’existence d’une plateforme web, Xylect, qui guide l’usager dans la définition de ses besoins et dans le choix d’un produit du catalogue Xylem. Xylect est accessible à cette adresse : https://www.xylem.com/fr-fr/support/outils-et-calculateurs-interactifs/xylect/
Ce calculateur est franchement très bien fait et je conseille au lecteur de le découvrir.
Désormais il va falloir alimenter ce moteur. C’est le moment de nous intéresser au boîtier de contrôle installé entre le moteur et le réseau électrique.
Le boîtier
La photo suivante montre le boîtier installé.
L’interface utilisateur se résume à deux boutons et à 6 LED.
On trouve peu d’informations sur le web et Jean-Paul ne dispose pas non plus de documentation. J’ai contacté la société Xylem et j’ai pu échanger avec un commercial très sympathique. Notamment, il m’a fourni un certain nombre d’informations dont j’aurai besoin pour l’entretien. Merci Frédéric, peut-être un jour trouverez-vous cet article sur le web.
Ce boîtier permet la protection de la pompe pour des intensités de courant supérieures à 11 A. Si toutefois la pompe était bloquée, elle serait dans un régime de faible couple qui induit une augmentation majeure de l’intensité du courant absorbé.
La sérigraphie sur la gauche, sans sonde, indique qu’elle assure également une protection contre une marche à sec, et cela sans capteur supplémentaire immergé. Cette protection s’effectue en analysant en continu le régime du moteur en observant la variation du cos φ.
Sur le côté du boîtier, une plaque nous donne quelques informations complémentaires.
Ce boîtier semble être conçu pour piloter un moteur monophasé 230V 50Hz et le condensateur de démarrage est de 30 uF.
Il a été fabriqué en France, probablement en octobre 2005.
Ouvrons le boîtier
Deux potentiomètres permettent les réglages concernant le système de protection.
- Celui sur la droite permet de régler la temporisation du Cos φ. Je crois comprendre que par ce biais, on indique tous les combien la carte doit calculer la valeur, c’est une sorte de période d’échantillonnage.
- L’autre sur la gauche permet de régler le temps de réarmement, d’une minute jusqu’à l’infini. Il faut régler cette valeur en fonction du temps de remplissage du forage. J’imagine que l’utilisateur doit procéder par tentatives en tenant compte de la vitesse à laquelle son forage se rempli.
La réparation
L’électronique se décompose en deux cartes.
Une grande carte qui accueille des composants de puissance et une plus petite destinée à la logique.
La plus petite est soudée sur la plus grande par le biais d’une embase à 13 broches.
Il n’y a pas d’autres systèmes qui assurent l’assemblage des deux cartes. Autant dire que c’est aux soudures seules de supporter la pression induite par l’utilisation des boutons. Après un certain temps, il est normal que ces soudures cèdent. J’ai entouré cette embase à broches dans la photo à l’aide d’un carré violet. Jean-Paul en était arrivé à « coincer » la carte dessoudée à l’aide d’un bout de carton pour l’obliger à rester collée à la plus grande.
J’ai dessoudé les soudures qui restaient et je les ai refaites dans leur intégralité. La réparation a pris 15 minutes.
Le pressostat
Appelé parfois également « Contacteur manométrique », il s’agit ici d’un modèle triphasé de chez Jetly. Il est équipé d’un manomètre intégré, presque obligatoire dans un ballon à vessie.
Il s’agit d’un modèle tout simple. Par le biais de deux vis, on règle la pression de démarrage et l’écart de pression de travail avant que l’interrupteur s’arrête. Cela se résume à la création d’un cycle hystérèse classique.
La station de filtration
Le système combine deux éléments destinés à deux usages différents, de gauche à droite dans le sens du flux de l’eau.
- Le premier est une bobine 25 microns pour les matières en suspension. Il convient de la remplacer lorsqu’elle est saturée pour ne pas perdre en pression.
- Le deuxième est une cartouche de cristaux de polyphosphates de sodium. Cet élément ne permet pas de supprimer le calcaire. En revanche, la libération permanente et infime des polyphosphates empêche le calcaire de se combiner avec les bicarbonates, ce qui réduit la formation du tartre.
Dans certaines installations, et selon les nécessités, un troisième élément pourrait être installé en série : une cartouche de charbon actif de 10 microns (ou même de 5 microns) pour éliminer le mauvais goût, les odeurs, et retenir les pesticides, insecticides, herbicides, et autres.
La carte électronique et ses composants
Je ne réaliserai pas de circuit par reverse engineering des deux cartes, surtout que je ne les ai plus sous la main. Je me contenterai d’une observation et d’une ébauche de diagramme à blocs.
Ci-dessous, une photo des deux cartes. J’ai entouré chaque composant d’une couleur différente qui me servira plus bas pour leur description. Cette identification pourra servir à ceux qui seront dans la situation de devoir remplacer un composant sans pouvoir l’identifier, si toutefois leur sérigraphie était périmée.
La carte principale, appelée « M1cos M C1 V2 ».
Les composants, de gauche à droite, du haut vers le bas :
- En vert : deux potentiomètres de réglage Cos φ et réarmement
- En bleu : un condensateur électrolytique 25V 470 microF
- En orange : un condensateur céramique 100V 10nF
- En orange : un régulateur de tension (Référence L7805CV)
- En bleu : un transformateur Coelmo dont je n’ai pas pu identifier la référence car elle était cachée
- En violet : un relais haute puissance (Référence T92S11D12-12 Potter & Brumfield)
- En jaune : un condensateur électrolytique 50V, 470 microF, 85°C (M)
- En jaune : deux condensateurs céramiques 10nF, 100V
- En vert : un pont redresseur monophasé, 1.5A, 400V, (Référence W04G-E4/51 Vishay)
- En violet : un optocoupleur (référence 4N25)
- En jaune : deux fusibles
- En bleu : un capteur de courant à Effet Hall (Référence ACS756)
- En jaune : un relais Finder 34.51.7.012.0010 12V 6A 250V
- En vert : une diode
- En orange : 3 résistances 220k Ohms 5%
- En vert : une varistance 07D470K
Carte M1cos C1 Fille
Je survole la totalité des composants passifs et de type CMS dont l’identification pourrait s’avérer laborieuse et ne servir à personne. Je me limite à l’identification des circuits intégrés.
- En bleu : un PIC16F873A, un microcontrôleur 28 pins de chez Microchip.
C’est ce PIC qui doit contenir le programme d’analyse en continu du Cos φ ainsi que la gestion des commandes vers le moteur.
La prise RJ11 sur la droite doit servir à sa programmation via un MPLAB ICD3.
- En violet : un ULN2003A, un classique array de transistors Darlington
En haut, on retrouve l’ensemble des voyants pour l’interface utilisateur. Ils doivent être connectés au PIC par l’intermédiaire de l’array de transistors Darlington. Les voyants sont probablement des petites lumières et non des diodes LED.
- En rouge : un LMC6061, un amplificateur opérationnel de haute précision
Fonctionnement de la carte
Comment cette carte fonctionne-t-elle ? Eh bien, je n’en ai pas la moindre idée.
La pompe sert à Jean-Paul au quotidien pour alimenter en eau sa maison. Comme on ne peut pas très facilement se passer de l’eau, j’ai réparé la carte et je l’ai rapidement réinstallée sans pouvoir effectuer des mesures qui m’auraient plu.
Essayons de le comprendre ensemble. Si des lecteurs arrivent un jour sur cet article et souhaitent apporter leurs observations, elles seront les bienvenues.
Le stade d’alimentation
Je dirais que toute la partie de conversion AC > DC tient sur la première carte et elle semblerait être composée :
- Du transformateur qui doit fournir une 12 V AC
- Du redresseur
- D’un des deux condensateurs électrolytiques
À ce stade, je dois obtenir quelque chose de très proche de 12 V DC qui servira à alimenter les deux relais.
Le 7805 régule ultérieurement cette une tension de 5V à destination de la logique sur la plus petite carte.
La protection en intensité de courant
Le capteur à effet Hall pourrait servir à la protection en courant.
Un schéma d’usage pourrait être celui-ci-dessous avec les deux condensateurs céramiques installés à côté du redresseur. Il est alimenté par le 7805. Et la sortie pourrait aller directement au PIC installé sur la carte fille. Vout est une sortie analogique dont la valeur de tension dépend du courant qui circule entre IP+ et IP-.
La commande extérieure
Le boîtier pourrait être paramétré pour déclencher une commande extérieure, une alarme par exemple, lorsqu’il provoque l’arrêt du moteur. J’imagine que le petit relais blanc sur la droite sert à piloter cette commande sur la double fiche Phoenix positionnée juste à ses côtés.
L’alimentation du moteur
Je suppose que la commande de marche/arrêt du moteur est opérée par le gros relais noir.
Les transistors sur la carte fille
On retrouve 3 transistors PNP pas loin des cosses de liaison. Je suppose que deux de ces transistors servent à piloter les deux relais décrits ci-dessous. Ils doivent avoir la base pilotée par deux sorties du PIC, l’émetteur à la GND et le collecteur vers les deux relais.
La varistance
Je n’ai pas réussi à formuler une supposition d’usage pour ce composant. Est-ce qu’elle pourrait jouer un rôle de protection du circuit contre des éventuelles tensions qui pourraient être appliquées via la fiche Phoenix destinée à l’alarme extérieure ?
L’optocoupleur
Il est installé proche du transformateur donc pas loin de la AC. Une diode est présente juste à côté. Je ne sais pas encore comment, mais je peux supposer qu’il envoie au PIC l’information de Zero Crossing Detection qui lui servira à analyser le changement de facteur de puissance. Une configuration pourrait être la suivante avec la sortie qui part vers une entrée du PIC.
La diode D1 pourrait servir à protéger l’entrée de l’optocoupleur contre une surtension inverse.
L’amplificateur opérationnel de précision
Il est positionné proche du PIC, je ne sais pas encore comment mais je suppose qu’il intervient d’une certaine manière dans la surveillance du facteur de puissance.
Le facteur de puissance
Le petit paragraphe pour la fin, qui était à l’origine la raison de cet article, concerne le facteur de puissance, appelé également Cos φ.
Je ne souhaite pas m’attarder sur la théorie du calcul vectoriel que je ne maîtrise d’ailleurs plus suffisamment pour pouvoir l’expliquer sans commettre d’erreurs.
Ce qu’il faut retenir est que dans le cas où la charge est purement résistive alors la tension et le courant sont en phase. La charge peut comporter également une charge réactive. Si cette composante est inductive, la tension sera en avance sur le courant alors que, si elle est capacitive, c’est le courant qui sera en avance sur la tension.
Selon la loi d’Ohm :
U = R × I
- U : tension en Volt
- R : résistance en Ohm
- I : intensité du courant en Ampère
La puissance peut être exprimée par la formule :
P = U × I × cos ϕ
- P : puissance active en Watt
- U : tension en Volt
- I : courant en Ampère
- cos φ : déphasage entre U et I
Notre charge dans cet article est le moteur, donc elle sera composée d’une composante résistive et d’une composante réactive de type inductive.
Si nous traçons le diagramme de Fresnel, il nous montre que la tension est en retard sur le courant.
Dans le diagramme ci-dessous, si l’angle est de 90°, le cos φ sera de 0. La puissance active sera donc nulle.
Le fabricant informe, par l’étiquette, que le cos φ est de 0,99.
Le 0,99, étant proche de 1, signifie que l’angle est proche de zéro. Le moteur est tellement performant qu’il se rapproche énormément d’une charge purement résistive, comme indiqué dans le diagramme de Fresnel ci-dessous :
La puissance absorbée est donc très proche de la puissance active.
La valeur du Cos φ transmise par le fabricant sera une valeur nominale, à régime. Au démarrage, cette valeur sera certainement plus petite que celle à régime.
Des variations peuvent être dues à des changements de régime pendant son fonctionnement :
- Lorsqu’il n’y a plus d’eau, le moteur tourne à sec. Dans cette situation, le moteur ne fournit pas de puissance mécanique utile, donc la majorité de l’énergie consommée est utilisée pour créer un champ magnétique, ce qui est une consommation réactive.
- Lorsque le moteur est bloqué, il n’y a plus de mouvement mécanique mais le courant continue de circuler dans les bobines. Comme il n’y a pas de mouvement, le moteur consomme davantage de courant réactif pour maintenir le champ magnétique. Puisque le moteur ne produit pas de travail mécanique, la puissance active est nulle ou presque.
Les deux cas entraînent par conséquent une diminution du cos φ.
Le calcul du facteur de puissance par la carte
Tout au long de l’analyse, je n’ai pas réussi à deviner comment le constructeur a implémenté dans le PIC un algorithme en utilisant les composants dont l’on dispose. Je soupçonne que l’optocoupleur et le capteur à effet Hall servent à effectuer une détection de passage par zéro, le premier pour la tension et le deuxième pour le courant. Leurs sorties pourraient arriver sur deux entrées du PIC et, par une gestion des interruptions, le PIC pourrait enregistrer le temps qui s’écoule entre les deux passages par zéro. Comme la tension en sortie du capteur à effet Hall est proportionnelle au courant, le même composant pourrait fournir l’information au PIC pour qu’il implémente la protection en intensité décrite par le fabricant.
Si l’optocoupleur est installé comme je l’ai supposé, il sort une onde carrée en phase avec la sinusoïde en sortie du transformateur. Peut-être que l’amplificateur opérationnel est placé à la sortie de l’optocoupleur pour qu’il ajuste le signal à transmettre à l’entrée du PIC.
En disposant de la carte un temps plus long, il serait sûrement intéressant de réaliser un schéma détaillé et observer comment l’optocoupleur, le capteur à effet Hall et l’amplificateur opérationnel sont connectés au PIC et comment ils peuvent interagir entre eux.
Conclusions
La panne survenue sur la carte a nécessité 15 minutes de réparation et, compte tenu des simples outils nécessaires à la réaliser, elle aurait pu être effectuée par un technicien de réparation lors d’un déplacement. Il n’y a pas eu de coûts induits par l’achat de pièces.
Si toutefois la carte n’avait pas été réparée, elle aurait dû être remplacée par une plus moderne dont j’estime le prix d’achat à environ 300 €, auquel il faut ajouter le coût de deux déplacements du technicien.
J’ai beaucoup appris en rédigeant cet article et également révisé des notions qui faisaient partie de mes études. J’ai sûrement commis des erreurs et pour la dernière partie, je n’ai pu avancer que des hypothèses. Si un lecteur arrive ici, qu’il n’hésite pas à apporter ses contributions dans le but de corriger et améliorer l’article.
J’espère que Jean-Paul est satisfait du fonctionnement de la pompe autant que j’ai eu plaisir en rédigeant cet article.
En hommage à sa chère Maryvonne qui nous a quittés cette année et dont nous avons pu apprécier le sourire depuis que nous étions voisins.