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Julien Arlandis (01/11/2019, 13h14)
Bonjour,

Je viens de refaire l'armoire électrique d'une thermoformeuse et depuis je
suis confronté à un problème assez déroutant : de manière aléatoire,
par moments le cycle de la machine démarre tout seul alors que son
démarrage est piloté par un bouton poussoir connecté sur les ports GPIO
d'un raspberry.
L'entrée du bouton poussoir est reliée à la borne +5V du raspberry, sa
sortie est connectée à une broche GPIO, et pour maintenir l'état à 0
lorsque le bouton n'est pas enfoncé la broche GPIO est reliée à la masse
du raspberry par une résistance de 6000 ohms. Pour relier le bouton
poussoir au raspberry j'utilise un câble électronique de section 1mm
appartenant à un cordon de 19 fils. Deux de ces fils sont connectés au
bouton d'arrêt d'urgence et à la bobine MX du compteur électrique.
Pour clarifier les choses, on a donc 4 fils câblés de la manière
suivante :
fil 1 : neutre secteur -> bobine MX
fil 2 : phase secteur -> bobine MX
fil 3 : VCC raspberry -> bouton poussoir
fil 4 : GPIO raspberry -> bouton poussoir
fil 5 : masse armoire électrique -> masse raspberry

Pour isoler le problème, j'ai réalisé quelques mesures, dont voici le
récapitulatif :
Muni d'un voltmètre, je mets hors tension tous les éléments de la
machine afin de supprimer tout effet d'induction dans les câbles de mon
armoire. Même le raspberry n'est plus alimenté, le fil 3 n'est plus sous
tension.
Sous ces conditions, je constate que la tension (mesurée en alternatif)
entre la masse de l'armoire et n'importe quel fil entre 6 et 19 dépasse 60
V.
La tension entre la masse et le fil 4 est de 0V, mais si je déconnecte le
fil 5 de la masse de l'armoire électrique, la tension entre le fil 4 et la
masse repasse à 60 V.

Je déconnecte alors les fils 1 et 2 et je redémarre ma machine (donc sans
bouton d'arrêt d'urgence).
Résultat: la fonctionne parfaitement, c'est à dire que la broche GPIO ne
détecte un changement d'état que lorsque l'enfoncement du bouton poussoir
est effectif.

Je refais la mesure précédente, mais cette fois je ne connecte que le fil
2 au neutre secteur et je démarre la machine.
Et là c'est la surprise, le bogue réapparait : les changements d'état du
GPIO sont détectés de manière aléatoire sans que l'on touche au bouton
poussoir à raison d'environ 2 ou 3 changements d'état par minute.
Comment est il possible qu'un fil simplement branché au neutre du secteur
puisse perturber un signal électrique de quelques volts ?

Concernant le neutre, j'ai constaté que :
1) Entre le neutre et la terre, il existe une tension d'environ 2 Volts.
2) Quand je connecte le neutre à la terre cela fait disjoncter le
général du bâtiment.
Jean (01/11/2019, 14h16)
Salut Julien,

Il ne me semble pas très sécurisé ce poussoir pourtant si important.
En ce qui concerne un éventuel déclenchement par des parasites,
une impédance de 6 k me semble pas assez faible.
Et blinder le fil, ça ne serait pas plus mal.

Perso depuis la commande à bouton poussoir, au lieu de piloter
par une tension je forcerais un courant, ça diminuerait l'impédance
équivalente et éviterait de déclencher sur n'importe quoi.

"Julien Arlandis" <julien.arlandis> a écrit dans le message de
groupe de discussion :
0187cfe5ab7fcad313c9fb43b2d1f9d7c54aafe1...
[..]
Claude M (01/11/2019, 19h01)
Le 01.11.2019 à 12:14, Julien Arlandis a écrit :
[..]
> 1) Entre le neutre et la terre, il existe une tension d'environ 2 Volts.
> 2) Quand je connecte le neutre à la terre cela fait disjoncter le
> général du bâtiment.


Bonjour

Quelques remarques générales:

Relier le neutre et la terre doit faire déclencher le disjoncteur
différentiel....

Y-a-t-il un filtre secteur qui pourrait expliquer des tensions a causes
du courant de fuite des condensateurs

Les mesures avec un voltmètre qui a une impédance sup a 10 MO peut faire
croire a des tensions 'importantes' mais qui s'effondre avec des
impédances plus basses.

De 'mélanger dans un même câble du courant 230VAC et de la basse tension
est très une mauvaise idée.

L'équipotentialité est-elle bien conçue sur toutes les masses, les
blindages, les châssis ?

dans un 1er temps une séparation 'mécaniques ( distance ) et électrique
du câblage des vos fils 3 et 4 semble indispensable, avec un blindage
relié qu'au départ du châssis pour éviter des boucles de masse.

Claude
Volkin (01/11/2019, 21h47)
Julien Arlandis wrote:
[..]
> fil 3 : VCC raspberry -> bouton poussoir
> fil 4 : GPIO raspberry -> bouton poussoir
> fil 5 : masse armoire électrique -> masse raspberry


[...]

Pas clair.

C'est un bouton de démarrage ou un bouton d'arrêt d'urgence ?

C'est une entrée ou sortie de Raspberry ?

Une résistance de 6000 ohms ? Où est ce que vous avez trouvéune telle
valeur ?
Julien Arlandis (02/11/2019, 10h24)
Le 01/11/2019 à 13:16, Jean a écrit :
> Salut Julien,
> Il ne me semble pas très sécurisé ce poussoir pourtant si important.
> En ce qui concerne un éventuel déclenchement par des parasites,
> une impédance de 6 k me semble pas assez faible.
> Et blinder le fil, ça ne serait pas plus mal.


Effectivement, je pense que le problème vient de là. À l'origine du
montage, la masse du raspberry n'était pas reliée à la terre, la
résistance de 6k n'était là que pour limiter le courant dans le GPIO (il
faut le limiter à 16 mA par broche). En fait une résistance de 500 ohms
suffit amplement, j'ai appliqué une valeur trop grande par précaution
mais ce faisant j'ai augmenté le couplage entre mes fils et le neutre
secteur.
Est il nécessaire de relier la masse du raspberry à la terre, j'ai lu
plusieurs informations contradictoires à ce sujet. Et si oui, la
résistance est elle encore nécessaire ?
Dans mon cas, quelle est la meilleure configuration ?

> Perso depuis la commande à bouton poussoir, au lieu de piloter
> par une tension je forcerais un courant, ça diminuerait l'impédance
> équivalente et éviterait de déclencher sur n'importe quoi.


Pratiquement, comment réaliseriez vous ceci ?
[..]
Julien Arlandis (02/11/2019, 10h41)
Le 01/11/2019 à 18:01, Claude M a écrit :
> Le 01.11.2019 à 12:14, Julien Arlandis a écrit :
> Bonjour
> Quelques remarques générales:
> Relier le neutre et la terre doit faire déclencher le disjoncteur
> différentiel....


Oui effectivement, si le compteur est en train de tourner, une partie du
courant repart part la terre et ça fait sauter le différentiel.

> Y-a-t-il un filtre secteur qui pourrait expliquer des tensions a causes
> du courant de fuite des condensateurs


Ça je ne sais pas.

> Les mesures avec un voltmètre qui a une impédance sup a 10 MO peut faire
> croire a des tensions 'importantes' mais qui s'effondre avec des
> impédances plus basses.
> De 'mélanger dans un même câble du courant 230VAC et de la basse tension
> est très une mauvaise idée.


Oui je le conçois à présent, au départ je ne m'étais focalisé que sur
les courants et vu que le bouton d'arrêt d'urgence est un simple
interrupteur ouvert, aucun courant n'est sensé y circuler.
Je n'avais pas imaginé que cela pourrait créer un couplage aussi fort,
mais comme l'a fait remarquer Jean, la trop forte valeur de la résistance
isole plus qu'il ne le faut le circuit du bouton poussoir. L'idéal serait
évidemment d'utiliser un câble indépendant pour l'arrêt d'urgence,
d'autant que lorsque quelqu'un de mal équipé comme moi retire les gaines
au cutter, il peut se produire des micro déchirures sur les gaines des
fils.

> L'équipotentialité est-elle bien conçue sur toutes les masses, les
> blindages, les châssis ?


Oui aucun problème à ce niveau.
Julien Arlandis (02/11/2019, 10h44)
Le 01/11/2019 à 20:46, Volkin a écrit :
> Julien Arlandis wrote:
> [...]
> Pas clair.
> C'est un bouton de démarrage ou un bouton d'arrêt d'urgence ?


1 et 2 pilotent le bouton d'arrêt d'urgence.
3 et 4, un simple bouton poussoir de la machine dont la fonctionnalité est
sans importance dans le cas qui nous préoccupe, dans les faits elle permet
de démarrer le cycle de thermoformage.

> C'est une entrée ou sortie de Raspberry ?
> Une résistance de 6000 ohms ? Où est ce que vous avez trouvé une telle
> valeur ?


La résistance fait environ 6000 ohms, je n'ai plus sa valeur exacte en
tête.
Loïc G. (02/11/2019, 11h17)
Le 02/11/2019 à 09:41, Julien Arlandis a écrit :

> Oui je le conçois à présent, au départ je ne m'étais focalisé que sur
> les courants et vu que le bouton d'arrêt d'urgence est un simple
> interrupteur ouvert, aucun courant n'est sensé y circuler.


Un peu HS par rapport au sujet initial mais cette partie me fait tiquer
: Un contact NO en guise d'arrêt d'urgence ?
Je ne connais pas le risque au niveau de votre machine mais un bouton
d'arrêt d'urgence devrait au minimum être un contact NC.
Selon le niveau de performance (PL ou SIL), c'est même 2 contacts NC
(redondance), avec détection de court-circuit, etc ...

Si votre truc démarre tout seul et qu'en plus vous n'êtes même pas sûr
de pouvoir l'arrêter de manière sûre, ça me parait vraiment problématique.
Julien Arlandis (02/11/2019, 11h27)
Le 02/11/2019 à 10:17, Loïc G. a écrit :
> Le 02/11/2019 à 09:41, Julien Arlandis a écrit :
> Un peu HS par rapport au sujet initial mais cette partie me fait tiquer
> : Un contact NO en guise d'arrêt d'urgence ?


C'est comme ça que fonctionnent il me semble tous les arrêts d'urgence
avec une bobine MX (voir schéma ci dessous) :

<http://news.nemoweb.net/jntp/30df32d58a200ec272d348c60338df8c62b9ad46/Data/Media:1>

> Je ne connais pas le risque au niveau de votre machine mais un bouton
> d'arrêt d'urgence devrait au minimum être un contact NC.
> Selon le niveau de performance (PL ou SIL), c'est même 2 contacts NC
> (redondance), avec détection de court-circuit, etc ...
> Si votre truc démarre tout seul et qu'en plus vous n'êtes même pas sûr
> de pouvoir l'arrêter de manière sûre, ça me parait vraiment
> problématique.


L'arrêt d'urgence fonctionne parfaitement, il n'y a aucun soucis à ce
niveau.
Julien Arlandis (02/11/2019, 11h27)
Le 02/11/2019 à 10:17, Loïc G. a écrit :
> Le 02/11/2019 à 09:41, Julien Arlandis a écrit :
> Un peu HS par rapport au sujet initial mais cette partie me fait tiquer
> : Un contact NO en guise d'arrêt d'urgence ?


C'est comme ça que fonctionnent il me semble tous les arrêts d'urgence
avec une bobine MX (voir schéma ci dessous) :

<http://news.nemoweb.net/jntp/99f14069205cbb29a022be95c85482feafcad3be/Data/Media:1>

> Je ne connais pas le risque au niveau de votre machine mais un bouton
> d'arrêt d'urgence devrait au minimum être un contact NC.
> Selon le niveau de performance (PL ou SIL), c'est même 2 contacts NC
> (redondance), avec détection de court-circuit, etc ...
> Si votre truc démarre tout seul et qu'en plus vous n'êtes même pas sûr
> de pouvoir l'arrêter de manière sûre, ça me parait vraiment
> problématique.


L'arrêt d'urgence fonctionne parfaitement, il n'y a aucun soucis à ce
niveau.
Jean (02/11/2019, 11h43)
> "Julien Arlandis" :
> Est il nécessaire de relier la masse du raspberry à la terre


Nécessaire je ne sais pas. Si la terre est de bonne qualité (très peu
résistive) et que les autres connections aboutissant au Rasp sont
galvaniquement isolées du secteur, c'est pas plus mal de laisser la masse à
la terre.

D'un autre côté il arrive que volontairement on ne mette la masse à la
terre, mais il faut de très bonnes raisons : énumère les tiennes pour bien
les évaluer avant de couper la terre. N'étant pas au même potentiel la
tension peut varier arbitrairement sur la carte et ses connections. Et donc
parfois même sur l'opérateur, si le tout n'a pas été fignolé aux petits
oignons.

> Pratiquement, comment réaliseriez vous ceci ?


Perso je brancherais le poussoir non pas sur le Vcc mais sur la masse, et
j'utiliserais un géné de courant minimaliste (par exemple un NPN avec
résistance émetteur/masse et tension base/masse constante polarisée via
résistance/Vcc et diode/masse, le collecteur) faisant passer un courant dans
le poussoir, et à l'autre bout du câble (blindé et découplé par
condensateur) la LED d'un optocoupleur (genre 4 ou 6 broches) pour
l'isolation galvanique et s'interfacer avec l'entrée.
Avec ça on devrait oublier les déclenchement bizarres, en tout cas ceux dûs
à cette liaison.

Ce que dit "Loïc" me semble très raisonnable : s'il y a coupure de
continuité sur un câble aboutissant à un contact NO, alors l'arrêt d'urgence
ne fonctionnera plus, le pire étant qu'on ne le saura que quand on en a
besoin. C'est tellement facile d'inverser la logique d'un signal binaire
ON/OFF qu'on a toutes les raisons de ne pas s'en priver.

Et il faudrait que tous les signaux soient totalement désolidarisés des
câbles secteur. Sinon ça cause souvent des ennuis de toutes sortes, des
petits comme des grands.
Loïc G. (02/11/2019, 12h29)
Le 02/11/2019 à 10:27, Julien Arlandis a écrit :
> Le 02/11/2019 à 10:17, Loïc G. a écrit :
> C'est comme ça que fonctionnent il me semble tous les arrêts d'urgence
> avec une bobine MX (voir schéma ci dessous) :
> <http://news.nemoweb.net/jntp/99f14069205cbb29a022be95c85482feafcad3be/Data/Media:1>
> L'arrêt d'urgence fonctionne parfaitement, il n'y a aucun soucis à ce
> niveau.


Dans ce cas, un fil coupé et vous n'avez plus de fonction de sécurité ...
Si vous voulez une fonction de sécurité, une bobine MN me parait plus
adaptée.
Claude M (02/11/2019, 13h34)
Le 02.11.2019 à 10:17, Loïc G. a écrit :
> Le 02/11/2019 à 09:41, Julien Arlandis a écrit :
> Un peu HS par rapport au sujet initial mais cette partie me fait tiquer
> : Un contact NO en guise d'arrêt d'urgence ?
> Je ne connais pas le risque au niveau de votre machine mais un bouton
> d'arrêt d'urgence devrait au minimum être un contact NC.
> Selon le niveau de performance (PL ou SIL), c'est même 2 contacts NC
> (redondance), avec détection de court-circuit, etc ...
> Si votre truc démarre tout seul et qu'en plus vous n'êtes même pas sûr
> de pouvoir l'arrêter de manière sûre, ça me parait vraiment problématique.


Bonjour

remarque très pertinente de LOIC

Pour la fonction d'arrêt d'urgence un contact NC est bien plus sécurisant:

une interruption du câble, de la connexion ou autre, arrêtera la machine..

Claude
Julien Arlandis (02/11/2019, 13h39)
Le 02/11/2019 à 12:35, Claude M a écrit :
> Le 02.11.2019 à 10:17, Loïc G. a écrit :
> Bonjour
> remarque très pertinente de LOIC
> Pour la fonction d'arrêt d'urgence un contact NC est bien plus sécurisant:
> une interruption du câble, de la connexion ou autre, arrêtera la
> machine..


Effectivement, dès que j'en ai l'occasion je change la bobine MX par une
bobine MN. Quelle est l'utilité d'une bobine MX si elle est moins
sécurisante qu'une bobine MN ?
bilou (02/11/2019, 21h58)
On 02/11/2019 09:41, Julien Arlandis wrote:
> Le 01/11/2019 à 18:01, Claude M a écrit :
>> Le 01.11.2019 à 12:14, Julien Arlandis a écrit :


>> Relier le neutre et la terre doit faire déclencher le disjoncteur
>> différentiel....

> Oui effectivement, si le compteur est en train de tourner, une partie du
> courant repart part la terre et ça fait sauter le différentiel.

Non ça n'a rien a voir:
Il y a une tension variable neutre/terre a cause du déséquilibre entre
phases et de la résistance de ce conducteur.
Amplitude et phase de cette tension sont variables en fonction de la
charge du réseau.
HTH

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