Lorsque l’on mesure une tension variable, généralement c’est la valeur efficace qui présente un intérêt direct, car c’est elle qui sera significative d’une production de chaleur, d’une génération lumineuse etc. C’est la raison pour laquelle Ampèremètre et Voltmètre sont généralement conçus pour mesurer et afficher la valeur efficace. Toutefois, dans certains cas, la valeur crête (C’est à dire la grandeur la plus élevée) peut avoir une importance notable. Par exemple la tension crête ne doit pas dépasser la tension d’isolement garantie d’un condensateur, le courant crête maximal ne doit pas dépasser celui que peut accepter un transistor etc. C’est la raison pour laquelle le voltmètre alternatif de notre mini laboratoire ou du SHIELD indique cette valeur. Sur la Fig.54 on voit en 1 le petit transformateur basse tension fournissant à partir du secteur
220V~ une onde alternative à la fréquence de 50Hz dont la tension efficace est prétendue égale à 12V~. Cette tension est mesurée par le mini laboratoire 2 via l’adaptateur 3. Notez au passage qu’en 5 se trouve le bouton de RESET. Il ne sert pas souvent, mais on finit par l’oublier et il reste en place. Force est de constater sur l’écran, qu’en 4 la valeur mesurée est plus élevée et fait 15V~ efficace. La page 6 du manuel montre que pour cette tension il n’y a pas de correction à effectuer, la valeur indiquée correspondant à la réalité avec une faible marge d’imprécision. Il suffit de savoir qu’un transformateur en charge, c’est à dire quand il débite du courant, est le siège de courants de Foucaud et d’effet Joules, ces deux phénomènes faisant chuter la tension en sortie en fonction de l’intensité débitée. Pour en tenir compte les fournisseurs augmentent la tension fournie par les enroulements de façon à avoir la tension nominale quand le courant débité correspond au maximum toléré en régime permanent. Comme ici notre élément est à vide, il est normal de constater cette
différence. Revenons à l’écran de la Fig.55 dont il importe d’interpréter correctement les informations. En 6 nous avons la valeur efficace qui sera correcte (Sauf rare exception.) quelle que soit la forme de l’onde périodique mesurée. En 7 nous bénéficions d’un rappel du calibre logiciel qui doit correspondre à l’entrée utilisée sur l’adaptateur 3. C’est en 8 et en 9 qu’il importe de prêter attention et de bien interpréter les informations affichées. Dans ce but examinons au préalable la Fig.56 sur laquelle est tracée une tension alternative parfaitement sinusoïdale. Tout ce qui se trouve au dessus de l’axe est symétrique de ce qui se trouve dessous, colorié en légèrement plus foncé. La valeur crête est la plus grande tension mesurable. Si l’onde est symétrique la valeur crête positive est identique à la valeur crête négative ce que montre la figure avec les deux vecteurs oranges. Dans les publicités commerciales, parfois on rencontre la notion de Valeur crête à crête, mais c’est « de la poudre aux yeux ». Par exemple on annonce que l’amplificateur NewTruc développe la puissance phénoménale
de 50W crête à crête.
Ce que retient l’acheteur béotien c’est la valeur de cinquante. Dans la réalité l’amplificateur mirifique ne fournira jamais le positif et le négatif simultanément. Par ailleurs, globalement notre oreille n’entendra globalement que la puissance acoustique efficace. Ce n’est alors que 17,7W que fournira au maximum l’appareil fabuleux vendu à un tarif si bas que vous ne pouvez passer à coté d’une si belle occasion …
Revenons à l’écran LCD sur lequel le symbole 8 a été mis en évidence en rouge. Son seul but consiste à préciser que la valeur qui suit est la valeur crête. Mais comme cette dernière peut être aussi bien positive que négative, les deux vecteurs orange sont réunis en un seul, ce qui pourrait engendrer une méprise et vous faire croire à la tromperie d’un crête à crête.
Donc faites bien attention à ne pas interpréter ce petit signe de façon incorrecte. C’est surtout la valeur 9 dont il faut se méfier. Elle n’est pas mesurée, mais calculée. La théorie annonce que la valeur crête est égale à la valeur efficace multipliée par racine carrée de deux, soit environ 1,414. C’est ce que fait le logiciel. Une simple multiplication dans la procédure void Affiche_U_alternatif() avec l’instruction lcd.print((Valeur_calculee * 1.414)/100,1); dans laquelle on retrouve le coefficient √2.
Exemple : 15,0 x 1,414 = 21,21 est ce qu’affiche le logiciel.
CONCLUSION : La valeur de la tension crête affichée sur la fonction voltmètre alternatif n’est qu’une évaluation calculée qui sera proche de la réalité si, et seulement si :
x • L’onde mesurée est alternative et parfaitement sinusoïdale,
x • L’onde mesurée ne comporte pas de composante continue « parasite ».
Piste à explorer pour la mesure de la valeur crête réelle.
Puisque l’ATmega328 effectue quatre cents mesures pour effectuer un lissage, pourquoi ne pas compléter la boucle de mesurage par un test qui logerait la valeur la plus grande trouvée dans une variable spécifique ? Informatiquement l’idée est assez élémentaire à mettre en pratique comme le démontre le programme P0B_Valeur_crete_vraie.ino qui est constitué par le programme du SHIELD entièrement épuré de toutes les
fonctions sauf celle relative à la mesure des tensions alternatives sur le calibre 30V~. Dans ce programme on a ajouté la variable Tension_crete qui dans la boucle des quatre cents mesures sera chargée d’extraire celle qui présente la valeur la plus élevée. Il suffit alors de transposer cette valeur puis de l’afficher. La Fig.57 ressemble étrangement à la photographie de la Fig.54 sauf que cette fois la mesure s’effectue avec le SHIELD. On y observe en zone X l’adaptateur de redressement et de filtrage. Par contre, la Fig.58 qui montre le résultat obtenu avec le programme de démonstration donne pour la tension crête vraie une valeur étrangement faible. L’origine de ce désenchantement est simple à
comprendre : L’entrée E reçoit en entrée non pas la forme sinusoïdale de la Fig.56, mais l’ondulation de la Fig.3 déjà donnée dans ce didacticiel. La valeur efficace correspond à tout ce qui se trouve « sous la courbe », et le maximum des sinusoïdes est assez proche de cette dernière. Ainsi, le concept envisagé en début de ce paragraphe ne peut s’utiliser pour une tension alternative transposée en tension continue par un adaptateur. Dommage que le CAN de l’ATmega328 ne travaille pas en tensions négatives pour numériser …
