Une mauvaise identification du circuit de sortie a deux conséquences possibles. Une sortie à tension imposée peut endommager une entrée prévue pour un contact. Une sortie à transistor sans alimentation, ou à polarité inversée, ne produit aucun comptage. Les mentions « passive », « libre de potentiel » et « S0 » ne suffisent pas à éviter ces erreurs : elles désignent des circuits différents selon les notices. Identifiez d'abord le circuit sur le schéma des bornes, puis vérifiez séparément le temps des impulsions et leur poids.
Trois circuits de sortie
| Circuit de sortie | Fonction du compteur | Besoin du circuit récepteur |
|---|---|---|
| Contact sec mécanique, tel qu'un interrupteur à lames souples ou un relais | Ouvre et ferme un contact sans fournir la tension du signal | Alimentation de détection, charge adaptée au contact et filtrage des rebonds |
| Transistor à collecteur ouvert ou à drain ouvert | Commute le courant dans un circuit alimenté extérieurement | Alimentation et limitation de courant spécifiées, bonne polarité et seuils compatibles |
| Sortie à tension imposée, par exemple push-pull | Impose les niveaux hauts et bas depuis son alimentation de sortie | Entrée prévue pour ces niveaux et référence de signal spécifiée |
IEC 62053-31 qualifie la sortie S0 de « passive », car le compteur ne l'alimente pas. Certaines notices réservent « passive » au contact de relais et nomment « active » toute sortie à transistor. Lisez le schéma, pas seulement le terme.
Une sortie statique vendue comme « libre de potentiel » exige tout de même de vérifier le courant de fuite à l’état bloqué et la chute de tension à l’état passant. La polarité dépend du circuit : certaines sorties à relais MOSFET commutent en alternatif comme en continu. Un contact de relais mécanique possède une résistance de contact et une tenue d’isolement limitée. Respectez le circuit et les caractéristiques spécifiés, sans assimiler toute sortie « libre de potentiel » à un contact mécanique ou à un transistor NPN.
Contacts secs
Un interrupteur à lames souples ou un contact de relais ne fournit pas de tension. Sa fermeture complète le circuit de détection du récepteur. Une simple paire de contacts n'a pas de polarité, mais des composants de protection sur les bornes du compteur peuvent en ajouter une. Suivez le schéma complet des bornes.
Le contact doit commuter de façon fiable le faible courant de détection du récepteur. Les contacts de relais de puissance sont dimensionnés en ampères ; à quelques milliampères, un film de surface peut empêcher la fermeture électrique. La fiche G2R d'Omron montre l'écart : la version à contact simple de 10 A donne une charge minimale de référence (taux de défaillance niveau P) de 100 mA sous 5 V CC ; la version à contacts bifurqués, de 1 mA sous 5 V CC. Une entrée qui mouille le contact avec quelques milliampères demande un interrupteur à lames souples, un contact bifurqué ou plaqué or, pas un contact de puissance.
Les contacts rebondissent : une fermeture produit une brève série de transitions. Le filtre d'entrée doit rejeter ce rebond tout en acceptant l'impulsion valide la plus courte. Les conseils d'OMRON sur les relais distinguent charge du contact et rebond. Un rebond traversant le filtre apparaît comme des impulsions absentes du propre registre du compteur.
Sorties à collecteur ouvert et à drain ouvert
Une sortie NPN à collecteur ouvert ou à drain ouvert à canal N ramène le signal vers son retour quand elle conduit. Quand elle se bloque, elle libère le signal ; une résistance de tirage au récepteur ou une résistance externe établit l'autre état. Beaucoup de compteurs d'impulsions intègrent déjà cette résistance. Lisez la fiche de l'entrée avant d'ajouter une alimentation ou une résistance.
Le collecteur ouvert utilise un transistor bipolaire ; le drain ouvert, un MOSFET. Une sortie PNP ou à canal P fournit le courant au lieu de l'absorber. Repérez le type de transistor et le sens du courant sur le schéma des bornes.
Le courant de fuite à l'état bloqué et la chute de tension à l'état passant doivent laisser une marge de part et d'autre du seuil du récepteur. La note d'application SLVA485 de Texas Instruments explique comment la résistance de tirage, les seuils d'entrée, les fuites et la capacité de la ligne déterminent cette marge et le temps de montée. La section S0 ci-dessous présente un exemple chiffré.
De nombreuses sorties à transistor sont isolées optiquement des circuits internes du compteur. Schneider Electric décrit la sortie à impulsions du iEM2050 comme opto-isolée, sensible à la polarité, à collecteur ouvert et nécessitant une source de tension externe. Une telle sortie ne partage pas la masse interne du compteur. Raccordez sa borne négative au retour du récepteur, et non à une autre borne marquée « commun ».
Sorties à tension imposée
Une sortie push-pull ou une autre sortie commandée impose ses propres niveaux hauts et bas. Vérifiez le niveau haut sous la charge du récepteur, la tension d'entrée maximale de celui-ci et la connexion de retour. Ne raccordez pas une sortie commandée à une entrée prévue seulement pour des contacts, sauf si la fiche de l'entrée l'autorise. Une entrée fournissant son propre courant de détection peut recevoir en retour un courant imposé par un niveau haut commandé.
L'expression « sortie à impulsions d'énergie active » signifie généralement que les impulsions représentent l'énergie active en kWh. Elle ne renseigne pas sur le circuit électrique de sortie. Vérifiez les caractéristiques électriques et la grandeur mesurée.
Sorties S0
S0 est une sortie à impulsions à deux fils, sensible à la polarité et alimentée par une source externe. Le commutateur est généralement un transistor optocoupleur. Le nom vient de DIN 43864. IEC 62053-31:1998 a défini l'interface au niveau international ; l'IEC l'a retirée en 2022, remplacée par IEC 62052-11:2020. Les notices de compteurs citent encore 62053-31.
L'interface comprend deux classes : A pour les longues liaisons et B pour les courtes. Les valeurs ci-dessous viennent de la note d'application S0 de Saia Burgess Controls, qui résume la norme.
| Paramètre | Classe A | Classe B |
|---|---|---|
| Tension d'alimentation maximale | 27 V CC | 15 V CC |
| Courant à l'état passant | 10 à 27 mA | 2 à 15 mA |
| Courant maximal à l'état bloqué | 2 mA | 0,15 mA |
| Durée minimale de l'impulsion et de l'intervalle | 30 ms chacun | 30 ms chacun |
Une impulsion de 30 ms suivie d'un intervalle de 30 ms donne une période de 60 ms : une sortie S0 ne peut donc dépasser environ 16,7 Hz. Avec 1 000 impulsions/kWh, elle atteint cette fréquence à 60 kW. Pour une charge plus élevée, réduisez la constante d'impulsions.
La résistance externe fixe le courant passant. La note Saia donne cet exemple : alimentation de 12 V, objectif de 10 mA, résistance série de 100 Ω dans le compteur et environ 0,2 V aux bornes de l'optocoupleur et de la diode de protection, chacun. La résistance externe vaut (12 − 1 − 0,2 − 0,2) V ÷ 10 mA, soit environ 1,06 kΩ. Quand la sortie conduit, la borne S0+ est à 1,4 V. Quand elle se bloque, une sortie de classe A peut laisser passer jusqu'à 2 mA. Cette fuite entraîne 2,1 V de chute sur 1,06 kΩ : la borne peut ainsi descendre à 9,9 V. Le seuil du récepteur doit se trouver avec une marge suffisante entre 1,4 et 9,9 V.
Sur beaucoup de compteurs sur rail DIN, les bornes S0 se trouvent sur la même rangée que celles du secteur. Isolez l'alimentation du compteur avant d'y intervenir.
Adapter la sortie à l'entrée du compteur d'impulsions
Relevez ces informations avant de choisir ou de câbler un compteur d'impulsions.
| Élément | Données à relever |
|---|---|
| Identification de la sortie | Modèle exact du compteur, option de sortie, bornes et configuration. La LED d'essai en façade peut avoir une constante d'impulsions différente de la sortie câblée. |
| Limites électriques | Origine du courant de détection, tension et courant autorisés, seuils d'entrée, chute à l'état passant et fuite à l'état bloqué |
| Référence et isolation | Polarité, retour du signal, tenue de l'isolation et bornes éventuellement communes à plusieurs voies. Deux bornes marquées « commun » ne sont pas forcément au même potentiel. |
| Temps | Largeur des impulsions, intervalle minimal, fréquence maximale, front compté et réglage de l'anti-rebond ou du filtre d'entrée |
| Signification | Grandeur mesurée, unités par impulsion ou impulsions par unité, et éventuelle affectation à l'importation, à l'exportation ou à un autre total configuré |
Un câble long ajoute de la capacité. Avec une résistance de tirage élevée, cette capacité ralentit le front montant : une impulsion courte peut finir avant que le signal franchisse le seuil. Le câble capte aussi du bruit qu'une entrée à contact peut compter comme impulsions. Respectez les limites de câble des fabricants du compteur et du compteur d'impulsions. Faites cheminer et raccorder le câble et son écran selon les instructions des équipements et la conception de mise à la terre du site. Si vous ajoutez une interface ou un isolateur, vérifiez ses temps de réponse autant que ses caractéristiques électriques.
Vérifier la largeur, l'intervalle et la fréquence maximale des impulsions
La fréquence est le nombre d'impulsions complètes par seconde. La largeur désigne leur durée active et l'intervalle leur durée inactive avant l'impulsion suivante. Ces trois valeurs doivent respecter les limites du compteur, de toute interface et du compteur d'impulsions.
Pour un train régulier :
période en ms = 1000 ÷ fréquence en Hz
largeur d'impulsion + intervalle minimal requis ≤ période
La fréquence maximale du fabricant reste applicable, et le filtrage d'entrée peut la réduire. La sortie du PM3210 de Schneider demande une largeur d'au moins 50 ms et un intervalle au moins aussi long ; elle ne peut donc dépasser 10 Hz.
Pour l'électricité, avec une constante K en impulsions/kWh et une puissance maximale P en kW :
fréquence attendue = P × K ÷ 3600
Par exemple, 36 kW à 1 000 impulsions/kWh donnent 10 Hz et une période de 100 ms. Une impulsion de 20 ms laisse un intervalle de 80 ms. Un compteur d'impulsions exigeant au moins 10 ms d'impulsion, 10 ms d'intervalle et acceptant au plus 40 Hz respecte ces conditions :
Le même réglage échoue sur un départ de 200 kW : 200 × 1 000 ÷ 3 600 donnent 55,6 Hz, au-delà de la limite d'entrée de 40 Hz. Le compteur d'impulsions perd des impulsions à charge maximale mais lit correctement à faible charge : un contrôle ponctuel de nuit ne trouvera donc pas le défaut. À 100 impulsions/kWh, le même départ donne 5,6 Hz.
Calculez à la charge maximale crédible, pas à la moyenne. Pour l'eau ou le gaz, multipliez le débit horaire maximal par les impulsions par unité, puis divisez par 3 600. Un compteur d'eau réglé à 1 litre/impulsion sous 25 m³/h de débit de pointe donne 25 000 ÷ 3 600, soit 6,9 Hz. Avec 10 litres/impulsion, le même débit donne 0,69 Hz. Le calculateur de mise à l'échelle des impulsions réalise ce calcul, indique le nombre attendu à chaque intervalle de rapport et signale le débordement du compteur.
Un compteur d'impulsions dédié compte chaque front et transmet un total à chaque intervalle de rapport. Une entrée numérique ordinaire interrogée une fois par minute ne voit que l'état à chaque interrogation et manque les impulsions intermédiaires. Confirmez la méthode utilisée par l'appareil d'acquisition.
Convertir les impulsions en consommation
La constante d'impulsions (impulsions par unité) est l'inverse du poids d'une impulsion (unités par impulsion). Notez l'unité avec la valeur.
| Réglage du compteur | Conversion | Exemple |
|---|---|---|
| Impulsions par kWh | Énergie = nombre d'impulsions ÷ constante | 2 500 impulsions ÷ 1 000 impulsions/kWh = 2,5 kWh |
| Litres par impulsion | Volume = nombre d'impulsions × poids | 75 impulsions × 10 litres/impulsion = 750 litres |
| Impulsions par mètre cube | Volume = nombre d'impulsions ÷ constante | 240 impulsions ÷ 100 impulsions/m³ = 2,4 m³ |
Utilisez la valeur configurée pour la sortie sur bornes. Certains compteurs intègrent déjà les rapports des transformateurs : la sortie du PM3210 représente l'énergie primaire avec ces rapports appliqués. Si le système de suivi applique encore le rapport, il multiplie le total à tort. Le calculateur de mise à l'échelle des impulsions prend les impulsions par kWh et affiche les hypothèses de conversion et de fréquence.
Conservez le total brut des impulsions et le réglage de conversion. Pour un compteur cumulatif, calculez la différence entre deux lectures, puis convertissez cette différence. N'additionnez pas des totaux cumulés successifs. Une différence négative peut signaler un débordement, une remise à zéro ou un remplacement. Vérifiez le module de comptage avant de conclure au débordement.
Pour aligner un total distant sur l'afficheur du compteur, relevez simultanément celui du compteur et celui du compteur d'impulsions. Ajoutez la différence d'impulsions convertie à cette valeur de départ. Un compteur d'impulsions installé aujourd'hui ne possède pas l'historique de consommation antérieur du compteur principal.
À faible consommation, peu d'impulsions arrivent dans un intervalle court. Un compteur à 1 litre/impulsion sur un débit constant de 2,5 litres/minute donne deux impulsions pendant une minute, puis trois pendant la suivante. Le débit calculé saute entre 2 et 3 litres/minute, mais le total reste juste. Comparez les totaux sur une période couvrant de nombreuses impulsions.
Comptage d'impulsions avec EpiSensor
La famille de compteurs d'impulsions ZPC relie les sorties à impulsions des compteurs existants à la Gateway sans fil. La fiche actuelle du ZPC-2X, EPI-072-00, donne ces caractéristiques pour les modèles alimentés par le secteur :
| Modèle ou paramètre | Caractéristique publiée |
|---|---|
| ZPC-20 | Une voie d'impulsions |
| ZPC-22 | Deux voies d'impulsions |
| Largeur minimale d'impulsion | 10 ms |
| Intervalle minimal entre impulsions | 10 ms |
| Fréquence maximale | 40 Hz |
| Tension d'entrée maximale | 35 V CC |
Appliquez toutes les limites temporelles ensemble. Dix millisecondes actives et dix inactives permettraient 50 Hz, mais le maximum est de 40 Hz. Une sortie S0 conforme respecte ces limites : ses 30 ms d'impulsion et d'intervalle dépassent 10 ms, son maximum de 16,7 Hz est sous 40 Hz et le maximum de 27 V de la classe A est sous 35 V CC. Ces chiffres concernent uniquement le ZPC-2X alimenté par le secteur. Les ZPC-10 et ZPC-12 sur pile comptent au plus quatre impulsions par seconde : le compteur d'eau de 1 litre/impulsion ci-dessus, à 6,9 Hz, exige un modèle sur secteur.
La fiche ne précise pas la tension ni le courant de détection de l'entrée, ni son seuil de commutation. Elle renvoie à la notice d'installation, qui les donne. Lisez la notice du modèle installé avant de raccorder une sortie S0 : son état passant demande 10 mA (classe A) ou 2 mA (classe B), fournis par le récepteur ou une alimentation externe.
Le guide d'application du comptage d'impulsions suit le total depuis le compteur d'impulsions, par la Gateway, jusqu'à Edge. Précisez à chaque étape la grandeur représentée, la conversion et le caractère cumulatif ou par intervalle.
Les compteurs d'impulsions et interfaces de compteurs tiers, y compris les modèles LoRaWAN, sont répertoriés avec leurs champs documentés dans le Répertoire des appareils.
Mise en service et dépannage
Avant d'accepter une lecture distante, provoquez une variation connue du total d'impulsions. Comparez le compteur source, le total brut et la valeur convertie sur la même période. Vérifiez ensuite la valeur à sa destination finale. Une liaison radio saine ne prouve ni le câblage ni la conversion.
| Problème observé | Vérifications |
|---|---|
| Pas de nouvelle impulsion | Sortie activée sur le compteur, consommation suffisante, alimentation de détection présente si nécessaire, polarité et niveaux adaptés à l'entrée |
| Impulsions supplémentaires | Rebond des contacts, parasites, choix du front, données reçues en double |
| Impulsions manquantes seulement à forte charge | Fréquence maximale, largeur, intervalle et filtrage à chaque interface, calculés à la charge de pointe |
| Total brut correct, consommation fausse | Constante utilisée comme poids, conversion des unités, rapport de transformateur appliqué deux fois |
| Saut du total après une coupure ou un redémarrage | Retransmission, remise à zéro, débordement ou remplacement ; traitement des totaux cumulés |
Le guide de mise en service et de rapprochement des compteurs d'impulsions couvre l'enregistrement complet : index de départ et de fin, essai de comptage contrôlé, conversion, persistance et reprise. Répétez la comparaison après toute modification de la configuration d'impulsions ou tout remplacement du compteur d'impulsions.
Si l'adaptation électrique reste incertaine, saisissez la notice du compteur, le schéma des bornes, la fréquence maximale et le tracé de câble prévu dans System Builder. Ces détails déterminent si une connexion directe ou une interface est nécessaire.