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Electricité du MecaLab
Objet
Avoir une éclairage et une alimentation électrique correcte est bien sûr indispensable
Cette page décrit sa conception et son implémentation, elle sera mise à jour au fur et à mesure de l'avancement des travaux..
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Cahier des charges
Voici les principales contraintes que j'avais :
- L'arrivé du secteur vient par un ligne en 2.5mm² sur un disjoncteur 16A
- Je ne m'attend donc pas à pouvoir tirer plus de 16A simultanément sur l'ensemble.
- Je veux 4 sections protégées par des disjoncteurs pouvant être coupées manuellement
- Une section système toujours alimentée pour les automatismes, alarmes, portes, etc...
- Une section permanente pour alimenter quelques prises devant rester toujours sous tension
- Une section réservée à l'éclairage pouvant être piloté par un contacteur 12V
- Une
section pour les prises pouvant être piloté par un contacteur
12V protégée par un interupteur différentiel 30mA, avec 3 sous
sections
- Etablis I
- Etablis II
- Prises extérieures
- J'ai aussi un voyant indiquant la présence secteur et un pour chaque sections sauf systéme qui aura le sien propre,
Tableau électrique principal
Voici le schéma du tableau électrique principal
Voici le tableau avec les étiquettes qui vont bien.
J'ai utiliser des modules de reccup, d'autres achetés sur ALI.
La qualité me semble accecptable même si elle est moins garantie qu'avec des marques européenne connues.
Utiliser des modules de marques différentes n'aide pas le cablâge, mais on s'en sort quand même :)
Une fois fermé pour protéger de la poussière.
J'ai mis en bas un passe fils et le connecteur de la commande des contacteurs.
J'ai mis en haut 3 passe fils
Une fois pré-cablé, j'ai fait un test avant le montage dans le MecaLab, tout est OK
Suite à une bonne suggestion d'un internaute j'ai ajouté un sectionneur en amont du tableau.
Voici ce modèle que j'avais en stock et qui fera bien le job !
Une petite toilette et les autocollants de rigeur et le voilà prêt pour le service !
Coffret Système
Je vais développer différents modules pour assurer des automatismes, alarmes sécurité etc...
J'ai choisi de les monter dans un boitier pour rails DIN que je vais modifier.
Toutes les connexions sont par connecteurs pour pouvoir le démonter facilement pour les évolutions et la maintenance.
Voici le boitier brut payé environs 6€ sur Ali.
On peut voir que c'est prévu pour des modules DIN
Avec ma fraiseuse , j'ai agrandi, perçé et taraudé M3 pour permettre de fixer des modules de dimmension multiple de 1cm
NOTE : Le module de gauche n'est pas standard car ça ne tombait pas juste, il sera adapté en conséquence.
Voici le schéma de l'alim des modules et du module principal..
J'ai choisi une aliementation 12V externe, pour limiter les parasites et permettre une maintenance plus facile.
L'alim arrive sur un jack standard, et est disponible pour 6 modules avec pour chacun filtre passe-bas.
Un TVS protége d'éventuelles surtensions.
Le module principal permet de choisir une pilotage manuel ou auto des contacteurs 12V Light et Plugs.
En effet, cela permet en cas de panne d'avoir de la résilience.
Ne
connaissnt pas encore le module de commande j'ai choisi une commande
par photo-coupleur avec 2 bon vieux 2N2222 (remplacer ensuit epar des BC517, voir plus bas) pour piloter les contacteurs.
Ayant plein de
composants et selft CMS, j'ai fraisé en PCB en "Gravure Anglaise" percé
pour les traversant avec de la protoboard en guide.
C'est monté avec des entreoise M2.5 fixées par des vis à tête fraisée pour ne pas dépasser.
Voilà les entretoises montée avec du frien-filet medium.
C'est câblé et testé.
Reste plus qu'à percer l'ouverture de la prise et monter le PCB.
Comme expliqué dans cette vidéo , ma première version du module de commande m'a posé un curieux probléme qui aprés analyse m'a amené à revoir mon schéma.
Les
2N2222 originaux ne tenaient pas les crétes de courant imposées par ces
contacteurs dotés d'une limitation de courant de maintient active à
découpage.
Même en augmentant au maximum leur courant de base pour les sursaturer, ça ne fonctionait pas à tous les coups.
J'ai aussi ajouté de condensateur pour dimimuer les parasites HF du à ce découpage.
Et
comme si cela ne suffisait pas, en changeant les 2N2222 par des
Darlington BC517, j'ai eu la désagréable surprise de constater que
certains d'entres eux avaient un mauvais brochage (alors qu'apparement
du même fabricant Fairchild !!)
Normalement vue de face sur la photo le brochage est C-B-E mais le modéle de droite est E-B-C !
Bien
sûr cela ne fonctionnait pas, ça a même cramé un photocoupleur !!!,
bien que j'ai des doutes sur le fait que cela soit du à cette
inversion, peut-être à une fausse manip.
Donc usinage et fabrication d'une face avant avec ma méthode habituelle, impression sur papier photo plastifié.
J'ai recyclé pour les communateurs des interrupteurs 3 positions récupérés sur un vénérable oscillo tektronix série 500.
Je profite de la fixation des commutateurs pour fixer le petit PCB fait dans une plaque à trous de prototypage.
Vu du câblage coté cuivre, comme d'habitude, l'implémentation est optimisée pour faire les connexions les plus simples.
Et voilà le travail ! J'ai mis les semi-conducteur sur supports.
Les
resistances des leds des photocoupleurs sont sur support aussi afin de
pouvoir les adapater selon la tension de commande qui sera utilisée.
On note que mon étiqueteuse Brother P900 fait des merveilles pour identifier les connecteurs.
Les tests finaux sont OK et je peux enfin, mettre l'étiquette de contrôle qualité :)
Et voilà, j'aime bien le look !
Mise en place rapide pour vérifier que tout est ok.
Les étiquettes de rigueur, on voit le câble blindé de liaison avec le panneau électrique
Pour câbler le connecteur, j'ai utiliser l'excellent support multifonctions ST-85 disponible chez BMJ que j'avais présenté dans ce QDN..
Le boitier avec ses stickers mais sans le couvercle transparent
et avec !
l'alimentation Système
J'ai besoins d'une alimentation pour alimenter en permanence les automatismes, alarmes, caméras etc...
Celle-ci peut fournir 4 sorties 12V protégées et filtrées ainsi que 2 sorties 5V indépendantes en USB.
Je suis parti d'une alim chinoise 12V 5A trouvées sur Ali.
J'en ai pris 2 afin d'en avoir une d'avance en cas de panne.
Bien qu'elle soit muni d'un filtre EMI en entrée, j'en ai ajouté un maison.
Afin de protéger les équipements alimentés de manière efficace en cas de surtenesion accidentel, j'ai ajouté un montage "Crowbar"
Je l'ai mise dans un boitier auquel j'ai aussi ajouté un ventilateur qui se met en route si l'alim chauffe trop.
Vidéo d'explication du schéma
Le schéma de l'alim :
Je suis parti d'un boitier plastique trouvé sur Ali que j'ai usiné
On peut voir ici le tracé des connecteurs placés en bas
Le ventilo de reccup est monté en haut.
Je trace sur la face avant l'ouverture d'aération et les perçages pour les leds et les fusibles
J'usine le
tout, AAAARG ! j'ai un petit souci d'alignement sur un led du bas du à
mon bridage.. pas grave mais pas très esthétique...
Reste à ajouter les marquages qui vont bien
Et monter les portes-fusibles et les leds
Pour le filtre, je me fais un PCB en gravure anglaise à la fraiseuse
J'y soude les composants
Test l'isolation à 250V qui est parfaite
Puis mesure sa réponse, c'est pas l'idéal pour vraiment voir l'éfficacité d'un tel filtre mais ça donne une idée
On peut voir en bleu une bonne atténuation de 200kHz à 10MHz
Je monte l'alim qui rentre juste et fait un chassis pour supporter les PCB.
On peut voir le point de raccord en étoiles des masse et de la terre.
La partie 230V est terminée
et testée avec succès !
Les 2 convertisseurs 5V sont monté sur supports sur un PCB avec plan de masse en cuivre autocollant
Le câblage est assez simple ici
Une tôle sert de blindage et maintient les modules sur leurs supports, le PCB du crowbar et du contrôle du ventilo vient dessus.
Je suis assez content du résultat
C'est en place dans le boitier
Câblage de la face avant, de nombreux composants sont montés dessus pour réduire les connexions.
mais il y a quand même du fil....
Premier test concluant !
Le crowbar est cablé testé (Perdu 30mn avec une soudure sèche vicelarde !!! )
Ici encore, ça se câble impec
Et voici le reste du montage avec le contrôle de la température.
Prise permanente, il faut bien sûr utiliser des embouts pour le fils multibrins.
Son diamétre est en fonction du disjoncteur associé.
J'ai fixé les multiprises au mur, en insérant des inserts à chaud (avec un fer à souder) pour fixer des pattes de fixations.
(Un internaute m'a dit qu'il perce à travers et met des vis longues, c'est pas bête aussi :) )
Pour les rubans LED du fond que je ne veux pas allumer en permanence, j'ai mis un inter.
Rubans livrés avec des inters pouuris que j'ai dégagé !
J'ai fixé des éclairage LED trouvé chez Lidl.
Bon, il faut câbler tout cela !
Voilà, c'est pas hyper clean mais ça le fait.
Et tout fonctionne ! on peux voir aussi une horloge alimentée en USB qui affiche aussi la température et l'humidité
le secteur arrive encore temporairement par une rallonge.
L'éclairage est ok.
Les rubans LED sont ici suffisants.
J'ai aussi mis ces "Pieuvres" lumineuses, c'est hyper efficace !
J'ai trouvé ce super ventilo lumineux télécommandé, je n'ai pas pu le mettre où je pensait alors je les monté entre les 2 pieuvres.
Il est trés bien et super efficace !
A suivre....
Liens
Je sais que l'on va me demander les liens sur les pièces, alors voilà ou je les ai trouvées :
Contacteurs
Tableau Coffret
Voyants DIN
Connecteurs 5 broches
Support ST-85
Embase secteur
Alimentation 12V
Boitier ABS
Convertisseurs 5V
Prises USB panneaux
Pieuvre LED
Horloge LED murale
Ruban led 230V
Inserts
Attention : certaines pages proposent plusieurs tailles et/ou options, bien choisir ce que l'on désire.
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