Paramètre vital à satisfaire pour placer ce type de composant dans des conditions normales de fonctionnement : Un courant suffisant dans la diode D de la Fig.5 de ce tutoriel. Pour déterminer la fiabilité du montage adopté, initialement le relais a été chargé au maximum de la puissance qu’il sera susceptible de commuter, c’est à dire 16 ampères. Deux radiateurs de chauffage ont pour la circonstance été connectés plus une lampe à incandescence de 100W. Puis, à l’aide de l’alimentation de laboratoire, l’intensité de pilotage à été progressivement augmentée. Pour une tension de 4V aux bornes, l’intensité de pilotage était de 3mA. La lampe restait éteinte, et le relais muet. À partir de 4,2V et 4mA de pilotage, la lampe clignotait dénonçant une conduction limite. Le ventilateur des radiateurs ne tournaient pas normalement. Pour 4,3V de pilotage, l’intensité dans la boucle est passée à 4,5mA. Éclairage nominal de l’ampoule électrique. Un ampèremètre en ligne confirmait un courant prévisible dépassant les 15 ampères. Avec le schéma adopté et la valeur de 47Ω pour la résistance R, on aboutit à 9mA pour 4,9V et 9,6mA pour exactement 5Vcc. Tout microcontrôleur et en particulier l’ATmega328 peuvent fournir un courant de 10mA sur leurs sorties binaires. Nous aurons donc une bonne marge de sécurité de fonctionnement.
En statique, l’ensemble a été laissé en conduction permanente durant deux heures, une plaque non percée comme couvercle pour soumettre l’appareil à des conditions difficiles. Le radiateur bien que mal ventilé restait à une température d’équilibre parfaitement raisonnable.
Puis, une torture à un pilotage haché à des fréquences variables n’a pas révélé de surchauffe. C’est assez normal en fait, puisque en réalité, le circuit intégré commute à chaque alternance du secteur, donc cent fois pas seconde. On peut le soumettre à une onde de pilotage « carrée » quelconque, de toute façon sa cadence de commutation n’augmentera pas. Au contraire, durant les « zéros logiques » il passe en isolement … donc se repose. On peut enfin refermer la boite.
Durant tout un hiver, cette interface a été placée dans une petite serre de loisir, couplée à une pico station météorologique à base d’Arduino. La mission de la station météo consistait à surveiller les paramètres vitaux dans un petit local. Dès que la température mesurée à proximité du vitrage descendait à moins de 3°C, l’ATméga328 passait la sortie binaire de pilotage à « 1 ». Le radiateur de 2kW était alors en énergie pour apporter les calories et mettre l’espace local hors gel. Un Wattmètre enregistrait en permanence la puissance consommée. Par son intermédiaire il aurait été possible d’annoncer la température externe au jour le jour, tellement l’augmentation d’énergie consommée était proportionnelle aux températures enregistrée par une deuxième station météorologique, commerciale cette dernière. Tant la station météo personnelle que l’interface ont prouvé une fiabilité de fonctionnement qui fait confiance. Enregistrées par le nano-Arduino, la température dans le local n’est jamais descendue en dessous de 2°C. Convaincus ?
Des ptits trous, des ptits trous, encore des ptits trous !
Prenons un peu de hauteur, la Fig.36 présentant l’appareil décrit vu par dessus, pratiquement à la verticale. On vient de refermer le couvercle avec une satisfaction non contenue. Toutefois, avant de vous quitter il me reste à vous faire remarquer quelques petits détails pas forcément repérables sur la Fig.1 de la page de garde. Pour le cas où un ventilateur aurait été nécessaire, en 1 sont percés quatre trous correspondant à l’entraxe d’un modèle disponible en local dont le contour est montré en 3.
Dans ce cas, il aurait suffi d’ajourer la zone montrée globalement par le cercle jaune 6. Le ventilateur fonctionnerait dans ce cas en aspiration et serait branché en parallèle sur la sortie du relais. Ainsi il agirait de façon automatique quand ce serait utile. Notez que la zone 7 n’est pas percée. C’est inutile vu qu’en dessous on trouve l’espace occupé par la fiche mâle qui ne chauffe pas. Plus subtil, vous remarquerez que les trous percés sur le coté et vers l’arrière tels que 2 sont beaucoup plus gros que ceux situés dans la zone vers la face avant, tels que 5. Rien à voir avec un quelconque argument esthétique. Pour améliorer au maximum l’aération et le refroidissement par convection, il serait préférable d’avoir partout des orifices de grands diamètres.
Il ne faut pas oublier qu’en 4 sur le dessus se trouvent les brides du relais en liaison directe avec le secteur. Alors le tournevis qui vous échappe des mains tombera forcément au mauvais endroit et au mauvais moment. C’est pour parer ce type d’incident « débile » que la grille est plus resserrée. Il s’agit donc d’un artifice visant à augmenter la sécurité.
Reste que la prudence est toujours de mise. Évaluez avec attention la faisabilité compte tenu de vos aptitudes, car l’ensemble est compact et impose au bricoleur des savoirs-faires incontestables. Le pire serait d’aboutir à une déconvenue parce que vous avez sous-estimé les difficultés pratiques relatives à l’aspect réalisation. Au risque de me répéter, ne vous engagez pas à la légère. Cette réalisation peut vous amener à ouvrir un coffret dans lesquels sont présentes des tensions dangereuses, alors pas question d’enlever les vis du couvercle sans avoir au préalable débranché la ligne secteur. Interdiction de travailler sous tension si vous n’avez pas une habilitation et surtout les compétences pour le faire strictement sans risque. La santé est un bien précieux qui doit dominer tout le reste. C’est la priorité qu’il faut placer au dessus de toute autre considération.
Si vous avez besoin d’un petit conseil, vous pouvez me contacter sur michel.droui@laposte.net
C’est le moment un peu tristounet où l’on doit se quitter.
Je vous souhaite autant de plaisir à découvrir tous ces aspects pas forcément très connus de l’électricité de base, tout au moins pour des débutants, que j’en ai eu à créer cette interface complice d’une station météo pour préserver du gel mes belles plantes dans une petite serre d’agrément. C’est d’autant plus vrai que cet appareil de commutation énergétique de puissance correspond exactement à ce dont je rêvais. L’avantage avec Arduino, c’est qu’une fois que vous serez capable d’écrire du code sans galérer, vous pourrez adapter le programme de la petite station météorologique à votre guise. C’est tout l’intérêt des systèmes programmables. Se faire du « sur mesure » sera toujours très gratifiant. Le résultat c’est bien, mais c’est surtout le chemin parcouru qui présente de la valeur …
Cordialement : Nulentout.
