mon projet d'alim maison

Hello

Projet dans le projet, j'ai commencé à creuser l'idée d'une alim générale pour le réseau :

• 15V 2A pour le DCC (Mobile Station 2)
  Le transfo d'origine délivre du 18V 2A (18,7V dans les rails qui semblait un peu fort, d'où l'abaissement à 15V)
  
  
• 12V 4A pour les accessoires : LED, éventuellement une alim analogique PWM pour les locos non digitalisées
  
  
• 5V 1A pour le QuadPic Tam Valley pour les aiguilles + cartes relais, ainsi que pour de l'électronique éventuelle, type Arduino

Pour cela je suis parti sur un transfo de type 18V / 80VA.
J'ai sans doute prévu un peu large pour chaque section, l'idée (naïve ?) étant que la conso globale ne dépasse pas les 4A.

Je prévois de caser toute la partie transformation /  régulation du courant dans un boitier dissocié du réseau, et relié par un câble multiconducteur pour pouvoir le débrancher et le ranger à part.
Pour cela, j'ai prévu un câble midi 5 conducteurs (3 voltages 5/12/15V + 2 masses communes).

Comme tout ça prend toujours un peu de temps dans la réalisation, je voudrais commencer à mettre en place la connectique cible (câble et connecteurs midi) et pouvoir brancher les alims d'origine de la MS2 et transfo DC classique en bypassant l'étage de régulation.

J'ai commencé à faire un petit schéma :


J'ai rajouté qqes interrupteurs pour pouvoir n'alimenter que certaines tensions en fonction des usages : 15V + 5V si le train roule pour pouvoir également manipuler les aiguilles, ou accessoires seuls en 12V.
Ca souffre encore de lacunes, par ex. si j'envisage d'utiliser la future alim PWM qui sera utilisera le 12V + du 5V pour les aiguilles...

Et puis j'ai lu (par exemple ici) qu'on ne pouvait pas augmenter la puissance en mettant des régulateurs en parallèle. A ma décharge, j'ai repompé le principe là (j'balance pas, j'informe).

A priori je vais devoir modifier un peu mon schéma selon les indications (voir lien précédent, ou encore ici).

Si vous avez déjà des avis / commentaires, je suis preneur.

Je vois (très) gros pour les alims ? Ca me pose déjà quelques soucis, je me suis bien en...quiquiné avec les facteurs de refroidissement. Sans compter que réguler du 18V en 5V sous 1A, ça chauffe dru !

A vous lire

Il y a 2 régulateur avec la sortie en l'air. Il manque toutes les capas. Il faudrait que tu jettes un oeil à la datasheet. Il n'y a pas d'interrupteur sur le 220 ?

Effectivement je ne mettrais pas des régulateurs en parallèle. Ce n'est pas du tout prévu dans la datasheet.

Par contre tu trouveras dans la datasheet des 78xx, page 30, comment augmenter le courant en couplant le régulateur à un transistor de puissance. Le BD534 indiqué passe 8A max. Le second schéma a une protection contre les courts-circuits. Ce type de montage est aussi expliqué dans les bouquins d'électronique.

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000444.pdf

À préférer à des montages bizarres et non garantis.

Evidemment, il faut prévoir des radiateurs en conséquence car ça dissipe. D'ailleurs, je cascaderais les régulateurs pour répartir la dissipation car effectivement alimenter des régulateurs 5V avec du 18V ça chauffe. Donc le 18V alimente le régulateur 15V qui alimente le 12V qui alimente le 5V.

Concernant le 5V, je mettrais plutôt des régulateurs 7805 tout près des cartes à alimenter et je distribuerais du 12V. En effet, si tu tires des alims 5V partout, elle vont être parasitées et la logique risque de ne pas aimer. Mais les cartes en question ont déjà un régulateur 5V non ? dans ce cas distribue du 12V ou bien du 9V à partir d'une alim à découpage récupérée d'un ordinateur portable par exemple.

Tu trouveras un montage similaire ici : http://www.electronique-3d.fr/Les_regulateurs_de_tension.html#montage_regulateur

(à titre personnel, je préfère des alims à découpage, on trouve des Meanwell 15V 2A dans les 15€ et des 12V 4A dans les 17€ qui on des rendement bien supérieurs et qui chauffent très peu)

Bonjour,

Ce qui me chagrine, c'est le raccordement avec un câble MIDI. En effet, ces câbles ne sont pas prévus pour des intensités de l'ordre de l'Ampère ou plus. La connectique en DIN 5 broches n'est pas non plus recommandée pour des alim de puissance.
A ta place, j'utiliserais de la connectique Harting. Il y a toute une gamme, y compris pour la puissance. On oublie le câble tout fait, et on réalise du "sur mesures" avec un câble multiconducteurs de 1,5 mm² (impossible à raccorder sur une DIN 5 broches)

jlb a écrit:

D'ailleurs, je cascaderais les régulateurs pour répartir la dissipation car effectivement alimenter des régulateurs 5V avec du 18V ça chauffe. Donc le 18V alimente le régulateur 15V qui alimente le 12V qui alimente le 5V.

Une autre solution consiste à utiliser un transfo avec plusieurs enroulements, ou à défaut plusieurs transfos. Pour alimenter un régulateur 5V, un enroulement de 9V convient très bien.
Evidemment, ça implique pour chaque secondaire du transfo un pont de diodes et capa de filtrage, mais c'est aussi un avantage d'avoir un isolement galvanique entre toutes tes différentes tensions. En effet, dans ta solution, la masse est commune à tout le monde, pas sûr que ce soit compatible avec les utilisations que tu envisages (une alim PWM pour des locos analogiques avec la même masse que les commandes d'aiguilles et le 5V de la microélectronique... J'ai comme un doute)

Faut voir.

C'est vrai que de mon côté j'ai une alims à découpage par tension, ce qui sépare les masses. Mais sur les cartes 4 alimentations, les masses traction et µC sont réunies La masse utilisée est la masse traction y compris pour le µC en un point (c'est pas mélangé). Il faut bien que la référence soit commune pour que le µC mesure FCEM, courant et présence.

Pas de problème côté logique et µC, aucun plantage. Il y a juste l'alimentation des transceivers CAN qui est séparée avec des optocoupleurs

En général, la commande des accessoires en alternatif 15V n'a pas de point commun avec l'alim 12V continu de la traction analogique.

Même si une référence de potentiel commune est nécessaire, dans ce cas il ne faut pas qu'elle soit véhiculée dans un fil de petite section (cordon MIDI et prise DIN à proscrire).

Enfin, du point de vue pertes calorifiques, c'est bien plus rationnel d'utiliser des enroulements dont la tension est juste un peu supérieure à celle à produire en aval des régulateurs (ou alors on change de technologie et on passe effectivement au découpage), mais produire du 5V à partir d'une tension 3 à 4 fois plus élevée n'est pas une bonne solution. Le fait de "cascader" améliorera le sort du régulateur 5V, mais pas le bilan de d'ensemble puisque les autres régulateurs chaufferont davantage.

Bonjour à tous,

Comme alternative à un projet d'alimentation maison, il y a aussi les alimentations de PC, à récupérer sur un vieux PC ou à acheter comme pièce détachée, qui sont à découpage. Elles nécessitent souvent une charge minimale pour bien fonctionner.

Encore plus simple, les alimentations pour PC portable qui délivrent un peu plus de 4 A sous 15 à 19 V (disponible chez Conrad entre autres).

DMARRION a écrit:

En général, la commande des accessoires en alternatif 15V n'a pas de point commun avec l'alim 12V continu de la traction analogique.

J'ai oublié de préciser que tout est en continu chez moi.

Citation :

Même si une référence de potentiel commune est nécessaire, dans ce cas il ne faut pas qu'elle soit véhiculée dans un fil de petite section (cordon MIDI et prise DIN à proscrire).

Tout à fait d'accord. Avoir un fil de masse qui présente une chute de tension est problématique.

Citation :

Le fait de "cascader" améliorera le sort du régulateur 5V, mais pas le bilan de d'ensemble puisque les autres régulateurs chaufferont davantage.

Effectivement le bilan total sera le même mais le but est de répartir la dissipation sur plusieurs CI.

Bonjour,
Le remplacement des quatre 7812 par un LT1084 et des deux 7815 par un LT1085 éviterait les régulateurs en //  et simplifierait la construction.

merci pour vos réponses !

jlb a écrit:

Il y a 2 régulateur avec la sortie en l'air. Il manque toutes les capas. Il faudrait que tu jettes un oeil à la datasheet. Il n'y a pas d'interrupteur sur le 220 ?

Effectivement j'ai oublié quelques sorties. Il y a bien un inter sur le 220V mais pas très visible, je tâtonne avec le logiciel de CAD.
Les réguls sont des 1A chacuns, et les 15V sont des low drop. Enfin, dans la version initiale de ce que j'avais prévu  

jlb a écrit:

Par contre tu trouveras dans la datasheet des 78xx, page 30, comment augmenter le courant en couplant le régulateur à un transistor de puissance. Le BD534 indiqué passe 8A max. Le second schéma a une protection contre les courts-circuits.

C'est ce que j'avais commencé à voir... je vais creuser.

jlb a écrit:

DMARRION a écrit:

Le fait de "cascader" améliorera le sort du régulateur 5V, mais pas le bilan de d'ensemble puisque les autres régulateurs chaufferont davantage.

Effectivement le bilan total sera le même mais le but est de répartir la dissipation sur plusieurs CI.

Bon j'avais eu les mêmes réflexions, mais en somme ça ne semble peut-être pas la meilleure option.

jlb a écrit:

Concernant le 5V, je mettrais plutôt des régulateurs 7805 tout près des cartes à alimenter et je distribuerais du 12V. En effet, si tu tires des alims 5V partout, elle vont être parasitées et la logique risque de ne pas aimer. Mais les cartes en question ont déjà un régulateur 5V non ?

Oui, pour l'Arduino c'est le cas, j'avais perdu ça de vue. En y repensant, je ne vais peut-être pas avoir besoin de 5V. Il faudra que je regarde comment protéger les I/O de l'Arduino si j'utilise des tensions supérieures.

jlb a écrit:

(à titre personnel, je préfère des alims à découpage, on trouve des Meanwell 15V 2A dans les 15€ et des 12V 4A dans les 17€ qui on des rendement bien supérieurs et qui chauffent très peu)

Les alims à découpage peuvent-elles alimenter le DCC également ? Je m'étais restreint aux transfos toriques... L'idée était de parvenir à n'avoir qu'une seule alim pour l'ensemble des usages.

Un petit mot sur l'alim de traction PWM : j'avais en tête d'utiliser l'Arduino pour
- gérer un ersatz de rétrosignalisation basée sur des détecteurs IR le long des voies, pour corriger l'orientation des aiguilles talonnées
- profiter des sorties PWM pour commander une alim de puissance

D'où une sortie 12V un peu musclée, peut-être trop.

En fait un truc n'est pas super clair : le fait d'avoir des résistances dans le circuit (par exemple devant une LED) n'abaisse pas la puissance consommée ? C'est toujours la puissance de la LED qui va être effectivement déduite, ou bien un peu plus du fait de la dissipation de la résistance ?

DMARRION a écrit:

Ce qui me chagrine, c'est le raccordement avec un câble MIDI. En effet, ces câbles ne sont pas prévus pour des intensités de l'ordre de l'Ampère ou plus. La connectique en DIN 5 broches n'est pas non plus recommandée pour des alim de puissance.
A ta place, j'utiliserais de la connectique Harting. Il y a toute une gamme, y compris pour la puissance. On oublie le câble tout fait, et on réalise du "sur mesures" avec un câble multiconducteurs de 1,5 mm² (impossible à raccorder sur une DIN 5 broches)

Noté, je vais regarder ça aussi. Tu pensais à qqchose comme ça ?

patpovil a écrit:

Bonjour,
Le remplacement des quatre 7812 par un LT1084 et des deux 7815 par un LT1085 éviterait les régulateurs en //  et simplifierait la construction.

Hello Patpovil,

j'avais regardé ces composants également, et mis de côté car plus onéreux (quoi que sensiblement moins cher chez Farnell que chez Conrad !), mais ça peut constituer une solution.
Je me demande s'il ne chauffaient pas plus, également..? Je m'étais noté un radiateur entre 2 et 3°C/W à 65% de la charge max (pour un 1084-12CP, donc boitier légèrement différent), mais c'est déjà élevé !

En regardant ton schéma de plus prés je pense que ça ne convient pas si tu utilise un transfo torique 80VA 18V, en sortie du pont de diode, sur le condensateur de filtrage, la tension en charge avoisinera les 25V, ce qui nous donne (25 - 12 ) x 4A = 52W à dissipé le datasheet du LT1084 donne 45W maxi   
extrait:
Note 3:
Line and load regulation are guaranteed up to the maximum power
dissipation (60W for the LT1083, 45W for the LT1084 (K, P), 30W for the
LT1084 (T) and 30W for the LT1085). Power dissipation is determined by
the input/output differential and the output current. Guaranteed maximum
power dissipation will not be available over the full input/output range

Je pense d’ailleurs qu' un transfo de 80VA 15V te suffit ça donnerait un petit peux plus de 20V sur le condo de filtrage et une puissance à dissipé de 32W

Bonsoir
Les alimentations modernes à découpage ont vraiment l'avantage de limiter efficacement le courant de court-circuit.
En fonctionnement nominal elles chauffes beaucoup moins.
Je bricole beaucoup, mais je n'utilise plus que ce genre d'alimentations :
http://www.electronique-diffusion.fr/index.php?cPath=8_56_57
http://www.electronique-diffusion.fr/index.php?cPath=8_56_93

Attention à l'alimentation 12Volts 4 Ampères. En cas de faux contact, elle peut débiter 50 watts dans un fil trop fin (de 3 ohms) si il y a un court-circuit au bout. Cela peut conduire à faire fondre ce fil.
Je préfère mettre deux alim de 2 Amps complétement séparées.
A+

railyRabbit a écrit:

DMARRION a écrit:

Ce qui me chagrine, c'est le raccordement avec un câble MIDI. En effet, ces câbles ne sont pas prévus pour des intensités de l'ordre de l'Ampère ou plus. La connectique en DIN 5 broches n'est pas non plus recommandée pour des alim de puissance.
A ta place, j'utiliserais de la connectique Harting. Il y a toute une gamme, y compris pour la puissance. On oublie le câble tout fait, et on réalise du "sur mesures" avec un câble multiconducteurs de 1,5 mm² (impossible à raccorder sur une DIN 5 broches)

Noté, je vais regarder ça aussi. Tu pensais à qqchose comme ça ?

Oui par exemple. Je connais la connectique Harting type HAN, car elle est utilisée dans la technique du spectacle (aussi bien pour les multipaires son que pour les câbles multiconducteurs de puissance pour les projecteurs).
La gamme comprend des boitiers en fonte d'alu dans lesquels se montent différents type de matrices recevant différents type de picots de connecteur. Il en existe des petits et des gros pouvant admettre des intensités allant jusque 15 A.
Sur le lien que tu indiques, la doc n'est pas très claire : fais attention si tu choisis cette marque car tout se commande en pièce détachées. Il faut commander la matrice, les picots, les capots, etc. Pour monter ou démonter les picots, il faut un petit outil spécial (prix modique).

Merci pour vos retours.

A ce stade, j'ai l'impression que la question est plutôt : "est-ce une bonne idée d'essayer de regrouper toute l'alimentation sur 1 transfo / 1 boîtier ?"

Entre les risques de court-circuit, de chauffe, et votre expérience où plusieurs d'entre vous utilisent donc des transfos dédiés (de ce que j'en comprends).

L'autre solution serait de revoir les puissances nécessaires et de recalibrer la production (+ ajouter si nécessaire qqes protections pour prévenir les court-jus).

Retour les les objectifs de départ :
- 1 seul branchement sur le réseau pour l'ensemble des besoins électriques (yc. alim du DCC)
- taille limitée (ex. taille d'un boitier d'alim de PC)
- si possible, 1 seul branchement secteur
- design évolutif, pour pouvoir alimenter le réseau même si le projet d'alim n'est pas terminé (compatible avec des blocs d'alim externes, par ex.)

patpovil a écrit:

En regardant ton schéma de plus prés je pense que ça ne convient pas si tu utilise un transfo torique 80VA 18V, en sortie du pont de diode, sur le condensateur de filtrage, la tension en charge avoisinera les 25V, ce qui nous donne (25 - 12 ) x 4A = 52W

Hello Patpovil,

Je suis un peu perplexe, j'avais fait mes calculs en me basant sur cet article. Ceci dit la partie "Fitrage et tension d'ondulation" est un poil complexe. Pareil pour la notion de tension efficace, abordée en tout début de page (1,8x la tension nominale)...

Bonjour railyRabbit,

Je ne comprends pas trop cette histoire d'alim DCC. Ce n'est pas parce que le DCC envoie sur la voie une tension alternative entre +15 et -15 qu'elle est générée à partir du 50Hz que fournit le transfo. En effet, le signal DCC a une fréquence variable permettant de coder les 0 et les 1. La centrale ou un booster utilise un hacheur avec un pont en H pour synthétiser le signal à partir d'une tension continue.

Une led + une résistance calibrée pour avoir 20mA dans la diode consomme U x 20mA où U est la tension aux bornes de l'ensemble

Hello jlb,

En partant d'une situation initiale :
- un transfo Märlin pour la Mobile Station (puissance 18V 2A)
- un transfo Jouef pour l'exploitation en analogique (puissance 36VA sous 12V)
- un transfo lambda pour les leds et autres

je voudrais simplifier le tout avec 1 seul branchement qui puisse alimenter l'ensemble du réseau :
- la Mobile station (=> la centrale DCC)
- l'exploitation en analogique, quand j'aurais bricolé le contrôleur PWM
- les éclairages divers

Je peux aussi mettre tous les transfos dans une boite à chaussure avec une multiprise  

J'ai l'impression que pour les centrales DCC et l'exploitation analogique, ce sont les transfos toriques qui sont recommandés.
Pour les leds, à peu près n'importe quoi ferait l'affaire.

Est-ce plus clair comme ça ?

jlb a écrit:

Une led + une résistance calibrée pour avoir 20mA dans la diode consomme U x 20mA où U est la tension aux bornes de l'ensemble

merci

Donc pour du 12V, ce sont 240mA qui partent à chaque led ? 4 leds avec ce type de montage, on avoisine 1A  

Non, ce sont 20mA x 4 = 80mA

C'est la puissance qui fait 240mW et donc 1W pour 4 LED

Il n'est pas non plus nécessaire de mettre 20mA. Une LED s'allume pour une intensité bien plus faible.

Je vois pas trop ce que les transformateurs toriques amènent pour le DCC  

jlb a écrit:

Je vois pas trop ce que les transformateurs toriques amènent pour le DCC  

il me semblait pourtant que ces transfos étaient recommandés pour l'alimentation des boosters. Comme la MS2 est un tout-en-un... je suis resté là-dessus.

Pareil pour l'alimentation PWM en analogique ?

jlb a écrit:

Non, ce sont 20mA x 4 = 80mA

C'est la puissance qui fait 240mW et donc 1W pour 4 LED

Ah merci pour la rectification  
je ne retrouve plus mes fiches pour le bac...

Pour une puissance identique, un transfo torique est meilleur qu'un transfo classique esstentiellement sur les points suivants :
- Moins de rayonnement 50Hz (pas d'entrefer)
- Moins lourd
- Moins de chute de tension entre la valeur à vide et la valeur à la puissance nominale

En revanche, c'est souvent plus cher qu'un transfo classique.

A part ça, les 2 types de transfo conviennent pour nos petits trains, quelque soit l'utilisation...

Pour la partie transfo + pont de diodes + filtrage voici un lien avec les explications qui vont bien.
Comme la dit DMARRION le transfo torique présente moins de chute de tension entre la valeur à vide et la valeur à la puissance nominale. La valeur nominal (= tension efficace en charge) étant celle annoncé par le fabricant, si elle est de 18V  pour un 80VA ça fait un courant de 4,44A. A vide la tension sera plus proche des 21V voir 22V.