Bonjour a tous,

Je vient vers vous pour exposer mon projet et peut être recevoir votre aide et conseille

Ma passion a moi , ce n'est pas l'electronique ou l'arduino.
Je suis aquariophile depuis tout petit et tournée depuis 6 ans vers le récifal.
Cette passion, tout comme vous, je la partage sur un forum (récifal France) et a chaque étape/projet que j'ai réalisé, j'en est profité pour partager la réalisation avec les autres membres.
Mon bac actuel

Un des premier projet arduino

Et mon dernier avec le montage d'un ackduino
Peut etre avez vous déjà entendu parler de l'ackduino ? si non, pour faire cours, c'est un programme sur arduino afin de gérer tout les éléments essentiel d'un bac récifal
Comme vous, je prend du temps pour partager et aider les autre dans le domaine que je "maîtrise"
Je me suis lancé dans l'arduino a cause du prix de ma passion, les appareil du commerce son hors de prix (exemple, l'aquatronica de base a 750€)
jetait donc content d'avoir réalisé pour ~80€ des pompe de dosage, car a cette époque le premier prix était dans les 250€ et la distribution de produit en récifal était vraiment la base. 
J'etait encore plus content de le partagé et de voir d'autre passionné enthousiasmé (qui devait être dans la situation budgétaire)

Mon projet en cours est en remplacement de cette ackduino (ackduino a été crée par plusieurs personne qui on chacune ajouté leur touche au fur et a mesure puis "abandonné" par les createur au depent d'un projet sur raspbery.
A moyen terme, j'ai personnellement eu le droit a des bug régulier puis a un débordement du bac + une pompe bloqué en marche a vide = cramé + disjoncté ...) bref ...
Dans le but de d'avoir un outil plus fiable pour nos bac, je me suis donc lancé dans ce projet.
(depuis juin 2017).

Je pense avoir bien avancé seul dans un premier temps coté programme.
Mais aussi coté hardware avec le dessin et création d'un circuit imprimé (première fois pour moi), le but étant de n'avoir qu'a brancher sonde et autres ... la simplicité pour tous !
Mon but est de pouvoir faire profiter de nombreux aquariophile en manque de budget de cette outils de gestion.

mon CI actuel me sert a tout les test nécessaire lors du codage. (led installer a la place du materiel)




plus en détails, 
voici les composants sur le CI :
1 buzzer pour l'alarme
sda/scl pour ds3231
rx/tx pour gsm sim800l
rx/tx pour wemos d1 mini pro
1 carte sd
1 entree 5v
1 entree 12v
1 socle usb B pour brancher une batterie externe (de téléphone)

les composants brancher au CI :
2 sonde ds18b20 pour température du bac + rampe led
4 sortie pour le PWM de l’éclairage, driver meanwell


3 sortie pour le PWM des oscillateur, futaba s3003

3 sortie Pour le PWM des pompe de brassage ( jebao rw15) il faut ajouter une petite carte a l'interieur du boitier afin de le relier a l'arduino :

rx/tx pour ecran nextion 7" (possibilité pour que l’écran ne soit pas déporter si besoin)
5 floteurs : niveau constant, niveau écumeur, sécurité, niveau bas eau osmose, niveau haut godet écumeur
8 sorties pour relais : 4 relais sur le CI qui gerent du 12v + 4 relais sont dans le tableau électrique afin qu'il n'y est JAMAIS de 220v hors du tableau (et des prise  )
2 sonde PH


Je comprendrait tout a fait que cela n'intéresse pas puisque il n'y a pas d'intérêt pour vous dans tout ça (a par si vous êtes aquariophile également ). 

J'ai 2 probleme dans la conception du pcb actuelement :

La partie relais, ci dessous le schema actuel. il semblerais que le montage soit correct mise a par les snubber, il devrait être sur les contact des relais du tableau (ranger de droite sur schema) mais étant dans le tableau, j'ai compris qu'il fallait les mettre sur le relais précédent, sans avoir confirmation de cela. je cherche donc a avoir confirmation sur ce point et validation du reste du schema.

Le deuxieme point concerne la partie alimentation.

Il est prévu d'avoir une batterie secours charger par un LM317.

Un convertisseur dc/dc 5V 2A

Un convertisseur dc/dc 12V 3A min 

La partie charge batterie / convertisseur 5V semble OK ( reste valeur des diode et confirmation du calcul de la puissance a dissiper)

Mais pour la partie 12V, vu la puissance dont j'ai besoin, je pensait partir sur un LM2576T-012G 12V 3A ou si il vaut mieux prévoir de la marge, le LM2678T-12 12V 5A

Je voudrait être sur du composant a mettre en place.

Toute petite pierre a l'édifice est bien venu 
Quoi qu'il en soit , je vous remercie d'avoir pris le temps de me lire jusque la.

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Edité par djbouns2 3 septembre 2018 à 18:05:27

Le "merci" a la fin prend tout son sens... j'ai eu le courage de lire jusqu'à la fin mais je ne suis pas certain que tout le monde aura une telle motivation, d'autant plus que seule les quelques dernières lignes sont réellement utile.

* * *

Pour en revenir à ta question, on utilise un filtre snubber en parallèle des contact d'un relais pour éviter les pics de tension lors de l'ouverture du contact quand il y a une charge inductive avec une tension alternative.

En effet, les charges inductives n'aiment clairement pas les brusques variations de courant (quand celui-ci est brutalement coupé à l'ouverture du relais par exemple), ce qui produis des tensions transitoires rapide et très mauvaise pouvant endommager des composants, d'où l'utilisation d'un snubber pour les supprimer.

Les snubber que tu as placés sur U8 à U11 sont clairement inutile et ne protègent rien étant donné que ce sont les diodes 1N4448 qui vont faire la protection du coté inductif de la bobine des relais RELAY1 à RELAY4.

En revanche, un filtre snbber est vivement conseillé sur la sortie d'un relais faisant une commutation de 230V, surtout si ce relais est utilisé sur une charge inductive (moteur, électrovanne, électroaimant, résistance bobinée...).

Donc si il y a des snubber à mettre, ce sera entre les pins 3 et 5 de RELAY1 à RELAY4.

* * *

Pour ce qui est de la puissance dissipée, tout dépend de quelle type de régulateur tu utilises.

* Si c'est un régulateur linéaire (tel que le LM317), la puissance dissipée est : ( Vin - Vout ) * Iout.

Par exemple, avec 24V en entrée, 12V en sortie et un courant de charge de 0.5A, on a (24-12)*0.5 = 6 Watt !

Autant dire que tu as clairement intérêt à mettre un courant de charge très faible si tu ne veux pas que ton LM317 soit un vrai grille pain.

* Si c'est un régulateur DC/DC à découpage, la puissance dissipée est ( Vout * Iout ) * ( 1/n - 1 ) avec n étant le rendement (typiquement 0.8 si l'on considère que le rendement est de 80%).

Avec ça, si l'on a 12V en sortie est un courant de 0.5A, la puissance dissipée est alors : ( 12 * 0.5 ) / ( 1/0.8 - 1 ) = 1.5 Watt

Bref, un régulateur à découpage chauffe généralement beaucoup moins

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Edité par lorrio 3 septembre 2018 à 21:43:20

Bonsoir lorrio,

L'intro est certes longue mais utile pour planter le décor et vous évitez d'avoir à poser plain de question

Pour les snubber, la seule solution serait de trouver des relais de tableau comportant des snubber ? ou il y a une autre solution ?

Pour charger la batterie, on m’a fortement conseillé le lm317, d'où mon schéma. Le calcule que j'ai réalisé est : (I*(Vin - Vout) soit 1.5*(18V-13.75V) = 6.375W

Avec ton calcule : ( Vout - Vin ) / Iout soit (13.75-18)/1.5 = -2.83

Ensuite pour calculer la puissance a dissiper :

(T° Jonction max - T° ambiant boitier) / Puissance dissiper soit (125-45)/6.375 = 12.54°C/W.

il y a d'autre solution que le LM317 pour recharger une batterie plomb ou NiMh ? 

Pour le régulateur a découpage, si je pars sur une conso max de 3A : ( Vout * Iout ) * ( 1/n - 1 )  soit (12*3)*(1/0.8-1) = 9W

Je suppose que le calcule pour la puissance a dissiper est le même ? si oui : (125-45)/9 = 8.88°C/W.

Donc je me retrouve encore avec un gros dissipateur :/

Petite erreur sur la formule théorique...je devais dormir un peu

C'est bien ( Vin - Vout ) * Iout.

Donc 6.375 Watt à dissiper, ça fait beaucoup ! Il faudra un gros dissipateur.

Tu ferais mieux d'envisager d'acheter un petit chargeur de batterie plomb.

Celui-ci intègrera toute l'électronique de gestion de la charge et chauffera beaucoup moins.

* * *

Sinon, pour ce qui est du régulateur a découpage, le calcul est bon.

Un régulateur qui peut sortir 12V,3A en sortie fournie 36 Watt, ce qui n'est pas rien, d'où le fait qu'il chauffe un peu (9 Watt de perte).

A noter que sur les courants élevé, les convertisseurs DC/DC ont généralement un meilleurs rendement, de l'ordre de 90% donc ça ne ferait que 4.5 Watt de perte

ouai ... donc il faudrait peut être revoir toute cette partie la carte je n'est pas la place de mettre de  gros dissipateur (et je ne suis pas fan d'avoir une t'elle chaleur dans le boitier ...)

Mon idée initial était d'alimenter en 12V et d'utiliser une batterie NiMh 7.2V de modélisme , plus petite, moins lourde donc plus facile a caser qu'une batterie au plomb.

Mais le r-78b5.0 2.0 demande au minimum 6.5V et j'ai peur que la batterie ne soit pas suffisante ?

Sinon un bloc 8 accumulateur soit 9.6V ?

Le principale est d'avoir une autonomie supérieure a 1H ( consommation du PCB ~650mA) donc au moins 1500mAh pour être large ?

en partant sur un bloc de 6 accu, je doit charger en 8.4V et 8 accu, je doit charger en 11.2V ?

Avec un lm317l (to-92) (100mA) se serait possible ? (étant une batterie de secourt, je ne suis pas pris par le temps initial de charge) ou il faut mieux rester sur le lm317 (to-220) avec un petit dissipateur 

Une consommation de 650mA, cela ne veut pas dire grand chose pour l'autonomie... il manque la tension !

Si c'est 650mA en 5V, cela représente 3.25 Watt.

En parant du principe que le convertisseur DC/DC a un rendement de 80%, il va consommer P = 3.25/0.8 = 4.06 Watt en entrée.

Vu que la tension serait de 8.4V, cela fait I = 4.06 / 8.4 = 2.07 = 0.483 = 483mA.

Du coup, ton convertisseur consommera 483mA sur le 8.4V pour produire 650mA en 5V.

Et c'est là tout l'avantage des convertisseur DC/DC à découpage car en réduisant la tension, ils augmentent le courant, ce qui n'est pas le cas des convertisseurs linéaire.

Si tu veux une automie de 1h, il faudrait donc une batterie de 483mAh en théorie.

Mais en pratique, mieux vaut prendre une bonne marge de sécurité et doubler la batterie, disons donc 1000mAh.

* * *

Pour ce qui est de la charge, si tu mets un courant de 100mA dans cette batterie de 1000mAh, il faudra donc 10h pour la charger.

Quand à la chauffe du composant, tu auras un maximum de chauffe quand la tension sera au plus bas.

Ton accus de 8.4V pourrait bien être à 6.0V quand il sera complètement vide.

Si tu te sers d'une alimentation 12V comme source d'énergie, il y a donc P = ( Vin - Vout ) * Iout = ( 12 - 6 ) * 0.1 = 600mW de chauffe.

En boitier TO-92, un LM317 a un coeff thermique Junction-To-Ambiant de 180°C/Watt, donc si tu lui donne de dissiper 0.6W, il va donc avoir une élévation de température de 180*0.6= 108°C

Un composant qui est a 108°C de plus par rapport à l'air qu'il y a autour, il ne va pas tenir longtemps...

En revanche, un petit radiateur pourrait suffire à avoir une chauffe raisonnable car dissiper 0.6 Watt n'est pas énorme

le pcb est bien alimenter en 5V.

Ok pour la capacité de la batterie.

Je part donc pour le lm317 avec un petit dissipateur.

Pour la batterie a utiliser, la 7.2V est suffisante ? (pour les 6.5V mini du convertisseur DC/DC ?)

ps, normal que tu utilise la tension de charge ( 8.4V) pour les calcules de consommation plutôt que celle de la batterie (7.2V) ?

Comme tu l'as dis toi même, ton accus 7.2V légèrement déchargé risque de faire trop peu pour les 6.5V mini de ton régulateur.

Donc je suis parti sur le fait que tu aurais un accus 6 éléments de 8.4V, d'où le fait que je fasse les calculs avec 8.4V.

 ok je comprend.

Les 8.4V que j'ai trouver ont 7 éléments donc il faut que je charge avec une tension 9.8V

Mais j'ai compris du datasheet que le lm317 a Vout MAX= Vin-3V (page 4 chap 6.3) mais au chap 6.1 il n'y a pas de MIN.

Le chapitre 6.1, ce sont les conditions que peut supporter le chip sans être endommagé.

Le chapitre 6.3, ce sont les conditions qui permettent au chip de fonctionner correctement.

Si tu dépasse 40V de différence entre Vin et Vout, alors tu es hors spécification du chapitre 6.1 et du chapitre 6.3, donc ton chip ne fonctionnera pas correctement pas et risque aussi d'être endommagé.

Si tu es en dessous de la barre des 3V entre Vin et Vout, tu respectes le chapitre 6.1 mais pas le chapitre 6.3, donc ton chip ne fonctionnera pas correctement mais il ne sera pas endommagé.

En pratique, le chip n'arrivera pas à réguler correctement si tu lui demandes un Vout trop élevé par rapport à Vin, ce qui induira une tension de sortie plus faible que la théorie.

Par exemple, si tu alimentes ton chip en 12V, il ne pourra jamais sortir plus de 9V en sortie, même si tu calculs tes résistances de feedback pour avoir 9.8V.

jsuis coincé alors ...

faudrait au moins alimenter en 14V mais après je me retrouve avec un problème pour alimenter en 12V car il me faut 3A si tout est allumer en même temps donc faut partir sur supérieur et j'en revient a mes problème de place avec les dissipateur ...

Donc le mieux est de partir sur une batterie 7.2V de ,plus grande capacité pour reculer la chute de tension ?

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Edité par djbouns2 4 septembre 2018 à 19:15:58

Si l'on part sur une batterie de 6 éléments, on aura du 7.2V typique.

Pour rester au dessus de 6.5V sur le convertisseur, la tension critique de chaque éléments est donc de 6.5/6 = 1.08V.

La courbe de décharge d'une batterie est la suivante :

Quand on parle d'une décharge de 1C, cela veut dire une fois la capacité de la batterie (par exemple, ce serait un courant de 1000mA pour une batterie de 1000mAh).

Dans ton cas, si tu as une batterie de 1000mAh et un courant de 100mA, tu as 1/10C de décharge, donc tu seras plus proche de la courbe du haut que des autres courbes.

Sur cette courbe, le seuil de 1.08V correspond environ à 90%, ce qui te laissera quand même un bonne partie de la capacité batterie.

L’exploitation des 10% restant dépendra du bon vouloir de ton convertisseur (peut-être qu'il acceptera de fonctionner jusqu'à 6V si les températures ne sont pas extrêmes).

YES !!!

Et d'un autre coté, j'ai toujours entendu dire qu'il ne fallait pas vider complètement une batterie.

C'est super, je peut partir sur le schema avec une batterie 7.2V ! 

(dommage, y a pas de smiley qui danse mdr)

Je calcule toute les valeur et fait le schema, je poste ensuite.

voila :

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Edité par djbouns2 5 septembre 2018 à 10:24:01

Attention avec les entrées d'alimentation, une erreur est vite arrivé...

Si jamais tu inverses la polarité de l'alimentation, tu vas te retrouver avec :

• du -12V sur ton LM317

• du -12V sur tes autres éléments

• du -5V sur la pin IN de l'arduino

Seul le R-78B05 sera protégé grâce à la diode qu'il a en amont tandis que tous les autres composants vont clairement souffrir et être endommagé.

Rajouter une diode en série protège bien mais cela introduit une chute de tension  dans la diode, ainsi que des pertes.

Une bonne protection consiste à mettre un fusible et une diode en parallèle :

Entrée 12V (depuis alim) ---- FUSIBLE ----- Sortie 12V (vers ton montage)
                                        |
                                       ---
                                       / \
                                       ---
                                        |
                                       GND

Si jamais l'alimentation est branché à l'envers, la diode deviens passante et le fusible crame instantanément, ce qui protège le reste.

* * *

Pour ce qui est de ton shéma, je crois que tu négliges l'effet des diodes...

Une diode classique fait chutter la tension de 0.6V mini (voir 0.9V suivant le courant) donc si tu batterie est à 7.2V, il ne restera plus que 6.6V en entrée du convertisseur.

Je te laisse imaginer la suite quand la batterie va se décharger...

Je ne peux que tu conseiller de prendre des diodes Schottky qui auront une chutte de tension moins importante.

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Edité par lorrio 5 septembre 2018 à 12:45:07

Merci pour l'astuce fusible / diode.

Du coup le schema n'est plus bon.

Il faut que je parte sur une batterie 8.4V en chargeant en 9.8V et pour cela je ne peut plus alimenter en 12V

Si je part en 14V je me retrouve coincé pour alimenter en 12V les reste du PCB (je peut avoir des pointe a 4.5A) 

Comment je pourrait avoir du 12V sans avoir de gros dissipateur ? 2 diodes pour faire chuter la tension ?

Le LM317 est loin d'être le seul régulateur linéaire.

Regarde du coté des régulateur linéaire LDO, tu devrais trouver ton bonheur.

LDO: Low Dropout, soit faible chute de tension entre entrée/sortie.

Par exemple, le LD1086 fonctionne très bien avec une chute de tension seulement de 1.5V.

cc lorrio,

Je n'ai pas besoin d'1.5A pour la charge.

J'ai trouver le tlv1117 qui a une version adj avec une chute de tension "typic" 1.2V 

Si batterie 8.4V de 7 éléments >>> charge a 9.8V (faut il compresser la chute de tension de la diode avant d'arriver a la batterie ? je dirais oui)

Avec une 1n4149 il faudrait donc 10.8V en sortie du TLV1117, pile la limite Vin-1.2V

lorrio a écrit:

Si jamais l'alimentation est branché à l'envers, la diode deviens passante et le fusible crame instantanément, ce qui protège le reste.

je peut utiliser n'importe qu'elle diode ou il faut une diode qui supporte une intensité supérieure a la valeur du fusible ?

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Edité par djbouns2 9 septembre 2018 à 9:17:15

voila le schema, tu pense que ces bon ?

Ta diode 1N5819 sur la gauche est dans le mauvais sens

(regarde bien le schéma que j'ai proposé, la cathode est au niveau du fusible et l'anode sur le GND)

***

Je trouve aussi étrange qu'il n'y ai pas de condensateur en sortie du TLV1117, ça pourrait compromettre sa stabilité.

Rajouter un condensateur au niveau de la mesure de tension de l'arduino ne ferait pas de mal non plus pour filtrer un peu la valeur lue.

***

Ensuite, d'un point de vue fonctionnalité, on pourrait se poser des questions sur la position de la diode 1N4007.

En effet, cette diode introduit une chutte de tension de lors de la charge de la batterie que tu compenses très certainement en réglant le TLV1117 un peu plus haut.

Sauf que la chute de tension dépend du courant de charge alors que le TLV1117régule toujours à la même tension.

En fin de charge, le courant est très faible et donc la chutte de tension est faible, la batterie pourrait être trop chargée...

Une bonne alternative serait de mettre cette diode en amont du régulateur et d'avoir la sortie directement relier à la batterie.

Ainsi, la régulation serait adaptée à la tension batterie.

Par contre, si tu fais ça, il faut impérativement ajouter une diode de protection du TLV1117 permettant de protéger celui-ci lorsque l'alimentation sera coupée.

.                   | /|
                +---|< |---------+
      Diode     |   | \|         |
        |\ |    |                |
12V ----| >|----+-- IN    OUT ---+-----------
        |/ |    
  

A noter qu'avec ce système, le IN du régulateur est relié à la batterie au travers de la diode de protection donc il consommera un peu sur la batterie...

Mais comme tu n'as pas vraiment un système orienté basse consommation, ça ne devrait pas changer grand chose.

-
Edité par lorrio 12 septembre 2018 à 8:11:24

*** Je trouve aussi étrange qu'il n'y ai pas de condensateur en sortie du TLV1117, ça pourrait compromettre sa stabilité

j'avais lu que si relier a une batterie elle agissait comme un condensateur ?

*** Rajouter un condensateur au niveau de la mesure de tension de l'arduino ne ferait pas de mal non plus pour filtrer un peu la valeur lue.

effectivement, meme si la stabilité n'as pas de grande importance puisque on lit 2 états, ~5v ou 0v

*** Sauf que la chute de tension dépend du courant de charge alors que le TLV1117 régule toujours à la même tension.

En fin de charge, le courant est très faible et donc la chute de tension est faible, la batterie pourrait être trop chargée...

Ça doit être pour cela que pas mal de montage que j'ai vu ne prenne pas en compte la chute de tension de la diode

Cette diode brancher ainsi ne permet elle pas de ne pas avoir un "retour" de la batterie, qui va alimenter le ADJ du lm317 ?

-
Edité par djbouns2 11 septembre 2018 à 22:47:32

Si le régulateur est relié à la batterie, elle sert effectivement de condensateur.

Mais dans ton cas, il y a une diode entre les deux, donc pas très bon pour la régulation.

Et puis vu le prix d'un condensateur (moins de 0.5€), ça ne coute rien d'en mettre un

* * *

Pour ta dernière question, j'ai du éditer mon message entre temps, la diode entre le IN et le OUT permet de protéger le TLV en évitant que le IN soit à 0V alors que le OUT est à la tension batterie.

En revanche, vu que le IN est relié à la batterie au travers d'une diode, il va consommer un peu.

Mais il ne pourra pas consommer énormément étant donné que la OUT est aussi relier à la batterie, donc impossible de charger puisque le IN n'est pas 1.5V au dessus du OUT.

Vu que ton système n'est pas orienté basse consommation, ça ne devrait pas déranger.

Ok pour le condo,

Pour les diode, se qui m’inquiète (peut être a tord) c'est que rien n’empêche le retour de la batterie vers l'ADJ et donc que ça va fossé la tension prévu en sortie.

Regarde la doc du LM317, on peut y voir ce schéma :

Il n'y a pas de diode pour empêcher la tension de la batterie d'influencer la batterie et pourtant, cela fonctionne très bien

Je n'ai pas trouvé ce schéma sur la doc du TLV1117 mais c'est exactement le même principe.

L'astuce vient du fait que R1 et R2 forment un pont diviseur qui vient influencer sur la tension de la pin ADJ.

***

Si la tension de la batterie est trop faible, la tension aux borne de R1 est faible, en dessous du seuil Vref.

Du coup, le régulateur augmente progressivement sa tension de sortie, ce qui met en charge la batterie.

Cependant, avec l'augmentation du courant, la tension dans la résistance Rs augmente, ce qui rapproche le seuil vers Vref et donc a tendance à ralentir voir baisser le courant de charge.

Au final, la tension et le courant de charge s'auto régule en fonction de ces 3 résistances.

***

A l'inverse, si la batterie est trop chargée, alors la tension aux borne de R1 est élevé, au dessus du seil de Vref.

Du coup, le régulateur a tendance à baisser sa tension de sortie et donc ne pas surcharger d'avantage la batterie

Ok

lorrio a écrit:

.                   | /|
                +---|< |---------+
      Diode     |   | \|         |
        |\ |    |                |
12V ----| >|----+-- IN    OUT ---+-----------
        |/ |    
  

Edité par lorrio il y a environ 10 heures

Quand tu dit pour protéger en cas de coupure, la diode du dessus fais que  le courant de la batterie ne se retrouve pas dans le Vout mais soit dévier vers le Vin.

Quand tu dit "va consommer un peu" (la batterie va alimenter le régulateur qui va lui tenter de recharger la batterie c'est bien ça?), peut on estimer cette consommation ?