Transformateur de courant pour allumage de LED

[Napzerty]

Bonjour à tous, après avoir souvent cherché et trouvé des réponses sur ce forum j'ai enfin une occasion d'y poser une question.
suite au conseil de gienas j'ai créé ce post pour qu'il profite à tous.
Je n'ai que des connaissances basiques en électricité et électronique d'ou mon appel aux spécialistes de la question qui naviguent sur ce forum.
Je précise avoir trouvé et lu attentivement 2 posts qui traitent du sujet :
Détecteurs/indicateurs de consommation 230V~
branchement lampe en serie avec resistance 1000w

J'ai un problème identique à ceux exposés et traités et la solution de transformateur de courant est celle qui me plait le plus de par sa simplicité, son côté économique et fiable.
Je souhaite simplement visualiser le fonctionnement d'une pompe de relevage alimentée en 230V qui consomme 2,3A en service (probablement plus de 10A à l'allumage).

Dans une des dernières réponses du deuxième post cité, gienas écrit :

Les 200 spires pur 5A conviennent pour des LED rouges. Si tu veux changer la couleur, tu devras augmenter le nombre de spires.

Je ne comprend pas bien l'affirmation concernant la nécessité d'augmenter le nombre de spire pour une couleur de LED autre que le rouge, les LED rouge ne sont-elles pas parmi les moins gourmandes?
L'augmentation du nombre de spire ne va-t-elle pas diminuer le courant produit au secondaire et donc la brillance de la LED?
Merci de bien vouloir "m'éclairer".

J'ai mené l'expérience avec une ferrite clipsable à usage informatique.

J'ai réalisé un enroulement rapide de 200 tours et étrangement la LED (rouge 3mm standard) brillait plus qu'avec seulement 100 tours, le primaire étant lui constitué par un des 2 fils d'alimentation traversant simplement le tore et alimentant un appareil consommant 2200W soit 9,56A .
Je sais que la qualité de mes spires imposées par la géométrie de la ferrite et son encapsulage plastique qui augmente l'entrefer sont loin d'être parfaits et doivent entraîner de fortes pertes.

Dans mon cas pour une consommation de 2,3A au primaire (230V 50hz) et sachant que je souhaite allumer au minimum une LED verte de 10mm de 3,2V max (3V typ.) et 30mA au mieux une LED verte de 3,6V max (3V typ.) et 150mA.
J'ai trouvé la marque Talema, http://www.talema-nuvotem.com/en/pro...sformers.shtml
Quel produit choisiriez-vous (produits très économiques distribués par RS entre autres)?

Question subsidiaire, dans la cuve ou se trouve la pompe je vais installer un détecteur de niveau d'eau et le connecter en série à une LED rouge de 2,5V max (2V typ.) et 150mA alimentée directement en 220V (avec un disjoncteur dédié).
J'ai trouvé un schéma qui me semble fiable utilisant :
C1: Condensateur 440nF 400V
R1: Résistance 2,2 kΩ
R2: Résistance 220 Ω
D1: LED
D2: Diode 1N4007
Mais je pense les résistances surdimensionnées vis à vis de ma LED et ne suis pas capable de déterminer la puissance de ces dernières. Merci d'avance pour votre aide.

Dans l'attente de votre réponse.

cordialement.
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[Napzerty]

Erratum du liens vers le site Talema nuvotem c'est par ici

[gienas]

Bonsoir Napzerty et tout le groupe

... Je souhaite simplement visualiser le fonctionnement d'une pompe de relevage alimentée en 230V qui consomme 2,3A en service (probablement plus de 10A à l'allumage) ...

S'agissant du secteur, dangereux à "manipuler", la solution utilisant un transfo d'intensité est très séduisante et exempte de danger.

... Je ne comprend pas bien l'affirmation concernant la nécessité d'augmenter le nombre de spire pour une couleur de LED autre que le rouge, les LED rouge ne sont-elles pas parmi les moins gourmandes?
L'augmentation du nombre de spire ne va-t-elle pas diminuer le courant produit au secondaire et donc la brillance de la LED?
Merci de bien vouloir "m'éclairer" ...

Hum! Quand on "triche", il est normal que tout n'aille pas toujours bien droit.

Un véritable transformateur d'intensité, délivre au secondaire un courant alternatif directement dépendant du courant primaire et du rapport de transformation: plus il y a de spires (secondaires), et moins il y a de courant (secondaire), pour un même courant primaire. Un tel transfo (TI) a un noyau de fer, et présente une linéarité remarquable, presque parfaite, mais elle a un coût non négligeable.

Dans le fil mentionné, le TI est très artisanal, et n'utilise pas du fer, mais une ferrite de récupération qui fonctionne très mal à 50 Hz et qui est plus proche du (mauvais) transfo de tension. L'expérience décrit une LED rouge qui a une plus faible tension directe que les LED d'autres couleurs. Pour augmenter cette tension et allumer des LED plus "exigeantes", il faut donc mettre plus de spires. Tu confirmes avoir eu de meilleurs résultats, en rouge, en augmentant le nombre de spires, ce qui est logique.

... l'expérience avec une ferrite clipsable à usage informatique ... la qualité de mes spires imposées par la géométrie de la ferrite et son encapsulage plastique qui augmente l'entrefer sont loin d'être parfaits et doivent entraîner de fortes pertes ...

Je ne vois pas de quelle ferrite tu parles, et je ne comprends pas ton histoire d'entrefer.

Un tore n'a pas d'entrefer.

... Dans mon cas pour une consommation de 2,3A au primaire (230V 50hz) et sachant que je souhaite allumer au minimum une LED verte de 10mm de 3,2V max (3V typ.) et 30mA au mieux une LED verte de 3,6V max (3V typ.) et 150mA ...

C'est un phare que tu veux?

... J'ai trouvé la marque Talema ... Quel produit choisiriez-vous (produits très économiques distribués par RS entre autres)? ...

Je n'ai pas vu le prix, mais ces TI sont "de précision". Ils ont un label métrologie et annoncent, quelque part, du 1%.

Comme le noyau est probablement du fer (ce n'est pas écrit, mais c'est, mon avis, obligatoire), on ne pourra pas "se contenter" de la LED toute seule. Il faudra le pont de diodes pour redresser, et mettre la LED sur la branche continue. Mais 150 mA, j'ai des doutes.

Si j'étais calife, je commencerais à manipuler avec le premier, à 500 spires, histoire de voir comment cela se comporte.

A 2,5A, les 500 spires devraient donner 5 mA moyens. Le risque, c'est l’accumulation des chutes directes (pont et LED) qui font monter la tension, alors que l'utilisation normale de TI est avec une résistance de charge faible, qui détermine une tension faible qui plafonne à 2V. La particularité du TI, qui "veut" recopier le courant au secondaire alors qu'il y a des seuils à franchir, va l'obliger à monter la tension, au risque de saturer le fer. Seule l'expérimentation te permettra de voir le résultat.

... Question subsidiaire, dans la cuve ou se trouve la pompe je vais installer un détecteur de niveau d'eau et le connecter en série à une LED rouge de 2,5V max (2V typ.) et 150mA ...

Là, tu récidives avec tes 150 mA.

Ce type d'alimentation ne convient pas pour de telles intensités. Il faudra, je pense, mettre un peu d'eau dans ton vin, et baisser tes prétentions.

Si ces puissances sont impératives, il faudra peut-être "amplifier", en passant par des optocoupleurs, et une alimentation auxiliaire, basse tension, rien que pour tes LED. Ce n'est plus tout à fait aussi simple, mais le chef, c'est toi (qui décides).

[lpt1com2]

Le transfo d'intensité Talema que tu cites doit être chargé sur 50 ohms si tu veux qu'il ait une réponse linéaire (je l'utilise et j'en suis satisfait).
Mais, à moins de bobiner plusieurs spires au primaire, tu n'obtiendras au secondaire que 100 mV pour 2A dans le primaire (voir la courbe de réponse ici).
Donc il faudra de toutes façons que tu mettes un ampli derrière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Le transfo d'intensité Talema que tu cites doit être chargé sur 50 ohms si tu veux qu'il ait une réponse linéaire ...

Je confirme que c'est l'utilisation normale du TI, mais, le comportement d'un TI étant ce qu'il est, si les 50 ohms sont derrière un pont redresseur, le courant devrait suivre, et s'affranchir des seuils.

C'est à vérifier. Si toi, lpt1com2 tu as le candidat pour le tester, tu peux essayer si mon hypothèse ne sature pas le noyau.

[lpt1com2]

Hum.. je doute que, même à vide, l’amplitude au secondaire, pour un courant primaire de 2 A, soit supérieure aux seuils des diodes (soit environ 1,4V).
Malheureusement, je ne peux pas faire le test parce qu’il est déjà monté sur une carte à demeure pour mesurer les consommations secteur.

[gienas]

Hum.. je doute que, même à vide, l’amplitude au secondaire, pour un courant primaire de 2 A, soit supérieure aux seuils des diodes (soit environ 1,4V) ...

Là, je suis assez serein.

Si ce n'était pas le cas, comment expliquer l'obligation de toujours présenter la charge sur le secondaire, sous peine de claquage (par surtension), du bobinage, s'il se retrouvait à vide?

[lpt1com2]

Là, je suis assez serein.

Si ce n'était pas le cas, comment expliquer l'obligation de toujours présenter la charge sur le secondaire, sous peine de claquage (par surtension), du bobinage, s'il se retrouvait à vide?

En utilisation normale, c'est à dire avec juste le câble de phase qui traverse le tore, je ne pense pas qu'on ait des kilovolts au secondaire à vide pour un courant de 2 A...
Je dois avoir un autre AC1020 quelque part. Il faut que je le retrouve et que je fasse la mesure, juste par curiosité !

[Napzerty]

la solution utilisant un transfo d'intensité est très séduisante et exempte de danger.

100% d'accord , c'est pour cette raison que je l'ai choisie. La fiabilité prime, si le système de détection s'endommage la pompe de relevage des eaux de pluie doit toujours pouvoir tourner.
J'ai oublié de préciser que le système va résider à l’extérieur dans un boitier de dérivation plastique IP66 Hauteur: 59mm, Largeur : 115, Profondeur: 115.
J'ai bien lu vos réponses mais je dois avouer que cela reste encore obscur pour moi...

Je ne vois pas de quelle ferrite tu parles, et je ne comprends pas ton histoire d'entrefer.

Un tore n'a pas d'entrefer.

La encore nous sommes d'accord, soit dit en passant appeler une frite tubulaire un tore est un abus, un tore c'est la forme de la chambre à air et rien d'autre. Bref.
L'entrefer dont je parle est l'espace entre les spires et la ferrite. Mais il y a aussi des pertes dues au contact imparfait entre les deux demis cylindres à mon avis.
La ferrite en question est de ce type

C'est un phare que tu veux?

Comme je viens de le préciser les témoins devront être visibles en extérieur mais aussi en plein soleil et à 15m. Mais peut être que une puissance inférieure suffirait, si quelqu'un en a l'expérience qu'il n'hésite pas!

Je n'ai pas vu le prix, mais ces TI sont "de précision". Ils ont un label métrologie et annoncent, quelque part, du 1%.

Si j'étais calife, je commencerais à manipuler avec le premier, à 500 spires, histoire de voir comment cela se comporte.

Tous ne sont pas si précis et leur prix se situe entre 2 et 6€. Pourquoi s’embêter à bobiner!
Que pensez-vous du modèle AX-0500 à 2,1€? PDF ici

Là, tu récidives avec tes 150 mA.

Ce type d'alimentation ne convient pas pour de telles intensités. Il faudra, je pense, mettre un peu d'eau dans ton vin, et baisser tes prétentions.

Peux-tu m'expliquer pourquoi il ne convient pas? N'est-il pas possible de l'adapter en changeant les valeurs des résistances et/ou les caractéristiques de la capa?

Si ces puissances sont impératives, il faudra peut-être "amplifier", en passant par des optocoupleurs, et une alimentation auxiliaire, basse tension, rien que pour tes LED. Ce n'est plus tout à fait aussi simple, mais le chef, c'est toi (qui décides).

Sinon il reste la solution des transformateurs de tension de type 230V/12V tout aussi simple, plus cher et légèrement moins fiable semble-t-il, bien que dans les deux cas les tranfos serront toujours coupé au primaire et rarement alimentés.
J'en utiliserai un banché en série avec la pompe par son circuit 12V tel que décris par Tropique dans son post et un autre branché en série avec interrupteur de niveau mais sur son circuit 230V le 12V étant utilisé pour alimenter la LED.
Les transfo devront être petit pour rentrer dans le boitier de dérivation.

En utilisation normale, c'est à dire avec juste le câble de phase qui traverse le tore, je ne pense pas qu'on ait des kilovolts au secondaire à vide pour un courant de 2 A...
Je dois avoir un autre AC1020 quelque part. Il faut que je le retrouve et que je fasse la mesure, juste par curiosité !

Ta curiosité m'intéresse fortement!

[gienas]

Bonjour à tous

J'ai le sentiment que, comme souvent ici, la "charrue est placée avant les bœufs", et qu'il convient de reprendre le problème dans le bon ordre, et ne pas se laisser séduire par des "à peu près" alléchants.

... L'entrefer dont je parle est l'espace entre les spires et la ferrite. Mais il y a aussi des pertes dues au contact imparfait entre les deux demis cylindres à mon avis.
La ferrite en question est de ce type ...

Je comprends mieux, même si je ne suis pas habitué à ce type de tore. Il est peut-être plus facile à bobiner, car sans navette, mais inadapté. Un vrai tore continu est toujours préférable.

... je viens de le préciser les témoins devront être visibles en extérieur mais aussi en plein soleil et à 15m ...

Hum! Là, c'est mission impossible.

Bon, on peut (peut-être) exclure aussi la nuit, pourtant plus facile. Pour être insensible au soleil, il faudrait des systèmes "mécaniques" qui changent de position ou de couleur en fonction de l'état. Les anciens voyants de téléphones comportaient des disques mobiles qui montraient des croix blanches dans un cercle, qui restait noir au repos.

Sans vouloir être aussi gourmand, et/ou en se protégeant du soleil pour une indication lumineuse, c'est par là qu'il convient de commencer: quel indicateur?

C'est lui qui sera doublé, pour les deux informations.

Entre les indicateurs et les détecteurs, il faudra imaginer les interfaces adaptées.

Les capteurs, eux, peuvent rester les TI, à faible courant de sortie, puisqu'ils ne servent qu'à détecter.

... leur prix se situe entre 2 et 6€. Pourquoi s’embêter à bobiner! ...

Tout à fait d'accord.

... Peux-tu m'expliquer pourquoi il ne convient pas? N'est-il pas possible de l'adapter en changeant les valeurs des résistances et/ou les caractéristiques de la capa? ...

Là, c'est le "convertisseur" secteur -> LED. Cela ne fonctionne pas comme tu le penses, et c'est indépendant des résistances qui ne sont que des protections. L'élément central c'est le condensateur, dont la réactance (ou son impédance pour simplifier) détermine le courant dans la charge. S'agissant de 50 Hz, mais avec possibilité de branchement "brutal", donc avec un front qui peut se produire au moment d'une crête du secteur, cela se comporte comme une composante de fréquence bien plus forte, donc entraîne une pointe de courant qui peut être catastrophique. C'est pourquoi il faut mettre une résistance série qui limite cette pointe.

Pour 150 mA moyens, il faudrait une valeur de capacité énorme, dissuasive, mais en plus, ce condensateur, qui doit supporter le secteur, doit avoir une qualité difficile à obtenir: X2.

Conclusion, abandonner une telle intensité, pour rester raisonnable, à moins de 10 mA.

S'agissant probablement, au départ, d'un contact, vraisemblablement indépendant (à confirmer) de la commande de la pompe, ce contact pourrait être utilisé directement pour actionner le voyant choisi, ou, tout au moins, être le capteur mentionné plus haut.

S'il faut, malgré mes réserves, passer par le secteur pour cette détection, par l'intermédiaire de ton circuit capacitif, mais à faible intensité, je verrais bien les capteurs (les deux cette fois), sur un même modèle: des optocoupleurs montés tête-bêche pour les deux polarités du courant et de la tension. Les sorties des optos mises en parallèle, pour fixer les niveaux qui serviront ensuite à commander les visualisations choisies.

Dans le cas du TI, les LED des optocoupleurs auraient l'avantage de supprimer les ponts redresseurs et les seuils supplémentaires. Disons que le redressement se fait "manuellement" par le câblage en opposition des phototransistors de sortie.

L'avantage de cette solution, ce serait que les deux capteurs seraient strictement identiques à partir de ces optocoupleurs.

Je te laisse réfléchir sur le choix de tes indicateurs.

[Napzerty]

Ces échanges me poussent à réfléchir.
La détection de cuve pleine est un circuit séparé avec un capteur de niveau à flotteur et contact sec.
Les LED de signalisation sont translucides et de 10mm, elles seront visibles à 15m.
J'ai trouvé deux vieux blocs secteur Nokia à transformateur, c'était du solide!
Entrée 230V 21mA Sortie 3,7V 355mA
En série avec les LED des résistances (1W) de 12ohms pour la rouge et 4,7ohms pour la verte devraient convenir parfaitement.
Je vais connecter les deux alimentations sur une carte de CI proto qui recevra le secteur et toutes les entrées et sorties nécessaires, les câbles de sortie iront vers les LED en façade.
Un transfo serra piloté sur son primaire par le capteur à flotteur pour l'indication cuve pleine.
Un transfo doit être piloté par le TI.
Je pense en m'inspirant de l'idée de Gienas utiliser un optocoupleur mais de type triac qui commutera l'alimentation du transformateur qui alimentera la LED verte.
J'ai trouvé le modèle MOC3023-M de Fairchield PDF
Qu'en pensez-vous?

[Napzerty]

Suite aux remarques de Gienas j'ai travaillé le sujet des indicateurs et me suis finalement rabattu sur des voyants industriels LED clignotants 230 V/AC 20 mA.
Un des deux voyant serra allumé directement par mon capteur de niveau d'eau déjà installé dans la cuve.
Pour le deuxième je compte utiliser mon transformateur de courant qui est suffisant sous 10A pour allumer une diode 3mm rouge standard couplé à un optocoupleur sortie Triac type MOC 3043.
Je pense attaquer directement le voyant led en sortie de l'optocoupleur.
Je me demande si mon transformateur de courant sous 2,6A serra suffisant pour commuter l'optocoupleur.
Qu'en pensez-vous?
Le matériel est commandé, essais à suivre...