Imaginer un système de disjoncteur thermique auto-alimenté
Bonjour à tous,
Je ne fréquente que rarement les forums d'électronique, mais cette fois malgré mes nombreuses réflexions, je bloque et m'adresse à vous ! Mon message est un peu long, mais la vraie problématique arrive juste après...
Je suis étudiant en école d'ingé et j'ai fabriqué (en dehors de l'école) une imprimante 3d (reprap). Celle-ci fonctionne bien, mais elle reste un projet amateur, et la sécurité n'est pas au rendez-vous ! En effet, ce type d'imprimante intègre des cartouches chauffantes à plus de 200°C, pilotés en PWM via des thermistance.
Ce principe marche bien mais est très risqué : Si jamais la thermistance se décolle ou sort de son logement, ou bien encore si elle se court-circuite, oui tout simplement si le micro contrôleu vient à déconner : la cartouche chauffante s'emballe et peut prendre feu.
Cette mésaventure m'est arrivée la semaine dernière (thermistance sortie de son logement à cause de la dilatation thermique). Heureusement pour moi, j'étais à coté et une odeur de plastique brulé m'a vite alerté. Et si personne n'était là alors ? Car ces petites cartouches chauffent sans limite, la mienne a fait fondre toute la tete (ventilateur en ABS), mais je pense qu'elle aurait pu prendre feu...
J'essaye donc de réfléchir à un système de disjoncteur thermique, autonome du reste de l'imprimante. J'ai d'abord pensé à doubler chacune des thermistances (buse chauffante, plateau chauffant, enceinte chauffante) et à utiliser une autre arduino pour contrôler ces temperatures de manière indépendante, et pouvoir couper l'alimentation. J'ai abandonné cette idée car elle utilise à nouveau une carte électronique, qui si grillée, n'a plus aucun effet sur la sécurité.
Je pense à un autre système, complètement analogique. Je compte utiliser pour cela plusieurs fusibles thermiques (3) placés sur les pièces chauffantes de l'imprimante. Ceux-ci sont cablés en série et chacun sera acheté avec une température fusible de quelques dizaines de degrés au dessus de la température max de la pièce en question.
Mon cahier des charges est strictes, je ne veux pas faire passer le 220v dans ces fusibles (en amont de l'alimentation) : trop dangereux en effet car ces fusibles seront en contact de pièces en aluminium, elles-mêmes fréquemment au contact de mes doigts. D'autre part, je souhaite pouvoir couper l'imprimante en amont de son alimentation (une alim bas de gamme 24V 20A), car elle aussi n'est pas à l'abri de cramer et d'être à l'origine d'un incendie / de la fonte d'un fusible thermique.
Mon problème arrive ici : comment alimenter un système de relais, qui coupe le 220 en amont de l'alimentation, mais alimenté en 24V que cette même alimentation produit ?
J'ai d'abord pensé à une solution simple, cf premier schéma (Désolé pour les schémas manuscrits...) : les fusibles thermiques en série, alimentés en 24V, viennent tenir fermé en continu un relais qui coupe le 220 avant l'alim si jamais surchauffe. Cependant cette solution ne permet pas à l'alimentation de se mettre en route toute seule car elle n'alimente pas son relais... ajout donc d'un bouton poussoir pour court circuiter à la main le relai le temps que cette alim démarre. Je n'aime pas trop cette solution et je suis certain qu'un schéma fonctionnant de manière complètement autonome existe ! De plus, je suppose qu'il y aura des petits arcs électriques dans ce bouton poussoir utilisé régulièrement, qui rendrait l'âme ...
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J'ai donc pensé à utiliser un relai bistable, qui garde sa position après la coupure de courant. Dans ce 2e schéma, le relais n°2 est le relais bistable. La seule bobine représentée est la bobine qui permet d'ouvrir le relais (et pas l'autre qui vient le fermer). Il demeure donc, sauf déclenchement des fusibles thermiques, toujours dans une position fermée, et laisse toujours le 220V branché sur l'alimentation. L'alimentation peut donc démarrer toute seule, sans mon aide. La présence d'un autre relais, normal (le n°1), est requise pour inverser la logique du système. En effet en temps normal, une tension devrait toujours être présente dans la boucle comportant les fusibles thermiques.
Mais ce schéma ne marche pas non plus. En effet, les deux relais utilisés ne sont pas les mêmes et ne se ferment donc pas à la meme vitesse. Avec l'usure, il y a un risque que le relai n°1 ne se ferme pas assez vite au démarrage de l'alimentation, ce qui déclencherait la fermeture (définitive donc, sauf action de ma part) du relai bistable n°2. Et la meme situation peut se produire à l'arrêt de l'alimentation. Je ne sais pas comment pallier à cela. J'ai imaginé différents jeux de condensateurs, en parallèle de l'un ou l'autre des relais, pour induire un retard dans leur déclenchement mais aucune solution ne marche ; si je retarde l'ouverture du relais n°1 par un condo, le problème est réglé lors de l'arrêt de l'alimentation, mais je retarde aussi sa fermeture lors du démarrage (ce qui est problématique car déclenche le relai bistable, qui sert ici de "disjoncteur"). Et vice-versa.
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Bref, vous l'avez compris, je n'ai jamais eu de véritables courts d'électronique, et mes recherches internet n'ont pas suffi pour trouver un petit montage capable de pallier à ce problème.
N'hésitez pas à proposer des solutions même complètement différentes de mon idée de base avec un relais bistable, mes connaissances ne sont que vagues dans ce domaine et il existe très certainement mieux !
Merci de m'avoir lu, et merci d'avantage pour vos réponses !
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Le bouton sera un modèle prévu pour le courant et la tension de fonctionnement de l'alim (250Vac - ~2 A). Dans ses conditions de fonctionnement, à moins que tu ne choisisses un composant de très mauvaise qualité, la durée de vie sera très supérieure à celle du reste de l'imprimante (pense à ce qui est employé pour l'éclairage domestique).
Envoyé par bcbc106 
