Abaisseur de tension "simple"

[ramirez22]

Bonjour à toutes et à tous.

Mon projet est simple, je vais essayer de vous expliquer tout ça.

[Mode MyLife ON]
J'ai un aquarium.
J'ai une rampe à LED alimentée en 24V et quelques ampères qui trainent (j'ai pas la donnée exacte, mais la problématique n'est pas là)
J'ai une installation domotique.
Je voudrais faire varier la puissance lumineuse de mon bac via mon application Home Assistant.

Solution retenue : ESP8266 + firmware ESP-HOME + sortie pilotée en PWM qui attaque un module double mosfet (HW-517)

Tout le montage de puissance et de commande fonctionne.

[Mode MyLife OFF]

Je cherche à alimenter mon montage. Facile direz-vous, il y a justement une alim de 24Vdc qui traine.
Mais l'ESP n'accepte que 3.3V

Je souhaiterais faire une alimentation type "hacheur" pour abaisser la tension de 24 à 3,3V.
Alors je sais, il existe une pléthore de matos pour faire cela facilement. Mais :

1. Je voudrais éviter de recommander "encore" du matos (2 composants seulement + FdP, ça va faire cher le composant)
2. Je dispose de tiroirs qui regorgent de plein de composants qui pourraient peut-être servir
3. S'il était possible de faire du réemploi, je préfèrerais ne pas racheter sans arrêt du matos et d'être dans une démarche "on fait avec ce qu'on a"

J'ai vu que c'était possible avec quelques trucs simples http://www.romanblack.com/smps/smps.htm
Mais mes connaissance en électronique sont assez limitées.

En gros, je souhaiterais adapter un des montages du site indiqué pour une tension d'entrée de 24 Vcc et sortir idéalement du 3.3V, mais du 5V est admissible, voir du 12V (je dispose de régulateur AMS1117 qui pourrait finir le boulot de 5V vers 3.3V, mais dont la tension d'entrée max est ... 15V).

J'ai eu des difficultés pour avoir l'info sur la consommation de l'ESP. Tantôt 80 mA (semble faiblard), tantôt 400 mA (semble farfelu) ... J'ai trouvé des valeurs qui semblent plus cohérentes sur un forum d'Espressif à hauteur de 170 mA.
Donc, histoire d'éviter les mauvaises surprises, je pense qu'avec 300mA ça devrait le faire (mais bon, si on a plus, je m'en plaindrai pas)

Je dispose de presque tous les composants mentionnés :

• transistors BC327
• résistances et condo divers et variés
• inductance de 470 µH à 2.2mH en fonction du montage (je n'ai pas les valeurs mentionnées, j'ai du cuivre émaillé qui traine dans un coin, DIY possible ? Sinon, j'ai quelques 220µH)
• zener (pas la tension indiquée, j'ai du 6.8 et 5.1V)
• schotky ... alors là, j'ai pas. J'ai des diodes classiques (1N4005, 4007, 4148 ...) et quelques diodes spéciales (BYV27-200, P6KE6V8A) dont je ne sais que faire ...

Mission impossible ou challenge intéressant ?

Merci pour votre aide.
Et si on ne se recroise pas d'ici là sur le forum, passez tous de bonnes fêtes !
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[Piefra]

Bjr,

La zenzer 3.3v est l'element primaire dans ce type de regulation
Faire une bidouille au pas de 0.7v me parait assez hazardeux pour un mc qui sont souvent sensible

Le courant consome par un mc depend de sont activitee et du courant utilise sur ses sortie ( limite max a la sortie et au courant max global )

Il existe des regulateurs 3.3v tout pret , en 3 pins , comme les 78 , souvent utilise avec un mc a recuperer sur un tas de carte dans l'electro menager

Cdlt

[Electron59]

Bonjour,
Attention au Delta de tension entre Entrée et celle requise par ton module µC !
Au vu de tes chiffres : 24v -3v sous 170mA font un joli " P'tit 3,6w " à dissiper

[ramirez22]

Bonjour,

Merci pour cette première intervention.

J'ai quelques 7805 qui trainent, mais je croyais que cela n'autorisait pas une tension d'entrée aussi élevée.
Après lecture de votre message (et contrôle d'une datasheet), il semblerait que 35V serait sa limite haute, du coup, exploitable ...

Par contre, je crois me souvenir que ça chauffe pas mal ces bêtes là. Non ? Surtout pour passer de 24V à 5V sous 300 mA

Là encore, j'ai un peu de matos (quelques dissipateurs TC-V5616X-T-203 à Rth de 17 K/W soit 17°C/W)

Je vais essayer de calculer tout ça.

De ce que j'ai lu de-ci de-là, cela fait quelques 5.7W à dissiper (de ce que j'ai compris, Pd = (Uin - Uout) * I)
Je pars sur une température ambiante de 55°C.
Le Rth JA (sans dissipateur) est donné à 19°C/W

Si Tj = Ta + (Pd x Rth-ja) cela donne Tj = 163 °C ... ouch ! M'est avis qu'il va pas continuer à faire 55°C longtemps dans la boite ! Enfin, si le régulateur tient le choc

Si j'utilise le dissipateur mentionné, Rth j-a = Rth-jc + Rth-ch + Rth-ha
Rth-jc = 3°C/W
Rth-ch = ???
Rth-ha = ??? mais le Rth étant déjà de 17°C/W, on est déjà à une Rth supérieure au boitier seul (ce qui me semble assez peu rationnel ...)

Alors certes, on peut pinailler est dire que la consommation ne sera pas de 300 mA en mode constant etc etc ...
En partant sur la première donnée de consommation que j'avais (170 mA), cela fait une Pd = 3.23 et donc une Tj = 116 °C
Si vraiment on veut que ça rentre dans les calculs, on pourrais prendre une hypothèse de température ambiante de 35 °C -> Tj = 96 °C. Là encore, la température va pas rester longtemps à 35°C ...

Donc, le 7805, je crois que je peux l'oublier ... il faudrait que je mette un dissipateur que j'ai pas et qui sera assez volumineux, autant acheter un composant/module qui fera le job ...

Mais l'objectif est justement d'essayer de faire avec ce qu'on a

[EDIT] Bon, le temps de faire les recherches, les calculs et le pavé ci-dessus, Electron59 a répondu de manière plus concise, merci
[EDIT 2] et en plus, je me suis gouré sur les calculs

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,
Tu indiques partir d'une tension de 24V, et générer sur le carte des rails de 12 et 5 V. Comment ceux ci sont ils créés ? Avec un régulateur à découpage? Un module type Traco? Un régulateur linéaire ?

[ramirez22]

Heuuuu, je ne pensais pas avoir été si peu clair

Donc je résume : Tension d'entrée : 24 V
Besoin : 3.3V pour le µcontrôleur

Mais il n’est pas obligatoire de faire 24V -> 3.3V en une seule étape.
Il est possible de faire 24V -> 12V ou 24V -> 5V car je dispose d'un module AMS1117 qui permet de réguler une sortie à 3.3V sous réserve que l'entrée ne soit pas supérieur à 12 V.

Ce n'est pas le montage le plus efficient, j'en convient (convertir du 24V en 12V pour pouvoir le convertir ensuite en 3.3V ... y'a sans doute mieux).

C'est juste que, encore une fois, l'objectif est de faire avec les moyens du bord

[Pascal071]

Bonjour
Un simple régulateur à transistor darlington (TIP120, 141) + zener 12v suffira, mais:
12v à chuter, 200mA: 2,5w à dissiper dans ce transistor, pour les modeles TIP14x, ça doit passer sans radiateur:

[Electron59]

Bonsoir,
Ben si !.. Tu as été clair !
Il Faudra Dissiper !

[Antoane]

Bonjour,

Ce n'est pas le montage le plus efficient, j'en convient (convertir du 24V en 12V pour pouvoir le convertir ensuite en 3.3V ... y'a sans doute mieux).

Si on parle de convertiseurs linéaires, le rendement est sensiblement le même : 3.3/24 ~ 15 %, soit 20.7 V * 200 mA ~ 4W à dissiper au total, ce qui représente un radiateur conséquent. Suivant le montage, il peut être intéressant ou non de passer sur une topologie à découpage.... Si on parle de convertisserus à découpage, mieux vaut en effet une unique étape de convertion. un buck 24 -> 3.3 V / 200 mA n'est pas très complexe à réaliser, en partculier avec un circuit trés intégré. On trouve ausse des micro-modules / SiP : https://recom-power.com/en/products/...-s-RSH2.html?2

[Pascal071]

bonjour
L'ESP8266 accepte 9v en Vin, comme l'arduino...
reste à faire un convertisseur 24v - 9v 300mA, 5w en linéaire,
si vous avez peur du radiateur, il vaut mieux passer au découpage, tout fait...
https://www.amazon.fr/XUPHINX-Conver.../dp/B07SG4481H
Bonnes fêtes de Noël

[Murayama]

Bonjour!

Il existe des composants modernes qui gèrent tout ça même sans y connaître quoi que ce soit.
Quand il s'agit d'alimentations à découpage, je prends toujours un chip tout fait. J'en ai fait un
récemment qui prend une tension d'entré jusqu'à 18V et descend à une tension arbitraire (une
résistance à changer). Rendement > 90%.

Celui que j'ai utilisé est un circuit Texas TPS562 (de mémoire), mais il vous faut quelque chose
de plus couillu, par exemple entrée = 30V max irait bien.

Je serais vous, je considèrerais l'utilisation de celui-ci.

Le schéma est dans la doc.

Attention: la self pour 3.3V doit être de 10µH. Il existe des selfs SMD de cette valeur, mais elles
ne conviennent pas. Il faut plus de volume pour ne pas la saturer. Regardez chez wurth, par
exemple.

En gros: le circuit n'est pas cher, il vous autorise à tirer 5A en 3.3V. À part la self, vous pouvez
recycler tout ce que vous avez dans vos fonds de tiroirs. Et puis ça vous évitera d'avoir à dissiper
de l'énergie pour rien.

Pascal