Alimentation capacitive

[dje8269]

Bonjour à tous,

Je me suis mis en tête d'essayer d'étoffer mon installation domotique personnelle à la maison.
Comme je dois l'adapter au protocole existant, je suis oblige de le faire moi même, car je sais qu'il existe des produits déjà tout fait.

Pour ce faire j'envisage de créer un récepteur pour allumer et éteindre mon radiateur dans mon petit Labo.(disons 2000W a fond)

J'aimerais avoir vos retours d’expérience et conseils, sur le fait de créer une alimentation capacitive afin d'alimenter un µC et un module radio en 3.3V et pouvoir piloter mon radiateur.
en gros refaire ce qui existe déjà mais un pouvant le coder à ma sauce : exemple

Je n'ai pas d’expérience sur la "fiabilité" de ce genre d'alimentation capacitive si ce n'est que c'est dangereux si on fait pas gaffe.

Je serais partis sur un design de ce genre : sonelec

Bien que mes recherches ne m'ont permis de trouver des schémas pour du 3.3V sous disons 50mA max.

Merci à vous de partager de votre expérience et proposition pour bien démarrer ce projet en DIY

Au plaisir de vous lire
-----

[f6bes]

Une "anomalie" et tout crame (c'est le minimum)
Un bloc d'alimentation et ça fait aussi bien le job en moins risqué pour toi et le matos !
Des modules radio ça existe aussi ( pas qu'en 3,3 v )
A+

[Pascal071]

Bonjour

Inconvénients de l'alim. capacitive:
- un point commun au secteur
- diode zener de limitation qui dissipe des watts si le circuit en aval consomme peu
- condensateur X2 qui vieillit mal
la diode zener n'est pas suffisante pour réguler un 3v3,
il faut une zener 7 à 9v suivie d'un régulateur (genre LM317)

il existe des convertisseurs isolés fiables, pas si cher:
https://fr.rs-online.com/web/p/alime...iABEgLymfD_BwE
https://www.otronic.nl/fr/module-con...-hlk-pm03.html

cordialement

[dje8269]

Merci pour vos retours instructifs.

Je ne vous cache pas que j'ai comme objectif de le mettre dans la boite d'encastrement de la prise du radiateur.
Si je compare a ce qui se fait dans le commerce, j'ai un espace extrêmement limité d’environ 40mm x 40mm.

Une alimentation à découpage est trop volumineuse à mon avis.

@Pascal071 :
- un point commun au secteur -> je prévois d'encapsuler le tout dans un boitier fait avec une imprimante 3D. pas de risque d’électrocution
- diode zener de limitation qui dissipe des watts si le circuit en aval consomme peu ->> Effectivement le récepteur et le µC doivent consommer à la louche 10mA en standby
- X2 qui veillit mal -> je prends note. Mais genre il dure 1 an ou on peut compter sur 5 Ans ?

il faut une zener 7 à 9v suivie d'un régulateur (genre LM317)

C'est noté, c'set peut etre pour ca que j'ai du mal a trouver des exemples. J'ai besoin de max 50mA.

[A voir en vidéo sur Futura]

[dje8269]

J'ai trouvé ca qui me parait prometteur ! avez vous un avis la dessus ?

https://www.mouser.fr/datasheet/2/32...06-1512550.pdf

Je n'ai pas d'isolation galvanique donc toujours potentiellement dangereux. les composants n'ont pas l'air volumineux !

[Antoane]

Bonjour,

> Diode zener de limitation qui dissipe des watts si le circuit en aval consomme peu
Plus précisement si la consommation du circuit aval est (fortement) variable. L'idée de base est de créer une source de courant avec le condensateru chuteur. La puissance dissipée est relativement constante : ou bien elle est perdue dans la zener, ou bien dans la charge (le MCU, etc. incluant le possible LDO).
Il y a de la plac pour discussion et une optimisation, mais en gros ca reste le principe de base.

> https://www.mouser.fr/datasheet/2/32...06-1512550.pdf
Meme sans transformateur, je doute que tu réussisses à faire plus compact qu'un convertisseur isolé commercial optimisé.


Pour une telle application, j'utiliserais un adaptateur USB tel qu'on en a tou splétore en rab à la maison.

[Pascal071]

Les convertisseurs décrits font 37x24x15mm, à peine plus qu'un 1µF X2, le condensateur, le régulateur...

Alim. sans transfo 3v3:
à essayer en prototype pour ajustement valeur 1µF avec 50mA en sortie,
prendre un condensateur de qualité, pas chinois...
Valeurs 180ohm + 22ohm à vérifier pour 3v3 en sortie

[Pascal071]

répondu un peu tard, le temps de faire le schéma...
pour moins de place, un LM317L peut suffire (100mA max)

J'ai eu une yaourtière HS à cause du LNK302...
autour du circuit, il faut encore pas mal de monde, y compris un 4,7µF 400v de qualité et une self.

[dje8269]

Merci pour vos réponses.

Bien que je comprenne votre orientation sur le tout fait, le DIY est important pour moi. J'aime apprendre, quitte à me gourer.

Il y a quelques temps j'avais fait un plafonnier pour graduer des leds avec un hacheur 230V. On m'avait prévenu que c'était pas ouf comme résultat.
Je l'ai fait, j'ai appris plein de chose et il est fonctionne encore. Mais toutes les avertissement que j'avais reçu étaient exacts, notamment le scintillement des leds qui parfois ont un effet stroboscopique...

Ceci pour vos indiquer mon état d'esprit.

@pascal071 nickel ton schéma, j'en ai trouve dés a peu prêt semblable. C'est donc une bonne piste.
Je verrais plutôt un régulateur directement en 3V3 afin d’éviter les résistances pour ajuster la tension.
Certains schéma n’utilise pas de pont de diode ? est il obligatoire ?
le 470µF est gros aussi et le X2 énorme effectivement !

RIP pour ta yaourtière , mais bon cela arrive même avec des composants de qualité. effectivement il faut du monde autour, mais les composants ne me paraissent pas énorme. pas de X2 pas de pont de diode, mais des bobines.

Je pense que je vais devoir mettre cela sur un typon pour "jugé" de l'encombrement des deux solutions.

@Pascal071 : Si t u vois des idées pour " alléger" ton schéma je suis preneur.

[titijoy3]

peut être ceci :

après, faut arriver à tout loger..

[Pascal071]

bonjour

le pont de diode est assez petit, https://www.gotronic.fr/art-pb80d-1739.htm
le régulateur en TO-92: https://www.e44.com/composants/compo...o92-78L33.html
avec une zener 7v5, ça permet un 470µF 16v, c'est plus petit, diam. 10 env.
pour le 1µF X2, pas de compromis...

pour la résistance de décharge R1, il faut un modèle qui tienne 350v, les 1/4w ne tiennent que 250v.

[Antoane]

Bonjour,

Pourquoi pré-réguler sous 24V, et pas juste au-dessus de ce que demande le 78l33 ? C'est de la puissance perdu pour rien et des composant sur-dimensionnés.

On pourrait aussi directement utiliser un régulateur shunt de 3.3V, par exemple basé sur une TL431, éventuellement aidée d'un petit NPN.

[dje8269]

Allez, je modélise tout ca et je reviens vers vous !

[dje8269]

Bonjour à tous,

Matinée instructive.

Le choix me parait évident.
J'ai modélisé les schémas sur un circuit de 40mmx40mm.
Sans titre.jpg
Sans titre2.jpg

Je laisse tombé le LNK302 car les composants autour sont bien trop volumineux et nombreux.

Alors je me laisse tenter par le schéma de Pascal071.

J'en ai également déduis que le double face était nécessaire.
Je pourrais mettre ainsi les composants "haut" en traversants sur la face des borniers et les cms de l'autre coté.

Concernant le pilotage du radiateur, avez vous une méthode à me préconiser ? Je serait partis sur un classique MOC3041 et un triac.

[dje8269]

J'ai retrouvé un boitier de pilotage led de chez leroy merlin. de la marque "Dio"

J'ai fait une légère autopsie .

Le Condensateur X2 est riquiqui.

Seulement un seul condo electro de 100µF/16V .

Pas de pont de diode .

Le circuit fait 45mmx45mm

Une bonne source d'inspiration
IMG_20250208_122938.jpg
IMG_20250208_122950.jpg

[Pascal071]

Bonjour

attention aux distances entre pistes pour la partie 230v

X2 riquiqui: il fait 0,12µF ! soit env. 10mA max. en sortie, en utilisant un pont de diodes.
100µF avec redressement simple alternance, ondulation...

Disponible: 3v5 et 3,5mA, ondulation 0,5v...

[Vincent PETIT]

attention aux distances entre pistes pour la partie 230v

Si je prends ma norme EN 61010-1 (norme basse tension pour la sécurité des appareils de mesurage, de régulation et de laboratoire)

J'arrive à 4.5mm entre les pistes P et N pour satisfaire les distances d'isolement et ligne de fuite.

J'ai pris :

- Appareil CAT II jusque 300V efficace
- Altitude de fonctionnement 5000m, pire des cas, donc coeff de majoration x1.48
- Isolation renforcée ou double isolation Class II, ce qui est le cas de cette alim, donc coeff de majoration x2
- Degrés de pollution 2 (humidité et/ou poussière possible), c'est le pire des cas car j'imagine que le montage ne sera pas encapsulé dans de la résine époxy

Selon les tableaux de la norme :
Valeur d'isolement nominal = 1.5mm * 1.48 * 2 = 4.44mm
Valeur de la ligne de fuite, idem que la valeur d'isolement.

Attention aux lignes de fuite, on parle de la distance entre les composants et pas entre les pastilles. La ligne de fuite est un courant qui court sur les surfaces, parfois on est obligé de faire une fente dans le PCB afin cette distance soit plus grande.

[Pascal071]

Ces modules sont optimisés pour une consommation minimale, ce qui diminue la taille des composants..
50mA demandés au départ, Il n'y a pas de recette miracle !

cordialement

[dje8269]

Une autre simulation :



Ca me parait top !

Les 50mA sont certainement sur-dimensionné.
J'ai regarder la radio c'est 30mA maximum en émission ( puissance a fond) , plus un petit µC, une led et la commande du MOC3041, on ne pas dépasser les 40mA.
Si je peux ameliorer les choses je peut reduire l'emission du module radio cela le fait tomber a 16mA . donc grosso modo j'aurais de 25mA .

Allez je part la dessus pour commencer un schéma

[dje8269]

Bonjour à tous,

J'avance tranquillement sur mon schéma et mon typon.
Afin de placer correctement les composants au mieux sur le typon avec les largeurs de piste nécesaire par rappoort au courant.

Pouvez vous me confirmer qu'au final dans la partie alimentation il n'y a que très peu de courant (pistes fines) , le seul endroit où le courant est fort c'est sur le bornier J3 on je viendrais brancher mon radiateur ?
J'ai mis des pistes de 2mm .

[antek]

Oui pour ce qui est en trait rouge, sans oublier J3.
J'y incluerais aussi U10 (la MOV). En ajoutant qu'il faudrait vérifier le courant qui risque de la traverser.

[Antoane]

Bonjour,

Je pense à ca... Avec un buck fonctionnant avec un rapport cyclique dc, on peut augmenter le courant de sortie d'un facteur (1/dc), et donc diminuer d'autant la taille du condensateur.
Par exemple, avec dc = 33%, on divise par 3 la taille de C11, au prix d'un buck prenant 10 ou 15V en entrée -- ce qui se construit avec une petite bobine et un IC en SOT23.


+ "éventuellement" un fusible en amont de la MOV, voir utilisation de R4 comme résistance fusible (en amont de la MOV).

[dje8269]

Merci pour vos confirmations.

L'idée est excellente de mettre R4 en amont servant de fusible !

Question ; le triac va-t-il chauffer quand le radiateur sera en "ON"? le package TO-220 est trop haut ! il faudrait que je le couche ou que je trouve un autre package

[antek]

Toujours pour 2000 W ? Le BTA08 est alors un peu juste en courant max et il aurait alors à dissiper plus de 10 W
Mais bon, j'ai jamais aimé les triac alors j'irai pas plus loin . . .

[dje8269]

t il aurait alors à dissiper plus de 10 W

Ah oui 10W c'est un probleme mon boitier en imrpession 3D ne tiendras pas. Et je n'ai pas la place pour un radiateur dedans.

Le relais statique est il un meilleur choix ?

[racard]

Ah oui 10W c'est un probleme mon boitier en imrpession 3D ne tiendras pas. Et je n'ai pas la place pour un radiateur dedans.

Le relais statique est il un meilleur choix ?

bonjour relais statique AC = triac donc c'est du pareil au même.
en AC l'ideal c'est un relais si on ne veut pas dissiper trop de puissance

[antek]

Pas forcément des triac, certains utilisent des mosfet il me semble.

[racard]

Pas forcément des triac, certains utilisent des mosfet il me semble.

relais statique en DC oui et c'est très bénéfique sur la puissance dissipée.
par contre je ne savais pas que l'on pouvait faire en AC avec des mosfet, IGBT oui je savais pour des hautes tensions et des gros courant.
mais pourquoi pas je n'ai pas trouvé de réf avec des puissances faibles

[Antoane]

Bonjour,

Ah oui 10W c'est un probleme mon boitier en imrpession 3D ne tiendras pas. Et je n'ai pas la place pour un radiateur dedans.

Il faut extraire la puissance de la boite et la renvoyer dans l'atmosphère.
Sans radiateur, la seule solution fiable pour 10A me semble le relais mechanique.
Ceci dit, en isolant le composant et le dissipateur thermique, on peut aussi utiliser la masse du radiateur pour refroidir le composant.

MOSFET ou IGBT en AC : on en met 2 en série, avec leurs sources/emetteurs commun (avec une diode en anti-parallele de chaque IGBT si elle n'est pas intégrée). On peut aussi mettre une diode en série avec chaque IGBT/MOSFET, et les mettre en parallele.

[racard]

une question me vient à l'esprit, il serait souhaitable d'utiliser un radiateur fixe avec commande par le fil pilote ?

MOSFET ou IGBT en AC : on en met 2 en série, avec leurs sources/emetteurs commun (avec une diode en anti-parallele de chaque IGBT si elle n'est pas intégrée). On peut aussi mettre une diode en série avec chaque IGBT/MOSFET, et les mettre en parallele.

merci antoane de l'explication mais comment reconnaitre les relais statiques AC avec ce type de montage y a t'il nom spécifique pour les sélectionner ou les trouver ?