Information Préléminaire :

Depuis tout petit, l'électricité et l'électronique font parties intégrantes de mes passions ! Dès que le temps me le permet c'est donc le bricolage qui prime ! J'ai déjà réalisé différents systèmes que je vous présente ci-après.

Au début, j'ai commencé par de simples câblages électriques puis ensuite j'ai compliqué un peu la tache en restant dans le domaine - électrique et électronique - en réalisant par exemple un automate entièrement programmable...

Ensuite, avec le temps et avec l'intérêt que je porte sur la thermique et l'énergétique mes petits projets personnels se sont axés sur des systèmes tels que des panneaux solaires ou une climatisation sans fluide frigorigène qu'il me reste à concevoir...


Liste des systèmes déjà réalisés :

                             Un système d'alimentation isolé
                       Un automate programmable
                       Une passerelle Internet télécommandable

Liste des systèmes que je souhaite réaliser :

                             Une production d'ECS par panneaux solaires
                       Une climatisation sans fluide frigorigène
                       Un projecteur de sonorisation

Un système d'alimentation isolé :

En bref : Ce système permet de commander des prises de courant par l'intermédiaire de boutons poussoirs. La protection et l'isolation des appareils alimentés par ces prises de courant sont poussés à l'extrême.

En détail :

Présentation :

Dans ma chambre, je voulais piloter les prises de courant par de simples boutons poussoirs et surtout éviter des tas de fils et de multiprises... J'ai donc décidé de réaliser un dispositif de protection, de commande et de signalisation pour chacune des prises de courant dont le ou les récepteur(s) avait(ent) besoin d'être protégé(s) comme l'ordinateur par exemple.

Chaque système est constitué de deux boitiers, un pour la partie commande et l'autre pour la partie opérative tout deux reliés par des fils électriques placés dans des réglettes en plastiques fixées au mur.

• Au niveau de la partie commande, on trouve respectivement un disjoncteur de sécurité servant de protection, un double bouton poussoir et un voyant de fonctionnement.
• La partie opérative quand à elle, est composée du contacteur alimenté par la partie commande et des prises de courant correspondantes.

Fonctionnement d'un contacteur :

Je vais commencer par expliquer le fonctionnement d'un contacteur (ou d'un relais) : Il est composé essentiellement de deux parties : la bobine électrique, semblable à celle d'un transformateur, ainsi que les différents contacts mobiles situés sur le dessus du contacteur. Lorque la bobine est alimentée un champ électromagnétique se créé, il y a attirance des parties métalliques, et les différents contacts mobiles viennent se plaquer simultanément contre les connections à visser. Lorsque la bobine n'est plus alimentée, c'est un ressort permet d'éloigner les contacts des connexions. On peut assimiler la bobine à un aimant fonctionnant lorsqu'on l'alimente. On note deux genres de contacts : les "normalement ouverts" souvent repérés par NO qui se ferment et laissent passer l'électricité lorsque la bobine est alimentée, et ceux "normalement fermés", généralement repérés par NC (normalement clos) qui eux vont s'ouvrir lors de l'alimentation de la bobine et ainsi stopper la circulation de l'électricité. Lorsque l'on souhaite alimenter des récepteurs, une lampe, un moteur... on utilise un contact de type NO qui laissera passer l'électricité lors de l'alimentation du contacteur ; par contre, on peut utiliser un contact de type NC lorque l'on veut, par exemple, éteindre un voyant lorsqu'un moteur se met en fonctionnement...

On utilise un contacteur, par exemple, lorsque l'on souhaite alimenter un récepteur (un moteur) en triphasé ; le contacteur permet alors d'enclencher les trois phases alimentant le récepteur simultanément. On pourrait assimiler le contacteur à un certain nombre d'interrupteurs s'ouvrant ou se fermant simultanément. Tous les contacts sont donc "manipulables" par un simple bouton poussoir qui alimente la bobine du contacteur. Ainsi on peut commander un moteur triphasé 3 x 230 V ou n'importe quel autre récepteur à l'aide d'un circuit commande en 24 V qui est la tension d'alimentation de la bobine ; on a donc une sécurité maximum, puisque l'on agit sur des composants utilisant le 24 V qui, eux, vont commander indirectement des récepteurs fonctionnant avec une tension bien plus supérieure.

Avantages de ce système :

Le fait d'utiliser les contacts d'un contacteur permet d'isoler au maximum le circuit d'alimentation des prises de courant. On a donc deux circuits entièrement distincts, le circuit de commande et le circuit d'alimentation des prises de courant, tous deux protégés par le même disjoncteur. En fait, dans mon cas, j'ai choisi d'utiliser deux contacts de types NO (normalement ouvert), un contact pour la phase et le second pour le neutre alimentant les prises de courant. Ainsi, lorsque la bobine du contacteur n'est pas alimentée, les deux contacts (phase et neutre) des prises de courant sont totalement privés du reseau électrique.

Deplus, si les bobines des contacteurs sont alimentées et qu'une panne de courant surgit, alors celles-ci sont désalimentées et le champ électromagnétique qui attire les contacts est arrété. Les contacts se retrouvent donc en position relachés et une fois le courant rétablis, il faudra obligatoirement réappuyer sur le bouton poussoir de mise en marche pour que les bobines soient de nouveau alimentées et qu'il y ait auto-maintient.

Conception et réalisation :

Avant de câbler les différents éléments, j'ai commencé par dessiner les plans de l'installation complète en numérorant les bornes des composants. Dans mon cas, j'ai voulu appliquer ce dispositif à trois prises de courant, donc j'ai réalisé trois fois le même système. Pour la suite, les explications porteront sur un seul montage, les deux autres ayant été réalisés éxactement de la même façon.

Le système est très simple, lorsque le disjoncteur est en position fermée, et que l'on appuie sur le bouton poussoir de mise en marche, le contacteur s'enclenche et les prises de courant correspondantes sont alimentées et un voyant indique que le contacteur et les prises de courant sont alimentés. Utiliser un bouton poussoir pour alimenter le contacteur nécessite une modification sur le circuit électrique de façon à ce que la bobine du contacteur reste alimentée une fois le bouton poussoir relaché. On utilise donc un système appelé auto-maintient du bouton de marche par un contact du contacteur. Pour l'arrêt du contacteur, on utilise le bouton poussoir d'arrêt. Deplus, les boutons poussoirs de marche et d'arrêt sont câblés en mode "arrêt prioritaire", cela signifiant que si les deux boutons  poussoirs sont enclenchés simultanément, alors le système reste éteind ou sarrête. (Il existe aussi le câblage en mode "marche prioritaire" mais il reste beaucoup moins utilisé).

A droite, la partie commande des deux prises de courant commandées chacune par contacteur, représentés sur la photographie au dessus. Pour cette double partie commande, j'ai décidé d'utiliser un coffret "Legrand" fixé au mur, dans lequel sont assemblés les six différents composants modulaires sur un rail. On trouve donc en premier module, un disjoncteur de 10A servant d'interrupteur général mais surtout de protection jusqu'au contacteur et prises de courant associées, un module de mise en marche et d'arrêt par deux boutons poussoirs, puis, pour finir, un troisième module de signalisation, indiquant par un simple voyant, le fonctionnement du contacteur et donc l'alimentation des prises de courant.

Pour la partie opérative, j'ai utilisé une boite de dérivation, achetée dans un magasin de matériel électrique, que j'ai amélioré. J'ai commencé par fixer le contacteur sur le couvercle de la boite puis j'y ai percé de petits trous afin d'y passer les fils d'alimentation de la bobine et des différents contacts. Ensuite j'ai découpé un rectangle, toujours dans le couvercle, pour y placer les prises de courant.

Pour finir, j'ai cablé le tout à l'aide de mes shémas en prenant soin de passer les fils dans les réglèttes en plastiques.

Un automate programmable :

En bref : Voici un dispositif permettant de commander une quinzaine de prises de courant par l'intermédiaire d'un logiciel. Les applications sont très diversifiées et dans mon cas, je souhaite l'utiliser pour gérer l'allumage et l'extinction de projecteurs.

En détail :

Présentation :

Je suis particulièrement fier de vous présenter le plus conséquent de mes projets. Commencé il y a maintenant plus de 2 ans, c'est sur celui-ci que j'ai passé de nombreuses journées et nuit de travail ! En voyant les différents systèmes d'automatismes dans mon lycée (François Bazin de Charleville-Mézières), j'ai eu envie de créer quelque chose... Je suis donc parti d'une valise en aluminium très simple, comme celles que certains DJ utilisent pour ranger leurs CD, que j'ai acheté dans un magasin de bricolage, et après  quelques modifications ; le résultat est là : un automate entièrement paramétrable et programmable à partir d'un logiciel créé par moi-même...

Principe de fonctionnement : 

On peut comparer mon automate programmable à 15 prises de courant commandées ou à 15 rallonges électriques avec au milieu de chacune, un interrupteur piloté par un programme informatique. Il est donc composé de 15 entrées (sur châssis, comme les prises d'unités centrales d'ordinateurs) et de 15 sorties (sur prises de courant basiques).

On peut alors imaginer différents fonctionnements autonomes comme par exemple l'allumage et l'extinction de projecteurs de sonorisation (dans ce cas, on utilise autant de sorties que de projecteurs) mais aussi une régulation, puisque sur ce système, des entrées analogiques et numériques sont présentes. Par exemple, on peut alimenter une pompe qui remplit plus ou moins un bac en fonction du niveau d'eau déjà présent dans celui-ci). Ce type d'entrée peut également servir pour une mesure de température, il suffit de connecter une résistance variant avec la température ambiante, puis en récuperant le signal, on l'envoie sur un afficheur LCD...

Conception et réalisation :

En premier temps, j'ai décidé de percer la valise après l'avoir étudié pendant environ 6 mois. J'ai tracé mes côtes puis réalisé mes découpes : j'ai débuté par la partie supérieure, pour installer les différents boutons et voyants de contrôle (DEL). Puis, j'ai dû percer l'arrière de la valise pour y placer mes 15 fiches servant d'entrées (en électricité).

En second temps, j'ai soudé les différentes cartes électroniques figurant dans la valise. Elles sont au nombre de 3 :

• La carte principale K8000 (en bas à droite)
• La carte de relais de puissance K6714 (à gauche)
• La carte mémoire (en haut à droite)

3 petits modules permettant d'alimenter des diodes eletro-luminescentes en 230 V sont également présents et indiquent le fonctionnement des 3 cartes (au centre de l'image).

Une fois ces cartes soudées et testées, il a fallu les fixer dans la valise. J'ai dessiné, sur un logiciel de conception, une platine inspirée de celles que nous utilisions lors de câblages en électrotechnique à mon ancien lycée. J'ai pris contact avec une entreprise spécialisée dans la découpe laser et le traitement de surface et je me suis donc procuré une platine bichromatée aux dimensions de la valise. Il ne me restait plus qu'à la visser dans le fond et il devenait alors très facile de fixer les cartes électroniques aux endroits souhaités (on peut apercevoir la platine en arrière plan sur la photographie).

La dernière grosse opération a été le câblage des différents éléments à l'intérieur de la valise, j'ai commencé par les boutons et voyants de fonctionnement puis ensuite les interrupteurs et diodes. Les interrupteurs utilisés sont de types 3 positions, en effet, une position pour la commande des relais par programme, une pour la commande forcée à l'état 0 et une forcée à l'état 1 (commande manuelle : 0 ou 1 et commande programmée).

Ensuite j'ai du relier les 2 cartes majeures (K8000 et K6714) entre elles puis relier la seconde entre les entrées (châssis arrières) et les sorties du système (prises de courant sur le couvercle). J'ai également ajouté des connexions sur le cotés de la valise pour permettre de brancher un ordinateur sans avoir besoin d'ouvrir la valise...

Pour terminer la partie "construction", j'ai réalisé quelques petites améliorations, comme par exemple l'ajout d'un disjoncteur thermique, d'une grille de ventilation, de serre câbles...

Programmation :

J'ai commencé le programme il y a environ 1 an, je programme en Delphi (pour les connaisseurs). A l'heure d'aujourd'hui, Il ne me reste plus qu'à terminer le programme, ce qui prend beaucoup de temps.