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Dossier n°1 : Tenez à l’œil vos fusibles d’alimentation
[DOCX object: Rectangle 1867905320] Voici un indicateur de fonctionnement et de destruction de fusible que j’ai trouvé au départ dans une revue d’Elektor de 2001 et ensuite complété pour répondre à mes besoins.
Ce circuit est très simple à réaliser avec seulement quelques composants et un bout de circuit imprimé à languettes.
Il peut être utilisé en courant continu (DC) pour contrôler des fusibles d’alimentation radioamateur sous 13V8 ou autres alimentations DC
Il peut également être utilisé en courant alternatif très basse tension ou sur le réseau 230V AC sous 50Hz.
MAIS ATTENTION, il faut savoir que ce circuit n’est pas isolé galvaniquement du secteur 230V AC Cela signifie que les composants utilisés et le circuit imprimé peuvent se trouver à un potentiel dangereux par rapport à la terre (voir encadré en page 7).
Pour répondre à ce danger, vous devez utiliser impérativement un système de protection (ex: gaine thermorétractable ou autres) afin d’éliminer tout risque de contact avec les composants et les languettes de ce circuit imprimé lorsqu’ils sont sous tension.
Petit conseil: utilisez pour vos essais un transformateur d’isolement pour alimenter votre circuit (un exemple de transformateur d’isolement est représenté figure 9).
Les schémas 
[DOCX object: Rectangle 1867905320] Le schéma présenté est celui d’un circuit universel pouvant être utilisé en courant continu DC ou en courant alternatif AC (voir pages 4 et 5).
Le circuit utilise une diode LED unique à cathode commune et anodes distinctes (3 fils) dans un même boîtier (voir figure 2).
Les diodes 1N4007 et 1N4148 protègent les LED contre les tensions inverses
Le rôle de la diode zener 5V1 est d’éviter que les LED verte et rouge ne s’allument simultanément lorsque le fusible est en bon état et met les deux LED en parallèle.
Le seul composant qui doit être adapté en fonction de la tension d’alimentation utilisée et du courant souhaité dans les LED est la résistance R1.
Le calcul de la résistance R1 est un peut différent selon le type d’alimentation utilisée :
a) Calcul de R1 pour une alimentation DC
Prenons pour exemple une alimentation DC 13V8 pour radioamateur avec un courant
souhaité pour les LED de 2 mA.
Nous devons déterminer la tension aux bornes de R1 qui sera de 13V8 -2X0,7V(2diodes
1N4007) – 2V (pour la LED) = 10V4
Nous pouvons maintenant calculer la valeur de R1 qui sera de 10,4 /0,002=5200 ohms
Vous pouvez utiliser une résistance de 5K6
La puissance de cette résistance est de: P=R.I2
P= 5600X0,002X0,002
[DOCX object: Rectangle 1867905320] P=0,022W soit une résistance de 0,5W ou 0,6W avec un peut de marge pour l’échauffement
La plage de courant idéale dans les LED est de 2 à 10 mA.
b) Calcul de R1 pour une alimentation alternative AC 50Hz
Prenons pour exemple une alimentation réseau 230V AC 50Hz avec un courant souhaité
pour les LED de 2 mA. ATTENTION : nous devons ici utiliser la tension crête du réseau.
Cela signifie 230V X 1,4142 = 325V
Nous devons déterminer la tension aux bornes de R1 qui sera de 325 -2X0,7V(2diodes
1N4007) – 2V (pour la LED) = 321V environ.
Nous pouvons maintenant calculer la valeur de R1 qui sera de 321 /0,002=160500 ohms
Vous pouvez utiliser une résistance de 150K.
La puissance de cette résistance est de: P=R.I2
P= 150000X0,002X0,002
P=0,6W soit une résistance de 1W ou 2W avec un peut de marge pour l’échauffement
Comme pour le montage DC, la plage de courant idéale dans les LED est de 2 à 10 mA.
A titre de comparaison, pour une même alimentation 230V AC et un courant de 10 mA, R1 est de 33K et sa puissance théorique de 3,3W environ, donc avec un peut de marge, nous choisirons une résistance de 5W(volume plus imposant sur le circuit à languettes).
Au dessus des 10 mA en alternatif, un autre type de circuit serait probablement utilisé à travers un condensateur de type X2 mais c’est un autre sujet.
Avis
Plusieurs valeurs de courant dans les LED ont été testées ( entre 2 et 10 mA) et ma conclusion est que cette information (Led verte ou rouge) ne serait consultée qu’en cas de problème d’alimentation et que je trouvais inutile de consommer davantage d’énergie et de lumière sous les yeux alors qu’un courant de 2 mA me semble suffisant pour une consultation en cas de problème.
Ceci dit, il vous appartient de choisir l’intensité lumineuse des LED pour satisfaire votre bonheur.
Le circuit de base d’Elektor fonctionnait très bien jusqu’à ce que je place le dispositif de contrôle sur un fusible d’un transformateur d’isolement 230V/230V (primaire).
Après quelques microcoupures du fusible à contrôler, j’avais un flash dans la LED suite à une tension inverse trop importante probablement aux bornes des LED. J’ai donc décidé de protéger les LED par des diodes 1N4148. Les diodes D3 et D6 (alternatif) ont également été ajoutées.
Réalisation pratique
Si vous souhaitez réaliser ce circuit, voici le matériel dont vous avez besoin: (Figure 1)
a) pour un circuit DC:
3 diodes 1N4007
1 diode zener 5V1 500mW
2 diodes 1N4148
1 diode LED DUO vert/rouge dans un même boîtier et sont support châssis éventuellement
1 résistance (R1- voir calcul)
1 bornier triple pour circuit imprimé
1 petit circuit à languettes
1 gaine thermorétractable
Nous n’avons pas réalisé l’estimation du coût de ce montage puisqu’il ne passe pas les quelques €
b) pour un circuit AC :
Le matériel est double de celui pour circuit DC à condition de contrôler les deux fusibles.
Figure 1 : Le matériel nécessaire à la réalisation d’un circuit
Figure 2 La LED DUO (rouge / vert)
- borne centrale = cathode commune aux deux diodes
- borne de gauche = anode LED verte (raccordement oblique)
-borne de droite = anode LED rouge (raccordement plus carré)
Figure 3 Le circuit imprimé à languettes côté soudure (avant placement
des composants et découpe des languettes)
Figure 4 Le circuit imprimé à languettes côté composants (avant
placement des composants)
Figure 5 Le circuit imprimé terminé avant mise en place de sa gaine
de protection (thermorétractable)
Figure 6 Voici une photo du circuit terminé et protégé par sa gaine
thermorétractable. Une découpe de cette gaine à hauteur du
bornier de raccordement permet son soulèvement et le
raccordement des fils vers le fusible à contrôler.
Figure 7 Disposition des composants sur le circuit à languettes
Figure 8 Plan de découpe des languettes
NB: Pour la découpe des languettes de cuivre, vous pouvez utiliser une petite foreuse et une mèche de 3,5 à 4mm. Vous appuyez TRES légèrement à hauteur d’un trou concerné et le cuivre sera enlevé proprement.
Figure 9 Exemple d’un transformateur d’isolement (modifié)
Dernières recommandations
Afin de vous sensibiliser aux risques du courant électrique sur l’organisme, voici quelques informations à ce sujet:
a) Effets du courant alternatif :
- Le seuil de perception est d’environ 0,5mA
- Le seuil de non-lâcher par contraction des muscles et blocage des mouvements est d’environ
10mA
- Le seuil de paralysie respiratoire est d’environ 30mA pendant 30s
- Le seuil de fibrilation est d’environ 75mA pendant une seconde
- Le seuil d’arrêt du coeur est d’environ 1A pendant 25ms
b) Effets du courant continu :
- Le seuil de perception est d’environ 2mA
- Le seuil de non-lâcher par contraction des muscles et blocage des mouvements est
indéterminé
- Le seuil de fibrilation cardiaque est d’environ 130mA
Avant de travailler sur ces alimentations, prenez toutes les précautions nécessaires, demandez conseil et éventuellement de l’aide à un personnel averti,
La réalisation de ce module est sous votre entière responsabilité.
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