HowTo : Électronique - dimensionner correctement les alimentations et comprendre leur fiche technique

Vous avez besoin d'alimentations électriques dans presque tous les projets, car l'énergie de votre projet doit provenir de quelque part. 🙂

Il y a quelques éléments à considérer. D'une part, vous ne voulez pas vous mettre (ou mettre les autres) en danger et d'autre part, le projet construit doit également fonctionner avec succès.

Il est particulièrement important que l'alimentation électrique ait suffisamment de puissance pour alimenter le projet respectif. D'un autre côté, vous ne voulez pas avoir une alimentation électrique géante coûteuse qui traîne à la maison. Un compromis entre prix, performances électriques et application doit donc être trouvé ici.

Les critères à prendre en compte sont décrits dans l'article suivant.

De plus, les informations contenues dans les fiches techniques des alimentations sont également décrites. Souvent, vous n'avez pas besoin d'acheter une nouvelle alimentation, vous pouvez simplement continuer à utiliser l'alimentation de l'ancien téléphone, du jouet pour enfants, etc.

Mais bien sûr, vous devez comprendre quelle tension, quel courant ou quelle puissance l'alimentation potentielle peut fournir.

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Consignes de sécurité

Je sais que les notes suivantes sont toujours un peu ennuyeuses et semblent inutiles. Malheureusement, de nombreuses personnes qui savaient "mieux" ont perdu des yeux, des doigts ou d'autres choses à cause d'une négligence ou se sont blessées. La perte de données est presque négligeable en comparaison, mais même celles-ci peuvent être vraiment ennuyeuses. Par conséquent, veuillez prendre cinq minutes pour lire les consignes de sécurité. Parce que même le projet le plus cool ne vaut pas une blessure ou d'autres problèmes.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

Liens d'affiliation/publicitaires

Les liens vers des boutiques en ligne répertoriés ici sont des liens dits d'affiliation. Si vous cliquez sur un tel lien d'affiliation et effectuez un achat via ce lien, Nerdiy.de recevra une commission de la boutique en ligne ou du fournisseur concerné. Le prix ne change pas pour vous. Si vous effectuez vos achats via ces liens, vous aidez Nerdiy.de à pouvoir proposer d'autres projets utiles à l'avenir. 🙂 

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Conditions préalables

Matériel requis :
-Non-

Outil requis :
-Non-

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durabilité

Un mot-clé qui revient de plus en plus souvent ces dernières années est « durabilité ». En principe, il s'agit d'utiliser d'anciennes ressources existantes à de nouvelles fins. C'est exactement là que les connaissances de cet article devraient vous aider. Parce que si vous pouvez "décoder" les symboles et les données de vos alimentations existantes, vous pouvez continuer à les utiliser pour de nouveaux projets.

Vous devez donc acheter moins d'alimentations, ne pas jeter autant d'alimentations et économiser de l'argent et d'autres ressources. 🙂

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Paramètres de l'alimentation requise

Tension et plage de tension (ondulation)

Le premier critère important d'une alimentation est la tension. La tension (symbole : U) est forcément spécifiée par le circuit de votre projet. Vous avez donc souvent besoin d'une certaine tension ou d'une certaine plage de tension pour votre projet.

Par exemple, si vous avez un projet alimenté via une connexion USB, comme l'un des projets ici sur Nerdiy.de, vous avez besoin d'un bloc d'alimentation avec une "tension USB typique", c'est-à-dire 5V + -0,25V.

La plage de tension d'une alimentation USB normale est normalisée. Celui-ci doit toujours correspondre à 5V avec une tolérance de +-0,25V. La tension fournie par l'alimentation USB est comprise entre 4,75 V et 5,25 V.

Exemples:
– Votre circuit nécessite du 12V : Le bloc d'alimentation doit également fournir du 12V
– Votre circuit nécessite du 5V : L'alimentation doit également fournir du 5V. Dans ce cas, vous pouvez également utiliser une alimentation USB - au moins en termes de tension.

Électricité

Pour savoir combien de courant (symbole : I) votre bloc d'alimentation doit fournir, vous devez d'abord - au moins approximativement - déterminer la quantité de courant dont votre circuit a besoin. Il est important que vous n'acceptiez pas le "cas normal". Donc la consommation électrique moyenne. mais le cas maximal. Le cas maximum dans ce contexte est le cas où tous les consommateurs « consomment » le courant maximum.

Afin de déterminer la consommation de courant maximale de votre circuit, vous devez déterminer la consommation de courant maximale de tous les composants utilisés, puis les additionner.

La consommation électrique maximale d'un composant spécifique peut toujours être trouvée dans la fiche technique respective ou mesurée avec un appareil de mesure. (Cependant, il est souvent plus facile de prendre la valeur de la fiche technique.)

Consommation de courant maximale typique :
1x LED RVB : 0,06 A
1x LED normale/simple : 0,02 A
1x LED d'alimentation : 0,3-0,7 A
1x Wemos D1-Mini : 0,2 A

Exemples:
Lampe Whatsapp :
La lampe WhatsApp utilise une bande LED avec 23 LED RVB. De plus, un Wemos D1-Mini est installé pour contrôler les LED. Cela signifie que la consommation électrique maximale peut être calculée comme suit : 23×0,06A+0,2A=1,58. Vous devez donc utiliser une alimentation pouvant délivrer au moins 1,6A. Pour être sûr, cette valeur est grossièrement arrondie à 2A. De cette façon, vous êtes du bon côté.

Lampe Instagram :
La lampe Instagram utilise deux bandes LED avec un total de 35 LED. De plus, un Wemos D1-Mini est installé pour contrôler les LED. Cela signifie que la consommation électrique maximale peut être calculée comme suit : 35×0,06A+0,2A=2,3A. Vous devez donc utiliser une alimentation pouvant délivrer au moins 2,3A. Par mesure de sécurité, cette valeur est grossièrement arrondie à 2,5 A. Même une alimentation 3A ne serait pas excessivement surdimensionnée à ce stade. 🙂

Performance

La puissance (symbole : P) n'est finalement - dans le domaine DC - que le produit de la tension et du courant. Sur certaines alimentations, cependant, le courant de sortie n'est parfois pas spécifié, mais uniquement la puissance de sortie. Avec ces connaissances et la bonne formule, vous pouvez calculer la puissance ou le courant que votre alimentation doit fournir. Parce que ça s'applique :

Puissance = Tension * Courant
ou.
P = U * Je

Alimentation à découpage ou alimentation par transformateur

La question de savoir s'il s'agit d'une alimentation à découpage ou d'une alimentation à transformateur n'est en fait pas un vrai critère (technique) qu'il faut prendre en compte lors du choix de son alimentation. Si l'alimentation fournit la tension et la puissance requises, les alimentations à découpage et à transformateur sont électriquement identiques.

Le grand argument en faveur des alimentations à découpage, en revanche, est qu'elles sont souvent plus petites/plus compactes et également plus légères que les alimentations à transformateur comparables. C'est pourquoi le prix va de pair. Surtout dans la plage de puissance supérieure, les alimentations à découpage sont souvent beaucoup moins chères que les alimentations à transformateur. Mais si vous avez déjà une alimentation par transformateur qui traîne, vous pouvez bien sûr l'utiliser.

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comprendre les fiches techniques

Chaque bloc d'alimentation contient désormais une fiche technique qui est collée ou estampée dans le boîtier en plastique. Cette fiche technique contient toujours des informations sur la tension d'entrée, la tension de sortie, la puissance autorisées et souvent d'autres informations supplémentaires.

Malheureusement, ces fiches techniques ne sont souvent pas uniformes, c'est pourquoi il est parfois difficile d'interpréter ces fiches techniques et de comprendre les informations. Par conséquent, quelques alimentations et leurs fiches techniques avec des explications sont répertoriées ci-dessous. Cela devrait permettre de trouver une explication pour chaque symbole ou information. Si ce n'est pas le cas, écrivez-le simplement dans la section des commentaires. 🙂

Généralités sur les informations des fiches techniques :

L'information y est toujours un maximum d'information. Donc s'il y est indiqué qu'une alimentation peut délivrer 1A, alors elle peut bien sûr aussi délivrer 0,2A ou 0,5A. Mais pas 1.1A.
Il en va de même pour les spécifications de performances. Si la fiche technique indique qu'une alimentation peut fournir 50W de puissance, alors elle peut bien sûr - dans la plupart des cas - également fournir 10W, 20W ou 45W.

alimentation d'une imprimante

Dans ce qui suit, vous pouvez voir l'alimentation électrique d'une ancienne imprimante. Ces types d'alimentations ont l'avantage de pouvoir fournir des tensions et des courants différents. La conception est généralement très spécialisée pour l'imprimante respective.

1. « ENTRÉE : 100 V 50/60 HZ 82 VA » :
Indique (en combinaison avec la ligne INPUT sous-jacente) que le tension d'entrée (INPUT) dans la plage entre 100V et 240V doit mentir. Cette large plage de tension d'entrée valide est due au fait que le bloc d'alimentation peut être utilisé dans des réseaux électriques de 120 V (par exemple en Amérique du Nord, en Amérique du Sud, etc.) ainsi que de 230 V (par exemple en Europe, en Russie). Ce sont les tensions typiques des réseaux électriques du monde entier. D'une part, l'indication « 50/60 Hz » indique que la tension d'entrée doit être une tension alternative. De plus, cela indique que l'alimentation peut également être utilisée avec les différentes fréquences de réseau de 50Hz ou 60Hz clair. La dernière indication "82VA" indique quel puissance maximale consommée par le bloc d'alimentation. Normalement, la puissance est donnée en watts (symbole d'unité : W). Dans ce cas, cependant, "VA" est spécifié, ce qui indique qu'il s'agit dans ce cas d'une alimentation en courant alternatif.

2. "SORTIE : 32V 0,75A 24V 0,5A":
Cela indique qu'il plusieurs tensions de sortie donne. Le premier correspond à 32V et peut fournir 0,75A. Le second correspond à 24V et peut fournir 0,5A. Les deux tensions sont Tensions continues qui peut être reconnu par le symbole qui ressemble à un signe égal avec la ligne inférieure en pointillés (voir 3.).

3. Symbole de tension continue et de tension continue pulsée

4. Désignation de l'alimentation

5. Marquage CE

6. Symbole d'isolation renforcée ou double :
Ce symbole indique la classe de protection de l'alimentation et symbolise la classe de protection II Les appareils de la classe de protection II ont une isolation renforcée et double de toutes les parties potentiellement sous tension. Des informations supplémentaires peuvent également être trouvées dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

7. Divers autres symboles de diverses sociétés d'audit

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Alimentations à cadre ouvert/fermé

Les alimentations à châssis ouvert ou fermé sont souvent livrées sous la forme d'un châssis métallique ouvert (=open) ou fermé (=closed) (=frame). Ils sont parfaits pour être intégrés dans le boîtier d'un appareil (par exemple un moniteur). En raison de l'application hautement spécialisée que cela implique, ils offrent souvent également plusieurs fonctions (par exemple, tension de veille ou généralement plusieurs tensions).

1. "Entrée : 100-240V~50-60Hz 1A":
Spécifie que la tension d'entrée (INPUT) doit être comprise entre 100V et 240V. D'une part, l'indication « 50/60 Hz » indique que la tension d'entrée doit être une tension alternative. De plus, cela indique que l'alimentation peut également gérer les différentes fréquences du secteur de 50Hz ou 60Hz. La dernière spécification "1A" indique le courant maximum tiré du réseau d'alimentation.

2. "Les sorties:
+5Vdc 3.70A : Tension de sortie de +5V à un maximum de 3,7A
+12Vdc 0.60A : Tension de sortie de +12V à un maximum de 0,6A
-5Vdc 0.05A : Tension de sortie de -5V à un maximum de 0,05A
+5V courant continu 0,1A“ : tension de sortie pulsée de +5V à un maximum de 0,1A

3. "ATTENTION : Pour une protection continue contre les risques d'incendie, remplacez uniquement par le type et les valeurs exactes du fusible, 1,6 A, 250 V." :
Cette information indique qu'il y a un fusible de l'appareil à l'intérieur, qui doit être remplacé par un nouveau avec les informations spécifiées en cas de défaut.

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Bloc d'alimentation enfichable avec transformateur

Les alimentations enfichables sont largement définies par le fait que les alimentations sont intégrées dans le boîtier de la fiche. Il existe des alimentations enfichables avec transformateurs et des alimentations enfichables comme alimentations à découpage (voir ci-dessous). Les alimentations enfichables avec transformateurs sont généralement facilement reconnaissables à leur poids relativement élevé. En effet, ces alimentations contiennent un transformateur, généralement très lourd. De plus, la forme du boîtier est souvent presque cubique.

1.PRI 230V ~ 50Hz
Indique que la tension d'entrée (PRI=primaire (enroulement)) doit être de 230V. La spécification "50 Hz" indique que la tension d'entrée doit être une tension alternative avec une fréquence de 50 Hz. Cette alimentation étant une alimentation à transformateur - et non une alimentation à découpage comme les deux alimentations précédentes - sa plage de tension d'entrée est limitée à une valeur fixe. La tension de sortie dépend directement de la tension d'entrée.  

2. SEC : 10 V ~ 7 VA
Indique que la tension de sortie est de 10 V rms AC. La puissance de sortie maximale ici est de 7VA. La puissance de sortie est spécifiée comme puissance apparente. Elle ne doit donc pas être assimilée à la puissance active en watts. A titre d'estimation, on peut supposer une puissance active maximale "légèrement" inférieure à la puissance apparente. 

3. Symboles des différentes sociétés d'audit

4. Icône avec trois cercles et un rectangle :
C'est le symbole qui indique que l'alimentation électrique actuelle est un transformateur jouet. Vous pouvez trouver plus d'informations à ce sujet dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Spielzeugtransformator

5. Symbole avec deux carrés imbriqués :
Ce symbole indique la classe de protection de l'alimentation et symbolise la classe de protection II Les appareils de la classe de protection II ont une isolation renforcée et double de toutes les parties potentiellement sous tension. Des informations supplémentaires peuvent également être trouvées dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

1. SECTEUR : 230 V ~ 50 Hz 0,1 A
Indique que la tension d'entrée (NETZ = côté secteur) doit être de 230V. La spécification "50 Hz" indique que la tension d'entrée doit être une tension alternative avec une fréquence de 50 Hz. Cette alimentation étant une alimentation à transformateur - et non une alimentation à découpage comme les deux alimentations précédentes - sa plage de tension d'entrée est limitée à une valeur fixe. La tension de sortie dépend directement de la tension d'entrée. La spécification 0,1 A indique également que le courant tiré du réseau d'alimentation est de 0,1 A.

2. SORTIE : 5Vdc 800mA
Indique que la tension de sortie est de 5V et peut fournir un maximum de 800mA. De plus, la tension de sortie est cette fois une tension continue.

3. Différents symboles :
maison avec flèche: Pour une utilisation en intérieur uniquement.
Rectangle avec informations sur la température : A noter que cette alimentation est sécurisée en température jusqu'à 115°C maximum. A 115°C, un fusible est grillé dans le bloc d'alimentation pour protéger le bloc d'alimentation et tout consommateur en aval.
Symbole avec deux anneaux entrelacés et un "bouclier":
Ce symbole indique que l'alimentation en question répond aux critères d'un transformateur de sécurité Remplit. Vous pouvez trouver plus d'informations à ce sujet dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator
Icône avec deux carrés imbriqués :
Ce symbole indique la classe de protection de l'alimentation et symbolise la classe de protection II Les appareils de la classe de protection II ont une isolation renforcée et double de toutes les parties potentiellement sous tension. Des informations supplémentaires peuvent également être trouvées dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung
Les symboles restants :
Notes de test des centres de test en Norvège, en Finlande, en Suède et au Danemark.

4. Symbole avec un moins et un plus dans chacun un cercle :
Ce symbole pointe vers le brochage de la fiche du connecteur. Celui-ci a un pôle interne et un pôle externe. L'intérieur (qui est relié par une ligne au cercle contenant un signe plus) est relié au pôle positif dans ce cas. Le pôle extérieur est donc le pôle négatif ou masse.

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Bloc d'alimentation enfichable comme bloc d'alimentation à découpage

Les alimentations enfichables en tant qu'alimentations à découpage sont souvent beaucoup plus légères et plus compactes que les alimentations enfichables avec transformateurs. La technologie d'alimentation complète est également intégrée dans le boîtier du connecteur pour ceux-ci.
Les avantages par rapport aux alimentations débrochables avec transformateurs sont aussi qu'elles sont moins chères, souvent plus compactes et plus légères avec les mêmes performances et sont aussi souvent adaptées à différents réseaux d'alimentation (ce qui signifie que l'on peut souvent continuer à utiliser ce type d'alimentation lors de voyages dans d'autres pays).

1. ENTRÉE : 100-240V ~ 50/60Hz 9W
Spécifie que la tension d'entrée (INPUT) doit être comprise entre 100V et 240V. D'une part, l'indication « 50/60 Hz » indique que la tension d'entrée doit être une tension alternative. De plus, cela indique que l'alimentation peut également gérer les différentes fréquences du secteur de 50Hz ou 60Hz. La dernière spécification "9W" indique la puissance maximale tirée du réseau d'alimentation.

2. SORTIE : 15 V 5,4 W
Indique que la tension de sortie est de 15 V et que l'alimentation peut fournir une puissance maximale de 5,4 W.

3. "IPX4":
Cette information indique la protection contre les contacts accidentels et l'étanchéité à la poussière et à l'eau de l'appareil. Ces informations sont résumées sous forme d'informations sur Degré de protection appelé. Les lettres "IP" signifient toujours Protection Internationale. Seuls les chiffres suivants fournissent des informations sur la force (ou la faiblesse) de la protection de l'appareil. Le premier chiffre correspond à la protection contre les corps étrangers et le second à la protection contre les contacts. Vous pouvez trouver plus d'informations à ce sujet dans l'article Wikipédia correspondant : https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzart

4. Symbole avec deux anneaux entrelacés et un "bouclier"
Ce symbole indique que l'alimentation en question répond aux critères d'un transformateur de sécurité Remplit. Vous pouvez trouver plus d'informations à ce sujet dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator

5. "Icône de transistor"
Ce symbole indique que cette alimentation est une alimentation à découpage.

6. Symbole avec une poubelle barrée
Ce symbole indique que cette alimentation ne doit pas être jetée avec les ordures ménagères.

1. CA/CC
Indique que l'alimentation attend une tension alternative (AC) côté entrée et la convertit en tension continue (DC) côté sortie.

2. ENTRÉE : 100-240 V CA
Spécifie que la tension d'entrée (INPUT) doit être comprise entre 100V et 240V. Malheureusement, aucune plage de fréquence d'entrée ou consommation d'énergie autorisée n'est spécifiée.

3. SORTIE : 5V 1A
Indique que l'alimentation délivre une tension de sortie de 5V et délivre un courant maximum de 1A.

4. Symbole avec deux carrés imbriqués :
Ce symbole indique la classe de protection de l'alimentation et symbolise la classe de protection II Les appareils de la classe de protection II ont une isolation renforcée et double de toutes les parties potentiellement sous tension. Des informations supplémentaires peuvent également être trouvées dans l'article Wikipédia très détaillé : https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

5. Icône avec une maison et une flèche pointant vers l'intérieur de la maison
Pour une utilisation en intérieur uniquement.

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Informations Complémentaires

https://www.code-knacker.de/elektro.htm

https://www.iso.org/obp/ui#iec:grs:60417:6190

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Amusez-vous avec le projet

J'espère que tout a fonctionné comme décrit. Si ce n'est pas le cas ou si vous avez des questions ou des suggestions, faites-le moi savoir dans les commentaires. Je les ajouterai à l'article si nécessaire.
Les idées de nouveaux projets sont toujours les bienvenues. 🙂

PS Beaucoup de ces projets - en particulier les projets matériels - coûtent beaucoup de temps et d'argent. Bien sûr, je le fais parce que j'aime ça, mais si vous pensez que c'est cool que je partage l'information avec vous, je serais heureux d'un petit don au fonds du café. 🙂