Publié le 28 novembre 2015 - par

Alimentation domotique pour rail DIN

alim_snoc_250pxEn septembre, je vous avais présenté la carte SIGFOX pour le Raspberry Pi proposée par SNOC (Société Nationale des Objets Connectés).
Cette carte est livrée avec un boîtier prévu pour recevoir un Raspberry Pi (toutes les découpes sont faites et la fixation du RasPi prévue).
Destiné à se fixer sur un rail DIN, ce boîtier équipé de son RasPi nécessitait néanmoins une alimentation pour le Raspberry Pi…

C’est cette alimentation que vous pourrez trouver sur Yadom.

Yannick de la SNOC m’a informé de l’existence de cette alimentation qui résout le casse tête de l’alimentation en coffret électrique de manière élégante. Il a proposé de m’en faire parvenir une, ce que j’ai bien entendu accepté avec plaisir ! C’est donc un

============ Article sponsorisé ============

Alimenter un Raspberry Pi dans une installation domotique

Je vous rappelle que :

panneau_danger_80px* Ne réalisez le montage de l’alimentation dans un coffret électrique que si vous avez les compétences requises. A défaut faites appel à un professionnel qui réalisera l’installation dans les règles de l’art.
* Vous devez TOUJOURS couper le secteur avant d’intervenir: TOUT CONTACT AVEC LE SECTEUR PEUT ÊTRE MORTEL !
* SI l’installation n’est pas correctement réalisée, il y a risque d’électrocution et/ou d’incendie.

Prise de courant externe ou interne à l’armoire

Prise-modulaire-SchneiderIl existe bien entendu plusieurs possibilités pour brancher l’alimentation du Raspberry Pi.

On peut utiliser une prise de courant extérieure à l’armoire électrique dans laquelle on a placé le boîtier Raspberry Pi/Sigfox. Dans ce cas il faut ramener le 5V dans l’armoire. Ce n’est souvent ni simple, ni esthétique 😉

Une autre possibilité est de clipser sur un des rails DIN de l’armoire une prise électrique qui sera alimentée par un des disjoncteurs présents dans l’armoire électrique.

Bloc d’alimentation sur rail DIN pour Raspberry Pi domotique

La troisième solution, la plus adéquate, est celle de l’alimentation à clipser sur un rail DIN.

alim_vue_generale2

A quoi ça ressemble ?

Je vous propose, avant les tests de regarder à quoi ressemble cette alimentation.Sur la photo ci-dessus vous avez son aspect extérieur tout à fait compatible avec les installations électriques en armoire, y compris pour la mise en place des caches et capots. Elle est livrée avec un câble de 20cm prêt à l’emploi : d’un côté deux fils rouge (+) et noir (-) à connecter sur le bornier de sortie et de l’autre côté une prise micro-USB qu’il suffira de brancher sur votre Raspberry Pi. Il suffira d’amener le 230v sur l’entrée secteur et l’alimentation fonctionne. Pas d’interrupteur, en domotique le fonctionnement est 24h/24 7j/7…

peignesPar contre (je ne suis pas spécialiste des installations électriques et vous pouvez me contredire 😀 ) je pense que cette alimentation n’est pas compatible avec les peignes utilisés dans les coffrets électriques. En particulier l’entrée de la tension secteur se fait par le bas, alors que les peignes sont sur le haut des appareils. Le raccordement au secteur se fera donc par des fils. Vous me direz qu’on peut mettre l’alimentation dans l’autre sens mais… l’étiquette est à l’envers dans ce cas là.

Ceci étant dit, voyons à quoi ressemble l’alimentation.

L’extérieur

alim_caracteristiquesOn voit ici le côté du bloc d’alimentation, avec à la partie inférieure le système de fixation sur le rail DIN. Comme toujours sur ce genre de système, la languette située à gauche joue le rôle de verrou et se rétracte lorsqu’on clipse le boîtier sur le rail DIN. Pour la première mise en place, j’ai dû aider un peu la languette pour faciliter la fixation. Une fois verrouillée en place, l’alimentation est solidement fixée au rail et ne bouge absolument plus.

Sur l’étiquette figurent les références de l’alimentation DR-15-5, fabriquée par MEAN WELL, un fabricant spécialisé dans la conception d’alimentations à découpage. La notice de cette alimentation est disponible en ligne et vous donnera tous les détails nécessaires à sa mise en œuvre. Il vous suffira de cliquer sur le lien ci-dessous pour la télécharger au format PDF.

alim_doc_pdf

Cliquez sur l’image pour télécharger la notice.

 

alim_facadeSur le dessus de l’alimentation (la partie qui apparait à travers le capot de l’armoire électrique), on trouve une étiquette qui indique la tension d’entrée de cette alimentation. La tension acceptée va de 100 à 240v. Elle est donc utilisable dans tous les pays puisque la tension des réseaux électriques domestiques varie de 100 à 240v (Japon = 100v, Etats-Unis/Canada = 120v, Europe = 230v…).

Une LED verte indique le bon fonctionnement de l’alimentation après connexion au secteur. Vous amènerez le 230v secteur en bas de l’alimentation (sur la photo ci-contre). Les entrées sont repérées L (phase) et N (neutre).

Un potentiomètre est accessible à travers un trou du boîtier pour régler précisément la tension de sortie.

Ce réglage est prévu pour régler la tension de sortie entre 4,75v et 5,5v, largement de quoi alimenter correctement un Raspberry Pi.

L’alimentation a un rendement proche de 80%, la variation de tension de sortie en fonction de la température est insignifiante (±0,03% de 0 à 50°C).

Ce module peut fonctionner de -20°C à +60°C et supporte jusqu’à 90% d’humidité relative (sans condensation). Il est conçu pour une utilisation continue entre 60% et 100% de sa capacité maximum.

L’alimentation est protégée contre les surcharges en sortie (Over load protection – OLP) jusqu’à 160%) : le courant est limité pendant toute la surcharge et redevient normal lorsque la surcharge disparait. Ceci protège l’alimentation de la destruction en cas de court-circuit sur la sortie par exemple.

Il existe également une protection contre les surtensions en sortie (Over voltage protection – OVP). Cette fois c’est le circuit connecté qui est protégé (notre framboise !). Si la tension dépasse un seuil compris entre 5,75v et 6,75v, une diode Zener de protection entre en service et limite la tension de sortie.

Les ouvertures de ventilation sont prévues pour un fonctionnement vertical de l’alimentation (clipsée sur un rail DIN dans un coffret électrique). Évitez de la faire fonctionner pendant une longue durée à l’horizontal (posée sur une table).

Et à l’intérieur ?

Vous me connaissez… ou pas ;). Mais bon, depuis tout petit j’aime démonter, regarder comprendre… Parfois au grand dam de mes parents qui voyaient certains appareils réduits à l’état de ferraille… Je pense à un réveil… Mais ça c’est une autre histoire.

Donc donnez moi une alimentation qui pour une fois n’est pas contenue dans un boîtier thermosoudé ou collé (celle-ci a un coffret clipsé 😉 ) et je m’empresse de la « désosser ».

alim_demonteealim_demontee2Il fallait que toute l’alimentation tienne dans un boîtier standard au format DIN. Pour avoir vu des alimentations 230v => 5v /2A minimalistes, je ne m’attendais pas à une telle qualité pour un produit asiatique.

alim_demontee3Les borniers sont de bonne qualité et les transformateurs utilisés sont « volumineux ».

alim_vue_dessus2Le transistor de puissance est muni d’un radiateur contre lequel il est maintenu par un clip.

alim_potar_LED3Sur cette photo vous voyez les éléments accessibles de l’extérieur, le potentiomètre de réglage de la tension de sortie (bleu et jaune) et la LED verte pas seulement soudée sur le circuit mais fixée sur un support.

alim_potar_LED

Potentiomètre de réglage et diode LED

alim_vue_generale

Vue générale de l’alimentation, boîtier ouvert.

alim_sortie2

bornier de sortie 5V.

alim_sortie

Bobinage sur perle ferrite.

alim_vue_dessous2Sous la carte vous pouvez voir un certain nombre de découpes destinées à séparer la partie « secteur » de la partie 5V pour éviter les risques électriques entre ces 2 parties complètement isolées l’une de l’autre.

alim_vue_dessous_securiteAu niveau de la partie 230v elle-même, des trous évitent les arcs entre des points soumis à des potentiels élevés. Un éclateur (les 3 dents face à face) évite qu’une surtension devienne trop importante : une étincelle se produit entre les dents de l’éclateur et limite la pointe de tension. Ça peut servir en cas de coup de foudre proche. Contre un coup de foudre direct il n’y a pas grand chose à faire 🙁

On voit également que le module d’alimentation est constitué de 2 cartes montées à angle droit.

alim_vue_dessous_bSous la carte, un certain nombre de composants montés en surface montrent que l’alimentation intègre les techniques actuelles… (j’ai démonté certains matériels asiatiques qui semblaient sortir des années 80, voire 70. Mais bon, je vais pas cafter).

L’alimentation dans le coffret électrique

alim_armoire1Après, pour tester l’alimentation, le mieux c’était… de la mettre en œuvre sur un Raspberry PI, non ?

J’ai donc utilisé le coffret livré avec la carte SIGFOX que je vous avais présenté il y a quelque mois. Clipsé sur un rail DIN, il a été rejoint par l’alimentation et le câble micro-USB connecté à la prise d’alimentation du RasPi. J’ai monté l’alimentation à droite du boîtier SIGFOX pour garder l’accès aux connecteurs du Raspberry Pi, situés sur la partie gauche. Le câble de liaison 5v a été conservé à sa longueur d’origine, d’où la boucle que vous voyez sur les photos…

alim_armoire2alim_armoire3

Les tests et réglages

Avant de connecter l’alimentation, j’ai vérifié la tension de sortie de l’alimentation telle qu’elle est livrée.

alim_test_4Avec 5,07v à vide on est bien aux 5v annoncés. Mais bon, je vérifie toujours ce genre de chose avant de confier un Raspberry Pi (ou autre) à une alimentation.

alim_test_3Toujours à vide, j’ai réglé la tension de sortie à 5,16v. En même temps j’ai vérifié que la tension de sortie était bien ajustable (à peu de choses près) dans la plage annoncée.

alim_test_2J’ai connecté l’alimentation – sur table – à un Raspberry Pi monté en PABX et doté d’un ventilateur pour un fonctionnement permanent sans échauffement du SoC. La tension a « chuté » de 1/100ème de volt. Rien à redire.

alim_test_1Cette fois, en plus du Raspberry Pi, de sa carte SD et du ventilateur sont connectés un clavier, une souris et le port Ethernet. Rien de changé, la tension se maintient à 5,15v.

J’ai terminé le test en utilisant 3 résistances 1Ω/10w en série. Avec une consommation de 1,66A, l’alimentation ne bouge pas.

L’alimentation a ensuite été placée dans le coffret électrique (voir ci-dessus) pour alimenter un Raspberry Pi. Après plusieurs jours de cohabitation rien à signaler : l’alimentation fait son travail… d’alimentation. La température est restée tout à fait convenable. Je n’ai pas de système de mesure de température sans contact du coup je vais voir pour m’en procurer un 😉 . Disons que le boîtier de l’alimentation est resté à peine tiède (oui je sais c’est pas très précis) au toucher. On sent que ça a chauffé un peu mais on peut laisser le doigt sur le boîtier de l’alimentation sans le retirer tout rouge et boursouflé.

Un peu de technique

synoptiqueLa lecture du synoptique de l’alimentation est rassurant. Le 230v est d’abord filtré, autant pour empêcher les parasites externes que pour empêcher ceux que génère l’alimentation de polluer votre réseau électrique.

Après redressement et filtrage du 230v, un circuit de découpage alimente un transformateur  chargé d’abaisser la tension, mais aussi d’isoler galvaniquement la partie secteur de la partie 5v. La régulation est assurée par un feedback mettant en œuvre un circuit de détection couplé à la partie secteur par un optocoupleur (toujours pour l’isolation galvanique).

Caractéristiques

Ce kit est prévu pour une utilisation avec une carte Raspberry Pi sur un chassis DIN. Mais il conviendra pour toute autre application nécessitant une alimentation de 5v avec un courant jusqu’à 2,4A.

Il est composé:

  • D’une alimentation 5V 2.4A
  • D’un câble micro-USB de 20cm équipé d’une prise coudé

Caractéristiques de l’alimentation:

  • Entrée 240 VAC
  • Sortie 5VDC ajustable.
  • Protection contre les surtensions, les court-circuits et surcharges électriques
  • Isolation classe II
  • Température de fonctionnement : -20 à +60°C
  • Se monte sur rail DIN (TS35/7.5 et TS35/15)

Combien ça coûte ?

Vous pourrez vous procurer cette alimentation pour vos usages domotique chez Yadom. Le kit est vendu 22,20€, à mon avis un bon rapport qualité-prix.

Conclusion

Une alimentation « tip top » pour les projets domotiques hébergés dans un coffret électrique. Même dans un sous sol elle sera à sa place et supportera les conditions de température et d’humidité.

La qualité de la fabrication et la technologie utilisée (isolation complète entre l’entrée et la sortie) devraient assurer un fonctionnement paisible et de longue durée… Le MTBF annoncé est de 133 ans environ… (attention c’est une moyenne ne me faites pas dire ce que je n’ai pas dit).

Bien entendu, et comme d’habitude, si vous utilisez cette alimentation ou si vous voulez faire part de vos remarques, les commentaires ci-dessous vous tendent les bras 😉

Sources

 

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

17 réflexions au sujet de « Alimentation domotique pour rail DIN »

  1. S.POURRE

    Bonjour François,

    Le produit semble bien conçu et l’article est, comme d’habitude, très complet et informatif.
    Pour répondre à la remarque sur l’utilisation des peignes, je dirais que, même en domotique, il faut pouvoir couper le circuit et protéger l’installation par un disjoncteur
    Un interrupteur aux normes, aurait certainement été trop volumineux pour le boîtier.
    AMHA le montage idoine est donc de mettre un disjoncteur sur le rail, alimenté par le haut, par un peigne et de relier l’alimentation et le disjoncteur, par le bas, avec les 2 fils de la phase et du neutre (l’alim est de classe II et ne requiert donc pas de terre). Compte tenu de l’appel de courant au démarrage, il faudra être attentif sur le choix du disjoncteur (calibre et courbe).
    Cordialement
    Sylvain

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      bonjour Sylvain
      merci pour ce complément d’infos
      comme dit dans l’article je ne suis pas électricien et dans ce genre d’installation, les choses doivent être faites dans les règles de l’art 😉
      Pour le courant au démarrage, il est effectivement élevé 65A en 220v et il faudra bien calibrer l’installation !
      cordialement
      François

      Répondre
      1. S.POURRE

        re bonsoir 😉

        Un peu de lecture pour comprendre les différentes courbes de réponse des disjoncteur:
        http://www.installation-renovation-electrique.com/disjoncteur-courbe-courbe-d-quelle-difference/

        Sur ce site, on trouve une information importante quant à la surcharge encaissée par les 2 types:
        http://www.bis-electric.com/appareillage-electrique-modulaire/disjoncteur-modulaire/disjoncteur-courbe-.html?gclid=Cj0KEQiAvuWyBRDO_Yzhpv_4nvEBEiQANBdXMugcsZTAU7Z_4FnVOip32iF68W9ousBI2zUrR0FP0FQaAruA8P8HAQ

        Pour faire court:
        un disjoncteur courbe C , classique et trouvable en grande surface, encaisse de 5 à 10 fois son courant nominal.
        un courbe D encaisse de 10 à 14 fois son courant nominal.

        Si on reste sur un disjoncteur courbe C, facile à trouver et moins cher, il faut qu’il puisse encaisser les 64A du démarrage. Cette pointe de courant doit correspondre au chargement des condensateurs de l’alim à ,découpage et doit donc être très court (je n’ai pas vu dans la notice).
        Un 10A devrait tenir le choc avec toutefois un risque de déclenchement intempestif à la mise en route.

        Je ne suis pas électricien non plus et l’avis d’un « pro » serait apprécié.

        Sylvain

        Répondre
  2. dellapina

    Bonsoir,

    je trouve cet appel de courant très élevé.. Je viens de regarder le site du constructeur mais il ne semble pas y avoir d’erreur.

    Maintenant pour ce qui est du choix du type de protection je vous déconseille de surdimensionner le calibre de déclenchement.
    Un sur dimensionnement de la protection ne vous protégera pas contre les éventuels surcharges ( mauvais serrage, défaut de l’appareil..) vous vous risquez donc au minimum à la destruction de votre alimentation et dans le pire des cas un départ de feu..

    J’aurai préféré que le constructeur préconise la protection à utiliser car sans plus d’information je ne sais pas si un disjoncteur en courbe C fera l’affaire..

    Pour conclure, privilégiez un disjoncteur courbe D avec comme calibre l’intensité nominal d’entrée de l’alimentation.
    Pour l’alimentation présentée: intensité d’entrée 0.88A donc disjoncteur 1 voir 2 Ampère courbe D.

    Cordialement.

    Répondre
    1. msg

      Je trouve aussi ce courant élevé juste pour charger des condensateurs qui ne semblent pas bien gros .
      De toute façon , ce courant d’appel ne dure que quelques millisecondes sur une ou deux demi alternance (10ms ou 20ms tout au plus en 50Hz) , d’où ce courant important .

      Le choix du disjoncteur doit être fait en fonction du courant maximal consommé par l’installation à protéger , ici 0,48mA sous 230V donc un 2A devrait faire l’affaire , et avoir un pouvoir de coupure supérieur aux 64A de courant d’appel , de mémoire , le pouvoir de coupure sur les disjoncteurs de marque tourne aux environs de 4500A .

      Après , on peut envisager de mettre une protection supplémentaire par fusible en sortie de transfo plus adapté à protéger l’appareil ou le circuit final .

      Répondre
        1. msg

          Le seul défaut possible , c’est le court circuit permanent .
          Ce transformateur semble protégé contre les surtension et surcharge , donc peu de risque qu’il fasse sauter les circuits électriques amont .

          Mais bon , il est recommandé de mettre un disjoncteur par mesure de sécurité car même protégé , rien n’est infaillible .
          Et en sortie , on peut envisager aussi un fusible adapté à la consommation maxi du montage .

          Il vaut mieux trop de protections que pas assez , l’important c’est quelles soient progressives , comme ça on peu identifier plus facilement l’origine du problème . 😉

          Répondre
        2. s.pourre

          Certes, mais sur quoi est-elle branchée ?
          Il me semble voire, sur la droite de la photo du tableau électrique, un disjoncteur marqué D2-2 qui pourrait donc être un 2 Ampères, 2 pôles, courbe D. Si ce n’est pas indiscret, qu’alimente-il ?
          Cordialement

          Sylvain

          Répondre
          1. msg

            D2-2 c’est juste un repérage .
            Le calibre du disjoncteur se trouve juste au dessus .
            Je vois pas bien avec le zoom , on dirait un 20A ou 32A .
            C’est un disjoncteur différentiel 30mA , on le reconnait par son bouton test situé en haut sur le module de droite .

            L’intérêt de ce disjoncteur c’est surtout de protéger avant tout les personnes en détectant les fuites de courant par mise à la terre sur des appareil comme le lave linge , vaisselle et les appareil branchés sur les prises électriques de salle d’eau .
            Vu son calibre de 20/32A , Il n’est pas destiné à protéger le circuit du RPi qui lui ne consommera au maxi que 880mA sur l’entrée secteur alim
            Il faut ajouter un disjoncteur de valeur plus petite , 2A serait bien ou a défaut un 10A , si on envisage de mettre sur le même circuit un second transformateur plus gros pour alimenter des relais de commande en 12V ou 24V .
            De toutes façon , ce transformateur est isolé de la terre (double carré concentrique sur l’étiquette) donc il n’est pas nécessaire de le brancher sur le circuit différentiel 30mA .
            !!!!
            Le tableau électrique étant une zone très dangereuse , éviter de mettre les mains si le disjoncteur général n’est pas coupé .
            !!!!

          2. François MOCQ Auteur de l’article

            Bonjour sylvain
            on est dans une salle serveur
            l’alimentation est connectée sur un départ vers une prise de courant inutilisée
            cordialement
            François

  3. Ping : Les DomoNews de la semaine du 22/11 au 28/11

  4. msg

    @François
    Prend tes précautions pour alerter les Raspinautes que le tableau électrique c’est pas une zone de jeu .
    Tu risque d’avoir des surprises si jamais un accident survient chez des bricoleurs procéduriers .

    Répondre
  5. DéDé²

    Bonjour,

    Juste une petite remarque.
    Je crois savoir que la norme impose une alimentation des équipements de tableau par le haut. Ici l’alimentation se fait par le bas.

    Il faudra donc être prudent .

    Cordialement

    Répondre
  6. Laurent

    Bonjour,

    je suis très intéressé pour mettre en place ce système, j’ai déjà acquis le boitier, mais je me demande ce qu’il en est au niveau réglementation française, assurances et autres…
    le tableau électrique ayant été monté et posé par un pro, si je commence à bricoler dedans et à y intégrer des modules maison, que se passe-t-il si un jour j’ai un soucis majeur dont la source est identifiée comme venant du tableau ? ça m’étonnerait beaucoup que l’électricien assume, et pire encore que l’assurance marche ?
    Ces produits sont-ils agrées dans le secteur d’activité au sens norme française et/ou europe ?

    merci

    Répondre
  7. jpb

    la je comprend pas ce qu’il m’arrive!
    j’ai acheté cette alimentation en version 6,5A ref: DR-60-5 pour alimenté 2 RPI3 +un ecran officiel ce qui me laisse un peu de marge pour d’autre périphérique par la suite.
    cela démarre mais mon RPI équipé de l’écran affiche un éclair jaune en haut a gauche de l’écran, cela signifie normalement une sous tentions le rétro éclairage de l’écran n’est pas stable ça scintille légèrement et la dalle tactile fait n’importe quoi, la sourie bouge tout seul et zoom+/-.
    – je contrôle au multimètre 5,1v
    – j’augmente la tension légèrement avec le potar adust. ->5.3v maintenant la dalle tactile est stable et fonctionne correctement mais j’ai toujours l’éclair jaune et les scintillement de l’écran.
    – je branche sur une alimentation officiel ou sur une alim de smartphone tous fonctionne correctement.

    la il faut passer au niveau supérieur je sort l’oscilloscope…
    je contrôle l’alimentation et le chargeur de smartphone pour comparer dans les 2 cas j’ai le même résultat 5V Stable et correctement lissé même pas une trace d’ondulation ou de hachage.
    bon désespéré, je test l’oscilo sur une autre source ondulé et créneau, on sait jamais. il fonctionne ouf!

    je sèche je comprend pas ce qui se passe…???

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      là vous êtes bien équipé ! je vous donne un premier retour, vous avez peut être fait les manips ci-dessous mais comme je ne le sais pas je préfère vous les redonner :
      – sur le 5v pour voir la qualité du signal au scope passez en alternatif et augmentez la sensibilité pour mieux voir car le 5v peut paraitre lisse alors que des parasites se superposent au continu…
      – faite bien les mesures tension et qualité du 5v sur le Raspberry Pi lui même et pas sur l’alim
      – Vous utilisez du fil de diamètre suffisant entre alim et raspberry Pi ?
      – si vous reliez plusieurs Raspi consommateurs essayez de découpler au niveau de chaque alim de Raspi avec un électrochimique ou tantale et un céramique/plastique du genre 10µF et 10n par exemple, mettez une ferrite au plus près de l’alim des raspberry pi car ils ont une alim à découpage aussi 🙂
      – Alimentez chaque RasPi depuis l’alim avec un fil + et un fil – ne faites pas d’alim qui passe d’un raspi à l’autre… pas de fil de masse commun etc
      tenez moi au courant (c’est le cas de le dire)
      cordialement
      François

      Répondre

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