[Conseil] Montage avec gros ampèrage

[TommyDDR]

Bonjour,

Je me suis lancé dans la fabrication d'une table à LED (16*16 = 256 LEDS) chacune consome 20mA, ce qui fait une consomation totale de 5.12A (+ la consomation de l'arduino, des ShiftRegister TLC5940) on arrive aux alentours de 6A.
Photo du prototypage actuel : Imgur: The magic of the Internet

J'ai donc commandé une alimentation externe et ma question est de savoir comment la raccorder pour éviter de griller mon arduino.

J'ai trouvé ce montage sur le net mais je ne sais pas s'il est valable pour 6A de charge.

L'alimentation que j'ai commandé me fourni 5V 10A, j'ai ensuite été lire la doc de l'arduino et j'ai vu que Vin attendait entre 6 et 12V. Dois-je recommander une alimentation ou puis-je brancher celle-ci sur le Vin quand même ?

En vous remerciant par avance.

[68tjs]

Il est possible d'utiliser deux alimentations : une pour la carte arduino et l'autre pour les composants qui consomment beaucoup de courant.

C'est non seulement possible mais c'est même RECOMMANDÉ.

Le seul point qu'il faut bien comprendre c'est que les alim doivent avoir un point commun sinon aucun signal de commande ne pourra circuler.
Ce point commun c'est la MASSE (in english ground).
Dans l'univers des cartes arduino la masse est toujours au potentiel négatif généralement indiqué : 0V (ou gnd)

En conclusion l'alim 5V 10A convient.
Question : dans ton prototype comment alimentais tu la carte ?
Dans la réalisation finale comment voudrais-tu alimenter la carte ?

Réalisation : avec 6A on ne joue plus avec les plaques à trous :

• on soude,
• on identifie les fils qui transportent 20 mA de ceux qui transportent beaucoup plus,
• on utilise un diamètre de fil adapté au courant qui traverse le fil.

[J-M-L]

le pb pour alimenter votre arduino ce n'est pas les 10A ce sont les 5V. c'est un peu limite basse.

En fait le voltage recommandé en entrée est entre 7 et 12V, les limites max sont 6V et 20V (pour les vrais arduinos, pas forcément sur les clones). Si vous fournissez 5V sur V_in ça peut marcher à condition que l'alimentation soit vraiment super stable... si ça passe sous 5V vous aurez des soucis.

Vous pourriez envisager de fournir les 5V en vous branchant directement sur la pin 5V, ça contourne le régulateur donc danger en sens inverse si votre alimentation venait à fournir plus... pas recommandé

le mieux c'est soit une alim séparée pour l'arduino, soit de mettre un boost DC genre

et de le régler sur 9V par exemple pour avoir un peu de marge

et 100% d'accord avec le point ci dessus, 10A dans une breadboard c'est pas une bonne idée... au dessus de 500mA (ou 1A vraiment quand je n'ai pas le temps) je passe par des fils directement avec soudure.

[TommyDDR]

Merci à vous pour vos réponses rapide !

@68tjs : Mon arduino devra être alimenté par la même source d'alimentation que les LED

Pour le prototye, je ne comptais pas tester les 6A sur la breadboard non (qu'on que j'aurai pu me réchauffer avec ça )

Voici l'alimentation commandée (je ne connais pas son niveau de fiabilité) : Alimentation 5V 10A (50W) (choisir 5V 10A)
Voici celle que je peux prendre si besoin : Alimentation 12V 10A (120W)

Est-ce possible d'avoir une seule alimentation qui fournira du courant pour l'arduino ET les LEDs ?

Savez vous quelles sections de fils utiliser pour quelle intensité ?

J'ai du cuivre en 2.5mm², je suppose (j'espère) que ça suffit pour du 6A.

[J-M-L]

Est-ce possible d'avoir une seule alimentation qui fournira du courant pour l'arduino ET les LEDs ?

Oui - faut juste pas griller votre arduino. cf mon point au dessus. si vous emmènez 5V il faudra un boost pour aller vers 7/8 Volts pour être tranquille.

Les LEDs elles sont des consommateurs de courant et vont tirer le max possible (bien sûr il faut respecter leur tension de fonctionnement) donc il faudra prévoir des résistances de limitation de courant.

J'ai du cuivre en 2.5mm², je suppose (j'espère) que ça suffit pour du 6A.

Attention c'est du courant continu que vous transportez donc pas comme si vous aviez du 220V en alternatif

Pour du 2.5 mm² vous pouvez transporter 7,5 A sur 2,5m, 3,8 A sur 5m, 2,5 A sur 7,5m et 1,9 A sur 10m en 12V. (attention la distance c'est la longueur totale du fil, donc aller retour).

La formule générale à utiliser pour des conducteurs en cuivre est : S = 0,017 x L x I / PT
S = section du conducteur en cuivre exprimée en mm²
L = longueur totale du conducteur exprimée en mètres (entre le fusible ou le disjoncteur et l'appareil, aller retour)
I = l’intensité exprimée en Ampères
PT = perte de tension acceptée au niveau des câbles exprimée en Volts (dû à la résistance du câble). la norme dit 5% max de perte

si vous avez 10m aller retour à 6A sous 5V pour 5% de perte

S = 0,017 x 10 x 6 / (5 * 0,05) = ~4,1 mm²

(la section c'est PI x R² -> D = 2xR => Diamètre du brin = 3,5 mm).

==> quand on veut mettre des câbles plus fins, on met le transfo en courant continu le plus proche possible de l'installation pour diminuer L, et on essaye d'augmenter V pendant le transport puis on convertit au bout.

[aligote]

TommyDDR:
Bonjour,

Je me suis lancé dans la fabrication d'une table à LED (16*16 = 256 LEDS) chacune consome 20mA, ce qui fait une consomation totale de 5.12A (+ la consomation de l'arduino, des ShiftRegister TLC5940) on arrive aux alentours de 6A.
Photo du prototypage actuel : Imgur: The magic of the Internet

J'ai donc commandé une alimentation externe et ma question est de savoir comment la raccorder pour éviter de griller mon arduino.

J'ai trouvé ce montage sur le net mais je ne sais pas s'il est valable pour 6A de charge.

L'alimentation que j'ai commandé me fourni 5V 10A, j'ai ensuite été lire la doc de l'arduino et j'ai vu que Vin attendait entre 6 et 12V. Dois-je recommander une alimentation ou puis-je brancher celle-ci sur le Vin quand même ?

Bonsoir,

Je ferais bien quelques remarques : (Schéma labalec, j'ai juste regardé le cablage des leds, pas le cablage des CI)

-1 Pour la puissance correspondant aux leds on peut dire que chaque LED fonctionne avec à ses bornes une tension située vers 1,7V (cela dépends aussi de sa couleur). Le reste se retrouve dans la résistance en série.
Donc pour une alim 5V les 3,3V restants se retrouvent pour la résistance.
Pour le schéma labalec, avec des 220 Ohms cela impose une intensité de 3,3/0,22 soit 15 mA par Led
Quand on augmente la tension (passer de 5 à 12V) il faut augmenter la résistance en conséquence. Par ex avec 12V si l'on souhaite encore 15 mA la résistance serait (12-1,7)/15=0,686 KOhms. (disons 680 Ohms)

• 2 Quand on envisage un nombre très important de LEDS, le regroupement des conducteurs de masse et d'alim sera à étudier soigneusement car les intensités deviennent plus élevées en certains points.
• 3 Comme tous, je pense indispensable l'alimentation "à part" de la carte uno.
• A mon avis du 2,5 mm2 est suffisant. Ce diamètre n'est nécessaire que pour certains conducteurs plus sollicités.

Serge .D

[68tjs]

Tu souhaites avoir une seule alim.
Il est possible d'injecter le +5V sur la pin 5V de la carte (qui habituellement est une sortie).
Mais attention dans ce cas tu n'a plus la protection sur l'USB.
Ce qui veut dire qu'il ne faut plus utiliser l'USB pour dialoguer avec un PC et que si tu modifie le programme il faudra débrancher l'alim extérieure.
Ci joint le schéma " rectifié pour une meilleure lisibilité " de la carte UNO, les autres carte à base d'avr (Méga,Léonardo) sont identiques, la nano ne risque rien.

Le "transistor aiguilleur bloque l'arrivée du courant par l'USB si une tension entre 6 et 12 v est présente sur l'entrée Jack.
Comme tu entres directement sur le 5 V cette protection est inopérante.

Quel risque ?
le 5V est donné avec une précision de +/- 5% --> USB du PC comme alim
Si le 5V USB du PC est bas par rapport au 5V de l'alim l'alimentation va débiter dans le PC et ce sont les modules USB de la carte mère qui risquent de souffrir grave.

Il reste la solution ceinture plus bretelle de J-M-L avec un convertisseur élévateur de tension (Step Up et rendement environ 80 % et environ 1€ sur Ebay) où tu bénéficiera de l'effet de filtrage du convertisseur et du régulateur de la carte.

[TommyDDR]

@aligote : les différentes valeurs du shema ne sont pas celle que j'aurai, ma question concerne uniquement le câblage.

Je pense que le plus simple est de prendre l'alim 12V.

L'alimentation sera elle aussi dans la table donc au plus proche des LED, je doute en avoir pour + de 50cm de câble devant supporter 6A.

Pouvez vous me confirmer que ce montage ne me posera pas de problème :

• Amener le 12V sur le Vin, et sur les anodes communes des LEDs
• Amener le 0V sur une des pistes du circuit imprimé puis sur l'un des GND de l'arduino
• Amener les GND des TLC5940 sur la piste 0V citée ci-dessus

Hypothèse :

• Ne pas amener directement les GND des TLC5940 à l'arduino pour ne pas passez par le circuit imprimé de celui-ci.

Je ne sais pas si je suis assez clair, j'essaierai de faire un schéma si besoin.

EDIT : Voilà la schéma (avec 3 TLC5940, mais il faut l'imaginer avec 42 ^^)
(Les valeurs des résistances n'ont pas encore été calculé pour du 12V.)

[Album] imgur.com

[68tjs]

Deux remarques :
1)
Il est recommandé de ne pas dépasser 9V sur l'entrée Vin.
Il est possible d'utiliser du 12 V sur l'entrée Vin mais il faudra être méfiant si tu as besoin de faire délivrer du courant par les sorties du micro-controleur. Sinon le régulateur chauffera trop et ne régulera plus.
Il n'y a pas de règle comme "il ne faut pas dépasser 125,334 mA" c'est comme le fût du canon qui met un certain temps à refroidir.
Mais le risque est réel et la parade est de surveiller la valeur du 5V.
2)
Classiquement ce que tu appelle un schéma n'est qu'une image de câblage mais absolument pas un schéma électrique. Un schéma électrique utilise des symboles normalisés.
Classiquement j'ajoute que je comprends qu'on puisse l'utiliser quand on débute car les images sont plus rassurantes que les symboles normalisés.
Mais de grâce utilise l'option dans le menu de fritzing qui permet d'obtenir le vrai schéma électrique à partir du câblage.

Sur ce que tu as fourni il nous est impossible de détecter des éventuelles erreurs sans reconstituer dans notre tête le schéma électrique.

[aligote]

Bonjour,

je ne dispose actuellement que de très peu de temps et j'ai jeté un coup d'œil très rapide sur le CI tlc5940driverLed et je me permettrai une remarque.

Concernant les alimentations pour ce CI, il y a séparation de l'alimentation de la logique du CI (5V) et de l'alimentation des LEDS. (de 5 à 17V)
Cette alimentation de leds serait en mode source de courant et la tension admissible 17V.

Dans le cas d'alim 5V ces deux alims peuvent êtres regroupées sur un 5V; dans le cas du 12V il faudrait séparer.

Serge .D

Edit : Concernant le câblage des alim, il faudrait d'abord préciser le choix (5V ou 12V)
Dans tous les cas je suis favorable à une distribution "en étoile" des conducteurs +Alim et masse.

[TommyDDR]

Tout d'abord, merci à vous de passer du temps sur mon problème et pour votre réactivité.

@68tjs : Je vais essayer de faire un schéma électrique propre (avec un seul TLC5940 pour ne pas trom l'encombrer)

@aligote : alimentation séparée = je peux lui mettre mon 12V en ne mettant que le GND en commun avec mon arduino ?

De manière plus générale, savez vous quoi relier où pour réaliser mon projet ?
(Partez du principe que je n'ai rien acheté et que le choix de l'alimentation n'est pas défini)
Ma seule contrainte est que je ne veux qu'un seul câble sorte de ma table.

Encore merci.

[aligote]

OK, on attende le schéma avec un seul TLC5940. (indiquer sur ce schéma les liaisons avec alim et carte arduino, les liaisons avec "la table")

Donc valable pour 16 Leds; si j'ai bien lu il faudra 16 circuits TLC5940.
Considérant qu'il y aura 16 blocs avec TLC5940; on verra alors comment organiser l'alimentation de ces 16 blocs.

Serge .D

[TommyDDR]

Bonsoir,

Voici le schéma (en espérant que c'est ce que vous attendiez).

Sur le schéma il manque l'alimentation (d'où mon post) ainsi que la valeur de la résistance reliée à iRef, à définir suivant la tension délivrée par l'alimentation.
(Désolé pour le symbole de la LED RGB, je doute que ça soit le bon)

Pour le nombre de TLC5940, il y a 1616 LED RGB donc 16163 pattes.
Avec 16 sorties par TLC5940, il faut donc 16163/16 TLC5940, soit 163 = 48 TLC5940.

EDIT : En haut c'est bien évidemment l’Arduino ^^.

[aligote]

Boooooonnnn !

On va considérer que chaque TLC5940 associé à ses composants forme un bloc.

L'usine à gaz totale pourrait donc grosso-modo se décomposer en 48 Blocs.

Pour ma part j'aurais organisé tout cela conformément au croquis ci-dessous. (le nombre de conducteurs de commande arduino est juste indicatif, on est dans l'hypothése alim 5V pour tout)

A critiquer, modifier, améliorer par les autres intervenants......

je pense juste que la mise au point d'une telle "usine à gaz" suppose un minimum d'expérience.

Serge .D

[TommyDDR]

Bonjour,

Désolé pour le temps d'attente, j'ai été pris par le travail.
Je viens de recevoir mon alimentation, il s'avère qu'il y a un réglage par potentiomètrepour la tension de sortie, je peux monter jusqu'à 6.25V, je prends donc une tension de base de 6V pour mon montage.
J'ai eu le temps de refaire un schéma d'après les conseils de 68tjs.

C'est ce que j'ai actuellement câblé, j'attends votre validation pour mettre sous tension

[TommyDDR]

J'aimerai aussi une confirmation que je peux brancher l'USB au PC en même temps que l'Arduino reçoit du 6V sur son Vin sans endommager ni l'arduino, ni le PC.

Merci.

[68tjs]

J'aimerai aussi une confirmation que je peux brancher l'USB au PC en même temps que l'Arduino reçoit du 6V sur son Vin sans endommager ni l'arduino, ni le PC.

Tant que tu dira "l'arduino" cela ne voudra rien dire et on ne pourra rien dire.
C'est comme si tu disais ma Renault sans donner le modèle.
Les consignes du message "Bienvenue sur le forum de la communauté francophone" est pourtant bien clair (si tu l'a lu).

6,25V c'est trop peu.
Pour réguler un régulateur a besoin d'une différence de tension minimale entre l'entrée et la sortie.
De plus sur l'entrée jack il y a une diode de protection en série soit 0,8V de perdu dans la diode.

Prend la solution J-M-L avec un convertisseur élévateur et envoie 9V sur le jack.

J'aimerai aussi une confirmation que je peux brancher l'USB au PC en même temps que l'Arduino reçoit du 6V sur son Vin sans endommager ni l'arduino, ni le PC.

Je pense avoir répondu à la question en ce qui concerne la UNO, j'ai même fourni un schéma du circuit d'alimentation.

[TommyDDR]

En effet, je n'avais pas lu les règles de présentations d'un message, c'est chose faite, je m'en excuse.

Tant que tu dira "l'arduino" cela ne voudra rien dire et on ne pourra rien dire.

Je fais mes tests avec un Arduino UNO mais la clible finale risque d'être un Arduino Nano.

Le "transistor aiguilleur bloque l'arrivée du courant par l'USB si une tension entre 6 et 12 v est présente sur l'entrée Jack.

Je pensais que 6.25V était suffisant, je n'avais pas pensé aux 0.8V.
Je prends donc le DC Boost : https://www.amazon.fr/dp/B01GCO1S9O

Sinon, vous me parlez de l'entrée jack, je dois obligatoirement passer par celui-ci ou Vin fera aussi bien l'affaire ?

[68tjs]

Attention à l'arduino Nano !
Le schéma du circuit d'alimentation n'est pas le même.

Télécharge le schéma sur ce site et dit nous pourquoi.
C'est important que tu apprenne à voir ce genre de détails tout seul.
Ne t'inquiète pas si tu ne vois pas je donnerai l'explication mais commence par chercher.

Sinon, vous me parlez de l'entrée jack, je dois obligatoirement passer par celui-ci ou Vin fera aussi bien l'affaire ?

Pour la UNO tu as le schéma et la réponse est dans le schéma.
Regarde la différence entre l'entrée Jack et l'entrée Vin.
En plus j'ai donné la réponse dans mon message précédent.

[TommyDDR]

La différence entre l'entrée Jack et Vin est la diode (diode de protection d'après votre dernier message ^^), j'en déduis qu'elle sert à protéger la carte d'une tension trop élevée, ma question serait plutôt : quels sont les risques à se brancher directement sur le Vin (pourquoi aurais-je une tension élevé ?) ?

Pour la différence avec le nano, je vois 2 condensateurs en plus, si vous m'alarmez quand au Nano, je suppose donc qu'ils servent à "lisser" la tension (absorber les surtensions et peut être aider lors des "sous-tensions").