Questions de sécurité pour pilotage lampe secteur

Bonjour,
Je souhaite réaliser un montage des plus classiques pour piloter une lampe secteur via une carte arduino commandée en bluetooth. Pour le moment je ne me suis pas occupé de la liaison bluetooth.
Je souhaite simplement que lors du basculement d'une pin de l'arduino à l'état Haut, cela commande le déclenchement d'un relais 12v (je n'ai pas de relais 5v) qui allume la lampe. Sur internet j'ai trouvé nombre de schéma avec des relais 5v mais pas 12V. J'ai donc adapté ces circuits à mon relais.
Pour ne pas avoir à alimenter l'arduino avec des piles j'ai recours à un transformateur 220v-12v que j'ai commandé sur Banggood (cf lien internet tout en bas).

J'ai réalisé un schéma que je vous soumets. Je sais qu'utiliser le secteur nécessite beaucoup de prudence , de la reflexion et que cela peut être potentiellement mortel :confused: . C'est la raison pour laquelle je rédige ce post et vous sollicite.

J'ai plusieurs craintes:

  1. La première concerne l'isolation galvanique. J'ai une masse commune pour le transistor, pour l'arduino, pour le transfo côté 12v (V-). N'y a t-il pas de contre indication?
  2. Je voudrais faire le montage sur une plaque en bakélite avec trous cuivrés. Ce type de matériau est-il fait pour recevoir du 220v?
  3. Pour ne pas toucher l'arrivée du 220v sur le circuit, je pensais noyer les parties à fort courant avec de la colle d'un pistolet à colle.
  4. J'ai peur également que des composants soient sous-dimensionnés et qu'ils chauffent pouvant provoquer des dégâts voir le feu.
  5. Je veillerai à ce que sur la carte en bakélite les câbles transportant le courant fort soient de bonne section. Est-ce que des ponts de soudure peuvent également convenir pour conduire du 220v?

Merci de vos retours.

Lien vers le transformateur: Ac110v/220v to dc12v 4.2a 50w power supply lighting transformer adapter for led strip light Sale - Banggood.com sold out-arrival notice-arrival notice

Quelques réponses (dans le désordre )

  1. Danger :
    Tout doit être dans un boîtier fermé avec sortie des fils en presse étoupe ou avec des socles normalisés 230 V.
    Si le boîtier est métallique il doit être relié à la Terre du secteur.
    Si tu utilises le bluetooth un boîtier plastique perméable aux ondes serait préférable.
    Attention la Terre n'est pas la masse et il est souvent déconseillé de relier la masse à la Terre. Terre et masse sont deux notions différentes.
    La Terre c'est le potentiel du sol, c'est pour protéger les individus.

La masse c'est un point arbitrairement (mais astucieusement) choisi pour servir de référence aux tensions, c'est par exemple l'équivalent du niveau de la mer pour la mesure des altitudes.
Il est obligatoire de relier toutes les masses entre elle pour cela fonctionne.
Le courant est dû à une circulation d'électron, si tu ne refermes pas les circuits en reliant les masses, les électrons ne pourront pas circuler.

je pensais noyer les parties à fort courant avec de la colle d'un pistolet à colle.

L'isolement par la colle ne servira pas à grand chose puisqu'il y aura obligatoirement un boîtier de protection, mais ne peux pas faire de mal.
J'en profite pour faire une rectification de langage : il ne faut pas confondre courant et tension.
La tension c'est 230 V ou 12 V, avec ton montage le courant lui ne dépassera pas 100 ou 200 milli ampères.

Important prévois un fusible dans le boîtier.

Matériaux : fuis la bakélite, prend des plaques de verre époxy (FR4), la bakelite ("paper board" en anglais) est trop cassante.

Le "tranfo"
Au vu de la photo ce n'est pas qu'un transfo. Un transformateur ne peut pas donner autre chose qu'une tension alternative 50 Hz.
Ce que tu appelle transfo est un ensemble appelé alimentation stabilisée qui comporte bien sur un transformateur mais aussi un redresseur, un filtrage et un régulateur.
Le marquage AC indique les caractéristiques coté entrée alternatif (on note aussi 230V ~)
Le marquage DC indique les caractéristiques coté sortie continue. (on note aussi 12V =)

L'isolement galvanique est procuré par le transformateur. Tu peux sans danger relier la masse de ta carte arduino au moins de l'alim 12V, et comme déjà dit en début de réponse c'est même obligatoire si tu veux que cela fonctionne.

  1. Je voudrais faire le montage sur une plaque en bakélite avec trous cuivrés. Ce type de matériau est-il fait pour recevoir du 220v?

Dans l'absolu oui à condition de respecter une isolation suffisante, mais tu ne fais pas une alim --> tu as acheté une alim toute faite, donc le 230V n'ira jamais sur ta plaque pastillée en verre époxy. Seul le 12 V circulera sur la plaque.
Pour câblage du relais vers le socle de la sortie commandée je le ferais en fils directs sans passer par la plaque puisque tu sera dans un boîtier fermé.

J'ai peur également que des composants soient sous-dimensionnés et qu'ils chauffent pouvant provoquer des dégâts voir le feu.

Le seul renseignement que je vois qui manque c'est la valeur de la résistance du bobinage du relais pour pouvoir vérifier qu'un 2N2222 convient. En principe ce devrait être bon mais il est toujours préférable de vérifier.

Le modèle d'alimentation que tu as choisi (12V 50W ) convient mais tu aurais pu prendre beaucoup moins puissant et moins volumineux.
Je pense qu'il y a eu confusion entre la puissance consommée par l'éclairage 23 W --> mais sur le 230V~ , alors que tu n'aura à alimenter sur le 12V= qu'une carte arduino, un adaptateur bluetooth et un relai

  1. La première concerne l'isolation galvanique. J'ai une masse commune pour le transistor, pour l'arduino, pour le transfo côté 12v (V-). N'y a t-il pas de contre indication?

Non. L'isolation par rapport au 230V est assurée par le transfo.

  1. Je voudrais faire le montage sur une plaque en bakélite avec trous cuivrés. Ce type de matériau est-il fait pour recevoir du 220v?

La bakélite existe toujours ?

  1. Pour ne pas toucher l'arrivée du 220v sur le circuit, je pensais noyer les parties à fort courant avec de la colle d'un pistolet à colle.

Pourquoi pas ? ou du vernis.

  1. J'ai peur également que des composants soient sous-dimensionnés et qu'ils chauffent pouvant provoquer des dégâts voir le feu.

Le 2N2222 sera saturé donc dissipera très peu, la résistance de 1K devrait dissiper moins d'un centième de watt.
Non je ne vois pas.

  1. Je veillerai à ce que sur la carte en bakélite les câbles transportant le courant fort soient de bonne section. Est-ce que des ponts de soudure peuvent également convenir pour conduire du 220v?

Courant fort ? Une ampoule de 23W sous 230V consommera 100mA. A moins que l'ampoule soit remplacée par un radiateur de 2000W, je ne vois pas de problème.

Les précautions à prendre se situent principalement au niveau de l'espacement entre les pistes transportant du 230V et les pistes 5V et 12V, et également entre les pistes 230V.

Personnellement, comme je préfère avoir une grande marge, je préfère utiliser un espacement minimal (clearance) de 2.5mm.
Donc jamais de connecteurs ou de relais au pas de 2.54 quand j'ai affaire à du 230V.
Je sais que les recommandations tournent plutôt aux alentours de 1.25mm, mais en fonction de la poussière et l'humidité ces distances peuvent être insuffisantes.

@+

La bakélite existe toujours ?

Et oui !
Et pire que tout les plaques ne sont pas pastillées recto/verso avec trous métallisés. Autrement dit les pastilles se décollent toutes seules, c'est de la daube.

L'annonce ci dessus est trompeuse car elle concerne un produit en ''bakélite' tout en mentionnant abusivement un autre matériau : le FR4 (résine epoxy renforcée de fibre de verre)
D'autres annonces sont plus correctes

Merci pour vos retours très détaillés. J'y vois plus claire.
J'ai quelques questions toutefois:

tu as acheté une alim toute faite, donc le 230V n'ira jamais sur ta plaque pastillée en verre époxy. Seul le 12 V circulera sur la plaque.
Pour câblage du relais vers le socle de la sortie commandée je le ferais en fils directs sans passer par la plaque puisque tu sera dans un boîtier fermé.

J'ai fait un montage en attendant l'alimentation que j'ai commandée (cf. photo). J'ai récupéré un bornier sur une carte que j'ai démontée mais du coup j'ai un doute sur sa capacité à recevoir du 230V. De ce bornier je me connecte sur les broches du relais avec du câble récupérée sur une rallonge achetée dans le commerce. Du coup le 230v "courre'" sur ma carte en bakélite. :o
Quand tu parles en fil direct, je soude directement les deux brins du secteur sur les deux broches du relais préalablement soudé sur la plaque?

Le seul renseignement que je vois qui manque c'est la valeur de la résistance du bobinage du relais pour pouvoir vérifier qu'un 2N2222 convient. En principe ce devrait être bon mais il est toujours préférable de vérifier.

La résistance du relais est de 411ohms, soumis à du 12volts cela fait 29mA. La datasheet du transistor indique un ICmax=600mA. Ça semble bon?

Le modèle d'alimentation que tu as choisi (12V 50W ) convient mais tu aurais pu prendre beaucoup moins puissant et moins volumineux.
Je pense qu'il y a eu confusion entre la puissance consommée par l'éclairage 23 W --> mais sur le 230V~ , alors que tu n'aura à alimenter sur le 12V= qu'une carte arduino, un adaptateur bluetooth et un relai

Confusion totale effectivement...J'ai trouvé une autre alimentation 5 fois moins chère (12v 12W 1A) qui effectivement sera plus adaptée (en terme de taille aussi).

Les précautions à prendre se situent principalement au niveau de l'espacement entre les pistes transportant du 230V et les pistes 5V et 12V, et également entre les pistes 230V.

C'est noté, je limerai à la Dremel les pistes avoisinantes pour bien séparer le relais avec le 230V du reste du circuit en 12V et 5V

Le 2N2222 sera saturé donc dissipera très peu

Etat saturé=interrupteur fermé donc pas de résistance. Cela équivaut à un fil donc peu de dissipassions? Est-ce bien cela?
Saturé ou pas, c'est une question que je me suis posée et j'ai fait le montage sur breadboard sans le courant en 230v bien sûr. Une alimentation 5v pour la base du transistor et pour le circuit de puissance du 12v pour déclencher le relais. J'ai mesuré 4.10mA sur la base. Par le calcul je trouve Ib=(5-0.7)/1000=4.30mA; 0.7 étant le Vbesat.
Pour le courant Ic, je mesure 26mA. Par le calcul, 12=VCEsat+Vrelais=0.3+Ic*411 d'où Ic=28mA.
La vient la question du gain mini...J'ai pris 35 pour le hFE d'après la datasheet (?). D'où le Ibsat=Icréel/35=26/35=0.74mA.
Donc Ib=4.30mA>>Ibsat=0.74mA donc saturation. Est-ce ainsi? ::slight_smile:

Les 2 photos de mon montage.

Quand tu parles en fil direct, je soude directement les deux brins du secteur sur les deux broches du relais préalablement soudé sur la plaque?

Je parle de fil ou câble prévu pour du 230 V qu'effectivement on peut souder sur la plaque en respectant bien les espacements. Et si tu as du câble mono brin (celui qu'on met dans les murs, toujours pour du 230 V) c'est mieux que du multi-brin.
Si tu n'as que du multi-brins torsade bien les brins et étame le câble avant de souder cela évitera que des brins échappent à ta vigilance et aillent toucher n'importe quoi au bout de 15 jours ou 1 mois (parce qu'au moment des tests bien évidement tout ira bien)

Au sujet des plaques celles qui ne sont pastillées que d'un coté ne sont pas fiables, les pastilles se décollent quand on soude.
Celles qui sont pastillée recto verso avec un trou métallisé qui relie les deux pastilles sont extrêmement solides et casse pied quand on veut retirer les pastilles.
Le plus simple alors est de passer un foret de diamètre autour de 3 mm pour casser la jonction avec le trou métallisé, après il suffit de chauffer au fer à souder pour décoller la pastille.

Confusion totale effectivement...J'ai trouvé une autre alimentation 5 fois moins chère (12v 12W 1A) qui effectivement sera plus adaptée (en terme de taille aussi).

Tu as aussi ceci, pour PCB :

HLK-PM01 12V

Ton bornier d'arrivée 230V a bien un pas de 5mm, mais entre les deux pastilles sur lequel il est soudé il y a une pastille qu'il faut absolument enlever car elle provoque une réduction de l'espacement entre piste 230V.
Idem entre les broches du relais.
Il ne faut pas simplement augmenter l'espacement entre la partie 230 et le reste du circuit, mais aussi l'espacement entre la phase et le neutre.
Personnellement j'éliminerais toutes les pastilles non utilisées au voisinage du 230V.

J'ajouterais également un fusible en entrée avec une varistance d'environ 300V, comme ceci :

@+

Attention danger : Risque de court circuit entre la phase et le neutre.
A l'activation du relais tu vas tout cramer.
J'espère que c'est une erreur d'illustration sur la photo ci-dessous.

Attention danger : Risque de court circuit entre la phase et le neutre.
A l'activation du relais tu vas tout cramer.
J'espère que c'est une erreur d'illustration sur la photo ci-dessous.

:confused: Tu as entièrement raison, c'est bien la phase qui arrive sur les deux extrémités du bornier. J'aurai dû mettre deux fils bleus, cela induit gravement en erreur surtout au moment du montage final...J'ai moi même fait l'erreur lors de la réalisation de la légende sur la photo jointe...Merci.

hbachetti:
Tu as aussi ceci, pour PCB :

HLK-PM01 12V

En terme de place et d'encombrement c'est séduisant.