Mini projet: Déchargeur de condensateur ( cf vidéo ÉB nº143 )

[Bricolabroc]

Bonjour à tous,

Voici un nouveau petit projet que j'ai décidé de partager ici, il s'agit ni plus ni moins que de ma version du déchargeur de condensateur présenté par Bertrand dans sa vidéo nº143.

La partie électrique étant rigoureusement équivalente à celle présentée par Bertrand, à ceci près que les valeurs des résistances sont différentes et que j'utilise deux DELs séparées au lieu d'une double DEL, je ne m'attarderais pas ici sur cet aspect. Les curieux pourront consulter la vidéo et les explications de Bertrand ici :
https://www.youtube.com/watch?v=EqA9wn53cj4

La partie « originale » de cette version est donc seulement l'implémentation mécanique, et sans plus attendre en voici une image :




Procédons depuis le début. J'ai souhaité ici utiliser un boîtier imprimé en 3D par soucis de simplicité car je n'avais pas de boîtier approprié à disposition et pour essayer quelque chose de nouveau.
J'ai également décidé de rendre ce boîtier relativement polyvalent en y ajoutant des rails permettant d'y glisser des circuits imprimés, je ne les utilise pas ici mais ils pourraient être utiles pour des projets futurs.

Je l'ai conçu de façon à ce qu'il soit facilement imprimable sans supports, voici une image du dessin CAO :



Et après quelques heures d'impression :




Le boîtier étant imprimé en acide polylactique ( PLA ), il va de soi qu'il ne conviendra que pour des systèmes chauffant très peu. Ce polymère est généralement considéré comme mécaniquement stable jusqu'à 50-60 degrés. Au-delà, des déformations sont à craindre.

J'ai fait le choix de ne pas imprimer de couvercle, mais de le réaliser en bois contreplaqué. Ceci me permet d'y apposer facilement des marquages au laser, ce qui ne serait pas possible sur le boîtier imprimé ( du moins pas avec le laser à diode que je possède ). La découpe du couvercle est également effectuée par ce même laser.

Le couvercle est dessiné sous Kicad et exporté en SVG ( Kicad n'est pas vraiment fait pour ça mais j'ai l'habitude de m'en servir et il fonctionne bien pour des découpes et marquages en 2D )



Les deux parties seront assemblées à l'aide de quatre vis M3 allant dans des inserts filetés en laiton placés dans les trous prévus à cet effet dans le boîtier.

Voici donc le couvercle ainsi que le boîtier après ajout des inserts et nettoyage des quelques « cheveux d'anges » ( petits filaments de plastique très fins pouvant apparaître lors des déplacement de la buse d'impression ) :



Le couvercle est réalisé en contreplaqué de 3 mm d'épaisseur, le dessus de celui-ci est ensuite traité à l'aide d'un mélange d'huile de lin et de cire d'abeilles, cela permet un meilleur aspect de surface et un certain degré de résistance aux salissures et à l'humidité ( n'oublions pas que ce bois doit rester un bon isolant électrique ). Cette huile étant siccative, elle permet également de stabiliser et de « colmater » la surface du bois, limitant ainsi la formation d'échardes. La cire donne un aspect lissé et légèrement brillant au bois et contribue également à l'imperméabiliser.
Le couvercle est légèrement chauffé à l'aide d'un décapeur thermique pour permettre au mélange de pénétrer en profondeur dans le bois, puis l'excédent et essuyé afin d'éviter un aspect poisseux.


La partie électrique est ensuite montée au dos du couvercle :




Les résistances de puissance sont collées entre elles à l'aide de silicone ( celui-ci résiste à des températures de 200 degrés, même si ce n'est pas vraiment nécessaire ici car les résistances ne devraient pas avoir le temps de chauffer ). Un petit bloc de bois est également ajouté afin d'avoir un second point de fixation pour les résistances. Ce bloc est collé au dos du couvercle à l'aide de colle vinylique ( colle à bois ), les résistance sont collées au bloc de bois à l'aide de silicone. Les connecteurs et DELs sont collées au dos du couvercle à l'aide de colle thermofusible ( pistolet à colle ).

Le dessous du couvercle est ensuite traité à l'aide du même mélange cire-huile que le dessus, le faire en même temps que le dessus aurait pu nuire à la solidité des collages.


Il ne reste plus qu'à glisser le couvercle dans le boîtier et à y brancher des sondes :




Un petit test : ( il me manque au moins une main pour prendre cette photo correctement )





Après tests dans les deux polarités, la tension résiduelle après extinction des diodes est d'environ 2,7 V, ce qui est bien satisfaisant.

J'ajoute donc les vis M3 permettant de refermer le tout. Notons que les vis ne débouchent pas à l'intérieur du boîtier mais sont entourées de plastique, afin d'assurer une isolation entre celles-ci et les éléments sous tension à l'intérieur, ce même s'ils venaient à se décoller.


Je mets à disposition les divers dessins réalisés pour ce projet au cas ou quelqu'un voudrait s'en servir ou s'en inspirer :

https://moutonceleste.fr/s/tcwdr7fwfx54rip/download/dessins.zip

Licence Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 3.0 Fr - Yohann MORANDY:
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/fr/deed.fr


Bonne soirée,
Yohann

[papyblue]

Bravo pour la réalisation et aussi pour l'article très agréable à  lire.

[loulou31]

Bonjour,

Bravo et merci beaucoup pour ce partage. Je vois que tu fais du design 3d sous Freecad comme moi.
Pour l'impression 3d il y a le PETG qui résiste mieux a la température et UV que le PLA. Pas plus difficile a imprimer que le PLA, pas besoin de caisson.

Jean-Louis

[Bricolabroc]

Bonjour Jean-Louis,

Merci, le boîtier est bien dessiné sous Freecad. Je n'ai pas encore essayé l'impression en PETG mais cela pourrait effectivement être une solution intéressante pour des projets générant un peu plus de chaleur que celui-ci.

Je réalise habituellement mes boîtiers manuellement en contreplaqué, qui résiste à  des températures bien plus élevées que le PLA, et que je trouve plus esthétique, mais je dois bien dire que pour des petits boîtiers et instruments portables l'impression 3D est vraiment très pratique. Je l’utiliserai probablement à  nouveau pour de futurs projets.

Yohann