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Par Yves JULIEN (21/09/2012) Régulateur de voltage pour pompe à eauVoici un circuit qui permet d'abaisser le voltage d'une batterie afin d'alimenter une pompe ou autre moteur 12V sans la brûler.
Explication sommaire Ce design utilise un régulateur de voltage ajustable (LM317T) et un MOSFET de puissance (IRF520). Le régulateur sert à polariser le MOSFET afin d'avoir une tension constante au borne de la pompe. J'ai choisi R1 et VR1 de manière à ce qu'il ne soit pas possible de dépasser 19 V. à 19 V, la tension Vgs sera d'environ 6V. Selon la figure no.5, de la fiche technique du MOSFET IRF520, une tension de Vgs de 6V permet un courant de ± 8 Amp, ce qui est inférieur à son maximum admissible de 9.2 Amp. Le flaot switch et la résistance R2 (500 kO) sont optionnelles. Il s'agit ici d'un interrupteur flottant de bas ampérage pour remplacer les float switchs de pompe à eau de haut ampérage. Lorsque le niveau d'eau s'abaisse à une hauteur de votre choix, l'interrupteur s'ouvre et la résistance R2 amène à 0V la tension de la "Gate" (patte no.1) du MOSFET IFR520. Ceci provoque l'arrêt de la pompe. Si votre pompe est équipé d'une vrai float switch, la résistance R2 et le petit interrupteur flottant ne sont plus nécessaire et peuvent être enlevé. La pompe s'arrêtera d'elle-même. Si votre "float switch" de la pompe est à part et non pas intégré à la pompe, alors dans ce cas, je recommande de l'installer à l'entrée de l'alimentation du circuit. Ainsi, lorsque le niveau de l'eau est bas, c'est tout le circuit qui sera coupé. Dernier point très important. Il est essentiel d'installer un "heat sink" sur le MOSFET si votre pompe demande plus d'un ampère. La chaleur dissipé dans le transistor IFR520 est directement proportionnel au voltage de la batterie et l'ampérage de la pompe. Le transistor peut dissiper un maximum de 60 W et atteindre une température maximum de 175 C. Par exemple, ma batterie est de 24V et la pompe est de 12V et consomme 2.5 Amp. La différence de voltage est de 12V. La dissipation de chaleur sera de 30 W >> (24V - 12V) * 2.5 A soit 30 W. Si votre pompe consommait 5 Amp, alors la dissipation serait de 60 W, soit la maximum du transistor. Sans heat sink, il y a de forte chance que celui-ci ne tiennent pas longtemps... Le circuit s'installe facilement dans une petite boite à projet. Pour ce projet spécifique, j'opterais pour une boite en aluminium plutôt qu'en plastique afin d'aider à la dissipation de la chaleur. Bien entendu, comme l'alu est conducteur, il faudra utiliser des bornes isolées pour traverser les fils de la pompe et de la sonde (interrupteur flottant) vers le circuit à l'intérieur.
CALIBRATION DU CIRCUIT Le circuit est très simple à calibrer. Avant de mettre sous tension, on doit ajuster le potentiomètre à son minimum. Si vous ne savez pas de quel côté tourné et si vous n'avez pas d'ohmmètre, ajuster le au milieu. Ensuite brancher la pompe sur le circuit et le circuit sur la pile. à l'aide d'un voltmètre, mesuré la voltage au borne de la pompe. Ajuster ensuite le potentiomètre VR1 jusqu'à ce que le voltage aux borne de la pompe soit entre 12V et 13V. La valeur n'est pas critique. Le voltage aux bornes de la pompe est indépendant du voltage de la batterie tant que celle-ci ne descend pas sous la valeur du voltage à la borne no.1 du MOSFET (Gate).
INFORMATIONS SUPPLÃMENTAIRES J'ai conçu ce circuit afin d'utiliser les batteries 24V des mes outils sans fil afin d'alimenter la pompe à eau de ma chaloupe. Les avantages de ses batteries sont multiples Elles sont petites et légères, donc facile à transporter. Elles peuvent fournir un bon ampérage et se rechargeable rapidement. La plupart des batteries dÂoutils électrique sont de 15V ou plus. Si on les utilise directement sur une pompe de 12V, il y des chances de brûler votre pompe. Il faut se rappeler de la loi dÂOhm. E = I*R. Le moteur présente une résistance fixe. Donc un moteur 12V qui consomme 2.5 A as une résistance de 4.8 Ohm. Si on applique 24V directement au borne de ce moteur, un courant de 5 A passera à travers sa bobine (24V / 4.8 O = 5 A) et fera sûrement fondre lÂisolant des fils et grillera votre moteur. Le circuit proposer permet justement dÂutiliser nÂimporte quel voltage de batterie variant de 15 à 37 V et pour des pompes consommant moins de 8 ampères. Le circuit est inutile pour les voltages de batterie inférieur à 15V car il possible de les brancher directement sur la pompe sans danger. Pour les septiques, rappelez-vous que lorsque votre moteur tourne et que lÂalternateur charge, la tension augmente facilement à 14.5V et rien ne grille sur votre bateau Je vous souhaite un bon bricolage. Yves JULIEN
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