Module d’alimentation 5V

Considérations théoriques

Si on dispose d’un petit transformateur 220V → 6 à 9V (qu’on peut récupérer dans pas mal d’appareillages électriques) il est facile de se construire sa propre alimentation. Le schéma est ultra classique.



Le principe de cette alimentation est très simple. Le courant alternatif de 6 à 9V recueilli au secondaire du transformateur est redressé par 4 diodes dont le type peut varier de 1N4001 à 1N4007. Les 1N4007 sont plus puissantes et ne coûtent pas plus cher que les autres. Ce pont de diodes redresse les 2 alternances du courant. En effet, la fonction d’une diode est de ne laisser passer le courant que dans le sens de la flèche. Si on travaille avec du 6V alternatif, on retrouve 6V x 1,4 = 8,4V à la sortie du pont.

Le condensateur électrolytique de 2200µF ou plus (lire microfarad) accumule les charges électriques et ne peut plus les perdre en direction des diodes puisque celles-ci les bloquent. De ce fait, la tension monte jusque presque 9V. Plus la capacité du condensateur est grande, plus la « réserve » de courant sera importante, permettant de mieux supporter les brusques demandes de courant provenant du circuit utilisateur. Il faudra choisir un condensateur pouvant supporter la tension maximale du système. Par exemple, si le secondaire est à 6V, un condensateur isolé à 16V suffira. Pour un secondaire à 9V, mieux vaut choisir un condensateur isolé à 25V. Attention, tous les condensateurs électrolytiques sont polarisés. Il faut respecter le sens au montage car si on les monte à l’envers, ils exploseront après quelques minutes d’utilisation. Le sens est indiqué sur le boitier du condensateur.. Sur la photo ci-contre, on voit un condensateur électrolytique de 33µF isolé à 450V. La patte qui doit être raccordée à la masse ou au pôle négatif est désignée par la bande blanche comportant les gros signes « moins ». La patte positive est théoriquement la plus longue

Le courant traverse ensuite le régulateur de tension LM7805. C’est un circuit intégré à 3 pattes (voir photo à droite du schéma). Sa caractéristique est de fournir en sortie (patte 3) une tension de 5V, quelle que soit la tension d’entrée entre 7,5V et 35V. Rien n’empêche de remplacer le transfo et les diodes par une pile ou batterie rechargeable de 9V. La sortie du LM7805 sera toujours à 5V. Si on fournit au LM7805 une tension importante (par exemple 20V) ou qu’on lui demande un courant dépassant 100 mA (milliampère) il va chauffer. Il faut lui ajouter un radiateur vissé à son dos. Pour nos applications, le radiateur n’est pas nécessaire.

Après le régulateur on voit encore 2 condensateurs qui améliorent la stabilité de la tension de sortie. Le condensateur de 100 nF (nanofarad) est un petit condensateur céramique non polarisé (ce qui signifie qu’il peut être placé dans n’importe quel sens). Sa capacité est faible mais il réagit très vite à la demande de courant. Ces condensateurs se présentent souvent sous forme de disque comme sur la photo ci-contre. Ils sont marqués de 3 chiffres indiquant leur valeur en pF (picofarad). Les deux premiers chiffres forment un nombre à lire tel quel. Le troisième chiffre indique le nombre de 0 à ajouter à droite. Donc le condensateur de la photo vaut 100000 pF, équivalent de 100 nF ou de 0,1 µF. L’autre condensateur est électrolytique. Les condensateurs électrolytiques permettent d’obtenir des capacités beaucoup plus élevées que les autres condensateurs mais ils réagissent plus lentement.

Réalisation pratique

Le transformateur est raccordé au 220V. Il faut donc être prudent et surtout ne pas le manipuler sous tension. On peut le fixer seul dans un boîtier et en faire sortir un câble avec prise pour le 220V. Pour la sortie 6 à 9V, on peut fixer à la surface du boîtier un connecteur de type sucre ou domino. Écrire au marqueur indélébile le voltage de sortie et le caractère alternatif du courant. Le transfo peut également trouver place dans le même boîtier que le reste de l’alimentation mais il vaut mieux qu’il ne soit pas sur la même platine de montage. Une petite suggestion: les boîtiers vendus spécialement pour l’électronique sont chers. On trouve en magasin des boîtes à tartines ou des boîtes à savon qui conviennent très bien.

Certains adaptateurs du commerce ne sont en fait que des transformateurs et leur sortie est également en courant alternatif. Dans ce cas, un tel adaptateur pourra remplacer le transfo du schéma. Les caractéristiques d’entrée et de sortie sont toujours écrites sur une face. Sur la photo ci-contre, on voit qu’il s’agit d’un adaptateur AC – AC, ce qui signifie qu’il transforme une tension alternative en une autre tension alternative ( AC signifie « Alternative Current »). On voit par ailleurs que la sortie est en 24V avec une puissance de 740 mA. Le signe ~ indique également un courant alternatif.

De nombreux autres adaptateurs délivrent un courant continu. La photo montre un tel adaptateur délivrant 12 Volts DC (signifianrt « Direct Current » = courant continu) avec une puissance de 800 mA. Ce genre d’adaptateur convient parfaitement. Il peut aussi bien se brancher avant le pont de diodes qu’après, puisque son courant est déjà redressé. S’il est branché avant le pont de diode, la tension chutera de 0,6V à travers le pont. Par contre, la tension doit encore être ramenée à 5V en passant par le LM7805.

Comme ces adaptateurs s’enfichent directement dans une prise de courant et qu’ils sont isolés, ils ne doivent pas être placés dans le boîtier de protection mais la fiche de la basse tension doit être coupée pour pouvoir raccorder les fils au circuit de régulation, à moins d’ajouter la prise adéquate au boîtier.

Platine du régulateur de tension, côté composants

La suite du schéma peut être montée sur une petite platine d’expérimentation comportant des bandes de cuivre du côté à souder. L’image ci-dessous est un exemple d’implantation. Elle représente une vue de la face supérieure où on implante les composants. Les pistes de cuivres sont vues par transparence. Les flèches vertes indiquent les endroits où les pistes doivent être interrompues. Les pistes bleues sont les parties de pistes de cuivre qui serviront effectivement au montage. Les piste mauves sont des connexions transversales entre des pistes de cuivre, le plus souvent réalisées par le prolongement des pattes des composants. Trois trous sont prévus pour la fixation au boîtier à l’aide d’entretoises et de vis / écrous de 3mm.

Les fils provenant du transformateur sont à souder au niveau des deux entrées « ~IN ». Les sorties sont marquées « + » pour le +5 Volts et « – » pour la masse.

Attention au sens des diodes lors du montage. Les diodes sont marquées par un anneau indiquant le côté négatif. Il est également indispensable de respecter le sens de montage des condensateurs électrolytiques. Pour le LM7805, le sens est indiqué sur le schéma en haut de la page.

Platine du régulateur de tension, côté pistes

Sur l’envers de la platine, du côté des pistes, on voit mieux quelles sont les pistes à enlever et les connexions transversales à faire.

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4 réflexions à propos de “ Module d’alimentation 5V ”

  1. Est-ce que ce montage peut supporter un courant de 500mA?

  2. teufteuf Guy a dit:

    Bonjour
    Les 1N4007 ne sont pas plus puissante que les 1N4001, 4002, 4004 seul la tension change, sinon elle sont donné pour 1A, pour le regulateur, on peut tiré 1 Ampére sans probléme a condision qu’il soit bien refroidit avec un bon disipateur.

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