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Dernière mise à jour le 29 décembre 2024
Il vous en coûtera environ 32€ pour réaliser ce générateur (Panneau solaire inclus). Il est à noter que certains des composants ne sont pas vendus à l’unité et que pour le calcul du coût, j’ai utilisé le prix unitaire.
ATTENTION A LA HAUTE TENSION !!!
Le fait de brancher le module HT à l’accumulateur de 3.7V, ne serait-ce que quelques secondes, sera suffisant pour charger les condensateurs de sortie et vous risqueriez alors de vous électrocuter si vous touchiez les connexions de ces derniers. Attention ça secoue !!!
Vous ne connecterez la batterie que lorsque vous aurez fini toutes les connections, juste avant de fermer le boîtier.
- Après 2 à 3 années d’expérimentation, j’ai opté pour le module « élévateur de tension continue » Photo 2.
Celui-ci est utilisé pour la fabrication des « raquettes électriques anti-moustiques » et est utilisé dans la plupart des réalisations de harpes électriques décrites sur le Web mais il est souvent utilisé au mépris des lois de la physique et des risques encourus par une mauvaise utilisation.
- Dans les raquettes électriques, ce module est alimenté par deux piles de 1,5V. De plus, il est utilisé en mode impulsionnel, la tension d’alimentation n’étant présente que lors d’un appui sur le bouton poussoir. Les conditions d’utilisation dans les harpes électriques sont très différentes. L’alimentation est permanente et la tension d’entrée est comprise entre 3,7V et 5V.
- Ci-dessous la caractérisation de la tension de sortie pour différentes tensions d’alimentation :
TENSION D’ALIMENTATION | TENSION DE SORTIE MOYENNE |
3V | 2830V + ou – 300V |
3,7V | 3530V + ou – 300V |
4,1V | 3820V + ou – 500V |
5V | 4780V + ou – 600V |
- J’ai choisi une alimentation de 3,7V (Batterie Li-ion 18650 de 3200mAh). A cette valeur de tension d’alimentation, nous constatons une dispersion de la tension de sortie, de module à module, de 3100V à 4100V. Les tensions les plus faibles sont largement suffisantes pour ne pas affecter l’efficacité de votre harpe.
- Les composants utilisés dans ce module sont dimensionnés pour des tensions de sortie de 2000V maximum. Le composant le plus critique est le composant rouge (condensateur C) sur la droite du circuit (Photo 3). Il devra être supprimé, sa tension maximale admissible étant de 2000V. Nous le remplacerons par deux condensateurs de 1 microfarad, connectés en série (Photo 2) et placés en dehors du circuit imprimé comme nous le verrons plus loin. Ces derniers ayant une tension de service de 2000V, le montage en série supportera une tension de service de 4000V et la valeur de la capacité sera de 0,5 microfarad. Cette valeur de 4000V est souvent atteinte pour une tension d’alimentation de 4V.
- Si on veut alimenter ce module avec une tension supérieure à 4V (comme on le voit sur le Web) il est indispensable de mettre 3 condensateurs en série, montage qui supportera alors une tension de sortie de 6000V et la valeur de la capacité sera de 0,33 microfarad.
- Pour des tensions supérieures à 3000V, des « arcages » se produisent sur le circuit imprimé du module. Il sera nécessaire d’apporter des ajustements décrits plus loin.Si vous ne faites pas ces modifications, dans la majorité des cas, votre module continuera de fonctionner, mais il perdra en efficacité.
Si vous ne respectez pas les tensions de service des condensateurs, voilà le ce que vous constaterez : dégradations de ces derniers. (Photo 4)
- La valeur importante pour une harpe n’est pas la tension appliquée aux fils, mais l’énergie électrique que pourra délivrée le générateur haute tension. Cette énergie s’exprime en Joule.
L’énergie est égale à 1/2 CV²
Soit pour une tension de 4000V :
½ X (0,5 / 1000000) X 4000² = 4 Joules
Cette valeur est théorique et pourra être inférieure si votre système n’est pas réalisé dans « les règles ». - Il n’existe pas de norme s’appliquant aux harpes électriques mais si l’on se réfère à la norme des clôtures électriques, il ne faudrait pas dépasser les 5 Joules. Le générateur proposé est donc conforme à cette norme.
Pour ceux qui sont intéressés par le fonctionnement du module, ci dessous le bloc diagramme du « Booster Haute Tension » (Schéma 1).
- En bas de la page d’accueil, dans la section « Liens et Téléchargements », vous trouverez le lien vers la liste du matériel nécessaire à la réalisation de la harpe, du générateur haute tension et de la connectique .
- Il vous faudra imprimer en 3D le support nécessaire au maintient des différents éléments du générateur Haute Tension avec du fil PLA (Photo 5). Faites également imprimer les deux parties du bouchon HT à partir du fichier Bouchon HT.stl (Photo 6). Les fichiers .stl sont également disponibles dans la section « Liens et Téléchargements ». Il existe 2 fichiers différents en fonction du type de condensateur utilisé. (CBB81 ou CBB22)
- Un calendrier des ateliers sera disponible au bas de la page d’accueil.
- L’assemblage des différents composants nécessite de réaliser des soudures. Si vous n’êtes pas habituer à cela, faites vous aider.
Vous pourrez également apporter votre matériel si un atelier de fabrication de harpes a lieu près de chez vous. Certaines de ces soudures sont particulièrement délicates. (Ce sont des opérations difficiles à improviser.)
Assemblage du générateur haute tension.
- Le boîtier, son couvercle et son joint (Photo 7).
Les faces ont été numérotées pour facilité les explications.
Les références (Ref. x) sont relatives aux composants référencés dans la nomenclature.
- Le perçage du boîtier. Seules les faces 1, 2 et 3 doivent être percées suivant le Schéma 2.
- Fixez le support en impression 3D dans le boîtier soit en utilisant 2 à 4 vis Phillips PWA M3 (Ref. C14) de 5mm (En fonction de votre boîtier comme sur la photo 1).
- La photo 8 présente l’implantation des composants et donne leur référence dans la « Nomenclature ».
2) Le module « Booster » (Module Haute Tension Ref. C11) :
- Supprimez le condensateur marqué C sur la photo 2. Il suffira de couper ses pattes à raz, à l’aide d’une petite pince coupante ou de le dessouder.
- Arasez les pattes des composants qui dépassent coté soudure à l’aide d’une pince coupante (Photo 9) puis poncez légèrement le circuit imprimé avec une cale à poncer pour adoucir les soudures (Photo 10).
- Déposez de la colle chaude sur la zone critique (Photo 11). Ce point est important pour obtenir l’efficacité maximale de votre alimentation.
- Déplacement de la Led :
Cette étape délicate n’est pas obligatoire mais elle vous permet d’indiquer la mise la mise en service de votre alimentation HT.- Dessoudez la Led du circuit puis retirez la. (Marquée Led sur la photo 4.)
- Préparez 2 fils fins (d’environ 8cm; par exemple du fil de réseau ou téléphone), dénudez les extrémités et étamez les. (Photo 12)
- Placez une Led neuve (Ref. C5) dans le petit tube noir du support (Ref . C4). Attention, il y a un sens. Le tube noir est plus évasé à une extrémité. Si vous vous trompez, vous ne pourrez pas glisser le tube noir dans son support métallique. (Photos 13)
- Soudez les 2 fils aux extrémités de la Led. Repérez bien le fil soudé sur la plate la plus courte.
- Placez 2 morceaux de gaine thermo rétractable sur les soudures. (Photo 13)
- Soudez les 2 fils en lieu et place de la Led précédemment retirée. Le fil correspondant à la patte la plus courte doit être soudé vers l’intérieur du circuit (Flèches sur la figure 14).
- Déplacement de la Led :
- Câblage du module :
- Coupez le fil noir à moitié.
- Coupez le fil bleu à moitié.
- Enlevez environ 2cm au fil blanc.
- Dénudez les 3 fils coupés sur environ 1/2cm et étamez-les. (Photo 14)
- Prenez un connecteur dans l’emballage du chargeur de batterie et coupez les fils comme suit : retirez 1/3 de la longueur du fil rouge et 2/3 du fil noir. (Photo 15)
Attention certains connecteurs sont mal montés. Vérifiez que les fils rouge et noir soient bien à leur place par rapport à l’ergot. Le fil rouge doit être sur le + lorsque l’on le connecte sur le circuit de charge Ref. C10.
- Câblage du module :
- Insérez un morceau de gaine thermo sur le fil noir.
- Soudez bout à bout le fil noir du connecteur avec le fil noir du module haute tension puis mettre en place la gaine thermo. (Photo 15)
- Prenez un interrupteur ( C3) et soudez le fil rouge du connecteur sur la cosse centrale de l’interrupteur.
- Soudez le fil rouge du module sur l’une des 2 cosses libres de l’interrupteur. (Photo 15)
- Vous pouvez également insérer un morceau de gaine thermo, cela évitera que les fils ne cassent au raz de la soudure lors des manipulations.
- Positionnez l’interrupteur sur la positon OFF comme sur la photo 16. (Du même côté que le fil provenant du module.)
3) Montage des condensateurs :
- Placez les 2 fiches bananes femelles châssis (1 rouge et 1 noire Réf. C2) sur la face 3 en y insérant une cosse (Ref. H7) sur chaque fiche (Photo 17). La fiche noire doit être à droite si l’on regarde le boitier de l’extérieur.
- Soudez les deux condensateurs C12 en série (Photo 3) et placez-les dans leur logement (Photo 8)
- Placez le circuit booster Ref. C11 dans son logement. (Photo 8)
- Soudez les fils bleu et blanc (Photo 17).
- Mettez en place l’interrupteur et le support de Led sur la face 2. (Photo 8)
- Insérez la Led dans son support. (Photo 8)
4) Préparation du bouchon de protection de la Haute Tension :
Ce bouchon permet de décharger les condensateurs d’éliminer ainsi tout risque d’électrocution lors des manipulations du boîtier. Il est impératif de le laisser en place dès sa réalisation et de ne le retirer que lors de la connexion des harpes au boîtier.
Engagez 2 fiches bananes mâles dans les douilles femelles (Photo 18).
Pliez les pattes de la résistance de 5Mohms (Ref. C13) de manière qu’elles rentrent dans les trous après les avoir raccourcies à la pince coupante. (Photo 18)
Soudez la résistance sur les fiches bananes. (Il est préférable d’effectuer cette opération après les avoir retirées de la partie femelle pour éviter de fondre le plastique des douilles. (Photo 18)
Placez le montage obtenu sur une des 2 coques du bouchon puis positionnez la 2 ième coque par dessus et fermez le tout avec une vis Phillips PWA M2.3 (Ref. C15) de 4 mm de longueur. (Photo 18)
Replacez le bouchon ainsi obtenu dans les douilles du boîtier. Vous ne la retirerez qu’au moment de la connexion avec la harpe. (Photo 1)
5) Câblage de la fiche de connexion du panneau solaire :
- Prenez le deuxième connecteur fourni avec le module de charge et partagez-le en deux parties égales.
- Prenez un des deux morceaux et dénudez les extrémités. (Vous pouvez également insérer un morceau de gaine thermo, cela évitera que les fils cassent à raz de la soudure lors des manipulations.)
- Prenez un fiche châssis femelle Ref. C7 et coupez la cosse B3 à l’aide d’une pince coupante.
- Soudez le fil rouge sur la cosse B1 et le fil noir sur la cosse B2 de la fiche châssis de connexion du panneau solaire comme indiqué sur les photos 19, 20, 21 et 22.
- Mettez la prise en place sur la face 1. (Photo 8)
- Préparation de la connexion de la batterie (Photo 23) :
- Si le connecteur est du même type que ceux fournis avec le chargeur de batterie, vous n’avais rien à faire.
- Si le connecteur est différent :
- Coupez le connecteur au raz de la fiche.
- Dénudez et étamez les deux fils de la batterie.
- Récupérer le demi-câble précédemment coupé.
- Dénudez et étamez les deux fils.
- Insérez un morceau de gaine thermo sur chaque fil, cela évitera les court-circuits entre le + et le –
- Souder bout à bout les fils noirs et les fils rouges du connecteur et de la batterie.
- Placez les 2 morceaux de gaine thermo rétractable sur les soudures et les faire se rétracter en les chauffant légèrement avec un décapeur thermique ou un briquet. Photo 23
- Placer la batterie dans son berceau comme sur la photo 8.
- Avant de connecter la batterie, vérifiez que l’interrupteur est sur la position off. Photo 16).
6) Connexion du module de charge (Photo 24) :
- Vérifier que les fils rouges soient positionnés sur les + des connecteurs du module.
7) Mise en place le module de charge :
- Placer le module de charge dans son berceau.
- Ajoutez des points de colle chaude pour fixer les différents composants.
- Recouvrir également de colle les cosses Ref.H7. (Photo 8)
8) Fermeture du boîtier :
- Mettrez l’interrupteur sur la position ON. La Led rouge doit s’allumer. (Si ce n’est pas le cas, vérifier que vous avec réaliser correctement l’ensemble des étapes.) Replacez l’interrupteur sur OFF.
- Placez le joint sur le couvercle. (Photo 26)
- Fixez le couvercle à l’aide des 4 boulons fournis avec le boîtier. (Photo 1)
Bravo, Vous avez terminé votre générateur.
Bonjour,
Je voudrais fabriquer une harpe électrique, serait-il possible de récupérer la. Liste des fournitures svp
La liste des fournitures se trouve sur la page téléchargement.