De nombreux ingénieurs sont confrontés au défi de devoir faire fonctionner des électrovannes 24VAC alors que seules des alimentations CC sont disponibles. Bien que cela semble être un problème de compatibilité, un réglage de tension approprié et une conception de circuit peuvent permettre un fonctionnement fiable des vannes CA dans des environnements CC. Cet article explore des méthodes pratiques pour piloter des solénoïdes 24VAC avec une alimentation CC, y compris la sélection de la tension et les stratégies d'optimisation des performances.

Comprendre le défi

Dans les systèmes de contrôle automatisés, les électrovannes jouent un rôle essentiel dans les applications de contrôle des fluides. Les variantes 24VAC sont particulièrement appréciées pour leur stabilité et leur fiabilité. Cependant, des situations surviennent souvent où seules des sources d'alimentation CC sont accessibles, créant un dilemme opérationnel.

Étude de cas : Mise en œuvre d'un système de contrôle de l'eau

Un développeur nommé Cyryl a rencontré ce défi lors de la construction d'un contrôleur d'eau à quatre canaux utilisant un microcontrôleur ESP32 pour gérer les électrovannes RainBird 100-DV-A. Après avoir terminé la programmation du contrôle, il a été confronté au problème de compatibilité de l'alimentation : les vannes nécessitaient 24VAC alors que son système ne proposait qu'une alimentation CC. Des recherches ont suggéré qu'une réduction de tension pourrait permettre le fonctionnement en CC, mais les paramètres spécifiques restaient flous.

Principes techniques

Les électrovannes fonctionnent par induction électromagnétique. Une bobine alimentée génère un champ magnétique qui déplace un plongeur pour contrôler le débit du fluide. Les solénoïdes CA présentent à la fois une résistance et une réactance inductive, tandis que les circuits CC ne subissent qu'une résistance. Les spécifications du RainBird 100-DV-A incluent :

• Tension nominale : 24VAC, 50/60Hz
• Courant d'appel : 0,450A
• Courant de maintien : 0,25A
• Résistance de la bobine : 38Ω

Méthodologie de conversion de tension

Bien que la loi d'Ohm fournisse des calculs théoriques, la mise en œuvre réelle nécessite des ajustements empiriques. Les rapports de terrain indiquent un fonctionnement réussi à 9VDC, bien que les exigences de puissance suggèrent que des tensions plus élevées peuvent être nécessaires. Le calcul de la puissance de maintien (P=VI) donne 6W (24V × 0,25A). Pour un fonctionnement à 12VDC, cela se traduit par un appel de courant de 0,5A.

Protocole de mise en œuvre

Une procédure de test recommandée comprend :

1. Sélection d'une alimentation CC réglable (capacité minimale de 12V/0,5A)
2. Augmentation progressive de la tension à partir de 6V tout en surveillant la réponse de la vanne
3. Observation des caractéristiques de fonctionnement (vitesse d'activation, bruit audible, température)
4. Documentation des paramètres de tension optimaux
5. Réalisation de tests de fiabilité prolongés

Considérations de sécurité

Les mesures de sécurité critiques comprennent :

• Utilisation d'alimentations de haute qualité
• Maintien de la polarité correcte
• Surveillance des conditions thermiques
• Mise en œuvre de diodes de protection

Conception du circuit de commande

Les modules relais servent d'interfaces essentielles entre les contrôleurs basse tension et les solénoïdes haute puissance. Les critères de sélection doivent inclure :

• Tensions/courants nominaux adéquats
• Compatibilité du signal de commande
• Isolation électrique

Techniques de contrôle avancées

La modulation de largeur d'impulsion (PWM) offre des capacités de contrôle améliorées, notamment :

• Régulation précise du débit
• Réduction de la consommation d'énergie
• Durée de vie prolongée des composants

Les microcontrôleurs ESP32 sont dotés d'une fonctionnalité PWM intégrée, permettant des algorithmes de contrôle sophistiqués grâce à des cycles de service programmables.

Conclusion

Le fonctionnement en CC des solénoïdes 24VAC représente une solution viable lorsque des pratiques d'ingénierie appropriées sont suivies. Les recommandations clés incluent la détermination empirique de la tension, des protocoles de test approfondis et des mesures de sécurité appropriées. Ces méthodes permettent une intégration système fiable sans nécessiter d'infrastructure d'alimentation CA.