Électricité, partie 1

Système électrique

Les derniers mois ont été plutôt occupés, mais les travaux de rénovation de la maison entrepris au printemps dernier tirent à leur fin.

Dieu merci pour ma Trillium! Elle a été mon exutoire occasionnel lorsque je voulais prendre un break des travaux de la maison. J'y ai aussi bricolé quelques trucs dans mes temps libres, et je dirais même que ces dernières semaines, à mesure que les travaux achevaient dans la maison, j'y ai consacré plusieurs heures. Dans ce qui ressemblait vers la fin à une course pour en finir avant l'hiver, j'ai finalement presque terminé les travaux sur le système électrique de la roulotte.

Avant d'entrer dans les détails des travaux réalisés, dans ce premier message sur le système électrique je vais d'abord expliquer en quoi consiste normalement le système électrique d'une Trillium 5500. Ensuite, je vais tenter de décrire l'état du système lorsque j'ai acheté ma roulotte, car à peu près tout avait été modifié ou bricolé par un proprio précédent (vous allez comprendre la raison de tous ces travaux!).

Ensuite, je vais expliquer quels sont nos besoins au niveau électricité, car c'est cela qui a guidé mes plans. Puis je décrirai les composantes que j'ai utilisées. La suite sera détaillée dans le prochain message, une fois que j'aurai fait un peu de ménage dans la roulotte et pris quelques photos supplémentaires.

Le système original

Comme dans la plupart des VR, il y a deux systèmes électriques distincts dans une 5500: un système 120V AC, comme dans une maison, et un système bas voltage 12V DC, un peu comme dans une voiture.

Quand le gros fil de la roulotte est branché dans une prise de courant, l'électricité se rend dans les prises de courant dans la roulotte, et alimente également un convertisseur. Le convertisseur est un appareil qui transforme le 120V AC en 12V DC, c'est comme un genre de gros transformateur.

Le système 120V AC original de la 5500 a une capacité de 15 ampères. La roulotte se branchait donc dans une prise de courant standard comme dans une maison. À l'intérieur de la roulotte, il y avait 4 prises de courant, branchées sur 2 circuits séparés ayant chacun leur petit fusible 15 ampères.

À peu près tout le reste de l'équipement de la roulotte (éclairage, pompe à eau, chauffage, etc.) est alimenté en 12V à partir du convertisseur. Ce dernier pouvait fournir jusqu'à 20 ampères afin d'alimenter ces accessoires.

Le 12V fourni par le convertisseur pouvait aussi servir à recharger une batterie 12V (batterie à décharge profonde). En camping sans service (pas de 120V, par conséquent pas de 12V non plus) la batterie pouvait prendre le relais du convertisseur et alimenter, pour un certain temps, les trucs qui fonctionnent sur le 12V. La batterie était installée dans la banquette avant du côté gauche, dans un boitier ventilé vers l'extérieur.

C'est un système simple, mais ayant certaines limites: 

-la limite 15 ampères en 120V, c'est vite atteint, surtout si on prévoit utiliser simultanément quelques appareils énergivores, comme un grille-pain, climatiseur ou sèche-cheveux. Si le 15A est dépassé, on grille un fusible, ou bien le disjoncteur du camping ouvre et c'est la panne.

-le convertisseur de ma Trillium, un vieux Basler Electric CP20 qui date des années 70, n'était pas un très bon chargeur à batterie, et sa technologie date clairement d'une autre époque.

Ces limitations ont certainement joué un rôle dans la décision d'un propriétaire précédent de tenter "d'améliorer" le système électrique de ma roulotte...

Ma Trillium 5500

Je l'avait remarqué dès mon inspection pré-achat: le système électrique de cette roulotte a été largement modifié et bricolé par un ancien proprio (pas celui qui me l'a vendu, l'autre avant). Je dis "modifié" pour rester poli, mais j'aurais envie de dire "bousillé"...!!

My god, par où débuter???

La version courte de la description serait celle-ci: il n'y a à peu près rien qui était original sur le système électrique de cette roulotte!

Voici maintenant la version longue:

Au niveau AC, il y avait du filage 120V non-original un peu partout. Du filage NM ("Romex") blanc dans ce circuit-là, du rouge par ici, du bleu par là... il y avait même des bouts filés avec du cable blindé en aluminium!... Des boites de jonctions par ici, une autre par là...  Une prise ajoutée ici, une autre là...

Du fil genre "fil à lampe" par ici, du blanc, du brun, du transparent... Une fuse "patentée" dans une douille d'ampoule...   

Filage 120V et boite de jonction rajoutés, fil NM et fil blindé! 

Fusible installé dans une douille pour ampoule!

Dans une des banquettes: éparpillement de fils de toutes sortes, des petits,
des gros, une prise rajoutée, fil de câble télé, porte-fusible 12V, etc.

Des interrupteurs et voyants ajoutés sur le convertisseur pour je ne sais quelle raison...

Mon vieux convertisseur "amélioré" par un ancien proprio...

Côté DC, ce n'était guère mieux: un tas de borniers avec leur filage vissés sur le boitier en arrière du convertisseur, des fils noirs identifiés "Bleu", d'autres identifiés "Rouge", une prise 12V par ici, une autre par là, des dizaines de connecteurs, fusibles, toutes sortes de fils dépareillés et non-identifiés, parfois branchés, parfois non... 

Arrière du boitier du convertisseur, avec borniers rajoutés.

Un autre cabinet avec plein de filage dépareillé, prises, connecteurs, etc.

Fil noir, avec une gaine rouge, sur laquelle il est inscrit "BLEU"...
???

À travers tout cela, un vieux chargeur de batterie Canadian Tire, installé et branché en permanence quelque part là-dessus, un onduleur, un contrôleur de panneau solaire (il y a 2 panneaux sur le toit) et deux grosses batteries 6V (scrap toutes les deux).

Vieux chargeur Canadian Tire, "hard-wired"...

Les luminaires ont pour la plupart tous été remplacés au fil du temps, et je pense qu'il n'y en n'avait pas deux pareils dans toute la roulotte.

Les circuits des feux extérieurs (feux de freinage, clignotants, etc) et les fils de charge des deux grosses batteries passaient par une grosse et lourde boite de jonction en métal, qui ressemblait à une boite électrique résidentielle, et qui était installée dans la banquette avant gauche. J'en revenait juste pas de cette grosse boite de métal là:

Cette monstruosité ne servait principalement qu'à faire
le lien entre les feux extérieurs de la roulotte et la
couette de remorquage!!

Deux grosses batteries 6 volts.

Complètement sulfatées, elles ne tenaient plus de charge.

Et tout cela sans compter les bouts de fil coaxial (câble télé), petits adapteurs 120V, et autres trucs installés "en permanence" comme des ventilateurs, lumières, switches, etc.

Calvaire, c'est bien simple: à chaque fois que j'ouvrais une armoire, un compartiment, je découvrais du filage, un connecteur ou une patente électrique quelconque. J'en découvrais à chaque jour, et ce jusqu'à tout récemment: j'ouvre un cabinet et tiens, je vois-tu-pas dans un coin encore une "plug de lighter" installée là, que je n'avais jamais remarquée!

Bref, tout ça pour dire que depuis le jour où j'ai acheté cette roulotte, jamais je n'ai osé la brancher sur le 120V. Un "nique à feu" comme on dirait...  Disons que j'avais pas un bon feeling...!

Un bon soir, je me suis installé dans ma roulotte, puis j'ai simplement tenté de COMPRENDRE la logique de ce système, comprendre la raison de toutes ces modifications, et comprendre comment ça marche. Je ne suis pas électricien, mais je sais comment fonctionnent les circuits AC, et de par mon métier, je suis assez à l'aise avec des circuits DC nettement plus complexes que ceux d'une roulotte...  L'ancien proprio comprenait sans doute quelque chose à sa roulotte, mais moi, j'ai compris surtout qu'il n'y avait rien à faire avec tout ça, rien à comprendre. En anglais ils disent "you can't fix stupid". C'est exactement ça: pas de temps à perdre pour à essayer de comprendre tout ça et de le rendre sécuritaire et adapté à mes besoins. C'était plus simple de tout arracher et de tout refaire à neuf!

Nos besoins

Premièrement il était essentiel de revenir à un système plus simple, fiable, sécuritaire, et comprenable par la moyenne des singes.

Notre background de tente-roulotte a fait de nous des campeurs habitués aux sites sans-service, comme on en retrouve souvent dans les Parcs. Notre tente-roulotte avait une simple batterie marine, et avec son éclairage LED nous étions autonomes pour environ une semaine sans problème. 

Nous n'avons pas l'intention de changer nos habitudes de camping, et il était donc important que la roulotte soit autonome au niveau électrique. Une seule batterie, comme dans notre tente-roulotte, devrait faire l'affaire, d'autant plus que la roulotte dispose de deux petits panneaux solaires. 

Pour assurer une autonomie suffisante, tout l'éclairage devra donc passer au LED.

Le vieux convertisseur des années 70 devra être remplacé par un bon convertisseur moderne, avec un circuit de charge performant pour la batterie.

Des détecteurs de CO et de gaz propane devront être installés (il n'y en avait aucun).

Je veux disposer d'un voltmètre DC pour garder un oeil sur l'état de charge de ma batterie, et un voltmètre AC pour m'assurer que le voltage fourni par le camping est suffisant.

Je veux un interrupteur principal ("master switch") pour couper tout le courant sur la roulotte lorsque je ne campe pas et ainsi préserver ma batterie.

Il serait pratique d'avoir des prises USB pour recharger nos téléphones et tablettes.

Voilà en gros quels étaient mes objectifs lors du design de mon nouveau système électrique.

Le Design

J'ai planché la-dessus tout l'hiver dernier. Schémas de câblage, panneaux de contrôle, magasinage de composantes, etc. J'en suis finalement arrivé à une version qui répondait à mes besoins. J'ai magasiné mes composantes et effectués mes achats sur internet (DealExtreme, Amazon), chez mes revendeurs de pièces électroniques préférés (Accès Électronique, Electro-Mike, KGE), et dans les quincailleries et magasins à grandes surfaces locaux.

Voici un descriptif plus détaillé des composantes de mon système.

Convertisseur

Le coeur de mon système est un nouveau convertisseur. À la suite de recherches sur le web, mon choix s'est arrêté sur un modèle fabriqué par Progressive Dynamics, le PD4135.

Les convertisseurs Progressive Dynamics sont sans contredit parmi les plus fiables sur le marché, et le circuit de recharge et d'entretien automatique de batterie de ces convertisseurs est une référence dans le domaine.

Le PD4135 est un modèle compact qui convient parfaitement à mon usage. Il possède 3 circuits 120V, et 5 circuits 12V, ce qui est amplement suffisant pour mes besoins. De plus, avec une capacité de 30A en 120V, il m'offrait l'opportunité d'upgrader ma roulotte vers le service 30A, soit le double de sa capacité originale, ce qui permet l'usage d'un climatiseur si besoin. Tel que mentionné, on ne campe pas souvent avec services, mais pour les fois où le fait, le 30A risque d'être pratique.

J'ai acheté ce convertisseur sur le web chez rvpartscanada.com, un revendeur canadien basé en Nouvelle-Écosse. Service rapide et le meilleur prix que j'ai trouvé (désolé pour mon marchand local, il n'était pas dans les prix du tout, et il ne vendait pas cette marque de toute façon).

Détecteur de propane et CO

J'ai acheté un détecteur combiné propane/monoxide de carbone chez le même commerçant que mon convertisseur. De marque Safe-T-Alert, ce détecteur combiné revenait moins cher que deux détecteurs séparés.

Fil 30A

Le seul obstacle à l'usage de la pleine capacité de 30 ampères de mon nouveau convertisseur était le fil de branchement de la roulotte. Il faut en effet que ce fil ait la capacité pour supporter le 30A. Mon fil original était conçu pour 15A. 

Ce type de fil pour VR, de calibre AWG 10, est habituellement assez coûteux, sans compter le coût de la fiche au bout du fil (les branchements 30A utilisent une fiche spéciale, voir la photo). Puis j'ai déniché presque par hasard sur le site de Costco une rallonge 30A pour VR. C'est en effet un fil pour VR de 30A (calibre 10) de 25' avec une fiche mâle à un bout et prise femelle à l'autre bout.

J'ai simplement coupé la prise femelle, et voilà j'avais mon fil 30A à prix intéressant: $42, soit près de la moitié du prix des revendeurs.

En prime, je me suis servi de la prise femelle pour me confectionner un adapteur 15A-30A  en lui ajoutant une fiche mâle 15A standard. Avec cet adapteur, j'ai donc ce qu'il faut pour brancher ma roulotte sur un circuit 15A normal comme j'ai chez moi.

Luminaires

Je voulais un éclairage intérieur entièrement au LED pour remplacer les vieux luminaires incandescents disparates de la roulotte. Le problème, c'est que des luminaires 12V LED, c'est plutôt cher...

Par exemple, je regardais en quincaillerie des petites lumières de style "puck" qui s'installent sous les armoires, et c'est en général $12 à $15 chaque...    et j'ai calculé qu'il m'en faudrait environ dix!! Ouch!  De plus, des petites "puck" LED sont souvent conçues pour une alimentation de 12V précisément, pas plus. Or, le convertisseur, lors de la recharge de la batterie de la roulotte, peut pousser son voltage à plus de 14V, ce qui risque d'écourter la vie de ces LED...

Puis un bon jour, je passe à ma quincaillerie locale, où j'aperçois, dans un panier indiqué "vente d'écoulement", des pucks à $1,75 chaque !!  

Le problème, ce ne sont pas des LEDs, ce sont des ampoules halogènes (xénon)...  Mais les LED pour remplacer des ampoules xénon, je suis certain que ça existe!!!  

J'achète donc 10 pucks, pour la modique somme de... $17.50 !!

Au pire, je me dis que si je n'arrive pas à les utiliser dans la roulotte, elles ne m'auront pas couté une fortune.

De plus, ces pucks ont un fini métal brossé/stainless, parfait pour notre déco, donc je ne pouvais pas passer à côté de cette aubaine.

Je n'en revient pas encore: au moment où j'écris ces lignes, Home Depot vend exactement les mêmes pucks au xénon à $60 pour un paquet de 3 !!! J'ai payé $17.50 pour 10!! Qui va acheter ça, dites-moi!?

L'annonce indique des LED 2W, mais j'ai vu ces pucks en personne en magasin,
ce ne sont pas des LEDs, il s'agit bel et bien d'ampoules incandescentes halogènes au
xénon, comme le montre la photo, exactement comme celles que j'ai acheté!

Rendu à la maison, je déniche sur DealExtreme des LED pour remplacer des petites ampoules au xénon, pour environ $3 chaque. De plus, ces LEDs fonctionnent sans s'endommager à des voltages aussi hauts que 30V, elles devraient donc résister sans problèmes au voltage de charge du convertisseur.

Je passe donc la commande, et je m'en tire donc au final à moins de $5 total par puck!

Cependant, j'ai dû bricoler un peu ces pucks pour y installer les LEDs. Conçues pour des ampoules halogènes, n'y avait pas assez d'espace dans les pucks pour y installer des LED. 

Voici une puck avec la vitre retirée. On voit l'ampoule halogène originale, logée devant un petit réflecteur métallique. 

Pour avoir assez d'espace pour installer la LED, je devait enlever ce réflecteur, qui n'est pas requis de toute façon avec la LED.

Le réflecteur ne tenait que par un petit rivet au centre, qui était facile à enlever avec la perceuse.

Une fois le rivet coupé, le réflecteur pouvait s'enlever. Le problème, c'est que ce même petit rivet tenait ensemble le réflecteur, le boitier et l'anneau de finition de la puck. En l'enlevant, la puck tombait littéralement en morceaux...

Le solution la plus simple fut de recoller l'anneau de finition sur le boitier avec de la colle. J'ai utilisé de la colle à construction PL.

Une fois la colle durcie, c'est très solide, et je peut ensuite y insérer la LED.

Voici une puck modifiée, comparée avec une autre ayant encore son ampoule au xénon.

Petit test entre les deux: l'ampoule au xénon originale consommait 1.45 ampère. La LED qui la remplace, 0.12 ampère, soit moins de 10% de l'ampoule au xénon!  En fait, j'ai installé 9 de ces pucks dans la roulotte, et si je les allume toutes en même temps, elle consomment encore moins que une seule puck au xénon...

L'éclairage des LEDs est légèrement moins fort que celui des ampoules incandescentes, mais la différence n'est pas énorme. Sauriez vous dire laquelle est laquelle?

LED à gauche, xénon à droite!

Donc, après une petite soirée de bricolage, mes 10 pucks étaient modifiées, testées et prêtes à installer. Je pense que ce petit travail supplémentaire en valait largement la peine.

Une différence majeure entre ce type de puck et un luminaire de VR traditionnel, c'est que ces derniers ont habituellement un interrupteur sur le dessus, alors que les puck n'en n'ont pas. J'ai donc dû planifier l'ajout de plusieurs interrupteurs pour contrôler mon éclairage. 

Master Switch

Je me cherchait un interrupteur principal pour tout mettre à OFF quand je ne campe pas. Il se vend de gros interrupteurs "battery disconnect", qui sont un genre de gros bouton rouge pour débrancher une batterie, mais je les trouvait laids. Le look était important ici, car mon plan était de monter cet interrupteur dans une sorte de "panneau de contrôle principal" où allait également apparaître les voltmètres et mon contrôleur de panneau solaire. Un simple interrupteur 12V régulier a une capacité de 15A et ne faisait pas l'affaire en raison du trop fort amperage possible de ce circuit. Finalement, j'ai trouvé ce que je cherchait là où je m'y attendait le moins, chez Canadian Tire: un interrupteur qui a presque le même format qu'un modèle régulier, mais avec une capacité beaucoup plus élevée de 50 ampères.

Autres interrupteurs

Chez les marchands de bebelles électriques et électroniques, il existe des dizaines de sortes d'interrupteurs, de toutes formes, modèles et couleurs. Avec mon éclairage de pucks sans interrupteurs, mon projet allait en nécessiter plusieurs, alors quel modèle choisir?

Cela relève davantage de notre département de décoration (ma femme), alors c'est elle qui a tranché: elle a opté pour des grosses toggle switches solides en métal, comme on en retrouve en aviation. Parfait pour moi, elles seront super simples à installer en plus!

Et là, une idée a commencé à germer dans ma tête, pour ce qui est du look de ces switchs et du look du "panneau de contrôle" que j'ai mentionné plus haut...

Voltmètre DC

J'avais installé un voltmètre dans ma tente-roulotte afin de garder un oeil sur l'état de charge de ma batterie. Ça fonctionnait bien. Par contre, depuis ce temps, il est apparu sur le marché des petits voltmètres/ampèremètres très intéressants...  Mon choix s'est porté sur un appareil appelé "Power Analyzer" vendu sous la marque GT POWER  (il existe aussi sous d'autres marques, ex: Turnigy, Medusa...).

C'est un petit appareil qui, à la base, est conçu pour l'analyse du rendement des batteries et moteurs électriques d'avions et jouets téléguidés. Mais l'appareil a rapidement trouvé des adeptes dans d'autres domaines, comme celui de l'énergie solaire et des petits véhicules récréatifs. Si vous cherchez sur YouTube, vous trouverez divers vidéos où vous verrez le GT POWER en action.

Le petit appareil en question est d'une très bonne précision. Il indique le voltage d'un circuit, et mesure également l'amperage qui y circule (jusqu'à 130A max) et calcule ainsi le wattage. Il calcule également le courant en fonction du temps, et affiche ainsi en temps réel le total accumulé des ampère/heures et watt/heures. Je sais donc exactement, à tout moment, quel est la consommation électrique 12V de la roulotte, et je peut donc suivre avec précision la décharge de ma batterie. C'est comme un mini compteur d'hydro! L'appareil garde aussi en mémoire le plus bas voltage mesuré, et les plus hauts amperage et wattage mesurés. Le plus beau dans tout ça, c'est que cette petite merveille coûte moins de $20 chez Deal Extreme.

L'appareil n'est pas directement conçu pour être monté dans un panneau, mais avec un peu de bricolage, rien n'est impossible... ;-)

Voltmètre AC

Il est important de mesurer le voltage AC quand on se branche sur un camping, surtout si on veut utiliser des appareil ayant une charge inductive (ex: moteur électrique), tel un climatiseur. Décrit simplement, le problème vient du fait que certains campings ont des installations électriques plutôt vétustes, qui peinent à fournir un voltage adéquat lorsque la demande est forte. Donc, au lieu d'obtenir un bon 115-120 volts comme à la maison, on peine à en avoir 110. Le problème, c'est que certains appareils (un climatiseur est un exemple parfait), s'ils ne reçoivent pas le plein voltage pour lesquels ils sont conçus, vont compenser en consommant un amperage plus élevé. Or, un amperage plus élevé risque de faire surchauffer le moteur et de le brûler. Il faut donc garder un oeil sur le voltage AC, et arrêter le tout si le voltage descend trop bas. La limite généralement recommandée est de 109 volts.

Je me suis donc trouvé un petit voltmètre/ampèremètre AC encastrable sur DealExtreme pour un peu plus de $10. La fonction ampèremètre me permet de connaître en temps réel la consommation électrique de la roulotte an AC, et je sais ainsi si je me rapproche de la limite du service de mon site (15A ou 30A, selon).

Contrôleur de panneaux solaire

Celui-là était inclus avec la roulotte. Sans trop entrer dans les détails, c'est un modèle de type PWM de 30 ampères, de marque SunForce. Selon ce que j'ai lu, il s'agit quand même d'un assez bon contrôleur, j'ai donc décidé de le garder et de l'inclure dans mon installation. Il possède un affichage qui indique le voltage et l'ampèrage de charge, et il est conçu pour être installé dans un mur ou panneau.

Lampes de lecture

Il arrive parfois que l'on passe du temps à lire au lit. Je voulais donc installer des petites lampes de lecture 12V LED près de la tête du lit. J'en ai trouvé chez DealExtreme pour environ $8 chaque, au fini chromé et montées sur une petit tige flexible ajustable. Elle projettent un faisceau lumineux assez étroit, donc il sera possible pour l'un de lire sans déranger l'autre qui dort à ses côtés.

Prises USB

Je voulais intégrer un poste où il serait possible de recharger téléphones et tablettes dans la roulotte. J'ai trouvé des prises USB qui fonctionnent sur le 12V chez DealExtreme. Ces prises ne consomment à peu près rien lorsqu'elles ne sont pas utilisées, donc elles peuvent être montées et branchées en permanence. J'en ai installé deux, soit une à l'avant près de la table et de la porte d'entrée, et l'autre à l'arrière près du lit. Chaque prise est installée près d'une tablette, où l'appareil peut être déposé lors de la recharge.

Filage

J'allait avoir besoin de fil de gros calibre pour brancher la batterie et les circuits de charge qui y sont rattachés. Genre du 8 ou 6 AWG. Ce type de fil est assez coûteux.

En discutant avec mon père, il me dit avoir ce qu'il me faut, soit du fil de calibre AWG 8.

Le motorisé de mon père est un modèle vintage qui date de 1975. Son fil électrique était de gros calibre, car le motorisé a un circuit de 50 amperes. Mais ce fil, déjà très lourd et encombrant, était devenu très raide et plutôt désagréable à manipuler. Papa a donc décidé de le remplacer par un fil de 30A, beaucoup plus souple, léger et facile à manipuler (ironie: alors que j'upgrade mon système de 15A à 30A, papa downgrade le sien de 50A vers 30A!). N'ayant plus besoin de son gros fil de calibre 8, long de 25', Papa me l'a donné.

J'ai retiré la gaine de caoutchouc et dénudé les 4 fils, ce qui m'a forcé à consulter notre département de soins médicaux (ma femme) afin de colmater le sale coup de couteau que je me suis foutu dans une main en coupant cette gaine... mais ça c'est une autre histoire...  appelons ça des "dommages collatéraux"!

Me voilà donc avec près de 100' de fil AWG 8 en parfait état, de quoi refaire le filage de 2 roulottes!

Autres composantes

Bien entendu j'ai eu besoin d'un tas de terminaux, connecteurs, protège-fils, tie-wraps, heat-shrink, fil de calibre 12, interrupteurs, etc. J'ai eu tout ça à prix raisonnable chez Accès Électronique entre autres.

Alors voilà pour aujourd'hui!

Mon prochain message portera sur mon fameux "panneau de contrôle" et sa fabrication, son intégration avec mon nouveau convertisseur, puis l'installation de tout ce matériel.