Electronique - Realisations - Ajout connecteur alim externe

Electronique > Réalisations > Ajout d'un connecteur d'alimentation externe

Dernière mise à jour : 10/01/2016

Présentation

Vous avez un appareil qui fonctionne sur pile, et qui ne possède pas de connecteur pour y raccorder une alimentation secteur externe. Votre souhait est donc d'ajouter un connecteur d'alimentation externe, ce qui est légitime vu le prix des piles. Cet article explique comment effectuer l'ajout d'une telle prise. Vous verrez qu'il est possible d'effectuer plusieurs types de cablages, pour permettre notemment une commutation automatique sur l'alimentation externe quand la prise de cette dernière est enfichée sur l'embase chassis, ou une commutation manuelle par interrupteur.

Avertissement

Il est très important de bien comprendre ce qui va suivre. Une erreur de câblage ou une inversion de polarité de l'alimentation externe peut conduire à la destruction de l'appareil à modifier, si ce dernier ne possède pas de protection interne contre ce type d'erreur. Pour continuer, vous devez impérativement posséder un multimètre doté des fonctions voltmètre et ohmmètre. Si vous avez le moindre doute concernant les câblages présentés ici, demandez conseil à quelqu'un de suffisement compétent dans votre entourage pour vous confirmer le câblage.

Choix du connecteur d'alim externe

Il existe plusieurs sortes de connecteurs d'alimentation externe, mais les plus répendus sont les fameux jacks en forme de "tube creux" avec conducteur interne et conducteur externe (masse).

Jack 1,3 mm

Différents types de fiches "femelles"

Jack 2,1 mm

Différents types de connecteurs chassis "mâles"

Notez que les connecteurs jack d'alimentation (avec leur câble) sont de type femelle, et c'est la prise chassis qui est de type mâle. Cela réduit les risques d'accidents (court-circuits) quand le câble d'alim se balade alors que l'alim est sous tension. Côté chassis, il existe plusieurs modèles : certains se fixent directement au chassis à l'aide d'un écrou, d'autres se fixent par deux vis, d'autres enfin doivent être soudés directement sur circuit imprimé. Il existe un certain nombre de diamètres intérieurs et extérieurs, comme en atteste le tableau qui suit. La tension que peuvent véhiculer ces jacks d'alimentation ne doit pas excéder 34 V.

(1)	(2)	(3)	(4)	Diamètre Intérieur	Diamètre Extérieur	Norme
				0,6 mm	2,0 mm
			A	0,7 mm	2,3 mm
		A		0,7 mm	2,35 mm	EIAJ-31
				0,7 mm	2,40 mm
				0,75 mm	2,35 mm
				0,8 mm	2,40 mm
				0,8 mm	2,50 mm
				0,9 mm	3,20 mm
				0,9 mm	3,50 mm
				1,0 mm	3,0 mm
				1,0 mm	3,30 mm
				1,0 mm	7,0 mm
		G	G	1,10 mm	3,0 mm
				1,10 mm	3,50 mm
			I	1,10 mm	3,80 mm
				1,15 mm	3,60 mm
	E	H	H	1,30 mm	3,40 mm	IEC 60130-10
				1,30 mm	3,50 mm
				1,30 mm	3,80 mm
				1,35 mm	3,40 mm
				1,35 mm	3,50 mm
				1,35 mm	3,80 mm
				1,40 mm	3,40 mm
	C			1,4 mm	3,8 mm	IEC 60130-10
		J	J	1,50 mm	5,0 mm
N		S	S	1,50 mm	5,50 mm
		B	B	1,70 mm	4,0 mm	EIAJ-02
			C	1,70 mm	4,70 mm
		C		1,70 mm	4,75 mm	EIAJ-03
E				1,70 mm	4,8 mm
				1,75 mm	4,75 mm
				1,98 mm	6,0 mm	Din 45323
				2,0 mm	5,0 mm	Din 45323
		K	K	2,10 mm	5,0 mm
	A	M	M	2,10 mm	5,50 mm	IEC 60130-10
	B			2,10 mm	6,0 mm	IEC 60130-10
		L	L	2,50 mm	5,0 mm
F	A	N	N	2,50 mm	5,50 mm	IEC 60130-10
	B			2,50 mm	6,0 mm	IEC 60130-10
		O	O	2,80 mm	5,50 mm
G				3,0 mm	5,0 mm
				3,0 mm	5,50 mm
D		Q	Q	3,0 mm	6,30 mm
				3,0 mm	6,50 mm
	D			3,1 mm	6,3 mm	IEC 60130-10
			U	3,10 mm	6,50 mm
		D	D	3,30 mm	5,50 mm
				3,40 mm	6,50 mm
		P	P	3,80 mm	5,50 mm
			U	4,10 mm	6,50 mm
		R	R	4,20 mm	6,90 mm
		T	T	4,30 mm	6,50 mm
A				4,4 mm	6,5 mm
				5,5 mm	7,4 mm

(1) : Norme ? trouvé chez un revendeur sur eBay
(2) : Norme IEC60130-10
(3) : source Wikipedia
(4) : Radioshack

Il y en a un bon paquet, n'est-ce pas ? Dans le cas qui nous concerne, je vous conseille un modèle standard de diamètre intérieur 2.1 mm ou 2.5 mm (plus facile à trouver), et pour le jack châssis je suggère un modèle qui se fixe par écrou (perçage plus facile du boîtier, puisqu'un seul trou suffit).

Avec ou sans commutateur intégré ?

Certains jacks chassis (les mâles donc) possèdent un système de commutation, qui permet de déconnecter mécaniquement l'alimentation interne (pile) quand le connecteur jack femelle est enfiché. Ce type de jack possède au moins trois connections. Le choix d'un jack chassis qui ne possède pas ce type de commutation intégrée obligera à installer en supplément, soit un inverseur, soit deux diodes (voir plus loin). Dans le cas présent, je vous suggère un modèle avec commutation intégrée, car le cablage s'en trouve simplifié.

Masse : au pôle Plus ou au pôle Moins ?

La suite de l'article suppose que vous avez déjà déterminé si la masse du montage à équiper est reliée au pôle négatif de la pile ou à son pôle positif. Cela peut être simple à déterminer, mais cela peut aussi ne pas l'être aussi bien que cela. Si votre équipement est un appareil audio qui possède au moins une entrée BF ou une sortie BF, ce sera très simple. Il suffit de procéder ainsi :
1 - Déconnecter la ou les piles, en repérant où sont reliés les pôles Plus et Moins.
2 - Mesurer à l'ohmètre la résistance entre la masse du connecteur d'entrée BF (ou la masse du connecteur de sortie BF) et l'endroit qui reçoit le pôle positif de la pile. Faire la même mesure de résistance entre la même masse et l'endroit qui reçoit le pôle négatif de la pile. Dans 99% des cas, vous devez avoir une résistance très faible (0.1 à 1.0 ohm) pour une des deux mesures et une valeur assez élevée (1 Kohm au moins) pour l'autre mesure. Pour la mesure la plus faible, vous pouvez dire que la masse est raccordée au point contrôlé.
Pour un appareil qui n'est pas doté de connecteur possédant une masse, c'est plus compliqué car il faut regarder le circuit imprimé : bien souvent, la masse occupe une surface de cuivre plus importante que pour le reste des connections, et fait parfois (si ce n'est souvent) "le tour du circuit". Il suffit alors de mesurer la résistance qui existe entre une patte de composant soudée sur cette surface plus importante et les deux pôles acceuillants la ou les piles. La aussi, si vous mesurez une résistance très faible (< 1 ohm), vous avez trouvé la masse.

Câblage du connecteur d'alim

Les différentes méthodes ci-dessous conviennent aussi bien pour un montage dont la masse est reliée au "Moins" de l'alimentation qu'à un montage dont la masse est reliée au "Plus" de l'alimentation. Ne vous trompez pas et choisissez le bon (connections en rouge = positif et connections en bleu = négatif) !

Commutation automatique par jack d'alim

Ce type de commutation nécessite une embase jack pour alim secteur avec interrupteur (commutateur) intégré. Lors de l'enfichage de la prise d'alimentation externe, le routage de l'alimentation qui va bien (pile interne ou alim externe) est automatiquement assuré.


Pour montage ayant le pôle "-" à la masse	Pour montage ayant le pôle "+" à la masse

Le brochage des jack chassis existant pouvant différer d'un modèle à l'autre, il est nécessaire de vérifier le bon emplacement des diverses connections, à l'aide d'un ohmètre, toutes alimentatsions déconnectées !

Commutation manuelle par inverseur

Dans ce cas, il est fait usage d'un jack d'alim simple, sans commutateur intégré. La commutation entre pile et alim externe est réalisée par un inverseur simple. Selon la position de l'inverseur, le montage tire son alimentation de la pile ou de l'alimentation externe.


Pour montage ayant le pôle "-" à la masse	Pour montage ayant le pôle "+" à la masse

Commutation automatique par diodes

Ici, des diodes sont utilisées pour effectuer la commutation des sources d'alimentation de façon entièrement électronique et automatique. L'ajout de diodes n'est pas toujours possible à cause de la chute de tension introduite (environ 0,7 V par diode), cela dépend du montage électronique à alimenter. S'il fonctionne sous une alimentation de 9 V, vous pouvez essayer. Mais s'il fonctionne sous 1,5 V, inutile d'essayer, ça ne fonctionnera pas.


Pour montage ayant le pôle "-" à la masse	Pour montage ayant le pôle "+" à la masse

Remarque importante : pour que ce système à diode fonctionne, il faut impérativement que la tension de l'alimentation externe soit supérieure d'au moins 0,1V à la tension de la pile, et que les deux diodes soient identiques (mêmes références, même lot). C'est en effet la source dont le potentiel est le plus élevé qui "l'emporte" sur l'autre, et si ces points ne sont pas respectés, la pile risque de débiter du courant même en présence d'une alimentation externe.