Je me lance dans un petit tuto pour expliquer à ceux qui n'y pompent rien en élec, qu'en fait c'est pas la mer à boire et que tout le monde peut faire pleins de petits contrôles sur sa Rx-7 pour trouver d'où vient une panne. Et puis peut etre, par la suite j'expliquerai quelques trucs pour brancher votre grosse sono 5.1, allume cigare 2.0 ou autre. Mais aussi, ce tuto me permettra de réviser mes bases et surement de corriger certaines choses que je n'ai pas bien apprise.
1. Les bases et pièges à éviter
Pour commencer, qu'est ce que l'électricité ? Car on ne peut pas la voir (enfin si, mais les étincelles comptent pas), ni l'entendre (enfin si, mais ça sert à rien pour un contrôle), ni la toucher (enfin si, mais c'est pas conseillé).
L'électricité est un déplacement d'électron dans un conducteur. Comme on ne peut pas la voir ni l'entendre ni la toucher, pour faire des contrôle on va utiliser des appareils de mesure qui vont mesurer la tension, l'intensité et la résistance. Un voltmètre, un ampèremètre et un ohmmètre.
Maintenant que nous sommes armé, il faut savoir qu'est ce que font nos armes(ça me fait penser au cricket infernal dans Men in Black ^^).
Le voltmètre mesure la tension qui est une différence de potentiel entre 2 points.
L'ampèremètre mesure l'intensité, c'est à dire la quantité d'électrons qui circule dans le conducteur.
L'ohmmètre mesure la résistance qui est la difficulté qu'a le courant à circuler dans un conducteur.
Mais tout ça est un peu barbare pour les novices. Pour mieux comprendre, il faut comparer un circuit électrique à un circuit de plomberie où l'électricité serait l'eau, les fils les tuyaux, les volts serait des bar, les ampères des litres par seconde et la résistance, ben un truc qui empêche l'eau de circuler comme il faut.
Explication :
Voici un schéma électrique tout ce qu'il y a de plus banal. Une batterie, un interrupteur et un moteur.
Je vais donc le transformer en un schéma de plombier (et là vous dites tous "ooohhh !!! Quel beau schéma tu nous a fait Fabien"):
Donc ici, le réservoir à 12 bar de pression serait le + 12V de la batterie, la vanne l'interrupteur, le 0 bar est le - de la batterie et la turbine le moteur. Ce dernier peut être remplacer par un gicleur puisque pour l'eau ou pour l'électricité c'est juste un élément qui empêche le courant de passer. J'ai représenté une turbine pour que ce soit un peu plus simple à comprendre.
Maintenant simulation d'une panne pour comprendre. Par exemple, une mauvaise masse car elle est oxydé. Une mauvaise masse est une résistance qui empêche le courant de passer, donc c'est par exemple du calcaire dans le tuyaux.
Ici, on constaterait que le moteur/turbine ne marche pas bien et le premier truc qu'on ferait, c'est débranché le moteur et regarder si le jus arrive aux bornes avec un voltmètre.
Et là on se dit, j'ai du 12V qui arrive donc c'est le moteur. On change le moteur et ça ne marche toujours pas. Mais pourquoi ? Tout simplement car le voltmètre mesure la différence de potentiel entre les 2 bornes. C'est comme si un fil était un manomètre de pression et que l'on fait la différence entre les 2.
12 - 0 = 12 bar. En fait là, c'est presque comme si vous aviez mesurer la tension aux bornes de la batterie.
C'est comme ceci qu'il faut faire pour contrôler qu'un élément est parfaitement alimenté :
12 - 4 = 8 bar. Votre moteur est en fait alimenter en 8V.
La MEILLEURE façon de contrôler l'alimentation d'un élément est de la contrôler aux bornes de l'élément branché et en fonction. Pourquoi ? Tout simplement car s'il y a la moindre résistance sur les lignes ou sur l'interrupteur la valeur sera fausse.
Mais maintenant que l'on sait que l'alimentation n'est pas bonne, comment savoir si ça vient du + ou du - ? En mesurant la résistance avec un ohmmètre ? D'accord essayons.
"Chef !!! J'comprend pas j'ai 0 ohm partout donc tout est bon mais ça marche pas !!!"
Evidemment jeune Padawan ! Un ohmmètre envoi un courant qui est très faible pour mesurer s'il a des difficulté à passer. C'est comme si on faisait couler de l'eau dans le tuyaux à un certain débit, et qu'on mesurait le débit à la sorti. Si le débit est le même à l'entrée et à la sortie, il n'y a pas de résistance. S'il est différent, il y a une résistance. Mais là ton débit est trop faible. C'est comme si tu voulais voir si un tuyaux d'un mètre de diamètre est bouché en faisant pipi dedans.
Le débit est tellement faible qu'il ne rencontre pas de résistance en traversant le trou.
Donc comment faire ? Rappelez vous quand on mesurait le pression aux abord de la turbine.
Nous avons 12 bar sur le + et 4 bar sur le - de la turbine. Donc si je branche mon voltmètre entre le - du moteur et le - de la batterie il m'affichera : 4 - 0 = 4V ! Il y a une différence de potentiel sur le fil du - et donc une résistance. S'il n'y avait pas le calcaire, la pression serait de 0 partout. Et 0 - 0 = 0. Pas de résistance.
Ca marche aussi sur l'autre fil.
Voltmètre entre le + batterie et le + du moteur, s'il indique 0 votre fil ainsi que votre interrupteur sont bon. S'il indique une valeur, c'est qu'il y a une résistance.
Vous l'aurez compris, avec un voltmètre on peut tout faire !!!! Ou presque... Mesurer les tensions comme j'ai expliqué est la MEILLEURE FAÇON !!!!
En un seul contrôle on sait que sa batterie est chargé, son interrupteur fonctionne, que ses fils sont bon et que ses points de masses sont bon.
Evidemment brancher un voltmètre sur un élément n'est pas toujours simple. Mais je vous ai montré quelques pièges à éviter.
2. Les calculs et mise en pratique des calculs
Voici les formules principales sur l'électricité. Certes, ça ne sert à rien dans la vie de tout les jours, mais c'est bien de les connaitre.
P = U x I où P est la puissance en watt (W), U la tension en volt (V) et I l'intensité en ampère (A).
U = R x I où U est la la tension en volt (V), R la résistance en ohm (j'ai pas trouvé le symbole sur mon clavier) et I l'intensité en ampère (A).
Astuce mnémotechnique pour la formule de la puissance : P = U x I => PUI => PUIssance. Pour l'autre je n'en ai pas, à force que les profs me la rabache sans cesse je m'en souviens.
Mais à quoi ça sert ? Ben pour installer un système audio par exemple.
Voici un branchement classique.
Les caractéristiques de l'ampli :
Amplificateur 1200W 4 canaux - Puissance RMS (4 Ω): 100W x 4 ou 300W x 2 (ponté)
Quel fusible utilisé ?
Nous savons que l'ampli consomme 1200W. Si on utilise P = U x I ça nous donne 1200 = 12 x I et donc I = 1200 / 12 = 100A (gros fusible dis donc)
Quel section de câble utiliser pour l'alimentation ?
Il faut environs 1mm² de section pour 4 ampères. Donc 100 / 4 = 25mm²
Quel section de câble utiliser pour les haut parleur ?
P = U x I mais on ne connait que P. Donc 100 = U x I. Mais il nous faut connaitre I. Comment faire ?
U = R x I, je remplace U par R x I ce qui donne P = R x I x I => P = R x I².
Je retourne la formule et I² = P / R => I = √(P / R) => I = √(100 / 4) = √25 = 5A.
Donc il nous faut du 1,25mm² à peut prêt. Je vous laisse faire le calcul pour le sub pour vous entraînez
.On en conclu que P = U x I mais aussi que P = R x I²
Autre exemple de calcul qui peut être utile
Je crève au milieu de la nuit en pleine cambrousse mais j'ai oublié de remettre le cric dans la voiture en partant l'essayer après avoir bricolé dessus. Je suis à 30mn de chez moi à pied, je décide de partir aller chercher le cric mais je met les warning pour éviter que quelqu'un y rentre dedans dans le noir sur la route de campagne. Sachant que j'ai une batterie de 70Ah, aurais je le temps d'aller chercher le cric et de revenir avant que la batterie ne soit décharger ?
Donc que veut dire 70Ah ? Ce sont des ampères heure. C'est une capacité. Comme je l'ai dit plus haut, les ampères c'est un certain nombres d'électrons qui circule dans un conducteur chaque secondes (c'est un débit, comme les litres par secondes). Mais là on les multiplie par des heures. Donc cela veut dire que la batterie peut débiter 70A pendant une heure.
Mais ça n'a rien à voir avec une capacité 70A pendant une heure. Et bien si !!! Car si on utlise la technique de l'eau, ça veut dire que la batterie est un réservoir qui peut débiter 70l/s pendant une heure. Soit 70l/s pendant 3600 secondes avant qu'il soit vide. Donc le réservoir fait 70 x 3600 = 252 000l. On dispose donc de 252 000 ampères.
Mais comme on m'a dit, calculer les ampères c'est compliqué et on risque de s'embrouiller. Mais je garde l'exemple si dessus pour que vous compreniez bien cette notion de capacité.
Sachant que pour les warnings, il y a 4 ampoules de 21W et 2 ampoules de 5W. J'ai une consommation de 94W. Ce qui fait une consommation de 94 / 12 = 7,8A.
J'ai une capacité de 70Ah donc 70A / 7,8A = 8,97h
Normalement je devrais avoir le temps de faire l'allé et retour à pied. ^^
3. Les différents éléments électriques que l'on trouve dans une voiture
Le relais
Le relais est simplement un interrupteur qu'on actionne avec un courant électrique.
Alors pourquoi faire un interrupteur qu'on actionne avec un courant électrique alors que l'on peut tout simplement faire un interrupteur qu'on appuis dessus pour l'actionner ?
Exemple avec le commodo des phares :
Les phares consomme plus de 10A. Il faut donc une section de fil assez grosse et surtout, à chaque action de l'interrupteur, un arc se forme et abîme l'interrupteur. Plus il y a d'ampères et plus l'arc est important et donc abîme plus vite l'interrupteur. Donc si le commodo était l'interrupteur qui alimentait directement les phares sans passer par des relais, il faudrait de gros fils et un gros commodo pour mettre de gros interrupteurs dedans. Et changer régulièrement le commodo quand l'interrupteur serait HS. Pas très pratique. Je vous laisse imaginer la taille de votre neiman s'il n'y avait pas de relais pour le démarreur. (http://www.terratronic.fr/277-527-thick ... tterie.jpg)
Pour remédier à cela, on utilise un relais qui va faire office de gros interrupteur pas cher et facilement remplaçable qui va être commander par un autre interrupteur dans le commodo. Mais ce dernier sera beaucoup plus petit car il faudra très peu de courant pour commander le relais.
En conclusion, un relais est un gros interrupteur qui est commandé par un courant de très faible intensité facilement remplaçable et pas trop cher. C'est aussi une pièce d'usure.
Comment ça marche ?
C'est un électroaimant qui une fois alimenté attire ou repousse une lamelle qui fait va mettre en contact 2 bornes du relais. (je sais j'explique mal mais voici un super gif !!! Merci 6enligne.net, je sais pas si je dois demander l'autorisation ou pas de la prendre)
Le circuit en bleu qui passe par la bobine et va jusqu'à la masse est ce qu'on appel le "circuit de commande".
Le circuit en rouge qui passe par l'élément que l'on veut alimenté est le "circuit de puissance".
A quoi ça ressemble ?
A un petit boitier en plastique. De diverses formes selon les utilisations. Le plus courant est celui ci :
/!\ Attention /!\ Tout les boitiers qui ressemble à ceci ne sont pas forcément des relais (par exemple la centrale clignotante)
Dessous il doit y avoir au minimum ces 4 bornes :
Parfois il y a une borne en plus au milieu au niveau du trait avec marqué 87a.
Souvent le schéma électrique interne du relais est dessiné dessus.
Le rectangle barré est la bobine. Les numéros sont ceux des bornes (elles sont repéré sur le relais). C'est tout le temps les mêmes numéro. Parfois c'est repéré 1, 2, 3 et 4 mais ça ne change rien. Le 30 est toujours le + du circuit de puissance, le 87 l'élément à commander, le 85 le - et le 86 le + du circuit de commande.
Comment le contrôlé ?
On écoute si on l'entend claqué. Un petit clic, mettre le doigt dessus pour le sentir claqué. Ça permet aussi de le repérer. S'il n'y a rien, ben il y a un problème.
Ensuite on le débranche, on prend un bout de fil et on fait un shunt sur les bornes du circuit de puissance (30 et 87). Si ça marche pas ça ne vient pas du relais (fusibles, voir un autre relais en amont).
Si ça marche, on prends des bouts de fils et on alimente directement le relais sur la batterie aux bornes 85 et 87 (attention de pas inversé les bornes) et on écoute s'il claque. S'il ne claque pas il est mort. D'expérience s'il claque, il y a 99% de chance qu'il soit bon (c'est rare que les contacts qui font interrupteur soient HS, c'est surtout le bobinage qui lâche). Et dans ce cas là, le problème vient des alimentations du circuit de commande.
Pour contrôler le circuit de commande on peut utiliser une lampe témoin ou un voltmètre (je vous ai expliqué plus haut que ce n'était pas l'idéale, mais ici je vous indique la façon la plus simple et la plus rapide. C'est assez difficile d'accès un relais en général). Avec la lampe témoin on vérifie les alimentation et on repère si l'interrupteur du circuit de commande est sur le + ou sur le -. Une fois repéré, on fait un shunt, pour voir si le relais claque. S'il claque c'est du côté de votre interrupteur.
Les différents type de relais :
Il en existe des tas. Le plus courant est celui à 4 broches que j'ai montré plus haut. Il existe des relais à 5 broches, la 5e étant la 87b ou simplement une deuxième 87, qui a la même fonction que la 87. Idéale pour alimenter 2 éléments avec un seul relais.
Il y a ensuite le relais inverseur, qui est extérieurement pareil que celui cité plus haut, mais il a une borne 87a au lieu de 87b. Celui ci a la particularité qu'en position repos il alimente la borne 87a, et en en action la 87.
Couplé à un deuxième relais inverseur on peut inversé le sens du courant. D'où son nom. Par exemple pour les lèves vitres.
Il existe des relais avec une diode ou une résistance sur le circuit de commande. Nous verrons par la suite à quoi elle sert, on peut remplacer un relais sans diode par un relais avec diode, mais il ne faut surtout pas faire l'inverse !!!
Les capteurs
Les capteurs permettent de transformer une grandeur physique (température, pression, vitesse...) en une grandeur électrique.
Capteur de température :
C'est une résistance qui varie en fonction de la température. C'est une résistance de type CTN ou CTP. Coefficient de Température Positif ou Coefficient de Température Négatif. En mesurant la résistance du capteur le calculateur connait la température du moteur.
Pour les sondes de type CTN, plus la température monte et plus la résistance diminue.
Pour les sondes de type CTP, plus la température monte et plus la résistance augmente.
Dans les voitures il n'y a que des CTN, les CTP sont très rare car les matériaux qui composent les CTP sont cher.
Moyen mnémotechnique pour retenir CTN et CTP.
CTN = Comme Ta Nana, plus tu la chauffes, moins elle résiste.
CTP = Comme Ton Père, plus tu le chauffes (à la bagarre bien sur), plus il résiste.
Pour contrôler une sonde de température, il suffit de mesurer sa résistance et de connaitre sa température, puis de comparer avec sa courbe.
Ou si vous avez un controler sur votre PFC de regarder la température.
Comment le calculateur fait pour mesurer la résistance ?
Il envoie en général du 5V à une des bornes de la sonde et mesure la tension entre la deuxième borne et une résistance dont il connait la valeur exact qui est relié à la masse. C'est le pont diviseur de tension.
Selon la tension, il connait la résistance et donc la température. Si le calculateur mesure 0V, c'est qu'il y a une coupure ou un court circuit entre le +5V et une masse. S'il mesure 5V, c'est qu'il y a les 2 fils en court circuit.
Le calculateur sait cela et affichera un code défaut s'il atteint ces valeurs. En principe le capteur doit fonctionner entre 0,5 et 4,5V. Si c'est une autre valeur il affiche un défaut et adopte une stratégie de secours. En général c'est le cas extrème, il enrichie à mort au cas où il fait -40°C et allume les ventilateurs à fond pour refroidir le moteur cas il ne sait pas s'il est en surchauffe.
Capteur inductif
C'est un capteur qui sert à mesurer une vitesse de rotation ou la position d'un objet en rotation, ou les 2 à la fois. Il est utilisé pour mesurer la vitesse et position du vilebrequin, des roues (pour l'ABS). Le principal défaut de ce capteur est qu'il faut que l'objet dont on veut mesurer la vitesse tourne assez vite pour que le capteur émette un signal. Par exemple pour les roues, il commence à émettre un signal aux environs de 5 km/h alors que les capteurs de roue modernes sont à 2 km/h.
Comment ça marche ?
Le capteur est un aimant entouré d'une bobine. Si un élément en fer passe devant, un courant électrique se créé dans le bobinage pendant un court instant. Si on l'enléve l'élément en fer, le courant circule dans l'autre sens un court instant. Si on alterne rapidement ces phases, on obtient un courant alternatif quasi sinusoïdale. Et plus ce sera rapide, plus la tension sera élevée. Si c'est trop lent, il n'y aura pas de tension.
Ce capteur produit donc sont propre courant et n'est pas alimenté par le calculateur. Ce dernier ne fait que mesurer la tension aux bornes de ce capteur. On obtient ce genre de signal.
Ici est représenté un signal de capteur de vilebrequin d'une voiture "moderne". Sur nos FD, nous avons un capteur pour la vitesse et un autre pour la position. Le calculateur ne doit pas être assez puissant pour détecté la dent manquante qui signale la position.
Sur cette image, le temps entre deux sinusoïdes nous donne la vitesse. Le creux nous indique la position MAIS PAS LE PMH ! C'est un certain nombre de degrés avant le PMH. Si c'était au PMH le calculateur aura beau être surpuissant, il sera en retard pour allumer le carburant puisqu'il faut de l'avance.
Mais retournons à nos FD.
Sur nos FD, il y a un capteur qui a une cible sans dents manquantes, qui mesure la vitesse en mesurant le temps d'une sinusoïde, et un autre avec une cible qui n'a qu'une seule dent. Quand le calculateur voit la sinusoïde c'est un certain nombre de degrés avant le PMH.
Comment le contrôler?
En prenant sa résistance. Puis mettre sont voltmètre en courant alternatif et voir s'il y a une tension quand le moteur tourne. L'idéale étant de mesurer le signal avec un oscilloscope.
Si on a un oscilloscope on peut même savoir si sont moteur est en bon état. Ou du moins si les compressions des 3 faces des rotors sont équilibré. Effectivement, quand le rotor arrive en compression, il y a un très léger ralentissement du moteur, et quand il est en combustion/détente, une légère accélération. On verra alors sur le signal qu'il y aura des sinusoïdes plus hautes que d'autres et leurs sommets formeront des "vagues" régulières. S'il y a en a de pas régulières c'est qu'une face ne va pas bien et qu'il faut faire un test de compression.
Capteur à effet hall
Ce capteur n'existe pas sur les Rx-7 à ma connaissance, mais vous avez surement une autre voiture qui en a. Il est utilisé pour mesurer une rotation. Il est mieux que sont cousin inductif car il permet de mesurer très précisément une rotation même à très faible vitesse. Et évidement il est plus cher.
Il est utilisé principalement sur l'arbre à cames et les roues pour les voitures récentes (sur la FD c'est des inductifs).
Donc comment il marche ? C'est un peu compliqué, mais assez simple à contrôler. C'est grace à l'effet hall.
Si je prends un plaquette en métal rectangulaire que j'alimente de chaque côté, le courant va circuler au milieu de cette plaquette et ne pas toucher les bords.
Mais si je passe un morceau de fer sur un des bord, le courant va être dévier sur celui opposé. Et là je met un petit transistor (qui est une sorte de relais mais beaucoup plus petit et beaucoup plus réactif) qui une fois que le courant aura toucher un des bords laissera passer un signal.
Le capteur a 3 fils, un +, un - et un signal.
Pour le contrôler c'est très simple. Vérifier la tension d'alimentation, le plus souvent c'est 5V. Pas 5,1 ou 4,9V mais plutôt 4,99V ou 5,00V. Et d'après ce que j'ai vu, ce serait plutôt entre 4,995 et 5,000V. Mais il existe des 8, 10 et 12V. Et ensuite vérifier la tension sur le signal. Il y aura 0V sans qu'il ne soit exciter. On passe un morceau de fer devant et il doit passer à 5V d'un coup.
Attention, sur certain capteur c'est l'inverse.
Ca va en intéresser plus d'un !
