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n° 327 vwwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

6

10

16

2024

31

41

50

N° 327 - Mai 2008

initiaticInternet pratiqueKICAD : creation et edition de schemesInductance

Micro/Robot/DomotiqueEasyPIC5 : carte d'experimentationProfondimetre a capteur MPX2200APTelecommande evolueeEchiquier electroniqueGenerateur de fonctions 0,2 Hz a 20 MHz

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19

304056

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Fondateur : Jean-Pierre VentiHad - TRANSOCEANIC SAS au capital de 574 000 C - 3. boulevard Ney. 75018 Paris : 01 44 65 80 80 - Fax : 01 44 65 80 90Internet : httpl/www.electroniquepratique.corn - President : Patrick Vercher - Directeur de la publication et de la redaction : Patrick Vercher

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t.a Redaction d'Electronique Prague decline toute responsabilite quant aux opinions formulaes dans les articles. celles-ci n'engageant que lours auteurs.

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C La reproduction et ('utilisation merne partielle de tout article (communications techniques ou documentation) extrait de la revue Electronique Pratique sont rigou-reusement interdites, ainsi que tout procede de reproduction rnecanique, graphique, chimique, optique, photographique, cinernatographique ou electronique, photo-stat tirage, photographic, microfilm. etc. Toute demande a autorisation pour reproduction, quel que soit le procede, doit etre adressee a la societe TRANSOCEANIC.

LE PROCHAIN NUMERO D'ELECTRONIQUE PRATIQUE SERA EN KIOSQUE LE 5 JUIN 2008

Les phenomenes vibratoireset ondulatoires sont sirepandus dans Ia nature quenotre quotidien n'est faitque d'une succession infiniedes manifestationsphysiques de ceux-ci(propagation du sonet de Ia lumiere, perceptionde notre environnement).Partant de ce constat,it n'est pas etonnant quel'electronique reproduise etgenere elle-meme cesnomenes. Des pans entiersdes theories electroniquesmodernes sont consacresleur etude, au rang desquelsfigurent en premiere ligneles decompositions en seriede Fourrier et les transfor-'Tides qui en decoulent etdont on trouve quantite depresentations sur Internet.

vent d'introduire le pre-mier site sur ce sujet,nous devons evoquer lefait que les notions abor-

dees font appel a des equationsmathernatiques d'un certain niveauqui pourraient rebuter les plus jeunes.Ne vous laissez pas impressionner,nous vous proposons aussi des pagesplus ludiques grace a ('utilisation depetits « applets » eats en Javascript.Le premier site a visiter se trouvel'adresse http://web.univ-pau.fr/-degreg/communication/P6Acoustique.HtmAccessible aux plus refractaires auxmathematiques, ce site introduit tresbrievement les notions de spectre,frequence fondamentale et signauxharmoniques, ainsi qu'une tres brevemention au theoreme de Fourrier et ala superposition des signaux harmo-niques.En deuxieme lieu, telechargerl'adresse http://irrmawww.epfl.cht-pasquareilo/physgen/complements/compltFourierpdf un document complet(format PDF) qui developpe les

notions mathernatiques servant defondement a la decomposition enserie de Fourrier. Si ('aspect math&matique de ce document vous rebute

InternetPR@TIQUF

rikal ...TY44.. ...us

4 4.....moda1. .011/0

Nelm use 4 Nes.... dywdo NIT. YeaTe...4.01..4. to plyype

1.14 Opper...4.1

no. Is Hs mos Md. Nay.adman TOTTand 4400.010. 00 UT NT., 414 my. 4...0ad

040.1144144.1

4..1.1.46Imorramf /,......

http://web.univ-pau.fr/-degreg/communication/P6Acoustique.Htm

(il n'y a pas de honte a cela), vouspourrez tout de meme tirer parti desillustrations qui montrent l'effet de lasuperposition des signaux sinusol-deux pour approximer le signal sou-haite et les effets de l'ordre du poly -name approchant.Mais pour illustrer l'interet de lasuperposition, rien ne vaut un bonpetit applet ecrit en Javascript, telcelui figurant a l'adresse suivante :http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/divers/fourierhtml

Cette page Internet vous permet dechoisir le type de signal a reconstitueret l'ordre de la serie de Fourrier qui vaservir a I'approcher. Cet applet offreegalement la possibilite interessantede constater de visu que les fonc-tions discontinues (signal carre,rampe, etc.) sont beaucoup plus diffi-ciles a approximer et requierent uneserie de Fourrier d'un ordre beau -coup plus eleve pour obtenir unsignal approche satisfaisant.Le deuxieme petit applet a consulter

2 http://irrmawww.epfl.chl-pasquareho/physgen/complements/compltFourierpdf

jpjfi. y

", G. ^

- .

141tIdaell Span 4114.410.1 P.0060. b. WY 1.0..

- 1:--- (L)

fins -4,-4, htzlo *AO

HV

iY .4s .11

We 04

6 re 327 www.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE

kaait-.. ,, ./ a.. 11.0.11

IN Rao 1.2.6 14..1 1. In. gano

Ivo ,. ILI ....low* 15

0016arlo11.10 Actopi 1aded,iymmoo214.11.*um *1111,* 1.1A (1$1...

l=,..11 [=..M1..11rnas*,/1101,1104mis=1Y

se situe a l'adresse http://www.sciences.

univ-nantes.fr/physique/persolgtulloue/Elec/Fourier/fourierl .htmlIt se distingue du premier par le faitmarquant qu'il projette dans le temps

3

http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/divers/fourierhtml

le vecteur de Fresnel equivalent a lasuperposition des signaux harmoniquessur un signal fondamental. Pour com-prendre en quoi it est utile d'etudier lanature ondulatoire des signaux perio-

diques, II n'y a pas mieux. Au-dela desapplets Java qui permettent de corn-prendre la nature des signaux Ono-diques et ['inter& des decomposi-tions en serie de Fourrier, nous avonstrouve interessant de vous fairedecouvrir egalement certains petitslogiciels gratuits qui permettentd'evaluer les performances de plu-sieurs types de filtres classiquesappliqués en rapport avec les

decompositions en serie de Fourrier.Vous trouverez sur le site http://www.ac-

nancy-metzfr/enseign/physiquellogiciels/fourier/aidefourierhtm un exemple deprogramme tres interessant.Nous terminerons ici notre visite surle Net, en precisant que vous trouve-rez quelques liens supplementairessur ce sujet en annexe.

R MORIN

4 http://www.sciences.univ-nantes.fr/physlque/ 5 http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/logiciels/fourier/aidefourierhtmpersolgtulloue/Elec/Fourier/fourierl.html

SAE T...11..f

Synthese de Fourier e

kto.pilan k I nitreI ed.. Om

a 4.0... £ ..

..,11:19=11

,=emlto=1=.......... krni=,,.1

211 AeLLIV.1mbe 14n1

orw6....out. ...a. . rum..]1.1 0, CI118r 11...,

http://web.univ-pau.fr/-degreg/communication/P6Acoustique.Htmhttp://irrmawww.epfl.ch/-pasquarello/physgen/complements/compltFourierpdfhttp://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/divers/fourier.htmlhttp://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Elec/Fourier/fourier1.htmlhttp://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/logiciels/fourier/aidefourier.htmhttp://villemin.gerardiree.fr/Wwwgvmm/Analyse/Fourienhtmhttp://tcd.emair/fourier.pdfhttp://www.unilim.fr/pages_perso/jean.debord/math/fourier/fft.htmhttp://www.iut-bethune.univ-artoisir/sokol/cours/ser_four/fourienhtmlhttp://www.4p8.com/eric.brasseur/four.htmlhttp://pedagogie.ac-montpellierfr:8080/disciplines/scphysiques/QCMGiraud/QCMFourier/sp37.htmhttp://irrmawww.epfl.ch/-pasquarello/physgen/complements/compitFourierpdfhftp://www.polytech.unice.fr/-leroux/presentationfourier/presentationfourier.htmlhttp://www.univ-orleans.famapmo/membres/royer/cours/fourier.pdfhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A9gorie:Th%C3%A9orie_de_Fourierhttp://frwikipedia.org/wiki/S%C3%A9rie_de_Fourierhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Transform %C3%A9e_de Fourierhttp://www.ieee.li/pdf/viewgraphs_laplace.pdfhttp://c.caignaert.free.fachapitre12/node2.htmlhttp://perso.univ-rennes1 Jr/stephane.balac/ens1INSA/pc2A/slides/m2crs6www.pdfhttp://pagesperso-orange.fr/gilbert.gastebois/java/fourier/theorie_ fourienhtmhttp://www-prima.imagir/j1c/Courses/2002/ENS12.TSTN/ENS12.73.39.pdfhttp://cas.ensmpir/-chaplais/Wavetour_presentation/transformees/Fourier/Fourier_fpresentation).htmlhttp://www.pi314.net/fourier.php

Lists des liens

ni0 327 www.electroniquPpratiqup.cum F LECTRONIQUE PRATIQUF

Initiation

KICADCreation et edition

de schemasLes possibilites (particulierementnombreuses) et la puissance de Kicadsont telles que nous n'avions pasimagine notre travail aussi prenant,riche, fastidieux et... long !Voici donc Ia troisieme partie denotre article portant sur ce logiciellibre pour la realisation de schemaset circuits imprimes.

it n'est pas complexe, un schema sera repre-sents sur une seule feuille, mais souvent it

necessitera plusieurs feuilles. Un schemarepresents sur plusieurs feuilles sera alors dit

hierarchique >, et ('ensemble de ces feuilles (chacunerepresent& par un fichier propre) constitue pourEeSchema un projet.Le projet est constitue du schema principal, appele sche-ma racine (ou « root ») et des sous schemas constituantla hierarchie. De facon a ce que EeSchema puisse, a par-tir du schema racine, retrouver tous les autres fichiers duprojet, on devra suivre des regles de dessin qui serontdeveloppees par Ia suite. Plus tard, on parlera de projet,aussi bien pour les schemas reduits a une seule feuille,que pour les schemas multi-feuilles en hierarchie. Parailleurs, dans cette suite, un chapitre special developpe('utilisation de la hierarchie et ses particularites.Par ailleurs, sachez qu'un schema realise grace aEeSchema est plus qu'une simple representation gra-phique d'un montage electronique. C'est normalement lepoint d'entree dune chaine de developpement qui permet : Un controle des regles electriques (controle E.RC.) per-mettant souvent de deceler automatiquement des erreursou des oublis sur le schema; La generation automatique de la liste des composants; La generation de net listes pour la simulation de fonc-tionnement grace aux logiciels de simulation commePspice; La generation de net listes pour la realisation de circuitsimprimes (PCBNEW); Le controle de coherence entre le schema et le circuitimprime est alors automatique et instantane de facon apouvoir profiter de toutes ces possibilites, on devra res-pecter certaines contraintes et conventions, pour eviterles mauvaises surprises et les erreurs; Un schema est principalement constitue de compo-sants, de fils de connexions (ou « wires »), de labels, de

jonctions, de bus et d'alimentations; Pour plus de clarte dans le schema, on pourra y placerdes elements purement graphiques comme les entrées debus, des textes de commentaires et des traits pointillespour encadrer des sous ensembles.

La chaine de developpement

Comme le visualise la figure 19, le logiciel de schema-tique travaille a partir de librairies de composants pouraboutir a la realisation des circuits imprimes. Outre lesfichiers de traces, le fichier netliste est tout particuliere-ment important pour la suite du processus, car c'est luique les autres logiciels utilisent. Un fichier netliste donnela liste des composants et la liste des connexions elec-triques issues du schema. II existe (malheureusementpour l'utilisateur) un grand nombre de formats de netliste,dont certains sont plus connus. C'est le cas du formatSpice, par exemple. Nous decouvrirons ulterieurement lesdetails qui constituent une netliste.

Librairies

Schema

19

Nettiste

Traces

-41{ Liste decomposantsi

_i

Circuitsimprimes

-11. Simulation

re 327 wvvw.plectroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

La decouverte du trace

37 - Cliquer sur le bouton tAjouter composantdans Ia barre d'outils de droite;38 - Cliquer au milieu de l'ecran a ('emplacement oil vousvoulez placer votre premier composant.39 - La fenetre Selection composant apparait alors (figu-re 20);

Selection Composant (890 items charges):

Nom:

Histonque:

OK

Chereher mot ett

.A.nnuler

Lute tous1

Par Visualisateur fibs 2040 - Cliquer sur Liste tous;41 - La fenetre Selection librairie apparait (figure 21);

Selection libr

A

coonlinearresin

CM054.100adc-dacmemory

specialmierocontrollersdspaucrochipanalog_switchesmotorolatexasintelaudiointerfacedisital.audiophiltpsdisplay

Ok

.Annuler

21

42 - Double cliquer sur device;43 - La fenetre Selection composant apparait a son tourfigure 22)

Selection composant (76 items)

?:CO -?N??OT

artzMeula

R_PACK4R_PACKSRELAY_ZRTRRSRR9RA 'AR

SCHWAN.SCRSPE.AITRSPSTSW_PI:SHSW_PUSI-1_SMALLSWITCH NVSWITCH_INV_NISN:TiccRISTORTR1408TRANS1,0TRANSFO-ALDIO

Deser. ResistanceR

Ok

22

44 - Descendre l'ascenseur jusqu'A la ligne R et doublecliquer dessus;45 - Appuyer sur la toucher r du clavier pour remarquer

Initiation

que le composant tourne par bond de 90° pour aligne-ment vertical ou horizontal;46 - Placer le composant au milieu de la feuille en cliquantsur le bouton gauche; le trace passe du noir au rouge et lecomposant est ancre a l'endroit oii vous avez clique;

47 - Cliquer deux fois sur la loupe de Ia barred'outil generale pour zoomer le composant;

48 - Cliquer deux fois sur la loupe I Et de la barred'outil generale pour reduire le composant;49 - Maintenant, appuyer deux fois sur la touche Fl duclavier pour constater que l'effet est le meme qu'avec laloupe +;50 - Appuyer deux fois sur la touche F2 de votre clavier, lecomposant diminue. Vous venez de decouvrir que cer-taines commandes sont doublees par certaines touchesdu clavier;51 - Zoomer a nouveau le composant au maximum;52 - Faire un clic-droit au milieu du composant;53 - Dans le menu Pop Up qui apparait (figure 23), selec-tionner Edite composant puis Editer;

Deplace Composant

e Onente Comp:antt' &lira Composanz

'El Cope composantSuppnme Composant

CQ Centrer

Ck, Zoom +

Q. Zoom

Sileenon

0, AutoRedessin

seal SeleertoseOralle

X Fernier

:aleLPIMIt5 Reference

Convert

23

54 - La fenetre Proprietes du composant s'affiche (figu-re 24); cliquer sur l'onglet Champs, puis selectionner lebouton radio Valeur;

Proprietes du composant

Options ClunuP,

Teem visible 0 Vettical

Vakur1k

Taint 0:0.050

PosX ('):0.000

Piss Y

0.000

Champ a edues

0 Ref ®piiii4C) Module 0 Feuitle

0 Champ I ()Champ::

C. Champi C.) Champ:.

C Chainp5 O Chang

0 Champ" 0, ClumpS

Emote I DefautsJ QK 24

55 - Dans le champ Valeur, remplacer la valeur actuelle Rpar 1k;56 - Cliquer sur OK;57 - La valeur a l'interieur du corps de la resistance, doitdesormais etre 1k;

n° 3E7 vvwvv.electronlquepratIque.com PCTRONIQUE PRATIQUE

58 - Par la meme procedure, placer une deuxieme resis-tance a cote de la premiere (procedure lignes 41 et 42);59 - La fenetre Selection composant apparaff a nouveau;60 - La resistance, precedemment choisie et placee, estdesormais presente dans l'historique et apparait sous laforme de la Iettre R (figure 25);

Selection Composant (890 items chdre6s):

Nom:

Histofique:

R

OK

C he{ C het MOI Cie

Annuler

imte tous

IPaz Visuabsateus hbs 25

61 - Cliquer sur R contenu dans le champ Historique etplacer Ia resistance sur la feuille de trace;62 - Repeter ('operation et placer une troisieme resistancesur la page;63 - Faire un clic droit sur la deuxieme resistance et cli-quer sur Supprime composant (icone poubelle du menuderoulant), ceci doit supprimer le composant;64 - Faire un clic droit sur Ia troisieme resistance et choi-sir Deplace composant;65 - Deplacer le composant et faire un clic gauche pour lelecher;66 - Repeter les operations de 56 a 61 sur la troisiemeresistance et remplacer R par la valeur 100;67 - Repeter les operations de 41 a 45, mais choisir cettefois microcontroller a Ia place de device et PIC12C508Aa Ia place de R;68 - Appuyer sur les touches y et x du clavier; observerque le composant subit une transformation de type miroirsur ses axes x et y. Appuyer de nouveau sur y et x afin quele composant revienne dans son orientation initiale;69 - Placer le composant sur la page;70 - Repeter les operations de 41 a 45, en choisissantcette fois device et LED;71 - Deplacer les composants sur la page afin que le traceressemble la figure 26;

26A ce stade, nous avons explore plusieurs commandesimportantes pour le trace. Je vous laisse a votre guiseexplorer les autres commandes de ce menu. II fautadmettre que le menu Pop Up est tres utile et pratiquepour toutes les commandes qui gravitent autour des com-posants.

Creation de composants

Jusqu'a present, nous avons utilise des composantsnatifs dans la librairie. C'est tres pratique, mais comme enmatiere d'electronique les composants evoluent et que 'denouveaux modeles sont produits regulierement, it estimperatif de pouvoir order de nouveaux symboles a l'aided'un editeur specifique. Comme vous le constaterez plusloin, avec Eeschema c'est possible et tres facile.Ajoutons un composant simple.72 - Cliquer sur le bouton Appel de l'editeur de librairieset de composants situe sur la barre d'outils superieure;73 - Vous venez d'ouvrir la fenetre Libedit (figure 27);

27

74 - Cliquer sur le bouton Selection de la librairiede travail qui se trouve sur Ia barre d'outils superieure;75 - Dans liste Selection librairie qui vient d'apparaitre,double cliquer sur la ligne conn;

76 - Ensuite cliquer sur le bouton Nouveau corn-posant, la fenetre Creation Composant s ouvre (figure 28);

Nomitneons

Monconn3

Reference

II

A une tonne "eons erne" QK

SymIx4e AI mentstionAnnuler

Les puns sons verroldees

Piste pis boiler Ophone affichage

01 010 010 Montle noneso de Pin

01 011 020 D Mown Nom de Pia

01 012 015 ENNA de pis a tinthieus

OA 013 022 Decaiage

01 014 02301 015 014

.1t1

01 016 02501 Or oo02 Ois 28

77 - Dans le champ Nom, taper Monconn3, puis dansR6f6rence, remplacer U par J et selectionner le boutonradio 1 dans Parts par bonier;78 - Conserver Ia selection des trois Options d'affichageet valider par OK;79 - Le nom du nouveau composant doit s'afficher aucentre de la fenetre de l'editeur;

re 327 wvwv.electronlquepratique.corn ELEC 1-RONIOut_ PRAFIQUL

29

80 - Cliquer une fois sur la loupe Zoom automatique pourzoomer sur le nom du composant;

81 - Cliquer sur le bouton ` Addition de pins (barreverticale de droite) et cliquer sur I &ran a l'endroit oii voussouhaitez ajouter une patte de connexion;82 - Dans la fenetre Proprietes des pins qui s'ouvre (figu-re 29), definir Nom de Ia pin comme VCC et le Num de Iapin (Numero) comme 1;

Proptielt.s des Pins

Nom de ta pin

Nunt de la pin :

Tails (")40.050

Taille (-):

fx Atmuler

hpe tirctnque

0.050 Forme Pm. °Entree

Lire°Sortie

Options pm Pm Onem. (Sidi0 insert

Longues's' pin: Drone C'.; dock0 3 Etats

300 0 Gauche O clock inv()Passive

Commun aux Unites

COMIMM a cons eni

Haut

Bas

Q low in

;low clock

low out

0 Non spec k%

0 Power In

0 Power Out

Invisible 0 Con otwen

0Emetteur ouv.

83 - Poursuivre par le Type electrique en selectionnantPower in, puis valider les parametres par OK;84 - Placer la pin en cliquant a l'endroit que vous souhai-tez; la pin est posse avec son nom et son numero;85 - Repeter les operations de 82 a 85 en definissant cettefois le Nom de Ia pin comme Entrée, le Num de Ia pincomme 2 et le type electrique sur Entrée;86 - %peter les operations de 82 a 85 en definissant cettefois le Nom de Ia pin comme GND, le Num de la pincomme 3; le type electrique dolt etre sur Power Out;87 - Deplacer les pattes si necessaire dans le merne ordrevisible a la figure 30;

0

iLL

30

88 - Cliquer sur le bouton Sauve le composant enlibrairie courante (en memoire) de Ia barre d'outils supe-rieure;

89 - Cliquer sur Oui a la demande de confirmation;

.t)90 - Cliquer sur le bouton Sauver librairie char -gee courante sur disque dur (mise a jour du fichier) dela barre d'outils du haut.91 - Cliquer sur Oui a la demande de confirmation;92 - Vous pouvez maintenant fermer Ia fenetre Libedit etretourner sur la fenetre EeSchema;

RemarquePour qu'une librairie soit disponible, il faut qu'elle alt etechargee par EeSchema auparavant. Lorsqu'on edite uncomposant, on ne travaille jamais sur le composant reel-lement en librairie, mais sur sa copie en memoire de'tra-vail. On peut ainsi annuler facilement une edition. Un corn-posant peut en realite provenir dune librairie, dune sau-vegarde ou d'un composant ancien. Une fois chargé, itsera affiche a l'ecran. Par consequent, apres avoir cree unnouveau composant, it ne faut pas oublier de le sauvegar-der sur le disque dur du PC avant de quitter le program-me. Apres une modification ou une creation, un compo-sant peut etre sauvegarde dans la librairie courante oudans une nouvelle librairie, voire exports dans un fichierde sauvegarde.

93 - Faire apparaitre le composant que vous venez decreer en reprenant la procedure des lignes 37 a 43;94 - Le placer a gauche de la resistance du bas du schema;95 - Garder le pointeur de souris sur le composant etappuyer sur la touche Y pour inverser la position duconnecteur, afin que les pins soient orientees a droite;96 - Placer le pointeur et faire un clic droit sur le nom ducomposant MONCONN3;97 - Le menu Pop Up (figure 31) s'affiche; selectionnerDeplace champs;

rig Deplace Champ

*e Rotation Champ

I Editer Champ

(it CentrerCk zoom +C Zoom -

a Selection Zoom

Q. AutoRedessin

ix -3i Selection Grille

X Fermer 31

98 - Deplacer le champ vers le haut et le fixer d'un clicgauche;99 - Vous devez voir apparaitre J ? et, comme pour lenom, le deplacer pour le placer en-dessous du boitier duconnecteur et le fixer d'un clic gauche;100 - Replacer le nom au-dessus du boitier du connecteur;

101 - Cliquer sur le bouton I Add Alim (barre d'outilsde droite);102 - Dans la fenetre Selection de composant, selec-tionner Liste tous;103 - Dans la fenetre Selection composant, faire des-cendre l'ascenseur jusqu'a la ligne intitulee VCC, la selec-tionner par un double clic gauche ou sur OK et placer lecomposant au-dessus de la resistance de 1k;104 - Cliquer pres de la pin VDD du Processeur PIC;105 - Dans la fenetre Selection composants, cliquer surVCC qui se trouve dans le champ Historique et cliquer anouveau pres de la pin VDD du Processeur PIC;106 - Repeter cette derniere operation, mais cette fois en

re 327 vvww.elet-tmnIquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUL

placant le composant VCC au dessus de la pin 1 duconnecteur;107 - %peter les stapes 101 a 103, mais cette fois choi-sir le symbole GND;108 - Placer le symbole GND sous la pin GND du connec-teur;

109 - Continuer en placant le symbole GND a droite presde la pin VSS du processeur;110 - Apres avoir &place les composants, vous devriezobtenir le resultat suivant de la figure 32;

32

Liaisons entre les composants

Maintenant, nous allons aborder le trace des liaisons elec-triques entre les composants du schema. Cette operationest fres importante. II ne faut rien oublier au risque d'avoirun schema incomplet. Mais rassurez-vous, l'outil deContr8le des regles electriques nous assurera la signa-lisation des erreurs.

111 - Dans la barre d'outils de droite, selectionner le bou

ton Addition de fils de connexion;Remarque : faire attention de ne pas choisir Add bus quiapparait juste en-dessous, mais qui est represents par untrait plus epais.112 - Cliquer sur le petit cercle a l'extremite de la pin 7 duprocesseur PIC, puis sur le petit cercle sur la pin 2 de laLED;113 - %peter ('operation afin de connecter tous les autrescomposants, comme indique a la figure 33.

IN Fin 001

9 Suppnmer AlSuppnmer Noeud

8 Suppnmer connexionBnser fil

4 Addition de jonctions Ajout Label

Centrer

Ck Zoom +Ck zoom -

. 541ectron Zaenn

(:), Auto

120 Redessin

Silectionart11.7

X Fermer 33

Remarque :lorsque l'on cable vers les symboles VCC et GND, le fildoit toucher le bas des symboles.114 - Donner un nom aux connexions en cliquant sur lebouton Addition des fils de connexion de la barre d'ou-tils de droite;115 - Cliquer avec le bouton droit au milieu du fil entre lemicrocontroleur et la LED pour faire apparaitre le menuPop Up des connexions (figure 33);

'

116 - SelectionnerI A

Ajout Label et dans la fenetreProprietes du Label (figure 34), dans le champ Texte,taper UC vers LED et terminer par OK;

1,, op, fete, lu label

Test.3512T

Onew

C)Draate

QHautGauche

0 Bas

TatIle (' ).

D.C6C;

oK I

34

117 - Faire un clic droit sur le Label UC vers LED, le menuderoulant (figure 35) apparat

rg (*lace Labelt$3 Rot. Label (R)

Editer Label

Supprimer Label:4.0 Change 2:ipe

Ck Centrer

Z000rnomz

C?, Selection Zoom

(:)6 Auto

Redessinic-ai Selection Grille

X Fermer 35

118 - Valider Ia commande J Deplace Label; alignerle Label pros du fil de connexion a I'endroit de votre choix;119 - Avec Ia merne procedure 115 a 118, nommer Entreele fil entre Ia pin 2 de MONCONN3 et la patte de la resis-tance de 100 Q;120 - Nommer Entrée le fil a droite de la resistance de 100 Q;121 - Nommer Entrée le fil qui part de Ia pin 6 du proces-seur;

RemarqueCette action cree une connexion invisible entre Ies deuxpins nommees Entrée. C'est une technique fres utilelorsque Ion souhaite connecter des fils dans un montagecomplexe. Cela evite d'avoir un schema trop fourni,degradant la lisibilite.II est inutile de nommer les lignes VCC et GND car leursnoms sont implicitement definis par les alimentations aveclesquelles elles sont reliees.

re° 327 wwvv.electroniquepmtique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

A ce stade du schema, vous devriez avoir un dessin qui tache delicate. II s'agit de la commande Annotation desressemble comme un jumeau a la figure 36. composants;

36

Si necessaire, par exemple pour faciliter la comprehensiondu schema, on peut ajouter des commentaires sur lafeuille du schema en utilisant le bouton Addition de textegraphique (commenta'res);

122 - Avec l'outil present sur la barre d'outils dedroite, taper au clavier la phrase suivante : Formation a('exploitation de EeSchema dans la fenetre (figure 37)Proprietes du texte, champ Texte;

Proprietes du texte tR1

Tent Taille ("):

Formation a I exploitation de EeSchema 7,757

vim

Drone

Haut

Gauche

Efinlet

37

RemarqueLe mode texte graphique sert uniquement de commentai-re. II n'a aucune influence sur le schema electrique du pro -jet. C'est du mode texte tout simple.Le programme EeSchema detecte automatiquement cer-tains types d'erreurs. Concernant les fils de connexions,ils sont testes un a un et si le programme detecte une ano-malie de connexion, it genere un message d'avertisse-ment. Pour eviter ces messages d'erreurs, vous pouvezinformer le programme que ces fils ou ces pins ne sontvolontairement pas connectes. Voyons ('utilisation decette fonction.

123 - Cliquer sur le bouton El Addition de symbolesde non connexion de la barre d'outils de droite;124 - Cliquer sur le petit cercle qui termine les lignes 2,3,4et 5 du processeur; apres la commande, on constate quechaque pin selectionnee presente une croix sur le petitcercle, preuve que Ia " non connexion " a ete enregistreepar le programme;

Si on desire obtenir un schema exploitable, clair et précis,it est necessaire que chaque composant possede sonpropre et unique identifiant. Pour cela, nous allons utiliserune commande tres pratique qui va se charger de cette

125 - Passer a la commande precitee, puis cliquer sur le*----?bouton sur la barre d'outils du haut, Ia fenetreEESchema Annotation s'affiche (figure 38)

Nurnerotation des curnfx)sdk.s

Numerotauon

(i)etarchR0 Feudle active

Selection.

Tous les composants

(i)Nouveaux composants seulement

NUmerotatiOn )

Penumirotation

Eenner

38

126 - Selectionner le pararnetre Tous les composants etcliquer sur Numerotation;127 - Cliquer sur OUI en reponse a la signalisation : La

numerotation existante va etre detruite, continuer ?;

Vous aurez remarque, j'en suis sur, que tous les « ? » surles composants ont ete remplaces par un numero.Chaque identifiant est bien unique. Dans notre exemple, its'agit de « R1 », « R2 », «U1 », <<D1 » et «J1 ».

La figure 39 nous montre le schema termine avec sesannotations completes.

drC OW;

IRO

forma,or. a I r.olo.col de Le5cremis

j1' riOINN.*

J. era LCD

EnLree

39

Conclusion

Apres ce long parcours, nous voici arrives au terme dutrace du schema. La suite sera consacree aux controleselectriques et a la creation de la Netliste, passages obligespour pretendre a la realisation du trace du circuit imprime.En attendant, nous vous conseillons d'explorer le maxi-mum de menus et commandes af in de vous exercer al'utilisation de tout ce que nous avons employe et, pour-quoi pas, de prendre de I'avance sur la prochaine partiede ce tutoriel. Avec cette suite, nous esperons notre pro-pos clair pour tous les lecteurs.

a suivreG. KOSSMANN

gabrieLkossmann@wanadoo.fr

n° 327 wwvv.electrornquepnatique.com ELECIRONIQUE PRA1 IQUE

InductanceNous avons déjà eu('occasion de passeren revue le calculde !Impedance presenteepar des circuits resistifsou capacitifs.II reste a evoquer uncomposant un peu moinscourant que Ia resistanceou le condensateur,a savoir la self.

e composant revet uneimportance capitale deslors que la source decourant se caracterise

par une variation, en particulier si

celle-ci est sinusoidale.

Generalites

Inductance d'une bobineOn peut definir ('inductance d'unebobine, encore appelee « reactancede self », comme un coefficient deproportionnalite entre Ia force electro-motrice induite aux bornes de cettebobine et la variation de courant(ramenee a ('unite de temps) qui pro-duit cette force electromagnetique(figure 1).

0000'131 e

die = - L

Elle peut ainsi s'exprimer au moyende la relation de base suivante :

e = - L di/dt

- e : Force electromotrice induite auxbornes de la bobine (V)- L : Induction (ou coefficient de self)de la bobine (H)- di/dt : Variation de courant (A) dans('unite de temps (s)L'unite retenue est le Henry (H), dunom de Joseph Henry, physicienamericain (1797 - 1878) qui decouvritle principe de ('induction electroma-gnetique.

Calcul de ('inductanced'une bobine a airPour obtenir des selfs de grandesvaleurs (plusieurs dizaines de Henry),la bobine comporte souvent unnoyau en materiau magnetique telque le fer, en plus d'un nombre elevede spires.

a

A ('inverse, une bobine a air ne corn-porte pas de noyau (figure 2). De cefait, la valeur du coefficient de self (L)est relativement faible et s'exprime leplus souvent en pH (1 pH = 106 H).L'inductance d 'Line telle bobine peutse calculer au moyen de la relationempirique suivante :

L6a + 9b + 10c

31,6 x a2 x N2

- L : Coefficient de self en pH- a : Diametre de la bobine (en m)- b : Longueur de la bobine (en m)- c : Epaisseur du bobinage (en m)- N : Nombre de spires de la bobineLorsque la bobine ne comporte qu'unerang& de spires (. c » est alors trespetit par rapport a « a »), it est prefe-rable d'utiliser la relation suivante :

39.4 a2 x N2L

9a + 10b

A titre d'exemple, le lecteur pourraverifier que pour obtenir une bobine

de 10 pH sur une seule rangee despires, avec 10 mm de diametre et30 mm de longueur, it faudra prevoirenviron trente spires.

Impedancedes circuits RLCPassons maintenant en revue les dif-ferents cas de regroupements deresistances, de capacites, de selfs etexaminons le comportement de ('en-semble soumis a un potentiel alterna-tif sinusoidal. En effet, soumettre uneself a une tension continue ne pre-sente guere d'interet, car seule saresistance ohmique s'oppose au pas-sage du courant.

Self seule

L R

z

En placant une self « pure » (figure 3),c'est-a-dire consideree comme n'ayantpas de resistance ohmique, dans uncircuit parcouru par un courant alter-natif de frequence « f », celle-ci s'oppo-se au passage du courant en presen-tent une reactance de self XL telle que :

U

I XL

- I : Intensite efficace du courant tra-versant la self (A)- U : Tension alternative efficace auxbornes de la self (V)- XL : Reactance de la self (Q)Par rapport a la frequence du courantalternatif caracterisant la source, Iareactance de self s'exprime par larelation :

XL = 2. f L- XL : Reactance de Ia self (Q)- f : Frequence du courant (Hz)- L : Inductance de la bobine (H)

n' 327 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA110UF

En general, la resistance ohmique dela self est tres faible par rapport a sareactance. On peut cependant en tenircompte en decomposant virtuellementla bobine en deux parties : une selfpure et une resistance. La proprietede s'opposer au passage du courantprend alors le nom de « impedance ».Sans entrer dans des demonstrationscomplexes, rappelons que dans uncircuit selfique, l'intensite se trouvedephasee de 90° en « arriere » parrapport a la tension, si bien que larepresentation vectorielle de (XL) etde (R) (resistance ohmique de labobine) montre que ('impedance Z(exprimee en Q) correspond en fait a('hypotenuse d'un triangle rectangle.La valeur de ('impedance peut ainsise calculer au moyen de Ia relation :

Z2 = R2 + XL2 soit Z =VR2 + XL2

Ou encore :

Z =VR2 + (2 it f L)2

Self en paralleleavec une resistance

Soit une self pure d'inductance (L)montee en parallele sur une resistan-ce (R) (figure 4). Etant donne ledephasage entre tension et intensite,it convient de recourir egalement a laconfiguration du triangle rectangleevoquee ci-dessus, si bien que Ia for -mule fres generale des groupementsen parallele s'ecrit alors :

1 1 1

Z2 = XL2 R2

- Z : Impedance equivalente du grou-pement (Q)-XL2: Reactance de la self (Q)- R : Valeur de la resistance (Q)

R2 XL2z2 =

R2 + XL2

En definitive :

z=2nfRL

Aavec A.iVR2 + (2 IT f L)2

Circuit RLC en serieCompte tenu du dephasage de l'in-tensite sur Ia tension de 90° en arrie-

XL- Xc

xc

cr_

re pour la reactance de self et de 90°en avant pour la reactance de capa-cite (figure 5), le diagramme vectorielqui en decoule et ('application dutheoreme de Pythagore permettentde poser l'egalite suivante :

Z2 = R2 + (XL - Xc)2

Dans laquelle XL et Xc sont respecti-vement les reactances de self et decapacite. La resultante de ces deuxgrandeurs est une simple soustrac-tion etant donne leur alignement surle meme axe du diagramme vectorielet en tenant compte de leur opposi-tion d'orientation.En posant prealablement :0) = 2.7.fXL = L.w

et xc -C cu

On obtient la valeur de Z :

Z2 = R2 + -C

Circuit RLC en parallele

6

Soit « R » Ia valeur de la resistance(R), « XL » celle de la reactance de laself (L) et « Xc » celle de la reactancede la capacite (C) (figure 6).Sans entrer dans de fastidieux cal-culs bases sur les relations relativesaux groupements en parallele, nousindiquons directement le resultatdonnant la valeur de !Impedance Zdu groupement. Avec les memesnotations que ci-dessus :

z2 -1

R2 L co

1

+ C al 2

0

0

f Uvariable

fo

fo

Circuit LC seriePrenons une self placee en serie avecune capacite et soumettons ('en-semble a une source U, sinusoklaledont la frequence « f » est variable(figure 7).Examinons les allures des courbesdes reactances de self et de capaciteXL et Xc.XL = LAI) = 2.n.fLa courbe representative de XL estune droite D passant par l'origine.

1 1

Xc =C co 27f C

La courbe C representative de Xc estune hyperbole equilatere.Rappelons que la valeur de rim*dance s'exprime par la relation :

1z2 L2 +C2

(02

La valeur de Z est minimale pour unefrequence fo correspondant a ('inter-section des deux courbes evoqueesci-dessus. Dans ce cas :

L2 (02 = c21w2 donc L C w2 = 1

n° 327 vwwv.electroniqueprotique.com ELECTRC)NIQUE PRA11C)UE

Initiation

De cette relation, on tire :

fo = 1/2 n I7T

Cette relation, egalement appeleeformule de Thomson », definit la fre-

quence de resonance du systerne.Pour cette derniere, la reactance ducircuit est minimale.II en resulte une intensite maximale etune tension U minimale aux bornesdu groupement.Dans la formule ci-dessus, L doit etreexprimee en Henrys (H) et C en Farads(F). Dans le domaine de la HF, on pre-fere la formule suivante dans laquelleL doit etre exprimee en microhenrys(pH) et C en picofarads (pF) :

fo = 159 I\FT

Circuit LC paralleleCe circuit est egalement appele « cir-cuit bouchon » (figure 8).En vertu des *les relatives auxgroupements en parallele, on peutecrire l'egalite suivante :

1 1 1-Z Xi. Xc

z

0 fo

Soit :

1 1- +CZ L

On peut ainsi exprimer la valeur de Z :

L u)Z=

1 + L c (02

La courbe representative de cettefonction passe par l'origine (f = 0),puis par un maximum, pour tendre anouveau vers zero quand f » tend

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vers l'infini. On peut calculer la valeurde wo qui correspond a ce maximum.II suffit pour cela de calculer la den-vee Z' de cette fonction et resoudreensuite requation Z' = 0.La valeur de Z' est :

L(1 - L C 0)2)Z' =

(1 + L C (e2)2

Pour Z' = 0on obtient I'egalite L.C.0)2 = 1En definitive, le resultat est le merneque pour le circuit LC sone et c'estencore la formule de Thomson quidetermine la frequence de resonance :

fo = 1/2 n 1r7C

Cette caracteristique propre au cir-cuit bouchon, qui consiste a presen-ter une impedance elevee pour unefrequence donnee, est utilisee en HFpour eliminer toutes les frequencesindesirables, tout en privilegiant la

frequence de resonance, au niveaud'une antenne de reception parexemple.

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LE1

Micro/Robot

EASYPIC5Carte d'experimentationNous vous presentons iciune carte d'experimenta-tion, de simulation et deprogrammation pour lesmicrocontroleurs PIC deIa serie 10, 12, 16 et 18.Congue et realisee parMicroelektronika, EasyPIC5est commercialisee enFrance par Lextronic.Cette carte est aujourd'huiI'un des outils de deve-loppement pour micro-controleurs affichant lemeilleur compromis entrequail* performanceset prix de revient.

asyPIC5 dispose d'un pro-grammateur a connexionUSB 2 integree qui vouspermettra de telecharger

vos programmes compiles, develop -Os en assembleur ou avec n'importequel type de compilateur pour PIC,dans un microcontroleur vierge 8, 14,18, 28 ou 40 broches place sur undes supports prevus a cet effet.

COM Hard

Les gammesde microconteedeurs supportesLa carte EasyPIC5 est serigraphieesur les deux faces, ce qui facilitenotamment les manipulations sur lesswitchs de configuration. Elle sup-porte les PIC de la serie 10, 12 et 16,ainsi que des PIC « high range » detype 18, soit au total plus de troiscents composants (40, 28, 20, 18, 14,8 broches).Une liste exhaustive est disponiblesur le site du fabricant pour la dernie-re version de compilateur.II est a noter qu'il existe egalementtoute une gamme d'autres platines

developpees pour les composants dela famille AVR, ARM ou encore pour('experimentation des DSPIC, serie24 et 33. Les cartes BIGPIC, quantelles, sont reservees pour la seriePIC18 de 80 pins.L'ensemble de l'offre, Anumerant lesdifferentes possibilites de caries, estpresents sur le site du fabricant.Cette offre tits riche couvre une largegamme pour les experimentations etle developpement. La carte peut etrealimentee depuis un bloc d'alimenta-tion ou bien depuis le port USB; unswitch permet de choisir Ia sourced'alimentation.

Les possibilitesd'enirees/sortiesLa carte EasyPIC5 offre Ia possibilite,par defaut, de pouvoir atteindrecheque broche du composant cible.Ainsi, it sera possible d'acceder auxports A, B, C, D, E d'un PIC de qua-rante broches, soit en entrée, soit ensortie, voire en mode specifique, tellequ'une liaison serie, une liaison USB,ou encore des entrées analogiques(figure 1).

La carte est equip& de 36 leds devisualisations et d'autant de boutonspoussoirs, permettant ainsi la realisa-tion et le test de programmes acce-dant a tous les ports.Cinq groupes de switchs de configu-ration permettent d'acceder aux dif-ferents ports sur cinq connecteurs desortie. De nombreux peripheriques(une cinquantaine environ) addition-nels, par exemple une extension decarte SD, sont commercialises etinterfacables avec ces connecteursde sortie (figure 2).

Peripheriques specifiquesLa carte peut recevoir un afficheurLCD de type parallele, ainsi qu'unafficheur graphique GLCD. Deux

Peripherique additionnel

- 1111-

1Connecteur de sortie

2

n° 327 www.electroniquepratique.com ELECT RONIQUE PRAT IQUL

3Sondede temperature

potentiornetres permettent le reglaged'intensite. Quatre afficheurs septsegments sont egalement disposessur la platine.Un emplacement est egalement prevupour recevoir un capteur de tem-perature de type DS 1820 (figure 3).II est possible d'adjoindre une dalletactile superposee sur l'afficheur gra-phique GLCD. Le compilateur posse -de les instructions de commande af inde piloter celle-ci (figures 4a, 4b, 4cet 4d).Les entrées analogiques RAO a RA5sont selectionnables par jumper etpeuvent etre chacune connectee a undes deux potentiometres que posse -de la carte. Un clavier type PS2 estegalement interfagable avec la carte;

5

4aDalle tactile

4d Connexionclavier

un exemple de source permet d'avoirune idee des possibilites de decoda-ge clavier.

Cote Soft

CompilateurTrois langages de programmationsont developpes pour Ia platine : Le langage basic Le langage C Le langage pascalDans sa version de base livree avecIa platine, le compilateur est limits2 ko de programme; ce qui, dans Iaplupart des cas, est tres largementsuffisant (figure 5). Un tarif preferen-tiel est, bien sur, consenti aux acque-reurs de Ia carte EasyPIC.

Environnement de programmation en Basic

4b

4c

Micro/Robot

Dalle tactile

De nombreuses instructions evolueesviennent enrichir ce compilateur fresconvivial, tel que la possibilite d'ecri-re en dynamique dans la memoireflash de programme ou encore desinstructions de pilotage d'un portUSB, d'une liaison RS485 ou PC,

re 10 pm. V. .0

( 41.

ra, A

.Ainaol launms6

I;

CAC.

6

.,......a.

Mode debug

ft A, 10

. ,o

.1.9.;-.1.1.111=W61.41., ....-

n° 327 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot,

7 Transfert du programme en USB vers le plc

tna I I 111141.,,,net.alw

rsoice TOM No0.67110

1.00102: 0.120P00201_0b1

uud lop

ow.ccce

I 1r0vet PICIIRC

t.1 CUSre P Cfitael02.012000000(2.12039 (1696X)01200120 (1.1290%)

2.0x120 pbc lbw

traraIrrliawsatAtteMMATiEginitsaaRENRE11142:12:111:naggittrig,

Ire 2 0 1 22012016 System gate Wint 11* OS

C00y CCU 10 Opteard

, 0.10003011.r_...02[11052C 02110

'-10,11mC cab

f

8 Editeur de bitmap pour afficheurs graphiques

d'un port Ethernet, d'un bus CAN,d'une compact flash, sans oublier lesinstructions de commande des diversafficheurs.La carte EasyPIC5 est dotee d'uneinterface USB 2 permettant la pro-grammation in situ du PIC.Ainsi, depuis l'environnement de pro-grammation, le source sera compilepuis transfers via le port USB vers lePIC. Celui-ci peut, bien entendu, etrevierge puisque cette carte de deve-loppement fait aussi office de pro-grammateur.Les parametres de gestion des din -rents fusibles de configuration du PICa programmer sont accessiblesdepuis le menu « Project », puis « EditProject ».II est a noter que de nombreuxexemples de source sont disponiblessur le CD -Rom ou sur le site du fabri-cant.

ikt olio u 1 loattei v1.0 0

FIrskofy WIndow

Setup' Pon COM1

CIP6fltd C PrOgiar.,files \ Mhoelekt(cokakr4,0eas,ckExamPles FaIRIC4' Pi 6F8774,,,7cegdGplay2.c1Kplay2 hex

T emnal Wodow

Setup Port

Open HEX fie )

Start boothader ) Connect Tx Re

CAProgrem Fist \AllueelektexicekrritroBatic ExerepleskEesyPICAP117877A17segcropleyNtsplay2.

9 Gestionnaire du bootloader

ran.

4. . . .04 g 1110 . 1

FIC am, 1 4ANI

,,y,I,

.PrIt

11011

{....00 1

10 Version C du compilateur

Lors de la phase de developpement,it est egalement possible de passeren mode debug a l'aide des boutonsd'option MicrolCD Debugger » et« MicrolCD Debug » (figure 6).Ces options de programmation vouspermettront de faire du pas a pasdans votre programme PIC (figure 7).Ce qui est a la fois pedagogique pourapprendre et comprendre les instruc-tions de base et indispensable pourla mise au point avant flashage de laversion definitive.Des outils, tels qu'un gestionnaire deliaison serie, un editeur de bitmappour l'afficheur graphique (figure 8)ou encore un terminal UDP, sont dis-ponibles dans le menu « Tools ».Un bootloader et son gestionnairesont egalement disponibles (figure 9).Celui-ci permet le transfert d'un pro-gramme compile (format .hex) versun pic via une liaison serie.

Conclusion

Les environnements de programma-tion ont beneficie de nombreusesevolutions qui permettent de se lancerdans la programmation des micro-controleurs. EasyPIC5 est un bel exem-

ple de realisation qui, nous l'esperons,vous donnera envie de franchir le pas.Dans de prochains numeros, desapplications developpees depuis cetenvironnement de programmationvous seront proposees.

P. MAYEUX

Pm.ep@libertysurtfr

Liens utilesDistributeur en FranceSociete Lextronicwww.lextronic.frFabricantSociete Microelektronikawww.mikroe.corn

re 327 www.electroniqueprotique.Lutii ELECTRONIQUF PRALK)UE

Profondimetre

Nous avons déjàeu ('occasion de faireconnaissance avec lecapteur de pression MPX2200 AP pour la realisationd'un barometre et d'unaltimetre. Voici une autreapplication originalede ce composant.

I s'agit de mesurer la pressionde l'eau a une profondeur pou-vent eller jusqu'a dix metres etd'afficher celle-ci en l'expri-

mant en centimetres.

Principe

Le dispositif se compose de deuxboitiers.Appele « detecteur », le premier estequips du capteur de pression avecson alimentation separee et sonstage amplificateur.Nomme « afficheur », le second traite

le potentiel issu du detecteur etaffiche le resultat.Le boitier « detecteur », accroche aubout d'un cable a deux conducteurs(un conducteur et une tresse demasse), est a plonger dans l'eau jus-qu'au fond si on cherche a connaitreune profondeur maximale.

La mesure

Le boitier « detecteur » sera, bien en-tendu, parfaitement etanche, l'electro-nique et l'eau ne faisant pas, commechacun le sait, bon ménage.Le capteur n'ayant pas, non plus,d'attirance particuliere pour ce liqui-de, it est necessaire de proteger del'eau son entrée d'air.Un moyen simple est Ia mise en placed'un tube en matiere plastiqueorienter vers le bas. Nous decrironsulterieurement la realisation pratiquede ce dispositif.Si on plonge ('ensemble ainsi orientsdans l'eau, cette derniere va remon-ter a l'interieur du tube. Ceci aurapour consequence la compression de

l'air ainsi emprisonne pour aboutir aune situation d'equilibre (figure 1).Au niveau de Ia separation air -eau, lapression est celle qui regne au seinde l'eau a cette profondeur donnee«h >>.

Imaginons une colonne de 1 m' desection et de hauteur « h », debou-chant sur la surface. Cette dernierese caracterise alors par un volume :

V = h (m3)

Etant donne que la masse volumiquede l'eau est de 1000 kg par m3, laforce exprimee en Newton due a ('ac-tion de la pesanteur s'exercant sur Iacolonne est de :F= 1000 xVxg (N) = 1000 g h (N)

(g est ('acceleration de Ia pesanteur,soit 9,81 m/s2)La pression, exprimee en Pascal,&tent egale par definition a la forces'exergant sur une surface de 1 m2,

elle est de :p= 1000 g h (Pa) = g h (kPa)

A titre d'exemple, pour une profon-deur « h » de dix metres, cette pres-sion est de 98,1 kPaElle est donc egale a pres de deux

n° 327 vvvvvv. elect roniquepratique. corn F I FC; IRONIC -.1E I 11A1101.JE

fois la pression atmospherique quiregne a la surface de l'eau. II en resul-te ainsi une diminution de moitie duvolume d'air emprisonne a l'interieurdu tube, ce qui revient a constaterque l'eau va remonter a mi-hauteurenviron de sa longueur. Le capteurnest donc pas en danger. En realite,le niveau montera un peu plus, etantdonne qu'il faut tenir compte du volu-me d'air contenu a l'interieur du cap-teur. Ce volume est tres faible, c'estpourquoi ii ne remet pas en questionle raisonnement tenu ci-dessus.

Le capteur de pressionMPX 2200 APII s'agit d'un capteur piezoelectriqueprevu pour fonctionner dans uneplage de pressions absolves allant de0 a 2 bars (1 bar = 100 kPa). II estcependant congu pour accepter jus-qu'a 4 bars sans se deteriorer.Rappelons que la pression «absolueest celle qui a le vide pour reference,contrairement a la pression dite effe-ctive » qui se mesure par rapport a lapression atmospherique.Le MPX 2200 AP fonctionne sous unpotentiel continu maximal de 16 V. Saconsommation est de I'ordre de6 mA. II est dote d'un dispositif inter-ne de compensation de la temperatu-re et presente deux sorties : Out + etOut -. C'est sur ces sorties que Ionrecupere un potentiel dont la varia-tion est strictement lineaire par rap-port a celle de la pression absolue(figure 2). Lorsque le capteur est sou-mis a la pression atmospherique, lepotentiel de sortie est d'environ20 mV. Pour un accroissement de lapression de 100 kPa, ('augmentationde ce potentiel est de 20 mV. Le coef-ficient de variation Av/Ap est donc de :

Av/Ap = 0,2 mV/kPa

Fonctionnement

LE DETECTEUR

AlimentationPour des raisons de miniaturisation,c'est une pile de petite taille de 12 V(type V 23 GA) qui fournit I'energie aumodule contenu dans le boitier (figu-re 3 et photo A). Cette valeur de ten-sion convient parfaitement au cap-teur qui fonctionne dans des condi-tions optimales.

capteurde pression

Niveau de l'eau

.c

00

Air -

Pression «p

Eau -

I

2

Vout + .\/out -(my)

A

40

30

20

10

+V

Element -pea)

Compensationtemperature+ calibrage

100

Vout +

Vout -

Pression200 absolue

(kPa)

S'agissant d'un boitier partaitementetanche, la rnise en service de ('ali-mentation est realisee par un « inter-rupteur a bulle de mercure ou enco-re a bille. Des que le boitier occupe laposition verticale, tube de mesure dela pression dirige vers le bas, l'inter-

rupteur se ferme. Une led rouge,visible de l'exterieur grace a un trouhermetiquement ferme a ('aide deplexiglas, signalise la mise sous ten-sion. La consommation reste modes-te : une dizaine de milliamperes toutau plus.

n° 327 www.e1pctruniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE

+12 V

P le12 V

3.3 kS2

L

R210 kit

1/2 ICLM358

3-__

ciNF

T

' C2100 uF

R310 kS2

Creation d'un referentielLe capteur de pression delivre unpotentiel tres faible (20 mV a la pres-sion atmospherique), donc difficile-ment exploitable de maniere directe.Une amplification s'impose. De plus,ce potentiel disponible sur les sorties(2) et (4) du capteur n'est pas referen-ce par rapport au (-) de l'alimentation,ni au (+) d'ailleurs. II est donc neces-saire de creer un potentiel fixe dereference.Pour des raisons propres a un fonc-tionnement optimal de l'amplificateurmonte en aval, nous le choisironsegal a la moitie du potentiel d'alimen-tation, soit 6 V. Le pont diviseur formepar R2 et R3 definit cette valeur quiest appliquee a ('entree (+) d'un pre-mier amplificateur operationnel.Le type de fonctionnement utilise« suiveur de gain 1 » a pour effet dedelivrer sur sa sortie le potentiel dereference de 6 V avec ('amplificationnecessaire. Les capacites C2 et C3stabilisent ce potentiel.

C3100 NF

3

(lc)

MPX2200 AP

R4

Out +

Out -

100 kS2

J_IR5

100 kU R62.2 MO

"TT(IC)

AmplificationLe second amplificateur operationnelfonctionne suivant le mode differen-tiel. II delivre sur sa sortie un potentielreference par rapport a Ia valeur defi-nie ci-dessus. Rappelons que le gaind'un tel amplificateur s'exprime par larelation :

VsR5 x (R6 + R4)

R6 x (R5 + R7) R7x xVV0,1,R5 out

Dans le present montage, on peutnoter que :R4 = R5

R6 = R7Le lecteur verifiera que Ia relation sesimplifie pour devenir :

R6

R4 x (V(D'A Vchn )

Dans le present montage, le gain decet etage amplificateur est donc de22, ce qui revient a obtenir un poten-tiel de l'ordre de 20 mV x 22, soit440 mV, a la pression atmospherique,en sortie du boitier « detecteur ».

L'AFFICHAGE

Alimentation et potentielde referenceL'alimentation est assuree par unepile de 9 V que l'interrupteur (I) per -met de mettre en service (figure 4).La valeur de 9 V trouve sa justificationdans le recours a un afficheur LCDdont Ia tension nominale doit etrecomprise entre 7 V et 11 V.Comme pour le module « detecteur »,il a ete necessaire de creer une refe-rence. C'est l'amplificateur opera-tionnel (IV) du circuit integre LM 324(qui en contient quatre), qui assurecette « mission » (photo B). II travaillepour cela en mode suiveur. La refe-rence ainsi obtenue se caracterise

1/2 ICLM358

R7

2 2 MS/

Out +

} SortieOut -

3

par un potentiel de 4,5 V par rapportau (-) de l'alimentation.

Etage tamponLe potentiel issu du boitier « detec-teur » est appliqué aux entrées del'amplificateur operationnel (III) de IC.Ce dernier est egalement monte enamplificateur differentiel.Etant donne que les resistances R4,R5, R6 et R7 ont la meme valeurresistive, le gain de cet etage est toutsimplement egal a 1. En fait, ce dis-positif delivre sur sa sortie le memepotentiel que celui disponible en sor-tie du boItier « detecteur », mais rap-porte au potentiel de reference definici-dessus. Cet etage s'impose sur-tout du fait que les deux modulessont alimentes par des sources tota-lement independantes.

Mise en evidencede Ia pression effectiveL'amplificateur operationnel (II), ega-lennent monte en differentiel, a une« mission » bien particuliere : retran-cher au potentiel issu de la detection,celui correspondant a la pressionatmospherique. Pour cela, la tensiondisponible sur Ia sortie (8) de l'ampli-ficateur operationnel (III) est appli-quee a l'entrée (+) par l'intermediairede R8. Sur ('entree (-), il est possiblede presenter un potentiel variablegrace a l'ajustable Al. Bien entendu,tous se mesurent par rapport a lareference evoquee plus haut.Les resistances R8, R9, R10 et R11etant Oates, l'amplificateur effectueIa soustraction avec un gain egal a 1.II suffit alors d'agir sur le curseur del'ajustable Al pour obtenir sur la sor-tie de l'amplificateur (II) une valeur detension nulle. Nous verrons ulterieu-

re 327 wvvvv.1.11-?ct-roniquepratique.com ELLCIHONIOUL PRATIOLJE

Cl1 pF

R1

10 Id21/4 IC

LM324

R210 KU

4

C2100 pF R4

(Out +) 100 kil

Entrees

(Out -) R51ty

"477; 100 KU

C3 =100 pF

R6100 KU

97T7

El (IC)

4

rement comment realiser pratique-ment ce reglage.Ainsi, une fois cette condition reali-see, lorsque le boitier « detecteurest plonge dans l'eau, c'est bien latension en relation avec la pressioneffective, proportionnelle avec la pro-fondeur de la sonde, que l'on recupe-rera sur la sortie (+) de I'amplificateur (II).

Reglage du potentiel relatifa la profondeur maximaleL'inverseur (IV), place en positiona normal », peut egalement etre com-mute sur « reglage ».Cette situation particuliere permet desimuler une profondeur de sonde,sans forcement plonger le boitier «detecteur » dans de l'eau a dixmetres de fond.II suffit de calculer le potentiel quedoit presenter la sortie de I'amplifica-teur (II) pour cette profondeur. Ce cal-cul est fort simple. En effet, nousavons déjà mis en evidence que lapression effective a dix metres deprofondeur etait de 98,1 kPa. Noussavons egalement que les sorties ducapteur de pression presentent unevariation de tension de :

Av/Ap = 0,2 mV/kPaII est donc possible de calculer ('aug-mentation de potentiel au niveau dela sortie de I'amplificateur (II) :

AV (mV) = 0,2 x 98,1 x K(K : coefficient d'amplification del'amplificateur contenu dans le boi-tier « detecteur », soit 22)

AV = 431,64 mV

1/4 ICLM324

100 KU

R8100

R9100 KO

Afficheur PMLCD

IN +

IN -

Al10 KU

R12 R13471(52 47 KU

1/4 ICLM324

5

R10 61- R11

100 kit100 KU

1/4 ICLM324

II convient ainsi de placer le curseurde I'ajustable A2 sur une positiontelle que le potentiel mesure sur le. commun » de l'inverseur soit egalcette valeur.

AffichageL'afficheur utilise est un PMLCDVelleman. II se caracterise par unetension d'alimentation de 7 V a 11 Vet une capacite maximale d'affichagede 3 1/2 digits, c'est-A-dire quatrechiffres. La plus grande valeur mesu-rable est donc 1999.II est alors soumis a une tension surles entrees de 199,9 mV. L'affichageest renouvele deux a trois fois parseconde. Son impedance d'entreeest superieure a 100 M. II ne

Norm. Regl

R310 kit

Iv

A310 l(S2

A210 kid

consomme qu'un courant de I'ordredu milliampere. Bien entendu, la ten-sion d'alimentation de l'afficheur esttotalement distincte de celle qui est amesurer.

C'est la sortie (1) de I'amplificateur (I),monte en etage suiveur, qui presentela valeur positive du potentiel a affi-cher. Le tarage est fort simple. Touten gardant l'inverseur (IV) en position

reglage », it suffit d'agir sur le cur-seur de l'ajustable A3 pour obtenirI'affichage de la valeur 1000 (centi-metres) qui correspond au potentielmis precedemment en evidence.Ce reglage effectue, l'inverseur est abasculer en position « normal ».L'ensemble est maintenant opera-tionnel.

re 327 www.eler-trunlqueprauque.com ELECTRONIQUE PRAIIOUL

5b

5a

NomenclatureMODULE DETECTEUR

ResistancesR1 : 3,3 kS2 (orange, orange, rouge)R2, R3 : 10 kS2 (marron, noir, orange)R4, R5 : 100 kS2 (marron, noir, jaune)R6, R7 : 2,2 MS2 (rouge, rouge, vent)

CondensateursC1 : 1 pFC2, C3 : 100 pF/25 V (sorties radiales)

SemiconducteursL: Led rouge o 3IC: LM 358Capteur de pression MPX 2200 AP

DiversSupport 8 brochesBarrette 4 broches

I : Interrupteur a bulle de mercurePile 12 V - V 23 GA (Varta)Coupleur de pileCable 1 conducteur + tresse demasse (voir texte)Coffret etanche Velleman G 104(64 x 58 x 35)Tube plastique (voir texte)

6a

Vers boitierafficheur

Pile 12 V

OUT

NomenclatureMODULE AFFICHAGE

Tuyau plastique

ResistancesR1, R2, R3 : 10 kQ (marron, noir orange)R4 a R11 : 100 kL2 (marron, noir, jaune)R12, R13 : 47 kQ (jaune, violet, orange)Al. A2, A3 : Ajustable 10 kQ/25 tours/axe vertical

CondensateursCl : 1 pFC2, C3 : 100 pF/25 V (sorties radiales)

SemiconducteursIC : LM 324

DiversSupport 14 brochesPile 9 VCoupleur pressionVoltmetre de tableau - afficheur LCD 31/2 digits - PMLCD (Velleman)Connecteur fernelleEmbase maleI : Interrupteur unipolaire a glissiereIV : Inverseur a glissiere

6b

Entreesmesure

afficheur

Pile 9 V

re 327 www.electronlquepratIqiip.cnm I-1 I -C3 I HONIQUE PRAFIQUE

Realisation pratiqueCircuits imprimes et montagedes composantsLes circuits imprimes font ('objet desfigure 5a et 5b. Les dimensions sontadaptees a celles des boitiers aux-quels ils sont destines.Les figures 6a et 6b permet-tent ('im-plantation des elements. Respecter('orientation des composants polari-ses. Concernant le boitier detec-teur », i1 convient de donner a I'inter-rupteur a bulle de mercure une petiteinclinaison pour que ('alimentation secoupe lorsque Ion pose le boitier aplat.

Le boitier etancheLa figure 7 et la photo C montrent unexemple de realisation de la sonde etplus particulierement la fawn d'abou-tir a une bonne etancheite. Le cou-vercle du boitier se monte par inter -

Alimentationaft cheur

Connecteur

Vers bottlerdetecteur

position d'un joint torique fourni avecle boitier. II est preferable, pour lessorties prevues pour le cable et letube, de monter auparavant un tubecreux de maintien. Si possible, cesdeux elements sont a monter dans lecorps du boitier avec serrage. Par lasuite, des joints en colle epoxy seronta mettre en place pour arriver a uneetancheite sans faille. Le trou prati-que dans le couvercle en face de laled de signalisation sera egalementobstruet cote interieur, par un carrede plexiglas d'une vingtaine de milli-metres, lequel sera egalement colleavec de la colle epoxy.

Reg!ages

Les deux bditiers mis sous tension etrelies par le cable, les reglagesconsistent a placer les curseurs destrois ajustables sur leurs bonnespositions. Auparavant, it convient derelever, a l'aide d'un multimetre, lesvaleurs des deux potentiels suivants :- entre les broches (2) et (4) du cap-teur de pression (Vout + et Vout - )du boitier « detecteur »- entre la broche (8) et le potentiel dereference broche (14) de IC du boitier

affichage »Le rapport entre ces deux valeursdetermine le coefficient . K . d'ampli-fication.Pour le present montage, les poten-tiels ainsi releves sont respective-ment de 21,3 mV et 464 mV.

Cable1 conducteur + masse

Manchon metalliquede maintien

Bottler aluetanche

VELLEMAN

Lestage

DepOt de colle expoxy(etancheite)

0 0

Tube metalliquede maintien

Tube creux plastique

II en decoule un coefficient d'amplifi-cation de :

464K = = 21.78

21.3

Reglage de AlEn positionnant l'inverseur (IV) sur« normal », tl convient de tourner,dans un sens ou dans l'autre, le cur-seur de I'ajustable Al pour obtenirl'affichage 0000.

Reglage de A2L'inverseur est ensuite a positionnersur « reglage ». Sur son commun etpar rapport a Ia reference broche (14)de IC, en agissant sur le curseur, lepotentiel a obtenir, toujours dans lecadre du present exemple, est de :0,2 x 98,1 x 21,78, soit 427 mV.

Depot de colle expoxy(etancheite)

Depot de colle expoxy(etancheite)

7

Reglage de A3Sans modifier le positionnement del'inverseur, le curseur de A3 doit etretourne dans un sens ou dans I'autrepour aboutir a I'affichage de la valeur1000. L'inverseur est ensuite a rebas-culer sur positon « normal ».A noter qu'avant chaque utilisationde l'appareil et dans le but d'obtenirune precision maximale de la mesure,it convient d'effectuer Ie reglage duzero de l'afficheur, la sonde restantl'extorieur de l'eau. Ce reglage se jus-tifie surtout a cause de la variation dela pression atmospherique. C'est Iaraison pour laquelle le passage d'untournevis de reglage a ete amenagedans le couvercle du boitier « afficha-ge » en regard de l'ajustable Al.

R. KNOERR

ire 327 wiwv.electraniquepratique.com Ft FCTRONIQUE PRATIQUE

Telecommandeevoluee

De tres nombreuxarticles traitant de lacommande a distanceont déjà ete publiesdans nos colonnes.Extremement confor-table, celle que nousdecrivons ici offredes possibilitesinteressantes, enparticulier plusieursmodes de commandesmis a is dispositionde I'utilisateur et uneportee depassant lescinq cents metres.Autant de performancesdues a ('utilisation decomposants electro-niques modernes.

et ensemble de tele-commande presente, eneffet, des caracteris-tiques jusqu'alors jamais

proposees dans nos articles. II peuttransmettre et recevoir selon cinqmodes differents determines par troisbits et sur huit canaux simultanes.Huit bits d'adressage perrnettent,avec le merne emetteur, de disposerde 256 recepteurs !L'ensemble, selon l'antenne utilisee,atteint une portee comprise entre100 m et plus de 500 m (en terrain&gage).

L'ensemble NTX2/NRX2emission /receptionDisponi bles pour un usage sanslicence dans la bande des 433 MHz,les modules NTX2 et NRX2 combi-nent un blindage efficace et un filtra-ge interne afin de minimiser remis-sion de frequences indesirables.Ils fonctionnent dans le mode FM enbande etroite, ce qui assure des com-munications sans faille.

Cet ensemble est fabrique par la

societe Radiometrix (http://www.radiometrix.com). Les produits sont distri-bues en France par la societe Lextronic(http://www.lextronic.fr).Les caracteristiques principales sontles suivantes :

NTX2- Trois etages pilotes par un VCXOquartz- Alimentation pouvant varier entre2,9 Vcc et 15 Vcc, regulateur interne2,8 Vcc, consommation de 18 mA- Vitesse maximale de transfert 10 kbps

- Puissance d'emission de 10 dBm(10 mW)

NRX2- Mode FM a double conversion defrequence- Filtre passe-bande SAW, rejectiond'image : 50 dBm- Frequences intermediaires : 21,4 MHzet 455 kHz- Alimentation comprise entre 2,9 Vccet 15 Vcc, regulateur interne 2,8 Vcc.consommation de 14 mA- Vitesse maximale de reception 10 kbps

- Sensibilite -118 dBm

inr 327 vwwv.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATOUL

RF

0F xtal (TX). (F chan) x 0,2

LC LPF LC BPFPA

SAW BPF V.X. AF LPFF x 5

VHF-71-

NTX2 block diagram

2,8 V (TX)

VoltageReg

ADJH

DC IN

TX EN

DATA IN

1b

15 mm

43 mm

32 mm

NTX2EE

cs1

aim

15,24 mm (0.6")

1 = RF Gnd2 = RF OUT1 20 0 3

04 50 0 6

070

3 = RF Gnd

7 holes of 0,7 mm dia.pin spacing 2,54 mm (0.1")

4 = EN5 = VCC6= 0 V

NTX2 pin -out and dimension 7 = TXD

Pin description NTX2

Pin Name Function

1, 3 RF Gnd RF ground is internally connected to the module screen and pin 6(0 V). These pins should be directly connected to the RF return path- e.g coax braid, main PCB ground plane, etc.

2 RF OUT 50 0 RF output to the antenna

4 EN Pull high to enable Transmitter (3 V CMOS logic)

5 VCC 2,9 - 15 V DC power supply

6 0 V Ground

7 TXD DC coupled input for 3 V CMOS logic. 13, = 1001(52

RSSI (V)

A2

1.8

1,6

1,4

1.2

0.8

0.6

0,4

0,2

0- 125 - 115 - 105 - 95 - 85 - 75 - 65 - 55

Niveau RF (dBm)

3

Les figures la -lb et 2a -2b, quantelles, representent les schernasinternes, le brochage et la fonction dechacune des broches des deuxmodules.L'emetteur dispose d'une broche

EN » permettant sa mise en veille.Le niveau applicable sur cette brochene doit pas depasser 3 V.Le recepteur permet, par une sortieRSSI, de visualiser ('amplitude du signal

RF » recu (compris entre -125 dBmet 55 dBm). La tension disponible surcette broche varie entre 0,5 V et 2 V.La courbe dorm& en figure 3 repre-sente cette variation en fonction duniveau « RF » recu.La portee de cet ensemble varie bienevidemment en fonction de l'environ-nement :- equipes d'une antenne helicoldalefabriquee en enroulant 24 spires d'unfil emaille de 0 0,5 mm autour d'uneforme cylindrique de 3,2 mm, la por-tee des modules atteint 100 m dansun endroit clos- equipes d'une antenne taillee en 1/4d'onde, la port& est de 300 m enmilieu urbain et de plus de 500 m enterrain degage

Le microcontroleurCTA88

Le circuit CTA88 (Radiometrix) est uncodeur/decodeur fres evolue, ainsique nous pouvons le constater enconsultant les caracteristiques ci-dessous :- 8 bits d'adresses et 8 bits de don-nees

- 256 telecommandes differentesavec 8 controles chacune- transmission simple par « packet »pour une activation rapide

re 327 vvwvv.eiectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

RF

F xtal (RX) = (F chan - 21,4 MHz) x 0,2

OSC

-III-

LC MATCH

JL

F x 5 1-

LNA

LC BPF

SAW BPF

_FL433 MHz

MIXER

X

455K BPF

1XTAL BPF

J1_21,4 MHz

AF LPF

(RC)

RSSI

0DATA OUT

HI IF

NRX2 block diagram

- usage maximum des possibilitesdes modules « RF »- prevu pour fonctionner avec desensembles de transmission utilisantle mode FM en bande etroite- codes Manchester differents pourles adresses, les donnees et le

. checksum »- codes de synchronisation et

checksum » afin de reduire lesdeclenchements dus au bruit- l'oscillateur peut fonctionner avecun resonateur ceramique a troispattes, a deux pattes avec capacitesexternes ou un quartz avec capacitesexternes- emission et reception des donneesa une vitesse de 5,6 kbpsLe circuit CTA88 se presente sous laforme d'un boitier DIL etroit a

28 broches. Les fonctions de chacu-ne des broches sont donnees ci-des-sous.

Fonction codeur Broche 1, entrée, RST/ : reset,

active au niveau « bas » Broche 2, TXD, sortie : transmis-sion des donnees codees (adresseset donnees) vers la broche TXD del'emetteur Broche 3, TXE, sortie : active al'etat « haut », valide la broche EN del'emetteur lors d'une transmission Broche 4, entrée, TX/RX mode :ramenee au Vcc, cette broche validele mode encodeur

2b

17 mm

2,8 V (RX)

---I20,945 MHz

VoltageReg

AF OUT

0

DC IN

0

47 mm

NRX2

I114

RADIOMETRIX

30.48 mm (1.2")

1 2 4 4 5 6 70 0 0 0 0 0 07 holes of 0.7 mm dia pin spacing 2,54 mm (0,1")

NRX2 pin -out and dimension

8 mm

1 = RF IN2 = RF GND3 = RSSI4= 0 V5 = VCC6 = AF7 = RXD

Pin description NRX2

Pin Name Function

1 RF IN 50 0 RF input from the antenna

2 RF GND RF ground is internally connected to the module screen and pin 4(0 V). These pins should be directly connected to the RF return path- e.g. coax braid, main PCB ground plane, etc.

3 RSSI Received Signal Strength Indicator with > 60 dB rangeDC level between 0,5 V and 2 V.

4 0 V Ground

5 VCC 2,9 - 15 V DC power supply

6 AF/PGM 500 mVpk.p4, audio. DC coupled, approx 0,8 V bias

7 RXD Received Data output from the internal data slicer The data issquared version of the Audio signal on pin 6 and is true data, i.e.as fed to the transmitter. Output is a open -collector a format withinternal 101(0 pull-up to Vcc (pin 5). Suitable for bi-phase codes.

n° 327 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

o 0 0

Option 1 o 0 Option 5 G

C

IEEE EDOption 2 0 0 Option 6 0 0

C 0

0 0 0

Option 3 Option 71111131

LineOption 4 Option 8 lo o$

4 Configuration du code et du mode de fonctionnement

Broches 5, 6 et 7, CO, C1, C2,entrées : determinent le mode defonctionnement Broche 8, Vss, alimentation :

broche reliee a la masse Broche 9, OSC1, sortie : brocheconnect& au resonateur ou auquartz Broche 10, OSC2, entrée : brocheconnect& au resonateur ou auquartz Broches 11 a 18, D0 -D7, entrées :ce sont les huit bits d'entree des don -flees Broche 19, Vss, alimentation :

broche reliee a la masse Broche 20, Vdd, alimentation :

broche reliee a la ligne d'alimentationpositive Broches 21 a 28, A0 -A7, entrées :ce sont les huit bits d'adresses

Fonction decodeur

Broche 1, entrée, RST/ : reset,active au niveau « bas » Broche 2, RXD, sortie : entrée desdonnees codees (adresses et don-nees) issues de la broche RXD durecepteur Broche 3, STB, sortie : fournit uneimpulsion positive de 36 ms de dureeindiquant la reception d'une donnee Broche 4, entrée, TX/RX mode :ramenee a la masse, cette brochevalide le mode decodeur Broches 5, 6 et 7, CO, C1, C2,entrées : determinent le mode defonctionnement

Broche 8, Vss, alimentation :

broche reliee a la masse

Broche 9, OSC1, sortie : brocheconnect& au resonateur ou au quartz Broche 10, OSC2, entrée : brocheconnect& au resonateur ou au quartz Broches 11 a 18, DO -D7, sorties :ce sont les huit bits de sortie desdonnees Broche 19, Vss, alimentation :

broche reliee a la masse Broche 20, Vdd, alimentation :

broche reliee a la ligne d'alimentationpositive Broches 21 a 28, A0 -A7, entrées :ce sont les huit bits d'adressesLes modes de codage d'emission etde reception, c'est-à-dire la facondont sont envoyees et interpreteesles donnees, sont determines partrois bits : CO, C1 et C2.La figure 4 represente la maniere dedisposer les differents cavaliers.

Mode codeur Option 1, 000: le circuit est inactif Option 2, 100 : envoi d'une suite« train » de donnees (au RESET et achaque transition du niveau 01'1 deCO)

Option 3, 010 : envoi sans interrup-tion des suites de donnees Option 4, 011 : envoi d'une seulesuite de donnees a chaque change-ment de ('octet present sur les huitbits de donnees Option 5, 100 : envoi continu de lasuite de donnees tant qu'un bit deshuit entrées D0 -D7 est a retat« haut

Option 6, 101 : envoi d'une suite dedonnees en moyenne toutes les 1,75 s

Option 7, 110: mode serie ; dansce mode, le CTA88 est capable d'ef-fectuer une tres simple liaison serie(un seul octet). Dans ce cas, le bit D4est ('entree des donnees et le bit D5determine la polarite des donnees :D510 = polarite « vraie » (true),D51'1 = polarite inversee (inverted) Option 8, 111: mode test, emissioncontinuelle d'un signal carre d'unefrequence de 250 Hz

Mode decodeur Option 1, 000 : mode test, ('octetde sortie (donnees) est egal a ('octetpresent sur les bits d'adresses Option 2, 100: la donnee transmisepar le codeur reste presente sur lessorties D0 -D7 durant 150 ms Option 3, 010: la dorm& transmisepar le codeur reste presente sur lessorties DO -D7 durant 3 000 ms Option 4, 011: la dorm& transmisepar le codeur reste presente sur lessorties D0 -D7 jusqu'a ce qu'uneautre dorm& soit revue Option 5, 100: seules les donneesD0 -D3 sont prises en compte. Lesdonnees D4 -D7 provoquent un reset(D4 1D0, D5 11)1, D61D2, D7 1D3) Option 6, 101 : mode « toggle », ladorm& envoy& inverse l'etat desbits positionnes par la dorm& prece-dente Option 7, 110 : mode serie. Dansce mode, le CTA88 est capable d'ef-fectuer une tres simple liaison serie(un seul octet). Dans ce cas, D4determine le mode « dorm& vraie »(true), D5 determine le mode - don -née inversee » (inverted) et D6 passea l'etat « haut »durant 500 ps avant etpendant la sortie des donnees Option 8, 111 : mode test de la liai-son.

Nous n'utiliserons donc que quatredes options disponibles (options 2 a5). Ainsi, si des relais sont connect&aux sorties de la platine de reception,nous obtiendrons les etats suivants : Option 2 : les relais collent durant0,15 s Option 3 : les relais collent durant 3 s Option 4 : seuls les relais connec-t& aux sorties DO a D3 peuvent etrealimentes. Les boutons poussoirs del'emetteur D4 a D5 servent alors a

couper ('alimentation. Par exemple, si

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ANT2 ANTI

---0

+5 VModule

NTX2-434

TXD

0 V

VCC

ENABLE

RF GND

RF OUT

RF GND

R9/3,3 kit

I I

R8168 kit

R10121(12

LM78L05

S21 3 2 1 IC2LM78L05

1

Bat1 CS C6 2

84V 470 pZ 1100 nF/

R3+5 V 10 kit

S6

S7

S8

+5 V

-,0S13

T

R410 k22

-,0S17S18

Q13,579545

MHz

R1

10

+5V +5V1 1

R210 kit

VOIC1/CTA88

0:5--0--O

OOS11

+5

ClRST A7

TXD A6R5

10

J_

TXE A5

TX MODE A4

10 pF

S5

CO A3

+5 V

Cl A2 C3

C2 Al 11_4,

VSS AO

OSC1 VDD100 nF

OSC2 VSS

DO D7

D1 D6

D2 D5

D3 D4

C2 C415 pF I T15pF

974)7;

R7Ledl/rouge

560 i2

C7

+5 V

C810 pF 1100nF

-7 I T T TR6/10 kit 717;

5

l'on a, dans un premier temps, sollici-te le relais (1), une seconde comman-de au moyen du bouton poussoirs D4permettra de desactiver le memerelais Option 5 : dans ce cas, les huitrelais peuvent etre actionnes. Unsecond appui sur le BP du memecanal desactive le relais precedem-ment activeCes cinq modes permettront deresoudre Ia majorite des besoins.

Schemes de principesL'emefteurLe schema de l'emetteur est proposeen figure 5. II ne s'agit que du sche-ma preconise par Radiometrix avecquelques modifications apporteespar nos soins.

Le CTA88 existe en deux versions :une version « normale » alimentee en5 V et une version « low voltage >,pour laquelle ('alimentation doit etrede 3 V.

Ayant utilise Ia version 5 V avec unmodule emetteur NTX2 ne supportantque des niveaux CMOS de 3 V, il estnecessaire d'utiliser des resistancessupplementaires afin de reduire ('am-plitude des niveaux. Ainsi, Ia resistan-ce R8 a eta inseree dans la ligne desortie des donnees. De meme, unpont diviseur constitue par les resis-tances R9 et R10 amene le niveau dusignal validant l'emetteur a une valeuracceptable par celui-ci.Nous avons, pour l'oscillateur, utiliseun quartz de valeur 3,579545 MHz etdeux condensateurs de 15 pF. Unresonateur deux pattes, de meme

frequence, peut egalement etreadopts.L'ensemble est aliments sous unetension de 5 V generee par un regula-teur de tension de type 78L05. Unepile 9 V 6F22 peut etre utilisee, le

courant consomme n'etant pas eleve.

Le recepteurLe schema de principe du recepteurest represents en figure 6.Nous retrouvons la meme configura-tion au niveau du CTA88 mais, cettefois, utilisee en decodeur (broche 4 aIa masse).Les sorties des donnees (DO -D7) sontamplifiees par un octuple reseau detransistors Darlington de typeULN2803A (ou ULN2804A). Les sor-ties peuvent largement alimenter desrelais consommant un courant com-

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ANTI ANT2

R1

4,7 kS2

ModuleNRX2-434

RXD

AF

VC C

0 V

RSSI

RF GND

RF IN

+5 V R2 Ledli/rouge56012

+5 V

8

-os-so--QS2

IC3LM3914

R3

+5 V10 ki2

3

S4

S5

R410 ki2

R510 MI

R610 kil

013,579545 MHz

C5 C6:T5 pF 15 pF

18 Led2

17Led3

16

15 Led4

fj)Led5

11 ipLed6

10 Led?

LedS

OLed9

Led10

14

13

12

10 Leds ou 1 Afficheur 10 Leds

Batt8,4 V

SIM

IMOCl C2 2

470 pZ 1100 nF

* voir texte

pris entre 50 mA et 80 mA.Des leds indiquent la mise « en » ou

hors » fonction des sorties.La sortie RRSI du recepteur NRX2 estdirigee vers un circuit LM3914 quipermet de visualiser, au moyen de dix

IC1/CTA88L -J

RST A7

RXD A6

STB A5

RX MODE A4

CO A3

Cl A2

C2 AlVSS AO

OSC1 VDD

OSC2 VSS

DO D7

D1 D6

D2 D5

D3 D4

RAZ

ono S6 t

S8C7-0

_

10 pF

+5 VO

S101J

-0 _S12

S13

6....01

C8

II-.100 nF

+5 V0

IC2ULN2803A

1

2

3

4

5

6

7

8

10 pF 1100nF

LM7805

1 2 3

18 D7/-017 D6

16 D5 0-015 D4 0-*14 D3 0-*13 D2

12 D1

11 DO 0-10

+5 V

Sortiesrelais

8 x 560 SI

R7 Led12

R8 Led13

R9 Led14

R10 Led15

R11 Led16

R12 Led17

R13 Led18

R14 Led19

6

diodes leds, le niveau de reception.C'est un dispositif tres pratique quipermet de *ler les antennes d'unemaniere optimale.La resistance ajustable R1 permet de*ler le seuil a partir duquel les leds

commencent a s'illuminer.La platine est alimentee sous unetension de 5 V. Un regulateur de ten-sion de type LM7805 est necessairepuisque huit relais peuvent etre utili-ses en meme temps.

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NomenclatureEMETTEUR

ResistancesR1 a R5 : 10 kS2 (marron, noir, orange)R6 : reseau de huit resistances 10 kS2R7 : 560 52 (vert, bleu, marron)R8 : 68 kS2 (bleu, gris, orange)R9 : 3,3 k52 (orange, orange, rouge)R10 : 1,2 k52 (marron, rouge, rouge)

CondensateursC1, C7 : 10 pF/16 VC2, C4 : 15 pFC3, C6, C8 : 100 nFC5 : 470 pF/16 V

SemiconducteursLed1 : diode electroluminescenterougeIC1 : CTA88 (Lextronic)IC2 : 78L05 ou LM7805

Divers1 module Radiometrix NTX2(Lextronic)1 quartz 3,579545 MHzBarrette secable de supports tulipeBarrette secable de picotsCavaliersSupport pour pile type 6F2210 boutons poussoir pour circuitimprime

Realisation

Les dessins des circuits imprimes del'emetteur et du recepteur sont repre-sentes respectivement en figure 7 eten figure 9.

L'emetteurL'implantation des composants estdonnee en figure 8.Le cablage ne presente aucune diffi-culte particuliere.Le circuit integre CTA88 necessite unsupport.Si vous rencontrez des difficultesd'approvisionnement, utilisez desbarrettes c< secable » de supports

tulipe » que vous couperez auxdimensions appropriees.Les commutateurs S2 a S12 sontrealises avec des morceaux de bar-rette « secable » de picots doublerangee sur lesquels on enfiche descavaliers.Le regulateur de tension peut etresoit un 78L05, soit un LM7805 (voirphoto d'entree).

0U)

RF Gnd- RF Out

RF Gnd

- Enabl- Vcc

ovTxd

-I-t-I

I- R3R5

A7

F- R4

at CD .1. 0 0CL 0 0

T 3 0 0CO 00o o &°, 00

1c20000 00

c 0 03 00 r\

AO

3

3

Pile 9 volts ou Battene

15

DS

S19

DO

7

8

n" 327 vo.wv.electronlquepratique.com ELECTRONIQUF PRATIQUE

10 A

Z0 -z

0I

u.1

i(1)LED11

RF InRF Grid

RSSIovVccAFRxd

r\

S1

IC4

EDRAZ

S6 1

C1C2

0

CO

0 0000 0/-

R1

0

S2

3

3

3

3

3

L9

- 55 dBm

.5 V- SORTIES

8 8 8 8. 8 8 8 RELAis

125 dBm3

3

3

3

0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0

I --

Pile 9 volts ou Batterie

co

cc

8

0 LED12O LED13O LED140 LED150 1E0160 LED170 LED113O LED19O LED20O LED21

D706D5D4D3D2D1

DO

.5 V+Vcc

NomenclatureRECEPTEUR

ResistancesR1 : resistance ajustable multitours 10 k52R2 : 560 52 (vert, bleu, marron)R3 a R6 : 10 1(52 (marron, noir, orange)R7 a R15 : 560 52 (vert, bleu, marron)R16 : 1 162 (marron, noir, rouge)

CondensateursC1 : 470 pF/16 VC2, C4, C8 : 100 nFC3, C7 : 10 pF/16 VC5, C6 : 15 pF

SemiconducteursLed11 : diode electroluminescenterouge o 5 mmLed1 a Led10, Led12 a Led21:voir texteIC1 : CTA88 (Lextronic)IC2 : ULN2803A ou ULN2804AIC3 : LM3914IC4 : LM7805

Divers1 module Radiometrix NRX2(Lextronic)1 quartz 3.579545 MHzBarrette secable de supports tulipeBarrette secable de picotsCavaliersSupport pour pile type 6F222 supports pour circuit integre18 broches1 bouton poussoir miniaturepour circuit imprime

Le recepteurL'insertion des composants est don -née en figure 10.Comme pour la platine de l'emetteur,le cablage est simple. Le regulateur,chauffant moderement, it est soude

cote cuivre » et fixe au moyen d'unevis et d'un ecrou (photo A). La dissi-pation se fait ainsi grace au plan demasse cuivre. Les commutateurs S3a S5 et S7 a S14 sont realises de lameme maniere que pour l'emetteur.Les diodes leds peuvent etre de deuxtypes : on choisit des diodes int&grees dans un bolter DIL a vingtbroches ou on utilise des diodes aupas de 2,54 mm. Nous avons, pournotre part, mélange les deux modes.La resistance R1 est un nnodele mul-titours.Un emplacement pour un accu detype 6F22 (180 mAh) est prevu sur laplatine. On n'utilisera ce mode d'ali-mentation que pour un usage « nonintensif et surtout si les relais ne

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restent pas cones apres la comman-de envoyee. Sinon, mettre en oeuvreun adaptateur secteur ou des accusde plus grosse capacite. Pour cela,utiliser, en lieu et place de l'accumu-lateur 6F22, un connecteur a fils quisera place sur le connecteur de la6F22. Attention : dans ce cas, la pola-rite des fils de couleurs est inversee(<, + » au noir et <, - ), au rouge).Les sorties s'effectuent sur un mor-ceau de barrette <, secable >, de picotsdouble rangeePour l'emetteur et le recepteur, lesantennes peuvent etre de deuxtypes : soit helicoidale, soit en unquart d'onde (photo B).Selon ('utilisation prevue, choisir l'unou l'autre modele.

Reglages et essais

Les essais commencent par la verifi-cation de la tension d'alimentationsur les deux platines. Celle-ci s'ef-fectue avec les platines depour-vues des CTA88 et des modules

RF ». Placer ces composants et

configurer les commutateurs demode et ensuite d'adresses commesouhaite. La configuration desadresses doit evidemment etre la

meme pour les deux platines. Celles-ci sont ensuite mises sous tension.Le seul reglage a effectuer est l'ajus-tage de la resistance R1.Tourner la vis jusqu'a ce la premiereled s'illumine.Af in de verifier la bonne transmissiondes donnees, sur la platine « &net-teur appuyer d'abord sur le corn-mutateur ON », puis sur l'un desboutons poussoirs DO a D7. Sur laplatine « recepteur ", la led D11 doits'illuminer un bref instant ou emettredes clignotements successifs.L'indicateur RSSI dolt afficher le

niveau de reception. L'une des diodesled12 a led19 dolt donc s'allumer.Si tout se deroule de la facon decrite,passer a d'autres essais avec desconfigurations differentes (voir les

options 2 a 5).

P. OGUICp.oguic@gmail.corn

p.oguic@club-intemet.fr

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ECHIQUIER ELECTRONIQUE

Echec & Mat

Quoi de plus classiqueaujourd'hui qu'un jeud'echec electronique,c'est pourtant une bienstrange application pourun microcontroleurcomme le dsPIC.Des millions depersonnes dans le mondeconnaissent les reglesde ce jeu qui dateraitau moins du XVe siècle.

e montage est done loind'être une invention ori-ginale dans son princi-pe, mais c'est probable-

ment Ia premiere fois que la realisa-tion d'un automate de ce niveau estdetainee dans une revue d'electro-nique. Comme quoi la puissance decalcul d'un dsPIC peut s'appliquer ade nombreux domaines.Si vous n'etes pas encore un joueurconfirms, vous aurez tout de mernedu mal a mater notre dsPIC. Si unprogramme informatique manquesouvent de fantaisie, it applique tou-jours sa strategie a Ia lettre et, dansce cas, sans faire de cadeau.

Les joueurs habitués auront moins dedifficultes, puisque le niveau de jeuest celui d'un joueur de club moyen.

Principelescaracteristiques

Signalisation des coups par led :

une sur chaque case Deplacement intuitif des pieces partrois boutons poussoirs Six niveaux (ou profondeurs) de jeu,ce qui correspond a un temps dereponse variant de « presque rien » Aune heure maximum Respect de toutes les regles de jeuinternationales, a ('exception de larepetition. Morrie si une situation sereproduit trois fois a l'identique, la

partie n'est pas declaree nulle dansnotre cas Grande bibliotheque d'ouvertures :sept mille cinq cents variantes, equi-valentes a pros de deux cent millecoups en memoire Possibilite de revenir en arriere surles cent derniers coups Mode « Setup » pour deplacer, veri-fier Ia position des pieces ou encoreresoudre des problemes Sauvegarde automatique de la par -tie en cours en memoire non volatile.Des que l'on arrete le jeu (par acci-dent ou non), tous les coups restent

en memoire. La derniere partiereprend par defaut a chaque demar-rage.

Le cceur du montage

Le microcontroleur dsPIC30F6012n'est plus tout a fait le fleuron de lagamme « dsP » de Microchip qui pro-pose maintenant des dsP33. Mais les30MIPS (millions d'operations parseconde) de ce circuit et le fait qu'ilest desormais assez facile a approvi-sionner ont peso dans la balance.Un autre point tres important a guidenotre choix : la quantite de memoireRAM disponible. Les 8 ko disponiblesdans les dsP30F6012/6014 sont unminimum pour notre algorithme dejeu. Les 144 ko de memoire « flashprogramme » sont egalement bienutiles pour stocker une bibliothequed'ouvertures tres volumineuse, memesi elle est bien compressee.Aucune des instructions specialestypiques aux applications a « traite-ment du signal . n'a, par contre, eteutilisee.Ses principales caracteristiques sont : 144 ko de memoire « flash », 8 kode RAM et 4 ko d'EEPROM Jusqu'a 30 MIPS optimisees pour lecompilateur C (C30), avec des don -tides sur 16 bits

n° 327 mivvv.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Nombreuses operations « dsP »(multiplication, etc.) Nombreux peripheriques (ADC, l'C,SPI, CAN, etc.)

Possibilite de programmation etdebogage serie (sur cinq fils) Mode veille, etc.

Schema de principe

Mame si le processeur est le cceur dumontage, quelques circuits integreslogiques lui ont etc associes. II y a denombreuses leds a piloter et huitboutons poussoirs a surveiller.L'echiquier comporte soixante-quatreleds; huit autres sont utilisees pourindiquer l'etat du jeu ou la nature despieces selectionnees (figure 1).Si le boitier TQSP d'un dsPIC dispo-se de nombreuses entrees/sorties,ses petites pattes montees en surfa-ce (CMS) ne sont pas tres faciles asouder pour les simples amateursque nous sommes. Le choix a doncetc fait des le depart pour n'en utiliserque le strict minimum afin de dimi-nuer le nombre de soudures. On ren-contre ainsi nettement moins de pro-blemes quand on attaque le soudagedu dsPIC.C'est pour cela que le montage estconstruit autour d'un bus I2C permet-tant de piloter trois ports d'entrees/sorties « PIO » de huit bits (IC2-1C4).On obtient ainsi vingt-quatre entrées/sorties pour seulement deux pattesutilisees sur le dsPIC.Les soixante-quatre leds de l'echi-quier sont interconnectees sous laforme d'une matrice de 8 lignes x8 colonnes. Deux demultiplexeurs luisont donc entierement consacres.Le troisierne « PIO » permet de piloterles leds de controle et surveille egale-ment les differentes touches de fonc-tions. Trois bits commandent undemultiplexeur pour les leds, troisautres recueillent le code de toucheappuyee via un multiplexeur. II resteencore deux bits : un pour les deuxleds « BLANCS/NOIRS » et un pour lebouton on/off.Ce fonctionnement est rendu pos-sible du fait qu'il n'y a, a chaque fois,qu'une led d'etat allumee et qu'unetouche appuyee.Le connecteur ICD2 (J1) representesur le schema est egalement prevu

sur le circuit imprime. II faudra bien,en effet, ('utiliser au moins une fois,au moment de la programmation dudsPIC. Cette etape est, bien entendu,necessaire et doit se faire au moyend'un programmateur serie ICD2.

Logiciel

C'est de loin, le plus gros « morceau .en terme de temps de mise au point.Le cceur du programme est base sur

TSCP » (Tom Simple Chess Program)de Tom Kerrigan. Lequel est connudans le monde des echecs electro-niques pour constituer un bonexemple de programme d'echecs eta servi de point de depart a de nom-breux autres logiciels d'amateurs.Merne s'il ne supporte pas la compa-raison face aux programmes tour-nants sur PC, il n'est dela pas simpleA implanter dans un microcontroleur.

Representationde rechiquier

Le logiciel dispose, a chaque instant,de deux tableaux de soixante-quatrecases : un pour Ia couleur (blanc, noirou vide) de chaque case et un autrepour le type de piece occupant lacase. Ce sont deux tableaux a unedimension oil les cases se suiventrang& par rangee.Ces deux tableaux permettent de cal-culer les mouvements des pieces quisont ensuite evalues avec des reglessimples. La recherche du meilleurcoup se fait tout de merne en antici-pant (virtuellement) un certain nom-bre de coups. Cela correspond, dansnotre cas, a Ia profondeur de jeu ouau niveau de reflexion.

Generationdes coups possibles

Un systerne de notation donne unscore a chaque situation, le but etantd'obtenir un avantage numerique, deposition ou simplement de desavan-tager l'adversaire. Malheureusement,le nombre de combinaisons a exami-ner croft exponentiellement avec lenombre de coups anticipes. C'estdonc la qu'intervient l'algorithnne derecherche " Negamax » utilise ici.

Si l'on represente ('ensemble despossibilites comme un arbre, il estparfois possible de couper certainesgrosses branches a remonter, enfonction de leurs scores respectifs..

Choix du meilleur coup

Pour un ordinateur, it n'est pas dutout evident de determiner quel couppossible est bon et quel autre peutetre catastrophique. Le meilleurmoyen de faire le moins d'erreurspossibles est d'evaluer le rapport deforce entre sa position et celle del'adversaire, cela pour un certainnombre de coups a venir. La totalitedes programmes d'echecs agissentainsi.

Malheureusement, le fait d'anticiperpeut augmenter d'une fawn conside-rable le nombre de cas a evaluer.Lequel est a peu pits egal a 01 oil(b) est le nombre de mouvementspossibles en moyenne a un momentdonne et (n) le nombre de coupsjoues en avance (profondeur de jeu).Ce nombre devient donc tres rapide-ment eleve et risque de demander untemps de reflexion inacceptable, d'obl'interet de trouver des methodespour minimiser le nombre de coupssusceptibles d'être retenus.II existe plusieurs techniques pourpouvoir anticiper davantage decoups, dans un meme temps de cal-cul. Notre programme utilise la

methode « Alpha -beta » qui eliminecertaines variantes possibles, lorsqueleurs interets ne sont pas suffisantspar rapport a d'autres positions déjàtrouvees. Le nombre de coups pos-sibles reste encore exponentiel, maisil est nettement reduit.Les problemes sont toutefois bienplus compliques que cela. Imaginonsque notre programme anticipant lessix coups a venir, decouvre avec hor-reur qu'au cinquierne coup, il peutperdre sa reine. II pourra decider desacrifier une autre piece, merne sicela ne fait que reporter la perte. Deson point de vue (qui s'arrete a sixcoups), la reine est sauvee puisquesa perte est invisible, car repousseeau septieme coup. Une piece a mal-gre tout etc sacrifice et la perte de lareine sera peut etre de nouveauvisible au coup suivant. C'est « l'effet

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Lo

R2 -R810 kl2

BP80

BP7 -M-0

BP60

BP20

BP30

BP40

BP50

BP1O

+5 V

J1

J2

111 ii

10

11

12

131

2

3

14

R1/10 PSI

+5 V 0-1R9/10 MI

LO'Cl

DSPIC6OF 12

14 RB2/PWM113 RB3/PWM212 RB4/TCLK1211 RB5/TCLK317 RB6/SCKXi1

6,5536 MHz18 RB7/SDO

OSC1/CIN

0

R22

10 kit

2

10--265-738

3

4 16

5 15

D9

0+5 V

OSC2/COUT

RD10/INT3RD11/INT4

RG8RG9

RG12RG13RG14RG15

MCLRNPP RD9/INT2RD8/INT1

VDD RD7VDD RD6VDD RD5VDD RD4

RD3RBO/CAP 1 RD2RB1/CAP2 RD1

444

6

IC674LS148

10 AO

11 Al12 A213

14 EO15

16

17

GS

LO r-> R10 -R11

LO

10 M2

64

9

LO4

5

\ 7

IC4PCF8584

15 SDA

4> SCL

2-3

\ 7

AO

AlA2

PO

P1

P2P3P4P5P6P7

INT

67

IC574LS138

A YO

B Y1

C Y2

Y301 Y4G2A Y5G2B Y6

Y7

15

14

13

12

11

10

97

9

LO 1=>

R24470

0 D8

LO

R23470 LI

D2

-L

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PCF8584

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re 327 www.eleLlroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAFIQUE

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d'horizon » qui peut parfois provo-quer des comportements etranges sil'algorithme de recherche est maladapte.

Bibliotheque d'ouvertures

Un autre raffinement utilise ici,comme dans la plupart des pro-grammes d'echecs, est la base de

donnees des ouvertures connues.Les differents et plus efficacesdebuts de parties ont ete maintes foisetudies, it est donc inutile au departde s'ecarter des sentiers battus.Mais comme la memoire d'un dsPICn'est pas infinie, les differents coupssont stockes sous la forme d'un arbred'ouvertures (figure 2).Inutile de stocker des milliers de fois

e2e4 » ou « d2d4 Une seule foissuffira, a condition de mettre en placeun systerne de reperage des diffe-rents niveaux permettant de s'yretrouver.

Si l'ordinateur doit jouer le troisiernecoup (apres « e2e4 », « e7e5 » parexemple), it va trouver la branche« e2e4 puis la sous branche « e7e5 »,

pour faire la liste des nouvelles sous -

re 327 www.electroniquepratique.com ELECTF1ONIQUE PRAIIQUE

branches possibles. II n'y a plus qu'atirer une reponse au hasard.Une autre astuce tient dans le faitqu'une petite centaine des coups lesplus courants representent, a euxseuls, 75 % de ('ensemble des coupsde la bibliotheque. Cela permet enco-re de gagner de la place en affectantun code special sur un octet aux centvingt-sept coups usuels et deuxoctets aux autres.II devient ainsi possible de stockerrequivalent de presque deux centmille coups dans notre microcontro-leur. C'est le fichier < BSC30.S » quicontient l' ensemble de la biblio-theque sous la forme de donneesbrutes. Comme son nom l'indique,chaque variante est limitee au trentie-me coup maximum.Un utilitaire ad hoc a du etre mis spe-cialement au point pour transformerles ouvertures . texte » en une formearborescente compressee, puis en unfichier assembleur utilisable par le lin-ker de MPLAB.

Realisation des circuits

Pour garder a l'echiquier sa formecarree d'origine, les boutons pous-soirs et les leds de controles sont dis-poses en longueur. cote droit del'echiquier, le but etant d'obtenir unemince bande verticale dont lesdimensions deviennent assez impor-tantes (30 cm). C'est la raison pourlaquelle nous avons finalement etudiedeux circuits imprimes.Le premier (figures 3 et 4) regroupele microcontroleur, ('alimentation, lescircuits de commandes et les bou-tons poussoirs.Le deuxieme circuit, plus petit(figures 5 et 6), sert de support aux

1 blancs e2e4

2. noirs b8c6 c7c5 d7d5 d7d6

3 blancs g113 d2d4

4 noirs e7e5

e2e4

e2e4 - b8c6

e2e4 - b8c6 - g1f3

e2e4 - b8c6 - g113 - e7e5

2Exemple d'arbre

d'ouvertures

co

sta laD1111011imam/

O 0111110M

0On

0

0O

a a °a a a a

a aa

leds de controles dans le prolonge-ment des boutons poussoirs.Les deux circuits sont relies entre euxpar une nappe a six conducteurs,voire par de simples straps. Le cotecomposants ne faisant apparaitreque deux liaisons cuivrees, il est touta fait possible d'envisager la gravured'un circuit simple face et d'effectuerles deux liaisons avec du fil Isola auniveau des pattes de 105.La principale difficulte de la realisa-tion reside sans conteste dans lamise en place et le soudage dudsPIC.Le montage en surface de IC1 nousdispense d'une partie du travail despercages, mais attention aux sou-dures ! L'entraxe entre chaque patten'est que de 0,8 mm ! II faut impera-tivement utiliser un fer a panne fine.Une solution peut etre de commencera etamer legerement le circuit impri-me ainsi que les pattes du dsPIC.

Une fois le composant mis en place,it n'y a plus qu'a rechauffer, sachantqu' n'y a pas enormement de pattesreellement utilisees.Une autre difficulte est la mise enplace des boutons poussoirs dont ilfaut controler la hauteur en fonctiondu passage eventuel dans l'echiquier.

Programmation du dsPIC

Un dsPIC n'est Was pas aussi facilea programmer qu'un PIC16F84. Detoute facon, le boitier miniature TQFPne permet pas d'utiliser un simpleprogrammateur. Le circuit devrad'abord etre soude a son emplace-ment final et la programmation sefera par le connecteur J2 (RJ11) enutilisant un module ICD2 (photo A) deMicrochip (ou equivalent : voir enca-dre « Pour en savoirQuoi qu'il en soit, si vous n'etes pasequipe de ce type de materiel alors

n" 327 www. eiet trot Iiquepratiqui-.. LENT 1 E.L EL; ilUNIQUE PRArouL

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que cette realisation retient toutevotre attention, l'auteur se proposede vous « depanner » par simplealler-retour par la poste en program-mant votre composant soude sur soncircuit imprime ou fourni seul (Ie

contacter directement par mail donneen fin d'article).

8

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6

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4

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2

1

a b c de

a b c de

Realisation de rechiquier

Le prototype a ete realise a partird'un echiquier <, standard » en casesde 50 x 50 mm et bois simili acajoti.On en trouve facilement, pour unetrentaine d'euros, sur Internet ouailleurs. II laisse largement assez de

g

g

h

h

NomenclatureResistancesR1 a R11 : 10 1(52R12 a R19 : 1 k52

R20 : 2,21(0R21 : 100 0R22 : 10 l<0R23, R24 : 470 Q

CondensateursC1 : 10 pFC2 a C7 : 100 nF

SemiconducteursD1, D2 : leds 3 mm cylindriques (rougespour blancs/noirs)D3 a D8 : leds 3 mm cylindriques(jaunes pour nature des pieces)D10 a D74 : leds 3 mm a bouts plats(vertes pour l'echiquier)D9 : 1N4148Ti : 2N2907

Circuits integresIC1 : DSPIC30F6012-301/PF

a

aa,tri.`3 IC5

4C)D1 D2

(Blancs) (Noirs)

4CD 40 40 40D3 D4 D5 D6 07 D8

(Pion) (Cheval) (Fou) (Tour) (Dame) (Rol)

0

Rol

Dame

likitk\

qtk\ Cavalier

41},,, Pion

Noirs

Blancs

10

Distributeurs : Radiospares, radiospares-frrs-online.corn(professionnels), code : 250 836 8852 Farnell, fr.farnell.com,Tel.: 04 74 68 99 99, code : 126 2779 Microchip direct, www.microchipdirect.com g.samblancat@free.fr (l'auteur)

IC2, IC3, IC4 : PCF8584 (Attention, lePCF8584A n'est pas compatible, it utili-se une autre adresse I2C)IC5 : 74LS138IC6 : 74LS148IC7 : 7805 avec radiateur

DiversX1 : quartz 6,5536 MHzBP1 - BP8 : boutons poussoirs a tetecylindriqueBUZZ1 : mini buzzer (avec oscillateurintegre)J1 : connecteur ICD2 RJ asix conducteurs pour circuit imprimeJ2 : bornier a vis deux conducteurs

9

Face superieure de rechiquier

3 mm

14

1

EE

mmEEIn

4 mm/I1 H 1.114 mm

n° 327 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

place pour inserer une led de 3 mm(voire 5 mm) stir chaque case. Onpeut ainsi jouer avec de grandes etbelles pieces, bien plus agreablesmanipuler que les petites figurines enplastique des jeux miniatures.

Realisation de Ia matricede 64 leds

Avec une grande regle, commencerpar marquer au prealable les trous3 mm du coin bas/gauche de chaquecase, par un point précis au crayon.II faut ensuite percer par le dessusde l'echiquier chaque trou a e 3 mm,ce qui correspond au diametre del'extremite visible de Ia led a boutplat. Pour cela ne pas oublier de pla-quer fermement la face superieure del'echiquier sur une plaque de boisdur, afin d'eviter les eclats lors despergages. Utiliser de preference unforet a bois neuf et rester aussi verti-cal que possible.Ensuite, agrandir chaque trou parl'arriere a 0 4 mm, pour permettre lepassage de l'anneau inferieur dechaque led. La profondeur de perga-ge devra etre contra& au mieux,pour que la face plate de Ia ledaffleure juste a Ia surface de l'echi-quier (figure 9).Apres avoir insere et cone chaque leddans le mem sens avec une gouttede colle epoxy, it ne reste plus qu'a

rassembler les pattes en lignes/colon-nes pour former une matrice 8 x 8(figure 10).Les anodes - patte (+), la plus longue -de chaque led sont reliees ensemblepour former les colonnes verticales.Les cathodes egalement relieesensemble forment les lignes hori-zontales.De simples bandes de « scotch elec.trique » ont ete utilisees pour isoler

chaque liaison faite avec du fil simplerigide denude.Deux nappes de fils a huit conduc-teurs sont ensuite soudees pour reliercolonnes et rangees aux deux conne-cteurs a huit contacts.Percer maintenant les trous de010 mm pour le passage des bou-tons poussoirs sur le cote droit del'echiquier (figure 9).Ce diametre etant celui de la tete des

11

Plan d'ensemblede Pechiquier

8 cubes de bois colles

Quadriliege des Leds

4 baguettes

Frises (moulures)

Emplacement circuit imprime

Echiquier vu de dessous

re 327 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE

poussoirs cylindriques, chaque troudoit ensuite etre agrandi a 014 mmenviron, de facon a pouvoir loger lecorps de chaque bouton.De meme pour les leds qui sont inse-roes par le dessous et qui ont unanneau de 03,2 mm.

Flnition du coffret en bogs

Ce qui suit n'est qu'une possibilite derealisation parmi d'autres; chacunpourra ('adapter en fonction de sasensibilite artistique. Voici la methodequi a ete utilisee pour le prototype(figure 11).Quatre moulures (ou de simples tigesde bois « samba » ou autre) de 30 x4 mm sont collees juste a fleur desbords de I'echiquier pour obtenir Iahauteur souhaitee. L'ideal est de cou-per les baguettes avec une scie aonglet, pour que les extremites soientparfaitement a 45°.Pour un prix a peine plus eleve, cer-tains magasins de bricolage propo-sent des moulures sculptees demotifs geometriques.Quatre cubes de bois (clecoupesdans un tasseau de 2 m en pin, parexemple) sont colles en merle tempsaux quatre coins pour garantir un bonpositionnement et un bon collage desmoulures. Pour plus de solidite, onpeut en coller quatre autres auxmilieux (sauf a Ia place des circuitsimprimes). Ces rectangles servirontensuite de supports a Ia plaque car-ree (en CTP ou melamine) qui viendrafermer la bofte.Une fois que la colle a bois tenant letout est bien seche, on peut appli-quer une ou deux couches de vernissur les moulures.Des lettres auto -adhesives sont utili-sees pour indiquer le role de chaquebouton. Un trou est perce a cote ducircuit de commande pour y passer lejack d'alimentation (photo B).II ne reste plus qu'A refermer ('en-semble avec le capot inferieur (camede 50 x 50 cm x 3mm d'epaisseur enmelamine) aux quatre coins en utili-sant des pieds en caoutchouc.

Mode d'emploi

Tout est maintenant termine, les ledssont soudees, ('alimentation du mon-

tage verifiee et le dsPIC programmeavec succes. Bref, it n'y a plus qu'amettre sous tension et... jouer !

Quelques precisionssur le fonctionnement du jeuL'utilisation du jeu est tout ce qu'il y ade plus classique pour ce type d'ordi-nateur.

Comme vous vous en doutez, lesleds de droite sont la pour donnerdes informations sur l'avancement dela partie ou aider au placement despieces.Une des deux leds « BLANCS » ou

NOIRS » doit toujours etre allumee(clignotante) en indiquant ainsi le coteA jouer.Un clignotement lent indique que l'or-dinateur attend une reponse de votrepart, un clignotement rapide indiqueque l'ordinateur est en train de refle-chin

Les six leds de « PION a « ROIindiquent toujours Ia nature de Iapiece selectionnee sur la case del'echiquier ou celle dont le mouve-ment est indique a un momentdonne. II y a quand meme des excep-tions a cette regle. Lorsque l'onchange le niveau de jeu, la profon-deur de jeu va de (1) a (6) soit de

PION a a « ROI » . Lorsqu'un roi estmis en echec, Ia led ROI » s'allume,meme si aucun roi n'a bouge.

Selection du coup a jouerLorsque vous voulez jouer, vousdevez indiquer a l'ordinateur quevous voulez choisir le point de departen appuyant sur « VALID » (ou UP a).

Une case de rechiquier s'allumealors et vous pouvez vous deplacersur lechiquier avec les touches

UP a et « BACK », mais uniquementsur les cases occupees par une piecede votre couleur.Un second appui sur « VALID » per -met de choisir la case de destinationet le deplacement entre les destina-tions possibles. Un troisierne appuisur « VALID » confirme le mouvement,et l'ordinateur commence alorsreflechir.Les leds indiquant la couleur a jouersont modifiees. II y a donc toujoursune led « NOIRS » ou « BLANCSallumee indiquant le cote a jouer.Dans le cas du rogue it faut unique-ment deplacer le « ROI ».

Lorsque la partie se termine par unmat, Ia led « ROI/ECHEC » clignoteavec Ia led du cote mis en echec.L'ordinateur joue alors un air demusique en fonction de son humeur.Dans le cas d'une partie nulle (pat),les leds NOIRS » et « BLANCS » cli-gnotent en alternance.

Mile des boutons poussoirs a ON/OFF » un appui court permetd'allumer ou d'eteindre le jeu. Danstous Ies cas, la partie en cours estsauvegardee dans la memoireEEPROM du controleur. Pour dernar-rer une nouvelle partie a zero, it fautappuyer sur ON/OFF » pendanttrois secondes jusqu'a ce qu'unepetite musique retentisse. Toutes lescolonnes de l'echiquier s'allumentalors en faisant un chenillard, c'est lesigne que I'on reprend une nouvellepartie. « LEVEL » permet de changer leniveau de jeu de (1) a (6), toujoursavec les touches « UP » et « BACK ».Par defaut A (4) au depart d'une nou-velle partie, le niveau apparait enfonction de la led de la piece allu-mee. Le niveau (1) allume Ia led

PION a, le niveau (6) allume Ia led ROI a. Le reglage est ensuite validedes que l'on appuie sur « LEVEL a ou

VALID ». Le niveau correspond aunombre de coups anticipes de (1) a(6), le temps de calcul y est doncdirectement proportionnel et peuttres vite augmenter. II nest pourtantjamais tout a fait le meme puisqu'ildepend du nombre de piecesjouables et de Ia presence ou non decoups fres importants.La phase la plus longue est generale-ment celle qui suit les premiers coupsd'ouverture. « SOUND » active ou desactive lebuzzer. Un son grave est emis lors-qu'on desactive les effets sonores. . MOVE » pousse l'ordinateur ajouer. Cela permet de changer decote et de jouer avec les « NOIRSou simplement de voir ce que feraitl'ordinateur a votre place en revenantun coup en arriere par la suite.

« SETUP » pour entrer dans lemode edition des pieces (ou verifica-tion). Dans ce mode, la case en coursde modification se met a clignoterrapidement. Toutes Ies cases de

re 327 vvvvvv.uiet_truniquepratique.com ELEC1 RONIQUE PRATIQUE

I'echiquier sont cette fois accessiblesavec « UP » et « BACK », mime lesvides ou celles de l'adversaire. Undeplacement accelere est possiblelorsque l'on maintient une de cesdeux touches assez longtemps.La touche LEVEL » permet alors dechanger la piece presence sur la caseen cours, en passant alternativementde vide » ROI », vide », etc.La touche « VALID » vide directementla case. Dans le cas un change-ment est impossible (par exemple sion passe de PION » a « CAVALIER »avec deux cavaliers déjà presents), lacase passe a la valeur suivante (. FOU

dans notre exemple). Et si l'Ochiquierest déjà complet, une promotion pro -vogue le vidage de la case.La touche « MOVE » permet d'echan-ger la couleur des pieces en cours deselection.Enfin SETUP » quitte le mode edi-tion. L'ordinateur controle alors qu'il y

a bien deux « ROIS » en presence.A chaque instant, les leds de contra-

le doivent vous indiquer le type depiece (si it y en a une) sur la case cli-gnotante. « BACK » permet d'annuler le der-nier coup, et change donc le cote ajouer. Le dernier mouvement est alorsrepresents en sens inverse. Uneeventuelle piece prise est egalementsignalee et validee par un secondappui sur VALID ».

II est possible de stopper la reflexionde l'ordinateur pour rejouer un coupdouteux. Mais ii ne taut pas que cecidevienne une habitude.L'ordinateur conserve l'historique descent derniers coups, pas plus.

A vous de jouer !

Maintenant vous savez tout. Concer-nant un tel projet, nous consideronsque six mois de mise au point ne sont

qu'un debut. On peut, en effet, pas-ser des annees a ameliorer leschoses. C'est pourquoi l'auteur restea l'ecoute des remarques construc-tives au sujet d'eventuelles ameliora-tions ou clarifications concernant leprogramme. En attendant, it convientde mater la bete !

G. SAMBLANCATg.samblancat@free.fr

Pour en savoir plus...Liens echiqueens http://www.tckerrigan.com/Chess/TSCPLe site de « Tom Simple ChessProgram » (de Tom Kerrigan) surlequel notre logiciel est base. http://www.echecs.asso.frSite de la Federation francaised'echecs a Ion trouve les regles offi-cielles en plus de l'actualite. http://frwikipedia.org/wiki/%C3%89checsPlus qu'une simple definition, on trou-ve sur Wipikedia les origines du jeu etles debuts de parties les plus connus. http://frwikipedia.org/wiki/%C3%89lagage_alpha-betaUn peu de theorie sur les methodesde recherche utilisees par les ordina-teurs d'echecs. http://www.variantes.comGrand choix d'echiquiers et de piecesen Bois a tous les prix.

Liens Microcontraleur http://www.jelectronique.com/modules/news/article.php?storyidr--56Schema de module ICD2 a faire soi-merne. http://stolz.de.be/Idem, mais en anglais. http://frfarnell.comFournisseur de composants et desDSPIC30F. http://www.microchip.cornLe site officiel du fabricant et egale-ment fournisseur de notre microcon-troleur.

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n 327 www.electroniquepratuque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Retro-circuit

Generateurde fonctions BF/HFPour les nostalgiquesde cette epoque ouPelectronique etait unediscipline magique,Electronique Pratique a

selectionne des circuitsintegres obsoletes, maisencore disponibles engrande quantite et offrantles applications les plusattrayantes. Cet article,consacre au circuitintegre MAX038, integretoute l'electronique pourrealiser un generateurde fonctions précis.

e generateur de fonc-tions BF/HF est capablede monter allegrement20 MHz en produisant

les trois formes d'ondes de base : tri-angulaire, rectangulaire et sinusokiale.La deformation de celles-ci permetd'obtenir des dents de scie ou desimpulsions en faisant varier le rapportcyclique du signal rectangulaire.La figure 1 donne le schema interne de

ce composant par blocs de fonctions.Notre realisation tits compacte sup -prime totalement les cablagesexternes, sources d'erreurs et deparasitages.Deux sorties sont disponibles : « SIGNAL » offre les trois formesd'ondes avec une amplitude variable « TTL » donne une forme bien rec-tangulaire de 5 V, sous un rapportcyclique invariable de 50 %.

ww

OSCILLATEUR

GE NE RATEUR

OE COORMTFACIPEZ

t ()SCE I AT CUR

TENS,ON GE

REFERENCE:

2 S VOSR

SOURCES CCCCAIRANT250,..

ALIAAENTA (IONS

COMPARATEUR

MULTWLEXEUR

MAXIMMAX038

--11. Miter./ DU ,GAIAL PesU wart*CCAADENEAMU SA EN eu4ALLELE AVEC ,nACERAMCAle

Schema de principe

Le schema de la figure 2 permet desuivre cette etude. Comme preciseci-dessus, peu de composantsentourent C11, le circuit MAX038.Nous avons concu cet appareil avecun souci de simplicite, sans pourautant limiter sa fiabilite, en nous ins-pirant de la notice de la societeMaxim, fabricant du MAX038.Le circuit produit sa propre referencede tension, fixee tres precisement a2,5 V. Elle est utilisee pour parametrerle generateur en l'appliquant sur cer-taines broches, apres modification deson courant par le biais de potentio-metres utilises en resistances ajus-tables. Cette tension est decoupleepar les condensateurs C12, C13 etC22.Le commutateur rotatif S1 selection-ne un condensateur parmi C1 a C8afin de determiner une gamme de fre-quences comprises entre 0,1 Hz et20 MHz. Le potentiornetre P3 et Iaresistance « talon » R3 font varier lecourant de la reference de tensionpour attaquer la broche (10) « LIN »dans le but d'ajuster Ia frequence.

n° 327 www.elPt_LrunIquepreitIquu.Lurn ELECTRONIQUF PRAT1QUE

23 pA

F Mini

C1/22 pF

C2/100 pF

11°C3/1 nF

C4/10 nF

11-°C5/100 nF

11-143C6/1 pF

11 3 CI<

C7/10 pF

10+2

C8/100 uF

10+ 10717

+5 V

S2Fonction

1

R1

10 kit

97;z

S1

Gamme

R210 kit

+5 V

C22/1 pF

+01C12/100 nF

e-11777!

Dell/verteR11/1

J1B

10 0 0 - 5 V

C19/1 pF

C16/1 nF

C11/MAX038

5

R10 P1 C9

3,3 kit 22 kit 10 nF

P222 kit

R35,6 kit

IC10/10 nF

0-1 1-0-1,C13

700 nF

Fusibleimprime

Secteur 230 V

S37

8

P3 74),100 kit

II

9

10

446 pA

F Maxi

Transformateur

230 V2 x 6 V3,2 VA

C11

10 nF

4 x 1N4007

D1

REF

GND

AO

Al

COSC

GND

DADJ

FADJ

GND

LIN

V -

OUT

GND

V+

DV+

DGND

SYNC

PD'

POO

GND

20

7

- 5 V4,4 R9 01

2.2 itC15/100 nF

10 kitP4 11-47.

16

C24 56

D2

C25 56 nF

D3

C26 56 nF

D4 141

C27 11 56 nF

12

11

C28 C321 000 pF 100 nF

R8 +5 V

2,2 L2

C141100 nF

R4

Cl2 -J1AD811 100 SI

R56 1 1--100 it

2

Sortie signal

C231 nF

C17/1 nF C20/1 pF

7017, 70 1-7-1

774-1-1C18 C211 nF 1 pF

R6/100 it

R7/100 it

I I --

C13

7805

T+

+5 VO

Sortie TTL

C34 =' C30100 nF 10 pF

+5

QV--13

C29 .Z.Z. C331 000 pF 100 nF

C35100 nF

CI47905

C3110 pF

-0O

O

- 5 V

R121 kit

verteDell

J1A

Comme preconise par le construc-teur, nous travaillons dans unegamme d'intensites comprises entre25 pA et 445 pA. Le potentiornetreP2, selon le meme principe, agit surla broche (8) . FADJ » et sert a affinerle reglage de la frequence precedem-ment definie par P3. Une derniereentrée DADJ broche (7), corn-

mandee par le potentiometre P1 et Iaresistance « talon » R10, joue sur lerapport cyclique ou la deformation dusignal. Cette fonction permet d'obte-nir des dents de scie a partir de Iaforme triangulaire, des impulsions abase du signal rectangulaire et demodifier Ia symetrie des sinusdides.L'inverseur S3 inhibe ce reglage et

fixe le rapport cyclique a 50 % enreliant Ia broche (7) a la masse.Les condensateurs C9, 010 et C11decouplent les tensions des reglagesau plus pres des potentiornetres.La figure 3 montre I'abaque emanantde la notice du fabricant du MAX038.Sur celui-ci, vous pouvez deduire Iafrequence obtenue en fonction du

re 327 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Retro-circuit

Frequence (Hertz)

100 M

10 M

1M

100 k

10k

1k

100

10

01

Wiard;1111MIZINE111=111:13;111

==;;;;;;==413747...:::mimmouusommooliundisour.isiel1=11111111111111111=111111111111:41=2111P3111

1111111111111111111MIRNIIIIPTANIIIII

MININillIIIMINi11111111MIPM11111

1=.....111111MBINIII1111.11=M11111111

.-.41

1

3

33 pF

100 pF

330 pF

3,3 nF

33 nF

100 nF

1 pF

3,3 pF

10 pF

47 pF100 pF

10 100 1 000

Courant sur la broche lin (pA)

courant sur la broche « LIN » et ducondensateur selectionne sur . COSC ».Le tableau 1 donne, a titre indicatif,les frequences ainsi obtenues avecnotre choix de condensateurs. Cesvaleurs varient en fonction de Ia tole-rance et de la qualite des compo-sants.La forme du signal est definie enagissant sur le multiplexeur interneselon un code binaire a deux bits aumoyen du commutateur S2.Les entrees « AO », broche (3) et Al »,broche (4) sont maintenues a Iamasse via les resistances R1 et R2,quand S2 est sur la position 2. Dans

les deux autres cas, une des entréesest forcee au potentiel positif.Comme precise ci-dessus, en action-nant S2 et S3 conjointement avec lepotentiometre P1, il est possibled'obtenir cinq formes de signaux.Le tableau 2 indique toutes les pos-sibilites.La consommation en courant sur lasortie du circuit MAX038, broche (19)ne peut exceder quelques milliam-peres; de plus, elle ne supporte pasun court -circuit durant plus dequelques secondes. Afin d'eviter ladestruction accidentelle de C11, it faututiliser un amplificateur operationnelrencontre habituellement en video(Cl2) et dont la bande passantedepasse largement les 20 MHz. Notrechoix s'est porte sur le circuit AD8I 1largement distribue. II est monte en

suiveur non inverseur » afin de res-tituer fidelement le signal. Le poten-tiometre P4 permet de *ler sonamplitude.Les resistances R4 et R5, montees enparallele, adaptent !Impedance desortie a 50 Q. Le condensateur cera-mique C23 supprime les eventuelsbruits parasites.Les lignes d'alimentations, positive etnegative de C12, sont decouplees aumoyen des resistances R8, R9 et descondensateurs C14 et C15.La sortie « SYNC », broche (14) four -nit une forme d'onde conforme auxnormes TTL. Comme ci-dessus, lesresistances R6 et R7 adaptent l'impe-dance a 50 Q. L'interrupteur doubleS4 permet de couper ('alimentationde l'etage digital et la sortie TTL poureviter les interferences parasiteslorsque la fonction sinusofdale estsolectionnee.Les condensateurs C16 a C21

decouplent les alimentations posi-tives (V+ et DV+) et negative (V-), auplus pores du MAX038.

L'alimentation separee reste tresclassique, mais offre un filtrage effi-cace. Elle fait appel a un transforma-teur moule a deux enroulementssecondaires de 3,2 VA.Le fusible est directement grave surle circuit imprime. S'il fond, il suffit dedeposer une legere goutte de soudu-re sur ('emplacement suivant.Les diodes D1 a D4 redressent lesdeux tensions, positive et negative, Iamasse etant obtenue au point milieudes deux enroulements.Les condensateurs C24 a C27 epu-rent le courant de cheque diode. Lescondensateurs C28 a C35 filtrent etdecouplent les tensions au plus presdes regulateurs fixes de 5 V, positif etnegatif.

Deux visualisations de la tension sontinstallees, ('une sur le bloc d'alimen-tation constituee de R12 et De12 etl'autre sur le generateur a l'aide deR11 et Deli.

Realisation

Nous avons congu un seul circuitimprime qu'il convient de couperjuste eves la gravure pour *parer legenerateur de son alimentation.Le dessin du typon est donne enfigure 4 en vue de son transfert selonIa methode photographique.II est vivement recommande de reunirtous les composants afin de determi-ner les diametres des pergages.Percer, dans un premier temps, tousles trous avec un foret de 0,8 mm,puis aleser certains trous (commuta-teurs, borniers, inverseurs, regula-teurs, etc.) au diametre convenable.

GAMME (S1) FREQUENCE MINI FREQUENCE MAXI.

1 100 pF 0,2 Hz 5 Hz

2 10 pF 2 Hz 50 Hz

3 1 pF 20 Hz 500 Hz

4 100 nF 200 Hz 5 kHz

5 10 nF 2 kHz 50 kHz

6 1 nF 20 kHz 500 kHz

7 100 pF 200 kHz 5 MHz

8 22 pF 1 MHz 20 MHz

AO Al S2 S3 FORME

+5V MASSE 1 B TRIANGULAIRE

MASSE MASSE 2 B RECTANGULAIRE

MASSE +5V 3 B SINUSOIDALE

+5V MASSE 1 A DENTS DE SCIE

MASSE MASSE 2 A IMPULSIONS

Tableau 1

Tableau 2

n° 327 vvvvvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUF PRATIQUE

GENERATEUR DE FONCTIONS BFIHF -ALIMENTATION- 0408-B

EP

DANGER SEC TEUR

cuSIBLE

GENERATEURDE FONCTIONS BF/NF

0408-A

i-

GAMME DEFREQUENCES

RL=ANGuLAuu.Li

nuAmoulltd I [ )sou)AL

OV

[ FORME DU SIGNAL AMPLITUDE

[ SIGNAL I

GENERATEUR DE FONCTIONS BF/HF

MAXI.

FREQUENCE: REGLAGE FIN I FREQUENCE: REGLAGE PRINCIPAL DEFORMATION

[ 30% I

VARIABLE

RAP. CYCLIQUE

I MARCHB I

ARRBT

[ SORTIE TTL

ELECTRONIQUE PRAIKBE (C) WA

re 327 wvwv.electroniqueprottque.com ELECI RONIQUE PRATIQUE

Retro-circuit

5

230 V

0 TRANSFORMATEUR

C13

CI4

0

0

C2

91

GAMME

FREQUENCEFINE

+5V MASSE -5V

FONCTION

FREQUENCE

I r"[ I

J1B AMPLITUDE

RAPPORT CYCLIQUE

T-1 RIO

C15

SIGNAL

C23

I 1C14

-I R8 F

DEL1

-I R6 1-

--I R7 F

53

TTL

rL

K

S4

NomenclatureResistances 5 %R1, R2 : 10 k52 (marron, noir, orange)R3 : 5,6 k52 (vert, bleu, rouge)R4, R5, R6, R7 : 100 0 (marron, noir,marron)R8, R9 : 2,2 0 (rouge, rouge, or)R10 : 3,3 k52 (orange, orange, rouge)R11, R12 : 1 kO (marron, noir, rouge)

PotentiometresP1, P2 : 22 k52 a courbe lineaire(axe o 6 mm)P3 : 100 k0. a courbe lineaire(axe o 6 mm)P4 : 10 k52 a courbe lineaire(axe o 6 mm)

CondensateursCl : 22 pFC2 : 100 pF

Le travail de cablage s'effectuesimultanement sur les deux circuits.Suivre scrupuleusement le plan d'in-sertion de la figure 5.Commencer par souder les quatreponts de liaisons (straps). Placer

C3, C16. C17. C18, C23 : 1 nFC4 : 10 nFC5. C12, C13, C14. C15, C32, C33,C34, C35 : 100 nFC6 : 1 pF

C7, C9, C10, C11, 030, C31 10 pF/25 VC8 : 100 pF/25 VC19, C20, C21, C22 : 2,2 pF/25 VC24, C25, C26, C27 : 47 a 68 nFC28, C29 : 1 000 a 2 200 pF/25 V

SemiconducteursC11 : MAX038 (Saint -Quentin Radio ouLextronic)C12 : AD811 (Saint -Quentin Radio)Cl3 : 7805CI4 : 7905D1 a D4 : 1N4007Dell, Del2 : leds vertes 5 mm

ensuite les pieces selon l'ordre bienprécis preconise, dicta essentielle-ment par leurs dimensions.Debuter par les resistances, les

diodes, les supports de circuits inte-gres et poursuivre par les condensa-

Divers1 support de C.I. a 20 broches1 support de C.I a 8 broches2 embases BNC femelles 50 0 pour cir-cuit imprime2 commutateurs rotatifs 1 circuit/12 positions1 inverseur 1 circuit/2 positions stablespour circuit imprime1 inverseur 2 circuits/2 positions stablespour circuit imprime1 transformateur moule 3,2 VA, 2 x 6 V2 dissipateurs thermiques type ML26pour TO2201 bornier a 2 vis au pas de 2.54 mmpour circuit imprime6 boutons pour axe a 6 mmFils souples (3 couleurs. faible section)Visserie (vis, ecrous, rondelles, entre-toises filetees o 3 mm)

teurs ceramiques, au mylar, electro-chimiques months couches sur laplatine du generateur, les inverseursS3 et S4, les regulateurs visses surleurs dissipateurs thermiques, les

deux commutateurs rotatifs (S1 regle

re 327 www.eieLtroniqueproLique.Lorn ELECTRONIOUL PRATIQUE

sur huit positions et S2 sur trois posi-tions), les quatre potentiornetres, letransformateur moule et, enfin, les

Dels, puis les deux embases BNCrehaussees et bien alignees avec lesautres organes de commandes.Les deux platines sont raccordeesentre elles au moyen de trois fils tor-sades de trois couleurs differentes;respecter les polarites.Des le montage terrain& controleravec soin l'etat des pistes du circuitimprime, la valeur et le sens des corn-posants polarises. Sans inserer les

circuits integres, proceder a un essaiafin de controler la presence et lavaleur des tensions.La platine d'alimentation peut se fixersous le circuit du generateur et a ('ai-de d'entretoises filetees. Prendreauparavant la precaution indispen-sable de proteger les pistes soumisesau potentiel du secteur avec uneplaque isolante (plastique, plexiglas,carton, etc.).Afin de donner a cet appareil uneesthetique et un aspect profession-nels, nous proposons, en figure 6, le

dessin a l'echelle 1:1 d'une faceavant concue a ('aide du logicielFrontDesigner commercialise parLextronic a un prix tres abordable.

Y. MERGY

ATTENTION !Cet appareil comporte une sectionpresentant un GRAND DANGER carexpos& au potentiel de la tension dusecteur. II est imperatif de l'enfermerdans un boitier isolant en plastiquepour votre securite et celle de vosproches.

Connaitre et maitriserle fonctionnement

des tubes electroniquesBon a retourner a : TRANSOCEANIC - 3, boulevard Ney 75108 Paris - France

Oui, je desire recevoir le CD complet 33 premiers cours (fichiers PDF) « Et si on parlait tubes....France : 50 Union europeenne : 52 Autres destinations : 53

Je prefere recevoir le CD 22 cours (fichiers PDF) « Et si on parlait tubes... » faisant suite au CD de 11 coursprecedemment propose.

France : 30 Union europeenne : 32 Autres pays : 33

J'envoie mon reglement

Nom :

Adresse :

par cheque joint a I'ordre de Transoceanic

par virement bancaire (IBAN : FR76 3005 6000 3000 3020 1728 445/8/C: CCFRFRPP)

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Code postal : Ville -Pays : Tel. ou e-mail :

AMPLIFICATEUR HYBRIDEPush -Pull de EL95

Cet amplificateur meten oeuvre un systemehybride compose d'unpush-pull de EL95 pilotepar deux amplificateursoperationnels OPA604.II developpe une puissancede 2 x 7 Weff, sa bandepassante s'etend de30 Hz a 25 kHz h -1dB.Cette realisation accepteegalement un push-pullde EL90, 6A05 ou 6005qui developpe 2 x 10 Weff.

resente sous une realisa-tion tres compacte, cepush-pull de EL95 permetde sonoriser confortable-

ment une piece moyenne avec unequalite audiophile.

Le principe

Nous etudierons un amplificateurequipe de tubes EL95 (figure 1).La pentode EL95 a ete concue pourequiper les meubles radio >, des

annees 50 et les amplificateurs afaible consummation, comme ceuxdes magnetophones. Elle fut abon-damment utilisee a partir de 1955 parles majors de la hi-fi tels Telefunken,Grundig, Philips, Siemens et leurs

sous -marques. L'avantage certain dece tube par rapport a son challenger,la EL84, reside dans sa faibleconsommation de chauffage - 200 mA -et sa faible tension d'anode de 200 Vdca 250 Vdc. Montee en push-pull, elledeveloppe neanmoins 8 W musicaux.Les recepteurs FM Stereo de la serie

Concerto 2550 >, et « Opus 2430de Telefunken font preuve d'unemusicalite inegalee a ce jour et cesappareils se negocient a prix d'or.Si le push-pull est de facture clas-

sique, sa commande est realisee pardeux OPA, comme le montre la figu-re 2. Un premier OPA/IC1 amplifie lesignal d'un facteur de 36 dB, sa sor-tie pilote directement le premier tubeEL95. Le signal de sortie de IC1 est

EL95 - 6DL5

Filament 6,3 V / 0,2 AVak 250 VVg2 250 VVg1 -9,0 Vlk 24 mAWa 6 W1g2 4,5 mAWg2 max 1,25 W

p 5 mANRi 80 kg/

EL95

t)

k,

091

0c)

092

691

II I IL -

n° 327 wwwelectroniquepratique.com ELECTRONIQUE RRATOUL

ensuite inverse par le deuxieme OPA/IC2 de gain unitaire, sa sortie pilote ledeuxierne tube EL95. Le signal decontre-reaction est injects dans le piedde la contre-reaction negative de IC1.

Le schema

Le circuit d'entreeLes deux OPA 604 sont alimentespartir de la haute tension (figure 3).Une resistance de 15 kS2 fait chutercelle-ci a +36 Vdc. IC1 et IC2

consomment chacun 5 mA. La diodezener absorbe les variations de cou-rant inherentes aux aleas de l'alimen-tation non stabilisee. Les OPA 604sont polarises a Ia moitie de la ten-sion d'alimentation par les ponts divi-seurs R2 -R3 et R11 -R12.Le signal est injects sur ('entree « noninverseuse >, de 101 qui fait ('objetd'une double contre-reaction. La pre-mière fixe le gain a 66 par le pont divi-seur R7 -R5, la seconde est issue dusignal de sortie de l'amplificateur etreduit le gain global a 6.La sortie de ICI pilote la grille decommande de V1 et ('entree « inver-seuse » de IC2. Ce dernier est configure

en gain unitaire inverseur et pilote enopposition de phase la grille de V2.Le condensateur C2 limite la bandepassante des drivers a 30 kHz afind'eviter Ia saturation des tubes enpresence de transitoires.Le condensateur C6 est indispen-sable pour &reser les velleites d'os-ciliation de l'OPA604 dont le taux decontre-reaction en gain unitaire estde l'ordre de 120 dB.Le potentiornetre P1 ajuste la balancedynamique du push. Son *lege sefait pour un minimum de distorsion6 W. II n'est pas vraiment indispen-sable et peut meme etre court-circui-te. Dans ce cas, nous placerons uneresistance de 47 kS2 en R10.

Le push-pullAfin d'eviter de devoir appairer lestubes V1 et V2, nous avons opts pourdes resistances de cathodes separees.La tension Vk s'etablit a +9,5 Vdc.A ce propos, nous avons constateune constance etonnante dans lespoints de fonctionnement de cesEL95. La douzaine de tubes que nouspossedons est interchangeable sans

3

0

51K

P15

0,1pF

N[cc

1M

R4

10K

oo [cc

0,1pF

C3T4,7pF

E

100

109

+36Vdc

OPA604

ICI +18Vdc6

100KOR7

1,5K

C5

1Mco

100

cc

47pFEtit2

20K

R10

36K

R9Ost 1,2K011_,

2,2nF

Entrée

1,5K

+36Vdc0

IC1

100K

+36Vdc

IC2

V.

47K 47K

1,2K

> Pilote 0°Vers V1

Pilote 180°Vers V2

Contre-reaction

2

re 327 www.elettrnniquepratique.com ELFCTRONIQUE PRATIQUE

se

51K

+36Vdc0

El100

IC1

Cr

P1

El 1M

0,1µF

L

47K

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0,1 pd.C3T

1M

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IC2

V

O47K

E

100

I 1,5K

C5

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100

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OPA604

+18Vdc

100KOR7

47pF2

-t' 20Ko_

R9

3 1,2K

2,2nF

> Pilote 0°Vers V1

Pilote 180°Vets V2

O Contre-reaction

1,2K

1M

E

[loo

1010

OPA604

IC2c.)co

R10 R14

36K

1M

2

47K

2,2pF

0,1pF

R21 15mAOuEi 3W

15K

cli36V

2,2pF

I <4cc

470K

R30 220.

R31 220 FilamentsO >

V12

EL95 - 61

R18

470pF470K 25V

4,7K1,7

1,7

2

V2

EL95 - 6

+9,5V

390C13 cr) -C14 +

C15

I1pF I 470µF50V 25V

grande variation de polarisation,donc de courant d'anode. Les anodessont chargees par le transformateurde sortie d'impedance 10 kQ. Lesgrilles a ecran . sont reliees directe-ment a la haute tension. Le courantde cathode, autrement dit anode +G2, s'etablit a 24,5 mA. Cheque tubedissipe 6 W (anode + G2) et nousfonctionnons en classe AB.A noter egalement que l'ecretage seproduit de maniere assez douce a('inverse des amplificateurs a semi-conducteurs.

Le transformateur de sortieLe transformateur de sortie a unepuissance nominale de 10 W. II n'estpas dote de prises a ecran » et pos-sede une unique sortie de 8 Q. Sontemps de montee s'eleve a 6 ps.

II a ete developpe pourElectra Sud-Ouest.

La contre-reactionLe taux de contre-reac-s'eleve a 17 dB sans qu'crochage ni de a motor-Une remarque impoi&ages de sortie des an -tubes sont concus pourpar une impedance10 kQ dans le cas presECette impedance estchargeant la sortie par Lce de 8 Q.En ('absence de cetteamplificateur a tubestionne peut se reveler inPar la contre-reaction,de sortie est abaisseeporte le facteur d'amorti

NIQUE PRATIQUE n' 327 wv

rc

3

2_

E

100

R21li15K3W

15mA

1C10 C11cli .r_rr_ 0.i i 2,2pF

11

0,1pF

OPA604

IC2 co

6

oil0,1pF

R14O47K

2,2pF

(12

470K

36V

R30 220r-1 >

R31 220 FilamentsO >

v12

EL95 - 6DL5

R18

4,7K

R17

+9.5V

C12 C13

470pF 1pF470K 25V 50V

4,7K

1,7

1,7

6

+260Vdc

_J

C16

22pFbl 450V

TR1100/10Kaa

Jaune

6

2

V2

+9,5V

I I

I

Jaune/Vert

Jaune

EL95 - 6DL5

390 ci 5 390no, _i_C141

OR(:7 I 1pF I 470pF cc

50V 25V

+260Vdc

+262 Vdc

0

K1

48V10K

Noir

Noir

grande variation de polarisation,donc de courant d'anode. Les anodessont chargees par le transformateurde sortie d'impedance 10 kQ. Lesgrilles « ecran » sont relides directe-ment a Ia haute tension. Le courantde cathode, autrement dit anode +G2, s'etablit a 24,5 mA. Cheque tubedissipe 6 W (anode + G2) et nousfonctionnons en classe AB.A noter egalement que l'ecretage seproduit de maniere assez douce('inverse des amplificateurs a semi-conducteurs.

Le transformateur de sortieLe transformateur de sortie a unepuissance nominale de 10 W. II n'estpas dote de prises u ecran » et pos-sede une unique sortie de 8 Q. Sontemps de montee s'eleve a 6 ps.

II a ete developpe pour ce projet parElectra Sud-Ouest.

La contre-reactionLe taux de contre-reaction appliqués'eleve a 17 dB sans qu'il n'y ait d'ac-crochage ni de « motor -boating ».Une remarque importante : les

stages de sortie des amplificateurstubes sont concus pour etre chargespar une impedance bien definie,10 kQ dans le cas present.Cette impedance est obtenue enchargeant Ia sortie par une impedan-ce de 8 Q.En ('absence de cette charge, unamplificateur a tubes contre-reac-tionne peut se reveler instable!Par la contre-reaction, 'Impedancede sortie est abaissee a 1,3 Q, ce quiporte le facteur d'amortissement a 6.

Le circuit d'alimentationNous avons opts pour ('utilisation dedeux transformateurs disponibles chezplusieurs distributeurs (figure 4).Un premier transformateur de 2 x 6 Vac- 500 mA fournit les 2 x 6,3 Vac sous400 mA pour le chauffage des tubes.Les filaments sont polarises par rapport

au +36 Vdc de ('alimentation des AOP.Le deuxierne transformateur, de mo-dele torique de 2 x 55 Vac - 450 mA,fournit une tension de 110 Vac.Le redressement configure en dou-bleur de tension « monte » a +290 Vdc

pour 235 Vac au secteur. La resistan-ce R1 de 220 Q fait chuter la HT a265 Vdc. Le filtrage est realise par laself de 1,5 H, la resistance R1 et lescondensateurs de 22 pF places surcheque carte ampli.

n° 327 www.elpr t ronitit IPI 11 -CI I F I II I I ELECTRONIQUE PRATIQUE

4

6 S1

230Vac

TR2

TR150VA2x55V

F1

350mALent

R3OD D5 R3

1N4148 470 +36Vdc2x220

R31 D

R3OG

DI +265Vdc

"s%

D4"ON"

[o 1N4007

in E220FF

C1

250V

+36VdcP

+260Vdc-126mAIMM

L1rite, >>

1,5H200mA "SB"

R2 io is / is0 fp 5mA

C21=1 6101,8K48V 48V

220tiF250V 220

-30Vdc 10W

R10

AC

L'ondulation de la HT est de 250 mVpp.La haute tension suit les aleas de latension secteur. Les mesures ont et&realisees avec une tension secteurstabilisee de 235 Vac. II importe de nepas depasser les +260 Vdc de HT.

Mise en oeuvreLe chassisL'assemblage est compose d'un chas-sis Hammond de 254 x 152 x 51 mmsurmonte d'un petit chassis du mernefabricant de 152 x 102 x 51 mm.II est plus facile de realiser en premierlieu la partie mecanique en se servantdes cartes non cablees et des diverselements. Les transformateurs d'ali-

ira° 327 vvww.electroniqueprotlque.rom ELEC I RONIQUE PRATIQUE

6

53 30

N

A

0

0

0(*)

Tr ansf o

sortiede65 x 80 mm

CI Ampli79x135mm

HT+AChSssis254x152mm

TransformHaute ten

Choke

0

0

at eursi on

O

0

CarteAlim30x63mm

TransformateurFilaments

0

0

0

0(30

Transf ode

sortie65 x 80 mm

HPO

Chassis 152x102mm

CI Ampli79x135mm

HT+A

J.<76 102 76

Transfode sortie

76

Ch3ssIs 102x1527,51mm

fTranslormateur

CIrCult

NI)

ChlssIs 251x152x51mm

fransiodo sorile

Circuit ImprIme

mentation sont fixes sur le dessus dugrand chassis et sont proteges par ledeuxieme petit chassis.Le petit chassis sera fixe sur le granden fin de montage par quatre vis auto-taraudeuses de 6,5 mm et o 2,9 mm.Le transformateur d'alimentationtorique est fixe a l'aide de deux cou-pelles.Celle du bas, montee a l'envers, sur-eleve le transformateur de 5 mm envi-ron, ce qui permet la fermeture du

capot superieur et le placement desvis de fixation de la carte alimentationet de la self de choc (figures 5 et 6,photos A et B). La photo C et la figu-re 5 presentent I'agencement generalet les diverses cotes d'usinage. Lescotes de la figure 5 sont releveesl'exterieur du chassis - vue de haut.Les cotes de placement des deuxcartes amplificatrices doivent etremarquees et percees avec precision.A cet effet, on commence par percer

les deux trous marques d'un aste-risque. On y maintient les deux car-tes, a l'exterieur et avec le cuivre appa-rent, bien orthogonalement, puis on per-ce un deuxierne trou afin de les fixer.Les autres trous sont perces en utili-sant les cartes comme guides. Onmarque egalement l'alignement desdeux socles RCA sur la face arriere(photo D).Pour les decoupes des culots destubes, it est preferable d'utiliser un

n° 327 www.eleutruniyi ii-vratique.corri ELECTRONIQUE PRATIQUE

±

A 1 iS o c

nemente RCA

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62 re 327 vvvvvv.electroniquepreitique . c om ELECTRONIQUE PRATIQUE

NomenclatureMQDULE. AMPLIFICATEURResistances 1/4 W - 1 %R1 : 51 kg?R2, R3, R11, R12 : 1 MQR4: 10 kQR5 : 1,5 kg?R6, R8, R13 : 100QR7 : 100 kg2R9 : 1,2 K2R10 : 36 kg? (voir texte)R14 : 47 kg?R15, R16 : 470 kg?R17, R18 : 4,7 kg?ResistancesR19, R20 : 390 Q - 1 W - 5 %R21 : 15 kg? - 3 W - 5 %R30, R31 :2202-1/4W-5%CondensateursC1, C3, C7, C8 : 0,1 pF/50 VC2 : 47 pF/100 VC4 : 2,2 nF/50 VC5 : 4,7 pF/50 VC6 : 2,2 pF/100 VC9, 010, C13, C14 : 1 pF/50 VC11 : 2,2 pF/50 VC12, C15 : 470 pF/25 VC16 : 22 OF/450 VSemiconducteursD1 : zener 36 V/1,3 WIC1, IC2 : OPA604DiversK1 : relais 48 V/10 kg?P1 (voir texte) : 22 kQ/10 tours verticalV1, V2 : EL95

IVIQQAMALIMENTATIONResistancesR1 : 220 Q - 10 W - 5%R2 : 6,8 kg? - 2 W - 5%R3 : 470 52 - 1/2 W - 5%CondensateursC1, C2 : 220 pF/250 VSemiconducteurs + DiversD1, D2: 1N4007D3, D5 : ledD4 : 1N4148F1 : 315 mA lent

COMPOSANTS SPECIFIQUES1 TR1 230 V - 2 x 55 V - 50 VA torique1 TR2 230 V - 2 x 6 V - 6 VA2 TR1, Transfo audio 10 W, PP10 kQ1 self 1,5 H/200 mA Hammond 156R1 chassis 254 x 152 x 51 mmHammond 1441-16BK31 chassis 102 x 152 x 51 mmHammond 1441-8BK34 pieds 10 mm4 supports tube heptal ceramique (PCB)8 entretoises 15 mm F-F/M3 isolee6 entretoises 15 mm F-F/M3 metal1 porte-fusible chassis F1 (20 mm)2 Si, S2 : interrupteur DPDT2 socles RCA mono pour PCB1 bornier HP stereo1 socle 230V/1A pour chassis2 supports led2 cables + contact led20 picots + 20 tosses 1,3 mm

10 +.

0+

11

poinoon emporte-piece de 016,5 mm.Les decoupes sont alors parfaites.Les faces avant et arriere ne font pas('objet d'un plan cote et sont laisseesA ('appreciation de chacun.Les decoupes des trous de passagesdes socles RCA peuvent etre reali-sees a l'aide d'un emporte-piece deo16,5 mm. On fore un trou de guida-ge a 24 mm du haut du chassis (figu-re 7) sur l'alignement prealablementmarque. Tous les autres trous sontmarques et perces in situ.On n'oubliera pas les quatre trous defixation du chassis superieur.Apres vous etre assures que tous lesensembles trouvent leurs places,vous pouvez passer au montage desdivers composants sur le circuitimprime.

Les circuits imprimesLe circuit imprime du module amplifi-cateur mesure 79 x 135 mm (figure 8).Les onze picots de 1,3 mm sont inse-rts et soudes en premier lieu.Ensuite, on soude les deux supportsdes tubes.Les supports sont soudes « cote cui-vre » et les broches ne doivent pasdepasser « cote composants ».Ce faisant, l'epaulement du supportsera a 15 mm exactement de la sur-face de la carte et le maintien par lesquatre entretoises isolees de 15 mmpositionnera ceux-ci a la bonne hau-teur. On progresse avec les compo-sants par ordre de grandeur croissan-

te, en terminant par l'electrolytique C16(figure 9).

II y a huit pontages. Le lien HT -G2 deV2 doit etre isole. Le pontage marque« P » qui relie le +36 Vdc aux deuxresistances R30 -R31 est isole et

soude cote cuivre. II est preferable detester la carte en dehors du chassis.Mais cela necessite une tension d'ali-mentation continue variable jusqu'a260 Vdc ou un auto-transformateurvariable. On ne saurait assez insistersur l'utilite de cet appareil quand ontravaille avec des tubes.Le premier test se fait sans les tubes :Ia tension d'alimentation des OPA sestabilise a +36 Vdc. Verifier que lapolarisation de 101 est Bien correcteen mesurant +18 Vdc aux broches (6).Apres 'Insertion des tubes et le rac-cordement des trois fils du primairedu transformateur de sortie, it faut ali-menter les filaments pendant uneminute, puis appliquer progressive-ment la haute tension en surveillant latension aux anodes et grilles « ecran(G2) des EL95. Celles ci doivent pro-gresser jusqu'a +260 Vdc.La tension aux cathodes (R19 -R20)s'etablit a + 9,5 Vdc environ.La carte redressement filtrage mesure63 x 30 mm (figures 10 et 11). Ellecomprend six picots de 1,3 mm, lescondensateurs C1 -C2, les diodesD1 -D2 et Ia resistance R2 de 6,8 k52.La resistance R1 de 220 Q est bloqueecontre une petite piece metallique al'une des quatre fixations de la carte.

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Carre 40 Hz

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Carre 1 KHz

Temps de montee : 6 ilSec

13

DHT 100 Hz - SO Hz / Div DHT 1 KHz - 500 Hz / Div

DHT 10 KHz -5 MU / Div DIM 60 tiz 7 KHz - Fc 7 Kliz - 20 Hz / Div

Le montage finalLes premiers elements a fixer sont lesdix entretoises M3/F-F de 15 mm quiservent au maintien des modulesamplificateurs.A propos des entretoises de maintiendes supports des tubes, it faut abso-lument utiliser des modeles isolantsen polyamide. En effet, vu la proximi-te des trous de fixation des supportsheptal, it y a risque de court -circuitavec les pistes cuivrees avoisinantes.Ensuite, nous positionnerons les

transformateurs de sortie a l'aide devis M4 suivis, dans l'ordre, par lescommutateurs et voyants de la faceavant, les accessoires de la facearriere, la carte alimentation et la

resistance R1, la self, le transforma-teur pour le filtrage des filaments, letransformateur torique et ses deuxcoupelles et, en dernier lieu, les deuxcartes amplificatrices.Tous les fils des transformateurs desortie sont rassembles dans unegaine, routes vers ('avant en passantentre les entretoises des tubes pourressortir a ('arriere du module (figure 5).Les deux fils du haut-parleur sontrediriges vers la face arriere via lecentre du chassis. Tout ce petitmonde est enf in interconnectscomme indique sur les schemas.

Les massesL'ensemble des circuits est flottant.La mise a la masse du chassis se faiten un seul point via la vis de fixationde la grille de fond (photo F).Une des vis auto-taraudeuses assurele contact electrique avec le chassiset la grille. On s'assure que, sans cecontact de masse, le circuit est bienflottant par rapport au chassis. Si cen'est pas le cas, it faut chercher etlever la « fuite . coupable.

Mise sous tension

Dans un premier temps, it convient dene pas raccorder les deux fils decontre-reaction.Les deux sorties doivent etre char -gees. Pour la sortie inutilisee pendantle test, une resistance de 10 Q - 2 Wfera l'affaire. A la mise sous tension,utiliser de preference un auto-trans-formateur. Basculer les deux commu-tateurs et controler la montee pro -

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t

15gressive des tensions jusqu'a obtenirles 6,3 Vac de chauffage et les 260 Vdcde HT.

Verifier la tension d'alimentation de+36 Vdc des AOP et les tensions de+260 Vdc d'anode des pentodes.Les deux relais etant actives, injecterun signal de 100 mVpp en entrée etvisualiser la sortie.C'est le moment de raccorder lesdeux fils de la contre-reaction.Le signal en sortie dolt s'effondrerd'un facteur 10. Si, au contraire, vousconstatez un accrochage, it y a lieud'inverser les deux fils du primaire.Si vous avez opts pour le potentio-metre P1, it dolt etre ajuste pour obte-nir un minimum de distorsion a 6 W.

Quelques mesures

Les mesures classiques sur notreprototype vous sont presentees enfigures 12 a 15.La reponse aux signaux carres (figu-re 12) est excellente. Le depasse-ment est inexistant et le temps demontee est de l'ordre de 6 ps.La frequence de coupure se situevers 50 kHz a -3 dB. L'ajout d'unereactance composee d'une capacitede 1 pF en serie avec une resistancede 8 Q laisse le signal imperturbable.Le taux de distorsion a 1 dB de lapuissance nominale est inferieur1 %. La representation spectralemontre une decroissance progressivedes harmoniques : H2 a -42 dB, H3 a-50 dB, H4 a -70 dB. L'ecretage com-mence au-dessus de 6 Weff mais demaniere assez douce, ce qui a l'ecou-te donne ('impression d'une puissan-ce nettement superieure.La mesure de la distorsion d'intermo-dulation se fait en injectant deuxsignaux de 60 Hz et 7 kHz dans unrapport de 12 dB (4 a 1). Les deuxraies laterales situees a 60 Hz, de

IDHTI

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2.0

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Distorsion Harmonique Totale a 1KHz

2 3 4

14

7 8

Caracteristiques Techniques

Puissance nominale 2 x 7 WeffPuissance impulsionelle 2x 8 WDHT + Bruit a 6 Weff < 1%Distorsion d'intermodulation a 6 Weff < 0,5%Temps de montee 6 pSecSensibilite 1 Vac pour 6 WReponse en frequence a -1 dB a 6 W 30 Hz -) 25 KHzDiaphonie 10 Hz 9 10 KHz > 60 dBImpedance de sortie 8 0Impedance d'entree 47 KOTaux de contre-reaction (NFB) 17 dBImpedance inteme 1,3 QFacteur d'amortissement (DF) 6Bruit de fond (H&N) < 200 µV Lin - 30pV A -PondRapport S/B (Flat SNR) a 1 W > 80 dB LinRapport S/B (A -Weighted) a 1 W > 96 dBATubes: 4 EL95Consommation au repos (SB) 230 V - 37 mA - 8 VAConsommation 230 V - 270 mA - 62 VADimensions 254x152x140 mmPoids 4,7 Kg

part et d'autre de la raie a 7 kHz, sontA 50 dB du signal pilote a 0 dBV de60 Hz (figure 13).La figure 15 montre les bruits et ron-flements residuels, le niveau de refe-rence est place a -40 dBV.A gauche du graphe, on distinguebien l'effet de ('alimentation non-sta-bilisee : le bruit decroissant de 0 a 20 Hz

est celui des variations de la tensionsecteur. L'ondulation a 50 Hz se trouveA -84 dBV et celle a 100 Hz a -88 dBV.Ceci nous donne un rapport signalbruit superieur a 80 dB -Lin pour 1 Wen sortie.

Conclusion

Bien que d'une puissance de 2 x 7 Weff,

assez modeste au vu de ce qui est

propose aujourd'hui sur le marche de('audio, nous avons ete surpris par lapuissance apparente de cet amplifi-cateur.

Le grave est restitue sans trainage etles aigus avec une excellente preci-sion. Le son est fres agreable, sanscoloration particuliere et sans agres-sivite pour nos sens.Associe a des enceintes de qualite,cet amplificateur restitue la musiqueclassique et le jazz avec une excel-lente musicalite.

J -L VANDERSLEYEN

Pour les donnaes de fabrication de la carteimprimee ou quelque problome d'approvi-sionnement, vous pouvez contacter l'au-teur a l'adresse jl.vandersleyen@skynet.beou via son site www.novotone.be/fr

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