n922 nouvelle serie dece mere 1979 initiation. composants ... · perfectionnez votre controleur 6...
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N922 NOUVELLE SERIE DECE MERE 1979
Initiation. Composants Realisations. Kits. Exp(sommaire detaille P81
entatio'
ue : 49 FB - Suisse :2,50 F - Espagne : 125 Pesetas - Tunisie : 700 Mil - Italie :1 500 Lires - Algerie : 6 Dinars
electroniquepratique somire
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REVUEME NSUELLE
Realisez vous-memes
N° 22NOUVELLESERIE
Un generateur BF economique
Un clignoteur 3 voles
Un generateur HF nnoclulee
Un telemetre ultrasonique
Une horloge a quartz
Un stroboscope simple pour auto
Perfectionnez votre controleur 6 Faille d'un montagesimple
En kit85 Touchez du doigt pour le plaisir des yeux, le kit ASSO
2030
Pratique et initiation127 La cle des microprocesseurs
142148154158
121-162179-180
211
Parlez-moi du 4011
Quoi de neuf dans les circuits imprimes
Technologic des composants (3' partial
Applications des semi-conducteurs
DiversBibliographie
ENCART EURELEC
Nos Lecteurs / Repertoire des annonceurs
AVIS AUX LECTEURS. - Le mois prochain ne ratez pas le nurnerode janvier cl'ELECTRONIQUE PRATIQUE car ii comportera uncadeau un TRANSFERT DIRECT pour la realisation d'un jeu de deselectronique...
ADMINISTRATION -REDACTION : Sociirte des Publications Radio-Electriques et ScientifiquesSociete anonyme au capital de 120 000 F. - 2 a 12, rue Bellevue, 75940 Paris Cedex 19. Tel.. 200.33.05. Telex PVG 230 472 FDirecteur de la publication : A. LAMER - Directeur technique : Henri FIGHIERA Reclacteur en chef ; Bernard FIGHIERAavec la participation de M. Bernard, B. Roux. J.P. Verpeaux. R. Knoarr. O. Roveroh, G. [Juneau, M. Archambault, H. Schreiber, R. Rateau. FCC., F. timerLa Redaction tfElectronique Pratique decline toute responsahilite quart aux opinions formulees dans les articles. celtes-ci n'enpageant qua leurs auteurs.
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En PIOLJ!-, adiessani .-11)1)1.114e1M,11 ;11 SE RVZCE. ABONNEMEN rs I, 2 a 12. RUE BELLEVUE. 75940 PARIS CEDEX 19.IrAportant Ne' pas rrtonsionner noire numeio de compte [low Ies pmements oar cheque postal Prix dun nurnero . 6
Les regierverils en exores ear row rwi $11111 Str,c.lerneW ,Werd,It, ATTENTION 5, eta- (14.13 ab,Thr,P vow. tathmeraz 1.11.;ht Pr. ,c,,,11,4, -1f reglerneni sort I une de !..o, rie.rniere.s tastesle ,eleve dHl evlira11111, y ?inure,' ,J1:14,prmenr 11 am e,..e ei la derls4.re
GENERATEUR BF economiquepARMI la panoplie des
apparel's de mesure,facilernent realisables
par ('amateur, on peut citer ajuste titre le generateur EF.Lapparition sur le marche descomposants, des circuitsintegres tres connus, commele NE555 permet de cons -twee un veritable generateurBF economique.
Le cceur de notre montagefait appal a ce circuit integredont le prix de revientn'excede pas quelques francs.
Pourvu dun commutateurrotatif a douze positions,('amateur disposera dunetres large plage d'utilisations'etalant de quelques dizainesde hertz a deux cent cin-quante kilohertz. Ce genera-teur delivrera grace a deuxsorties seoarees des signaLixrectangulaires et en dents descie a frequence et rapportcyclique reglables.
Le schemade principe
La figure 1 presence leschema de principe generaldu montage. L'alimentation,tres classque, emplole unpetit transforrnateur dont lesecondaire clelivre 9 V sous0,3 A. Un pont de quatre dio-des 1 N4002 ou 1 N4004assure un redressement dutype double alternance, lan-d is qu'un filtrage en a pi 3) faitsuite.
Le NE555 est montecomme precise par le cons-tructeur, un transistor2N1613 ou 2N1711 permet,en outre de disposer dunesortie a dent de scie e.
L'utilisation d'un seul etunique circuit integre rendfacile le calcul de la frequencedo sortie.
La resistance determinantla periode de I'oscillateur estseparee en 2, R1 et R2. avecle point comrnun relict au tran-sistor de decharge (broche 7).Lorsque Ion branche ('ali-mentation, le condensateurqui determine la periode [CgC20) se charge iusqu'a atteii-dre 213 de Vcc a travers H1et R2.
Lorsque sa tension aux bor-nes atteint effectivement 2/ 3Vcc, le comparateur niveauhair/ declenche le flip flop etle condensateur commence 6se decharger par R2 vers lamasse.
Lorsque sa dechargeatteint 113 de Vcc, le compa-rateur bas est commande etun nouveau cycle recom-mence.
Le condensateur est doneperiodiquennent charge etdecharge entre respective-ment, 2/ 3 et 1 / 3 de Vcc. La
sortie tbroche 3) reste hautedurant le cycle de charge pourun temps 'h. tel que:
= OR, + R2) C
Vcc - 213 VccIn
Vcc 1/3 Vcc}
soit t1 = 0,693 (RI + R2) C
La sortie reste basse pen-dant le temps de dechargepour un temps t2, tel que :
12 = 0,693 R2 C
Donc une periode charge-decharge est egale a T =0,693)R, + 2 R2l C en secon-des.
Solt f la frequence de sor-tie, elle est Cole
1 1
T 0.693 (RI + 2R2)C
f - 1,44(R1 + 282) C
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Par ailleurs nous avonsintroduit en sene avec R,, unpotentiornetre PI de faconobtenir une gamme de fre-quence la plus large possible.
Vous trouverez dans letableau suivant la correspon-
dance condensateur-fre-quence, pour des valeurs miniet maxi de Pi.
Si P1 est mini : (RI + 2R21 -=8,8 k9
Si P1 est maxi : (R, + 2R2)18,8 kS2
TABLEAU
Condensateurs f. a P1 max t. a P, min. Valeur mayen.
C, 6,9 !LF 11 Hz 23,7 Hz 17 HzC10 4,7 ;; F 16,3 Hz 34,8 Hz 25 HzC11 2,2 .F 34.8 Hz 74,4 Hz 55 HzC12 1 76,6 Hz 163,6 Hz 120 HzC13 470 nF 162,9 Hz 348,2 Hz 250 HzC14 220 nF 348,2 Hz 743,8 Hz 550 HzC16 100 nF 766 Hz 1,64 kHz 1,2 kHzCI6 47 nF 1,6 kHz 3,48 kHz 2,5 kHzC17 22 nF 3,5 kHz 7,3 kHz 5,5 kHzC18 10 nF 7,6 kHz 16,4 kHz 12 kHzC19 1 nF 76,6 kHz 163 kHz 120 kHzC20 470 pF 163 kHz 348 kHz 250 kHz
Realisationpratique
Comme le generateur estconstruit autour d'un circuitintegre, noun nous tourneronsvers Ia realisation d'un circuitimprime, dont le trace estprecise a Fechetle 1 pour unemeilleure reproduction.
Toutes les mothodes pratiques de realisation des cir-cuits imprimes seront permi-ses, y compris le stylo mar-queur cornpte-tenu de la sim-plicite du trace.
L'implantation des ele-ments laisse apparetre tresdistinctement la section ali-mentation, c'est dire quo lecas echoant on pourra faireabstraction de cette partie elalimenter [ensemble sur
piles, sans bouleverser letrace du circuit imprime.
Nous avons pris soin d'ali-gner les differents condensa-teurs C9 a C29 en reservantune place suffisante pour lesfortes capacites.
Le commutateur prendlencombrement thin paten-tiornetre, it s'agit (Fun modeieun circuit, douze positions.On dviterd C8petld dil td'employer des fils de liaisonstrop longs qui sont presquetoujours u generateur s sansjeu de mot, de parasites ouaccrochages aux frequenceselevees.
Les dimensions de lamaquette sont telles qu'uneinsertion facile sera pemiserinterieur de Ia plupart descoffrets electroniques dispo-nibles sur le marche,
N° 22 - nourekt sena Page 83
P2
Fig. 2
7
Fig. 3
Listedes composantsR1 : 220 !2 (rouge, rouge, mar-ronl.R2 3,3 kl2 (orange. orange,rouge).R3 : 4,7 kS2 (jaune, violet, rouge)R4 : 1 k? (brun, noir, rouge).R5 : 10 k..2 (brun. noir, orange].R6 : 180 !2 (brun, gris, brun).P, ; 10 I<52 lineaireP2 : 4.7 1412 lineaireP3: 4.7 k52 lineaire.
C1: 1 000 zeF 25 VC2: 470 nF plaquetteC3: 1000 - 25 VC4 : 470 nF plaquetteC5: 470 ;IF 25 VC6 : 470C7 . 2,2 i4F plaquetteC8 - 470 nF plaquetteC9 6,9 4F plaquetteC10 4,714F plaquetteC11 : 2,21:F plaquetteC12 : 1 !:F plaquetteC13 : 470 nF plaquetteC14 : 220 nF plaquetteC,5 : 100 nF plaquetteC,6 : 47 nF plaquetteC17 : 22 nF plaquetteC18 : 10 nF plaquetteC19 : 1 nF plaquetteC20 470 pF plaquetteC21 : 4,7 nF,T = 2N1613. 2N17114 diodes 1N4002 a 1N40041 circuit integre NE 555Transformateur 9 V a 12 V0,3 a 0.4 A1 commutateur 1 C - 12 P
B R
Page 84 his 22 nouvelle saris
Gradateur de lumiere,a touch -control: ASSO 2030
E NCORE un gradateurdirez-vous, mais ce gra-dateur permet des combi-
naisons exceptionnelles graceau circuit integre SiemensS 566 specialement concupour cette utilisation.
Comment fonctionne notreappareil ?
Tout d'abord, une petiteplaquette metallique (vis, pla-que de cuivre, aluminium, bou-ton dispose sur un mur, etc.)servira de touche sensitive, unpoussoir a 1 contact permet-tra allumage ou extinctiontotale comme un simple inter-rupteur.
Votre montage est maintenant disposeet fonctionne, comment allez-vous luidonner vos ordres :
Vous toucher la plaquette, les lumieress'allument doucement, vous maintenervotre doigt jusqu'a obtention du niveaulumineux desire, vous relgchez, le niveauen memoire reste dans la position quevous venez de creer.- Vous toucher a nouveau la plaquette,lee lumieres vont a descendre n douce-ment et resteront au niveau desire tors durelachement de votre doigt de dessus laplaquette de detection.- Vous maintenez votre doigt sur la pla-que sensible, les lumieres vont monter,descendre, et ainsi de suite transformantvotre gradateur en un jeu de lumiere auto-matiqua.
Ce n'est pas tout, vous aver cree unniveau lumineux dans une piece et vousdesirez le garder en memoire, rien de plussimple, pour eteindre les lumieres, pous-
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Fig. 1. a 3. - Les circuits integres permettent de simplifier les avantages comma le prouve le schema deprincipe. Le trace du circuit et I implantation des composants sent donnas a titre purement indicatif.
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BIBLIQGRAPHIE
sez le bouton « mecanique » de votre gra-dateur, le niveau lumineux est des )ors enmernoire et sera restitue en appuyant uneseconde fois sur le poussoir.
Comme vous le constatez, les possibi-bites de cet apparel' sont tres nombreuses,it ne tient qu'a vous de les etendre a vosbesoins personnels : economies d'energiepour avoir toujours un eclairage parfait,esthetique en supprimant les interrup-teurs et en les rernplacant par un minus-cule poussoir et une touche sensitive,fabriquer un va-et-vient en disposant 2, 3I4 ou plus) touches en parallele.
Fonctionnement
['alimentation est effectuee en partantdu secteur 220 alternatif, la basso ten-sion est envoyee par un groupement RC(0,22 /4F et 47 52) a une regulation cons-tituee de : 1 zener 15 V, une diode deredressement et un decouplage (100 j:F),une partie du secteur 50 Hz est preleveepar une resistance de 1 MS2, la HF estdecouplee par une capacite ceramique de220 pF, les constantes de temps de mon-tee, descente sont determinees par lescondensateurs de 47 nF mylar.
Poussoir et touche sensitives son* adisposer exterieurement a cette platine.Une protection de 2 x 2,2 IM52 est en serieavec la plaque, le courant traversant cetteplaque est done inferieur a 50 /LA (totale-ment inoffensif) en court -circuit (cuisine,chaussures humides...).
Montage pratique
Comme pour tout montage electrcni-que, reperer les elements constitutifs,souder en premier les resistances, lescondensateurs, attention au sons des chi-miques, souder ensuite le transistor, lesdiodes (zener et redressement) puis le
triac, celui-ci est dispose sur un radiateurnoir mat forte dissipation thermique etest fixe par vis et serous.
Pour le circuit integre special, pas deprecautions speciales, it est dispose surun support, it sera insere en dernier, avantla verification des soudures et l'alimenta-non sur secteur.
Les circuits imprimes sont tous etames,gravure anglaise, sur epoxy et sont pro-teges par un vernis special de protection(couleur rouge), les elements sent serigra-phies en blanc sur cette protection.
Mise en service
Le montage terming et verifie, disposerle poussoir, is plaquette (isolee de toutesurface metallique) sur un supportd'essais (plastique, isolant ou bois), dispo-ser une lampe sur la sortie utilisation etrelier un fil dralimentation, brancher ausecteur. Toucher la plaquette, la lurnieredoit monter ou descendre, vous pouvezremarquer que cheque this que vous tou-chez du doigt votre plaquette, le sens devariation s'inverse automatiquement, cequi vous permet de choisir un niveau infe-rieur ou superieur sans avoir a faire lecycle allumage-extinction complet.
Appuyez sur votre poussoir pour veri-fier completernent ce montage.
Conseils
Disposer de preference ce montage encoffret en laissant depasser le poussoir etla touche sensitive (tete de vis, plaque deCI, etc.) si vous cilsposez sur un soul gra-dateur 1 200 W de puissance, percez destrous dans le coffret pour l'ae,rer, jusqu'a500 W, nul besoin d'aeration. Pour dispo-ser une touche sensitive loin de l'appareil,utiliser du fil blinds obligatoirement, leconducteur central sera retie a l'entrée, lamasse du fil sera reliee au it + » du mon-tage (bien isoler la masse de ce fil blindsdu mur de votre appartement on de votremaison, it est relié a une phase du secteur.
Vous pouvez disposer des touches endivers points dune piece avec le memogradateur pour commander indifferem-ment ce seul gradateur avec plusieurstouches (dans ce cas, les poussoirs serontegalement relies en parallels) nous vousconseillons, si vous desirez diverses tou-ches et poussoirs dans tine piece d'utifiserdu fil blinds double12 conducteurs) ou dene mettre qu'un seul poussoir pour unemerne piece.
Vous trouverez en figures 1 et 2implantation et valeurs des elements et enfigure 3 le trace du circuit imprime.
LA STIMULATIONCARDIAQUE
TRWMOCIERR,
Ilit,ITOei
COLLECTION ELECTRONIQUEAPPLICATIONS MEDICALES
LA STIMULATION CARDIAQUE
J. Tremolieres
Le nombre de maladies cardiaques,n'augmente pas, est loin de regresser.Heureuserient que les progres de l'elec-tronique et de Is technique des piles a lon-gue duree ont permis de realiser ce mer-veilleux aJxiliaire qu'est le stimulateurcardiaque.
Jacques Tremolieres a reussi a ecrire unouvrage clair, bien documents et remar-quablement illustre, qui sera facile etagreable a lire par tous ceux qui s'interes-sent au sujet : aussi bien le medecin gene-raliste que le « stimuliste », le profanecomme le stimule ou son entourage. Cetouvrage s'edresse done plus particullere-ment aux 30 000 porteurs de pacema-kers de France, comme le montre cotextrait du sornmaire :
Un peu d'histoire - notions de physio-logie - Les stimulateurs cardiaques :rythme fixe asynchrone, synchroneI'oreillette, sentinelle, auriculaire, bifocal,programmable. Les sources d'energie :piles au rnercure, au lithium, generateursisotopiques, cellules biogalvaniques.['implantation. Le choix . Le prix. Com-ment vivre avec un stimulateur. La sur-veillance. Lexique. Liste des constructeursrepresentes en France.
Un volume Pioche, 104 pages, format12 x 22, 50 illustrations, couverture cou-leur. Prix : 50 F.
Prix pratique par la librairie Parisiennede la Radio. 43, rue de Dunkerque, 75480Paris Cedex 10.
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CLIGNOTEUR 3 volesAl'approche des fetesles effets lumineuxreprennent un vif inte-
rel. En marge des tradition-nels generateurs de lurnierepsychedelique et autres che-nillards, it nest pas depourvud'interet de disposer d'un cli-gnoteur a plusieurs voies quiprocurera une effet lumineuxsans avoir recours a unesource de modulation.
Les meilleurs effets sontobtenus en chargeant lestrots canaux a l'aide de spotsde couleurs differentes. Cessources lumineuses judicieu-sement orientees restitueronttoutes les couleurs de l'arc-en-ciel.
La puissance par canal peutatteindre 1 500 W a condi-tion de munir les triacs de dis-sipateur.
Schemade principe
La figure 1 presence leschema de principe completdu montage ; d'emblee onconstate la presence de troiscanaux identiques, nous nous
done de la des-cription d'un d'entre eux.
L'alimentation met a profit
('impedance du condensateurC1; la resistance R1 fait officede protection. Le redresse-ment s'effectue a l'aide desdiodes D1 et D2 genre1 N4004, tandis qu'une stabi-lisation s'opere grace a la pre-sence de la zener D3. Uncondensateur de filtrage de470 a 1 000 ttF permet dedisposer dune tension conti-nue et suffisamment filtree
Page 90 N" 22 nouvelle eerie
Ces derniers font appel auplus commun des montages,le circuit multivibrateurcoupiage croise. Les deuxtransistors sont alors moniesen emetteur commun, dispo-sant chacun dune resistancede charge (R6, R2) et dunepolarisation de base I R3, R4 +R5}. Les condensateurs C3 etC4 procurent l'entretien desoscillations et sont respecti-vernent disposes de la basedu premier transistor au cot-lecteur du suivant. d'o0l'appellation.
Les valeurs adoptees pourles condensateurs et les resis-tances de polarisation debase permettent de disposerdune frequence tres lente defonctionnement destinee a
dormer l'effet recherche declignotement. Le potentiome-tre P4 va agir sur is frequence.
L'information prelevee auniveau du cottecteur du tran-sistor T2 va agir sur lagachette du triac par l'inter-mediaire de la resistance R).Noire triac va alors se corn -porter en veritable interrup-
teur commando, et les lampesou spots. montes en serieavec le secteur s'iltuminerontdes quo respace AT / A2 seradevenu conducteur.
Realisationpratique
La realisation pratiques'effectuera tres facilement 6
d'un circuit imprimedont nous precisons grandeur.
nature le trace. Le stylo mar-queur ou mieux encore la gra-vure directe conduisant a desresultats satisfaisants pourpeu rappelons-le, que la sur-face cuivree soft energique-ment frottee avant l'apptica-tion du vernis ou du transfert.
Au niveau de implantationdes elements, it suffira de res-pecter la figure 3 qui pre-sente les orientations desdivers composants polarises.
On veillera a la bonne dis-tribution emetteur, base, col -
M° 22 - nouvelle seri., Pawl 91
Photo 7. - La transparence de repoxy est encore unatout en faveur de ce support ; Ie reperage et larecherche eventuelle de pannes en sort facilites.
lecteur des transistors T1 a
T6.
Les triacs seront mantescomme indique bien qu'ilspuissent etre deportes etrelies au montage a ['aide defils de section suffisante. S'ils'agit de triacs (soles, ils pour -rant tous etre mantes sansprecautions speciales sur lemetre dissipateur, sinon it
faudra employer des refroi-disseurs differents ou bienprendre des canons isolantset des feuilles de mica, toutcomme pour les transistorsde puissance,
Les trots canaux clignote-rant indepenciamment, it suf-fira pour cela d'agir sur lesreglages R4, R10 et R16.
Au moment de la miss encoffret on prendra egalementtoutes les precautions maces-saires A l'isolation du mon-tage compte-tenu due le cir-cuit n'emploie pas de trans-formateur d'isolation.
Listsdes composants
1:11 33 52 (orange, orange, noirl3WR2, Rg, Rs, R,7, R,4, A185.6 ItS1 (vent, bleu, rouge).R3, Fig, R15 : 56 kf2 Wert, bleu,orange).R5, R11, R17 : 5,6 IcS2 Wert, bleu,rouge).R4, R1G, Rlo : pOtentioMetre 47a 100 lr.S2 variation i4 lin )4R7, 1113, R19 1 10 Imarron,noir, rouge),Cl : 2,2 4F/250 V tnylar,C2 : 4704F/25 VC3, C4, C5, C6, C7, C8 : 22 a474F/12 V01, 02 : 1N4004, 1N400703 : zener 12 V/ 1 WT1, T2, T3, T4, T5, Tg : 6C408,BC107, BC237, BC317, etc.Triacs 6 A /400 V.
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-EARL valls-mtmEs
Le but de cetappareil est de permettre
un alignement rapidedes stages a frequence
intermediaire d'unrecepteur radio
a modulation d'amplitude. Ce generateur permet d'injecter au recepteur un signal de 455ou 480 kHz et de suivre son trajet dans le recepteur. La modulation a 1 000 Hz environsubsistera apres passage dans !'stage de detection et permettra a son tour un reglagefacile de I'ampli BF du recepteur.
Generateur MF moduleDescriptionsuccinctedu montage
Le montage propose comprend quatreparties distinctes:- un oscillateur pouvant fonctionner soila 455 kHz soil a 480 kHz scion le type derecepteur a regler- un stage separateur a transistor effetde champ pour pouvoir prelever le signalde roscillateur sans influencer son fonc-tionnement- un generateur de signaux carves A
1 000 Hz:- un modulateur faisant varier Vernon -tilde de l'oscillateur au rythme du signalBF de 1 000 Hz.
Sur la face avant, nous aurons une sor-tie MF en onde pure destinee principale-ment a regler ou controler la frequence deloscillateur avec un frequencernetre. Eneffet, si le taux de modulation choisi estimportant, un frequencemetre branchesur la sortie MF modulee indiqueraitn importe quoi.
La sortie MF moduiee delivre le signalqui sera inject& directement dans lerecepteur au niveau du premier stage Fi.1:amplitude du signal sera reglee une foispour toutes lors du montage.
Principedefaille
Oscillateur :
L'oscillateur est realise a l'aide d'untransistor NPN silicium et d'un transfor-rnateur MF identique aux modeles que
trouve dans les recepteurs a transis-tors. Le circuit oscillant est constitue parrenroulement a point milieu du transfoMF et de la capacite en parallele piece°directement dans le boitier.
La reaction positive se fait en injectanten phase dans la base de Q1 le signalrecueilli eu secondaire du transformateurM F.
Le secondaire du transfo est relict a labase de a, et a la masse par l'interrne-diaire du condensateur C2 (montage
Pr 22 - nouvelle - Page 93
ME pure ME modukM
01
L1
C3
R3 2 R6
CG
rt)usi iaune
3 R12
BNC
02
9V
Fig. 1 - Ce montage rendre les plus grands services aux amateurs desireux d'aligner leur recepteur ou biende les dipanner. Le montage fait Appel a quelques transistors de commercialisation courante..
ematteur cornmun), mais ce secondaireest parcouru egalement par le courant depolarisation base du transistor. Si ce cou-rant vane, la frequence vane. Le courantbase dependant de la tension aux bornesde C2 it sera facile d'effectuer une corn -mutation de frequence en effectuant unecommutation de tension plutot que d'agirsur un circuit oscillant. En adoptant ceprocede, on ne risque pas d'avoir d'effetssur la frequence, dus au cablage.
Le *lege des deux frequences utili-sees se fera a l'aide de deux potentiome-tres P1 et P2 aux [Domes desquels la ten-sion sera relativernent stable grace 6
lemploi de la diode zener
Etage separateur :Cet stage est constitue d'un amplifica-
teur a transistor effet de champ 02 type2N 3819. Ce transistor est protégé inte-rieurement contre les charges electrosta-tiques et par consequent peut se manipu-ler comme un transistor ordinaire. Laforte impedance dentree de l'etage Der-mot de prelever au niveau de LI le signalMF sans perturber le fonctionnement derosciilateur.
La capacite C3 sera de tres faible valeur(moms de 10 pF) et pourra salt etre fixe,soit ajustable, soit realisee simplementavec deux brins de quelques centimetresde fils rigides toreades ensemble. linevaleur trap forte de .C3 entrainerait unedistorsion de la sinusoide MF en sortie derappareil.
Generataurde signaux earres:
Ce generateur est tout simplement unmultivibrateur astable classique composede deux parties absolument symetriques,Page 94 - 114 22 - mu -voile serie
La frequence fixee a 1 000 Hz est deter-minee par la valeur des composants R9/C13 et R10/ C12, la formule &tent :
1f =0,7 (R9xC13 + RiexCizi
P4 de memo valeur que Rii est un paten-tiometre qui permet de regler ('amplitudedu signal BF appliques a rentrée dumodulateur.
Modulateur ;
Cet stage comprend deux transistors :le premier, C1,3, est de type NPN, monte enamplificateur a gain variable. Sur l'emet-teur de 123 se trouve un circuit oscillantaccorde sur une frequence comprise entre455 et 480 kHz(le reglage se fait a ('oscil-loscope).
Le second est un transistor effet dechamp (0.4 = 2N 3819) utilise en resis-tance variable.
Principedu modulateur
Sous l'effet du signal BF applique a laporte de 04, la resistance source -drainvariera fortement ce qui aura pour resul-tat de decoupler plus nu moans L2 avec lecondensateur CB.
Plus L2 sera decouplee, plus le signalMF injecte sur la base de Q3 au travers deCE, sera amplifie.
Le taux de modulation de retage serafonction de l'amplitude du signal BF etpourra done etre ajuste entre 0 "A. et envi-ron 90 "/, en aglssant sur P4,
La sortie MF modulee se fait sur le cur -sour de Ps qui en regle ('amplitude. Cettesortie est du type basso impedance et latension crete a vide est de plusieurs volts.Charges sous 7552 la tension Crete desortie est au mains &gale a 1 volt,
P3 peut etre remplace par un potentio-metre axe diametre 6 mm pouvant etrecommando de l'exterieu'r du boitier. Latension de sortie pourra alors etre regleea sa valeur optimale limitant ainsi les ris-ques de rayonnement.
Mise au pointdu gEnerateur
Le montage qui vient d'etre decritnecessite un etalonnage qui se fera al'aide d'un frequencernetre et d'un oscil-loscope.
Le scope sera branche sur la sortie MEmodulee et le frequencemetre sur la sor-tie MF pure.
1) Mettre le signal de modulation auminimum en agssant sur P4 pour avoir untaux de modulation nul.
2) Se mettre sur la position de i'inter Kcorrespondent a la frequence 455 kHz.
3) Mettre le curseur de PI a mi-coursepuis mettre le montage sous tension. Lefrequencematre dolt afficher une fre-quence comprise entre 400 et 500 kHz.
4) Agir sur le noyau de L1 pour que lefrequeneemetre inclique une frequencecomprise entre 455 et 480 kHz soit472,5 kHz par exemple.
0
w
DLL1--
Crwzw
I
C5BNC
+9V
Fig. 2 et 3. Le trace du circuit est presents a l'echelle 1. Cote implantation, on veillera a la bonne miseen place des differents transistors.
Photo 1. - On distinguera stir laphotographic), que lauteur aemploye des condensateurs deprecisibn, qui pourrait sansproblernes etre remplaces par desmodeles de tolerance courante.
11I" 22 - not:voile eerie . Page 95
Photo 2. - Certains composants seront montesexterieurement au circuit irnprime.
A Mout de pouvoir atteindre cette fre-quence, s'en rapprocher au maximum.
5) A partir de maintenant, ne plus tou-cher L1 mais regler le generateur 6
455 kHz plus ou moins 1 kHz en agissantuniquement sur P1.
6) Passer K1 sur la position 480 kHz etregler le generateur a cette frequence enagissant (tourner P2dans le sons contraire de P1 si le reglagea 472,5 kHz a pu etre fait correctement).
7) Ferrner le battier et eventuellementretoucher legerement les roglages de Piet de P7 si les deux frequences ont changeau pour parfaire leur precision.
Le reglage des frequences etant fait onpracedera au reglage de la modulation
1) P4 toujours au minimum, mettre P3au maximum et observer le signal auscope, L'amplitude dolt etre compriseentre 3 et 5 V, sinon agir sur C3. Le signalne daa pas etre deforms.
2) Augmenter progressivement le tauxde modulation en agissant sur P4. Reglerce taux 6 une valour comprise entre 60 et90 %. environ.
3) Oscilloscope calibre 1 V, base detemps 0,5 ms par carreau. Le signalobserve doit avoir des flancs raides et descontours nets. La legere dissymetrie desbandes laterales est due aux caracteristi-dues non lineaires du transistor 0.4.
4) Oscilloscope calibre 1 V/ c et basede temps calibre 1 us/c. On pout obser-ver ainsi plusieurs sinuseldes MF super-posees. Ces sinusoides peuvent etre unpeu cleformees mais on pourra reduire ceslegeres deformations en agissant sur lenoyau de L2. On cherchera un compromispour avoir le meilleur signal aussi bien a455 qu'a 480 kHz.Pogo 96 - N" 22 - nouvelle vane
Realisationpratique
Photo 3. - Gros plan sur la prise HF du type o BNC »
Le montage sera imperativementmonth dans un boitier metallique et la
sortie moduiee se fera par prise coaxialeHF genre BNC.
Bien que les transistors TEC 2N 3819ne soient pas fragiles, on prendra tout dememo les precautions en usage avec leseffets de champ pour souder C12 et 04.Les transistors 102 et 0.4 en particulier)seront soudes en dermer.
Les liaisons relatives aux sorties seferont les plus courtes passibles (mains
de 5 cml. Les resistances R12 et R13seront soudees directement aux barnesdes prises de sortie.
Utilisation
P:oceder comme avec un signal tracer :relier la masse de l'appareil cede dureicepteur radio a depanner (recepteurtransistor seulement) et injecter le signalmodule au niveau des stages HF.
J. -P. VERPEAUX
ListeR i : 4,7 kS2 (jaune, violet, rouge).R 2 1 360 52 (orange, bleu. brunl.R 3 : 470 S2 (jaune, violet, brun).R q : 36 SI (orange. bleu, noir)R 5 : 1,2 kV (brun. rouge, rouge).R 6 : 680 kS2 (bleu, gris. jaune).R 7 : 27 It52 (rouge, violet, orange).R a : 27 k.(2 (rouge, violet. orange).R 9 82 k52 (gris, rouge, orange)Rio : 82 kS2 (gris, rouge. orange).Rii : 2,2 14.52 (rouge, rouge, rouge).R12 ; 47 k52 (jaune, violet, orange).R13 : 47 Id! (jaune, violet. orange).C : 1 a 2 1.1F papier.C 2 : 22 a 47 nF mylar.C 3 : 3,9 pF ou ajustable 0 a 10 pFC 4 : inclus dans L1 lvoir texte).C 5: 1,5 nF mylar.C : 470 pF mylar.C 7 inclus dans L2 (voir texts).C 8 : 100 nF mylar.C 9 100 nF mylar.C,0 : 1 a 2 izIF papier.
100 nF myiar.C12 : 10 nF myiar.C13 : 10 nF myiar.
des composantsP1 : 1 k52 ajuste la frequence a 455 kHz.Pz: 1 k.i2 ajuste la frequence a 480 kHz.P3 : 220 .(2 ajuste ('amplitude de sortie.P4 2,2 k.!/ ajuste le taux de modulation.
Ly transfo IMF, 455 kHz,L2 : transfo MF. 455 kHz.
D1 : Zener 8,2 V 1 W.02 : diode silicium, genre 1N65. 1N4148.
Cli : 2N1565, 1666 (NPN, siliciuml egale-ment 2N3053Q2 : 2N3819 IF.E.T.1.Q3 : 2N1565, 2N3053.04 : 2N3819Cis : 2N 1565, 1566, 2N3053.0.6 : 2N1565, 1566, 2N3053.
A titre indicatif, quelques types de transfosutilisables pour LI et L2XA 88 H 29MB 63/49 ATMB 61TOKO XA 505TOKO XA 520E.G.I. (noyau blanc).POLY (noyau hlancl.
Dans notre numero de juillet-aoCit 1979,nous avons decrit un ensemble
emetteur-recepteur dontle fonctionnement faisait appel aux
ultra -sons, Ces vibrations, inaudiblespour loreille humaine, et vehicules par
lair ambiant permettent d'autres applicationsdont Tune des plus interessantes est
la determination de la distanceseparant deux points.
A lirnage de la chauve-souris, veritableradar natural qui evalue sa position par
rapport 6 des obstacles materiels ende tectant lecho d'une vibration reflechie,
lappareil decrit ci-apres permettrala mesure, au centimetre pres, de distances
pouvant attemdre cinq metres.Les applications de ce telemetre, veritable
chaine darpenteur electronique,sont eviclemment nombreuses elles
peuvent alter de la mesure des trois dimensionsdune piece a to determination de la taille
d'un individu... lapparell clevenantdans ce cas une toise des plus originates.
TELEMETRE ULTRASONIQUE1 -- Le Principe
a) Rappel sur les ultra -sons (fig. 1)Line membrane, celle d'un haut-parleur
par exemple, soumise a des vibrationsmecan[ques, transmet ces ciernieres a !'sirambiant sous forme d'ondes sonores sedepiacant de proche en proche, grace atelesticite du milieu. Si la frequence deces vibrations est tres faible iinferieure a16 Hz) nous sommes dans le domaine desinfra -sons.
Lorsque la frequence se situe dans unegamme allant jusqu'a 15 kHz, on dit queles vibrations sont sonores. En particulier,ekes sont capables de faire vibrer le tym-pan de l'oreille humaine et de ce fait, sontaudibles. Des que la frequence depassecette valeur, le son correspondent deviantinaudible par 'oreille : en effet, le tympan
est clans rincapacite de vibrer a cette fre-quence- Certaines especes pourtant, dontles chiens et les chauve-souris, disposentdune ouie leur permettant de percevoirces sons.
On a !'habitude de classer les suns defrequence superieure a 15 kHz dans ledomaine des ultra -sons.
Tout en etant inaudibles, leurs caracte-tistiques de transmission dans Coil:- sonttout a fait comparables a celles des sons.En particulier, leur vitesse de propagationdans de fair a 20 °C est de l'ordre de340 m/ s.
pans ['application decrite ci-apres,nous utilisons des ultra -sons dont la ire-quence est de 40 k)-tz, ce qui correspond
une periode T = 1./ f = 25 as. En conse-quence, la distance separant deux « ondessuccessives, autrement dit la a longueurcl'onde s) est egale a r = VT soit 8,5 mm.
b) Influence de la temperature defair
Les lois de la physique permettent deoemontrer qua :
V =- '\/{:y Tavec
V : Vitesse de propagation en m/s.: Coefficient d'etasticite du gaz (1,4 pour
fair).R : Constante des gaz parfaits exprimeeen J/kg (281,8 J/ kg).T : Temperature exprimee en clegres
(T 'C + 273)Ainsi, compte-tenu de la temperature
de lair ambiant, ou peut constater que lavitesse des ultra -sons dans de lair 6 0 `PCest inferieure a celle enregistree a 20 'Cdune valeur de 3,5 °'c -
H° 22 - novveita sense Page 97
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Fig. la en evidence de la propagation des ultra -sons dansle milieu ambiant et reflexion sur un obstacle non absorbant.
En effet :
V. RTV20 7770'
\ /273V T20 V 293 '
Page 98 N° 22 nouvelle style
c) Reflexion sur un obstacle nonabsorbant
Tout obstacle presentant une surfacedure » (bois, metal, mur en beton ou pla-
tre) peut etre considers comme etant nonabsorbant. Par contre, le tissu, la mousse
ou tout autre isolant phonique est absor-bant.
En d'autres termes, une surface planenon absorbante provoque la reflexion desondes ultra-sonores a la meme frequenceet e la meme vitesse, a condition quecette surface reste immobile. Les lois dela reflexion sont tout a fait comparablesa celles de is reflexion d'un rayon lumi -
neux sur un miroir par exemple ainsi quele montrent les schemes de la figure 1.
Lorsqu'un ultra -son bref et orients per-pendiculairement a une surface nonabsorbante frappe ce dernier, it est aus-seat renvoye suivant la meme direction,affaibli certes, vers son emetteur.
Si a distance entre emetteur et obsta-cle est de « d », it est evident que le trajetde Fonde est de « 2 d » et que le tempsecoule entre le depart de l'ultra-son et sonretour tphenomene de loch& est de :
2dt = -V
Exempla numerique :Si d -= 3 m, t= 11,8 ms.
d) Principe de fonctionnement del'appareil
Le synoptique est repris en figure 2.Un ultra -son est envoys periodique-
ment vers un obstacle dont on veutconnaitre l'eloignement. Cet ultra -son esttres bref (de l'ordre de 200 us) et corres-pond en consequence a un train d'ondescomportant 200/25 = 8 «ondes» snitune longueur de 8 = 68 mm.
Photo 1
Photo 2
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Fig. 2. - Synoptique du dispositif retenu , les deux transducteursemetteur, recepteur sont loges dans le meme boitier. Un systeme decomptage mesure le temps ecoule entre le depart de l'onde ultra
sonore et son retour.
Photo 3. - Le parfait alignement desLED reste necessaire pour faciliter la
mise en boitier.
Photo 4. Afin d'en favoriser lasoudure, l'auteur a pris soin
d'etamer son circuit en ameliorantegalement la tenue dans le temps.
A ce moment precis, un dispositif decomptage prend son depart. De meme, lerecepteur, place a cote de l'emetteur setrouve momentanement bloque en posi-tion de non-ecoute afin de ne pas prendreen compte la queue du train d'ondes ainsique taus les echos prematures se produi-sant a l'interieur merne du boitier de
appareil.Les ondes, apres avoir touché l'obstacle
sont reflechies, touchant ie recepteur quise trouve, cette en positiond'ecoute et arretent le comptage; letarage du compteur etant ben sOr realisede facon 8 indiquer directement lesmetres, les decimetres et les centimetres.
N' 22 - nouvelle aerie Page 99
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Le resultat se trouve affiche, puisefface, et apres une remise a zero descompteurs, un nouveau cycle recom-mence. La frequence de ces cycles estcrenviron 1 Hz, ce qui correspond done aune mesure par seconde,
ll - Fonctionnementelectronique
Le schema general est represents enfigure 3 et 4.
a) AlimentationEtant donne que le coffret est portatif,
ii est evident que la source d'energie serarealisee par la mise en ceuvre de piles.Afin crobtenir une puissance suffisante auniveau de remetteur. une tension deli-mentation relativement consequente aete choisie. Deux piles de 9 V. montees enserve, fournissent ainsi une tension glo-bale de 18 V.
Par contre, au niveau du recepteur,une tension de 9 V est suffisante.Dans le but d'eviter une clechargemettle mmime de rune des piles lorsqueI' apparel! est au repos, it est necessaire defaire appel a un interrupteur bipolairecoupant les bornes positives des pilesplutot que d installer un interrupteur uni-polaire dans la ligne due moins » general.
Certains circuits imprinnes de technolo-gie TTL devant absolument fonctionnersous une tension de 5 V, un regulateur detension constitue par le transistor NPNT7, R13 et la zener Z a ete prevu Lescapacites C3 et C4 sont des capacites defiltrage.
En résumé, l'appareil fournit trois ten-sions :-- 18 V pour ralimentation de remetteur- 9 V pour 'alimentation du recepteur.
5 V regules pour ralimentation de toutle disposttif de comptage, de commandeet claffichaqe.
b) Emetteur
Le cceur de remetteur est un multivibra-tour classique constitue par les transistorsNPN T, et T2, les resistances 81, R2, R3,R4, rajustable PI, et les capacites CI et C2.
Lorsque le montage se trouve sous ten-sion, la frequence des oscillations dispo-nibles aux cofilecteurs de T1 et de T2, quiest une fonction de C1 -C2 et de R3 -134-P1,est de l'ordre de 40 kHz. Cette frequence
N" 22 - nouvelle serie - Page 101
Bs:. deTs
Collect."de T6
Banes du
transducteur
"emetteur
0,6V
18V
-4I25f 518V 1,1
Inertie mecanique de
1:element_piero-electrque
200r_,11
Entree 1
Entree
4 Sortie
_Signal
_pIPGRAMME DE FONCTIONNEMENT DU SEQUENCEUR-
Position du
seguenceurOperation real seen
I Eli_
I_
0- PAZ des compteurs.
-Extinction de l'affichage
1
- Envoi dim signal US pendant 200Fis
-Demarrage du comptage
-Blocage de lecoute pendant 3mspins debtotage
-Arret du comptage des recepton de ('echo.
2
- Maintien de la valeur
des comp
Affichage
Iindiguie
ears.
3
4
5
6
7
8
9
L
Fig. 5. et 6. - Mise en evidence de l'allure des potentiels au niveau du transducteur d'emission et des tran-sistors de commande. Diagramme de fonctionnement du sequenceur realise a partir d'un compteur decodeur
decimal en C.MOS.
est a peu pros atteinte lorsque R3 + P, =R4.
II convient donc, avant le montage deplacer le curseur de l'ajustable a sa posi-tion mediane. L'ajustage de la frequencesera realise de facon plus precise commenous le verrons ulterieurement au chapi-tre « mise au point et tarage ».
Au niveau des collecteurs de T1 et de T2apparaissent ainsi alternativement desimpulsions positives, amplifiees par lestransistors T3 et T4 si bien que le trans-ducteur E (emetteur) recoit a ses bornesune tension sinusdidale de 18 V d'ampli-tude et de 40 kHz de frequence.
Le transducteur emetteur ainsi par lerecepteur R sont des composants renfer-mant dans une pastille metallique des ele-ments piezo-electriques vibrant mecani-quement a la frequence du courant d'ali-mentation. Par construction, leur rende-ment est maximal lorsque la vibrationmecanique se realise a la frequence deresonance qui est de 40 kHz ± 0,5 kHz.Lorsque Ia frequence de commande setrouve en dehors de cette plage, le rende-ment est tres mediocre : c'est pour cetteraison qu'il conviendra ulterieurementd'effectuer les ajustages necessaires.Page 102 - N° 22 - nouvelle sane
La base du transistor T5 recoit a partird'un dispositif de commande qui seraexplicite dans un paragraphe suivant desimpulsions positives tres breves (del'ordre de 200 its). Pendant la duree dunetelle impulsion, T5 conduit ce qui permetl'etablissement d'un courant de base auniveau du transistor PNP T6,
En consequence, une alimentation depolarite + 18 V se trouve disponible al'emetteur qui entre aussitot en action. Laresistance R9 assure une meilleure com-mutation de T6 notamment au momentdes coupures. La figure 5 montre l'alluredes potentiels au niveau du transducteuremetteur, et des transistors de corn-mande.
c) Recepteur
II est constitue de trois etages succes--sifs d'amplification. Un premier etagecomprenant le transistor T8 assure unepreamplification du signal recu par le
transducteur recepteur. En effet, ce der-nier, frappe par un ultra -son de frequence40 kHz, voit son element piezo-electriquevibrer et transforme ces vibrations meca-niques en oscillations electriques de puis-
sance extremement faible. La capacite C6assure un filtrage des parasites eventuels.Par construction, le transducteur emet-teur se comporte comme un veritable fil-tre et ne prend en compte que des vibra-tions de frequence 40 kHz ± 0,5 kHz. C7est une capacite de decouplage de laresistance d'emetteur R18.
Le transistor T9 effectue a son tour uneamplification des oscillations recues ducollecteur de T8 a travers Ia capacite deliaison C8.
Le transistor T10 a sa base polarisee defacon a presenter le potentiel Ov auniveau de son collecteur lorsque aucunsignal ne se trouve disponible a sa base.Ainsi, au niveau de la resistance de collec-teur R26 se trouvent disponibles desimpulsions positives de 9 V d'amplitudeet de frequence 40 Hz au moment de lareception d'un ultra -son. Le transistor T11alimente par la resistance de collecteurR29 sous une tension de 5 V assure la liai-son du recepteur avec le dispositif deprise en compte de ('information « recep-tion » qui fonctionne justement sous latension de 5 V. La capacite C1 t est ega-lement une capacite de filtrage.
En definitive, le collecteur de T11 pre-sente- le niveau logique 1 en ('absence designal ultra-sonore.- le niveau logique 0 des la perceptiondun signal.
En realize, a la perception d'un signal,apparaissent une succession de niveauxlogiques 1-0 6 la frequence de 40 kHz.Mais cela n'a aucune importance puisque,comme nous le verrons par la suite, des('apparition d'un niveau logique 0, ce der -flier est aussiteit mis en memoire et issuite des changements d'etat au niveaudu collecteur de T1, n'a plus aucuneimportance.
C'est done bien la premiere « onde arecue par le recepteur qui dectenchera,comme nous le verrons ulterieurernent,rarret du cornptage.
dl sequenceurII est compose dun compteur-deco-
deur decimal de technologie MOS, pilotepar le transistor unijonction T12. Un teltransistor presente entre ses bases b2 etb1 une resistance de quelques centainesd'ohms. Le condensateur C12 se chargeprogressivement a travers R30 jusqu'aatteindre une tension caracteristique dutransistor unijonction : la tension de creteou de plc. Ace moment. C12 se dechargebrusquernent par remerteur en provo-quant une impulsion positive sur
La frequence de ces decharges est pro-portionnelle au produit R30 x C12.
pans le cas du telemetre cette fre-quence est de 0,1 Hz. Ces impulsions sontamplifiees et inversees pa- le NPN 113pour etre finalernent inversees uneseconde lois par la porte NOR Ill de IC3montee en inverseur.
Ainsi rentree 14 du sequenceur recoitdes impulsions positives de 0,1 Hz. Ce quia pour consequence le deplacement duniveau logique 1, de proche en proche,sur les sorties So A Sg du compteur.
La figure 6 represente la diagramme defonctionnement du sequenceur. Les para-graphes suivants refleteront les differen-ces phases successives, en partant deI' emission &ultra -sons pour aboutir a raffi-chage du resultat de la mesure. Lafigure 8 montre ie fonctionnement ducompteur-decodeur decimal CD 4017utilise dans is presente realisation.
el Commando de remissionSupposons que le niveau logique 1 suit
disponible 6 la sortie Si du sequenceur.
4017 Coorevr Oecodecr decimal
Eatrie.V RAZ vi NC 59 54 55
El BD 10 Z WIEU
REDO 6 WEI
c writ 5t, 31 S2 .'s 54 SS S6 57 se 59
ffilS000atio0 o 0 o oKira0 0 0 0 0 0 0
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0,,;r=.,14.I.Pn4Ntv u -
:1r,... .,-..,,r7i
I'
CO 4001 4 Fortes NOR i 2 emeeec
V
74 LS 90 Comptmo dicisem decimal
NC +5V 7-A9
004011 4 Fortes NAND i 2, Emrees
4V
(12Effilii1120111
1M
II PI II El
74 15 42 Decodrar BCD diconal
5 Cry0 C9 CA 57
10/ -
'47. Si Sp 53 54 S5 So
T 'Si 52 53 54 55 36 S7 3.8 Sg
0 et 0 0 0 I 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 1 1 1
11 1 0 17 1 1 0 ! 1 1 1 1 1 .!
011E0 0 1 1 1 0 1 I 1 1 I 1
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1. I
C
BC - BC 177- 2 N 1711 - N 290 5
82
2 N2 6 4 6
Fig 7. - Brochage et tableau de fonctionnement des circuits integreset transistors utilises,
Rappelons que le sequenceur restera surcette position pendant 100 ms. Cettesortie S1 attaque une bascule monostableconstituee par les portes NOR I et 11 deIC2. La figure 6 montre le fonctionnementd'un tel type de bascule.
Au repos, !entree et la sortie sont auniveau logique 0. Lorsqu'un signal positifapparaIt 6 ('entree 1, la sortie 3 qui etaitauparavant au niveau logique 1 passe a 0,
ce qui a pour consequence la charge de Cpar R, et le passage a 0 des entrées 5 et6, croU le passage a 1 de la sortie 4 et derentrée 1. C continue a se chargerjusqu'au moment ou les entrées 5 et 6voient leur niveau logique passer puisla sortie 4 repasse au niveau 0.
Dens ('application presente de cettebascule, et contrairement a l'exemple deIa figure 6, Ia Our& de la persistence du
N° 22 - nouvelle sere Page 103
niveau logique 1 sur la sortie 4 est infe-rieure a la duree du signal d'entree. Eneffet. le signal d'entree dure 100 ms alorsque Cle et R35 sont prevus afin que laduree du signal de sortie ne dure que200 es, soit 500 fois moins ! A titred'exercice, le lecteur pout eventuellementreconstituer le raisonnement ci-dessus enl'appliquant au cas de la realisation pre-sents. En definitive, et pendant 200 esapres le passage du niveau 1 sur la sortieSI du sequenceurr, la base du transistor 15de commande de rennetteur recoit uneimpulsion positive, ce qui a pour conse-quence remission d ultra -sons sous la
forme d'un « train d'ondes » de 68 mm delongueur. Ce train d'ondes quitte le trans-ducteur ennetteur pour se propager dansfair.
f) Blocage de recouteAfin de ne pas perturber la mesure par
la reception d'un echo premature et inde-sirable (reflexion dans le fond du bottlerpar exernple) it est necessaire de bloquerrecoute pendant un certain temps, aumoment de ('emission. L'experience rnon-tre qu'il est prudent de fixer ce temps aenviron 3,5 ms. Pendant ce temps, le traind'ondes aura parcouru une distanced'environ 1,20 m, ce qui a pour conse-quence rimpossibilite dune mesure infe-rieure a 60 cm (57 urn dans Ia maquettedecrite).
Ce temps de blocage est obtenu par labascule monostable constituee par lesportes NOR III et IV et IC2. Cette basculerecoil bien entendu le merne signal positifa I' entrée que la bascule precedente. Enconsequence, et pendant 3,5 ms, la sortie11 de IC2 se trouve au niveau logique 1.Ainsi, pendant ce temps, la sortie 11 dela parte IV de IC3 se trouve bloquee auniveau logique 0, quel que soit le niveaude ('entrée 12 de IC3 reliee au recepteur.
g) Prise en comptede recho :
L'ecoute etant debloquee 3,5 ms apresle depart de remission, rentree 13 de laporte IV de IC3 passe au niveau 0. Rap-pelons que si aucun signal nest percu auniveau du recepteur, rentree 12 de la
memo porte se trouve au niveau logique1. En consequence, Ia sortie 11 de laporte est au niveau 0. Des la perceptionde la premiere « onde a reflechie par unobstacle par le recepteur, r entrée 12passe momentanement au niveau logique0, ce qui a pour effet immediat le passagePage 104 IV 22 - notrvelia serie
au niveau 1 de la sortie. Cette informationest bien entendu transmise immediate-ment a rentree dune troisienne basculemonostable constituee par les portesNOR I et II de 103. Par le jeu de cette bas-cule, la premiere onde ayant ainsi frappele transducteur recepteur se trouve ainsimis en memoire sous la forme de rappa-rition d'un niveau logique 1 a la sortie 4de IC3, Ce « stockage » etant donna lesvaleurs de Cis et de R3-1 dure 200 ms, cequi est largement suffisant vu que letemps global de la mesure (sequenceursur Se) ne dure que 100 ms.
En conclusion de ce paragraphe, onconstatera donc que le retour de ('echoultra-sonique se manifeste par I' appari-tion d'un niveau 0 6 la sortie 3 de la porteNAND I de IC4, et quo ce niveau subsisteau moins pendant 200 ms.
h) ComptageLe transistor unijonction T14 fournit A la
base de 115 des impulsions de comptage,amplifiees par ce dernier et achemineesrentree 12 de la Porte Nand IV de IC4. Lafrequence de ces impulsions se determineaisement par un simple calcul. En effet,etant donne gull s'agit de « compter s descentimetres et que la vitesse des ultra -sons dans ('air est de 34 000 cm/s, sinoire telemetre avait une portee de quel-ques centaines de metres, pendant 1 s, ladistance parcourue serait de 34 000 cmet la distance a indiquer serait de17 000 cm. En consequence la frequencedes impulsions de comptage determineepar R38, rajustable P2 et C12 dolt etre de17 kHz a 20 °C. Bien entendu, Ie tarageprécis se fere par ('action sur l'ajustable P2au moment de la mise au point definitive.Dans un premier temps, on se contenterade placer P2 sur sa position median.
L'entree 13 de la porte Nand IV de IC4se trouvant au niveau logique 1, des ledepart de remission, les impulsions decomptage se trouvent disponibles a lasortie 11 de cette porte pendant toute laduree 06 le sequenceur est en positionS1 ; ces memos impulsions se trouventtrensmises a rentrée 6 de la porte Nand IIde (C4, dont I'autre entrée 5 se trouve auniveau :- 1 tant que recho de retour n'a pasatteint le recepteur.- 0 des que cot echo s'est manifest&
En d'autres termes, les impulsions decomptage sont disponibles a la sortie 4 dela porte NAND II de IC4, tant que ('echon'a pas ete percu par le recepteur.
Nous admettrons provisoirement quel' entrée 9 de la porte Nand III de IC4 setrouve au niveau logique 1, ce qui a pourresultat robtention des impulsions decomptage a la sortie 10 de cette memoporte.
Ce comptage attaque rentrée d'un pre-mier compteur IC5 qui est un diviseurdecimal a sortie BCD mesurant les centi-metres.
La sortie D de ce compteur se trouvereliee a [entrée du compteur ICs mesu-rant les decimetres, dont la sortie estreliee a son tour a IC7 qui est le compteurdu nombre de metres.
i) Affichage des resultatsA partir de ce stade, it aurait ete pos-
sible d'afficher les resultats directementsous la forme digitale en utilisant desdecodeurs BCD 7 segments et troisdigits. Nous n'avons pas retenu cettesolution parce qu'elle se trouve trop...gourmande en courant. En effet, l'allu-mage de 7 segments consomme 7 foisplus d'energie que I'allumage d'une Ledde 3 mm de diametre.
En definitive, les resultats se trouventaffiches a ('aide de trois groupes de10 LED de 3 mm de diametre numeroteesde 0 a 9. Le decodage BCD - decimal estrealise grace aux trois decodeurs IC8, IC9et ICIe.
L'affichage ne pout s'apercevoir que sile sequenceur occupe les positions S2, S3,S4, Sy, S5, 57, 58 et S9, grace a l'alimen-tation de la base du transistor T16 a tra-vers rune des diodes D1 a De. T17 assure('amplification necessaire a I' alimentationdes 3 LED concernees apres une mesure.
Lorsque le sequenceur occupe la posi-tion Se, se produit dune part ('extinctionde I'affichage et la remise a zero de tousles compteurs par ('envoi dune impulsionpositive sur les broches 2 et 3 des comp -tours 74 LS90.
A noter par ailleurs que les circuits inte-gres du type LS consomment tres peu decourant, beaucoup moins que leurshomologues de la serie 7400. Quant auxcircuits MOS, it n'est un secret pour per-sonne que leur consommation est prati-quement nulle.
Par la suite, le sequenceur voit le niveaulogique 1 se deplacer a nouveau sur SI etun nouveau cycle de mesure debute.
En resume, it se produit une mesure parseconder avec 80 V. du temps craffichageet 20 °/. d'extinction des LED. La mesure
0
0
0
RADAR AFFICHAGE
M 22 nouvelle SWIG Page 105
-{ R34R33}
4 F130 1-ce
4 R324 R31 }.
C)
C4
4 829
l'=1".R13 }.
0
1
.4.4=111.EL
NAPPE M LILTICONDUC
40r- 4- 0 33 I
-FR36 ).ci4
J.E,=C.341
C
R27826
R25.{ R24 )
R22 ).
R19
I R20
C15
0
0
E C13 )R35 )
RS 38
4 87 3
0
4 R42 3.
4 R41 3.
R40 )4 R39 1.
R9
0
4
0
Fig. 8. et 9. - Traces a rechelle 1 des circuits irnprimes a realiser et implantation des composants. Attention a
Pelle 108 - NI' 22 nouvelle sere
TRICE
0
(..{ R52
R53 .1.
\1.1 R54 j.
.1 R434 R44 .1.
R 45 1.
.4 R46 1.
.4 R48 1.
.{ R47 1.
33
we.
0
aps, assez nombreux, et a l'alignement des LED pout l'esthetique finale,
ne represente que 10 ", de ('ensembledu temps que dure un cycle complet.
j) Limite de mesureLorsque l'appareil se trouve dirige vers
un obstacle lointain ou inexistent, l'echode retour ne se produisant pas, le teleme-tre nsquerait d'afficher n'importe quellevaleur. Pour remedier a cet inconvenient,it suffit de detecter la position limite de9,99 metres que notre telemetre ne peutobtenir, compte tenu de sa portee qui nodepassera guere 5 metres.
Le groupement des portes NOR I, II etIll est chargé de deceler cette positionextreme du comptage. Lorsque cetteposition est atteinte le niveau 1 apparel -Ira a la sortie 10 de la Porte III. La basede T18, alimentee a cette occasion pro-duira la conduction de ce transistor et uneLED « limite de mesure » s'allumera. Parailleurs, a la sortie 11 de ICI, apparaitrale niveau 0, qui par l'intermediaire de laliaison LC (limite de comptage) bloquerale comptage ou niveau de la porte Nand Illde ICA.
Ill - Realisationpratique
a) Circuits imprimesUs sont representes a l'echelle 1 en
figure 8. Leur realisation n'appelle aucuneremarque particuliere sinon qu'il est for-tement conseille d'utiliser les elements detransfert disponibles sur le marche. (ban-delettes adhesives, pastilles, decalcoma-flies pour circuits imprimes). Ils peuventse reproduire directement sur cuivre ouencore par un procede photographique dereproduction.
Les trous destines 6 recevoir les corn-posants sont perces a ('aide d'un foret de0,8 mm de diametre pour les petites pas-tilles, et a 1 mm pour les pastilles plusimportantes.
b) Implantation des comoosants (fig. 3)
Module « Emetteur-recepteur ))II convient de debuter cette implanta-
tion par les differents « straps i) de liaison.Par la suite on soudera dans l'ordre, lesresistances, les diodes, les ajustables, lescapacites, les transistors et enfin les cir-cuits integres. Bien entendu, it faut fairetres attention a ('orientation de ces diffe-rents composants
1\1' 22 - nouvelle aerie Page 107
Module a Comptage-AffichageOn utilisera le meme ordre de montage.
La mise en place des LED demandscependant un soin tout particulier : enoff et lour hauteur doit etre uniforms.Avec de la methode, de la patience et unpeu de savoir-faire, aucun problems par-ticulier ne dolt surge. Module CI Transducteurs
Compte tenu de la masse importanteque representent les transducteurs, it estnecessaire de les souder aide d'un fera souder un peu plus puissant Ode l'ordrede 50 a 100 W).Page 108 - l'41° 22 - nouvelle aerie
c) Le travail du coffret TEKOLa figure 1 0 represents les divers erne-
nagements apporter au coffret en ques-tion.
Le module « Emetteur-llecepteur » esta mentor directement sur le fond du bat-tier en respectant les cotes indiquees surle schema. Les deux piles de 9 V sontimmobilisees par un systerne de fixationapproprie. Le module « Transducteursest biers entendu fixe sur la face avant dubattier dans lequelle on aura pratique lestrous necessaires.
II convient entourer les transducteurs,
Photo 5. Afin de minimiser leserreurs au niveau dupositionnernent des circuitsintegr6s, l'auteur essaie aumaximum de toes les orienter dansle nerve sans.
Photo 6. - Les deux transducteursnecessitent egalement la fabricationd'un mini circuit imprirne.
dans l'espace existant entre leur moduleet la face avant du battier, de mousse syn-thetique. Cette disposition limite leseventueis echos a parasites » e l'interieurdu boitier.
Le module u cornptage-affichage » estdirectement mord, sur le couverclel'aide de vis formant entretoises. Atten-tion au percage des trous de passage desLED : la presentation et testhetique fi-nales en dependent. Le bottler sera perceegalernent de deux trous permettant lepassage d'un tourney's et donnent accesaux ajustables PI et P2.
FACE AVANT
FACE ARRIERE
ISOL AN T CUL LE
SCUS COUVERCLE
A RR IERE
PLES
BAKELITE EP
49
I NT E RRUPTE UR
BI- POL A IRE
AVANT
CIRCUIT IMPR IME * EM15SOUN - RECEPT ION"
T PEWS DE PASSAGETOIJRNEVIS
4
o
o 0o 0
PILE 9V
1,..-ArrtViraxsawminen,rfriamminui Ai
13 00
PR E 9V
0
MOUSSE
CIRCUITIMPRIMERANSDUCTEURS'
'TRANSDUCTEURS
Fig. 10. - Comme d'usage, I'auteur a soigné Ia presentation, mais ceci implique quelques amenagements quevous realiserez facilement en suivant les cotes indiquees.
IV - Mise au point et tarage
a) La porteeElle sera maximale dans la mesure oil la
frequence ultra-sonique sera proche de40 kHz. Pour obtenir ce reglage, on diri-gera I'appareil sur un mur ou une armoirea une distance de l'ordre du metre.Ensuite en cas d'apparition de ('indication« limite de mesure » on agira sur P1 defacon a obtenir un resultat de mesureipeuimporte ce resultat pour ('instant). Ensuiteon s'eloignera de ce mur jusqu'aumoment ou un deuxierne ajustement sereveie necessaire, et ainsi de suite.
L'appareil decrit dans le present articledonne des indications jusqu'a environ5 m.
La portee maximale est atteintelorsqu'aucune amelioration par ractionsur P1 nest plus possible.
b) Determination de I'origine des mesu-res
L'experience montre que cette originenest pas forcernent le plan de la faceavant du boitier. En effet, les diversesinerties mecaniques des elements piezo-electriques faussent legerement lamesure. II convient donc de situer cetteorigine avec precision.
BOITIf Fl 1
Cette determination peut se realisermathematiquement par le moyen sui-vant
Supposons que cette origine se trouvea x mm de la face avant du bolter.
En effectuant une premiere mesure, Iaface avant du boitier etant disposee a e d »mm d'un obstacle (d est a mesurer), on
N" 22 - nouvelle eerie - Page 109
obtiendra un affichage (qui pout etre dif-ferent de la mesure, peu imoorte pourl'instanti que l'on designera a a n.
II est evident que a = k ld +(k &tent un coefficient de proportionna-
Par la suite. ou effectuera unedeuxieme mesure en prenant « d diffe-rent, beaucnup plus important, et bienPage 110 - 22 - nouvelle %Aria
entendu on obtiendra un affichage « a »different.
On aura ainsi les relationsa$ = + x) a, d,+xa2 = k (c12 x)
oil encoreal (d2+xl=a2(d,+x)de cette relation on tire la valeur de x :
al . d2 a2 dia2 al
X =
a2 d2 + x
Photo 7. - Le boltier &ant destine aetre manipule un peu er n'importecomment ;), une bonne fixation despiles s'avere necessaire.
Photo 8.Des pilesde forte capaciteassurerontune bonne autonomieau systeme.
Dans le cas de l'appareil decrit, nousavons releve:pour
= 1 000 mm, a, = 104d2 = 3 100 mm, a2 = 315
En appliquant la relation ci-dessus :
(104 . 3100) -(315 . 1000)x = 315 - 104x = 35 mm
Ainsi, I'origine des mesures se trouve a35 mm en arriere de la face avant du bot-her. Cette origine est a marquer de facondefinitive sur le couvercle du boitier.
c) Tarawa
II est tres simple : it suffit de placer letelemetre 0 une distance connue et mesu-rep par rapport a un mur I'origine etantbien entendu celle qui vient d'etre deter-minee au paragraphe precedent. On
s'arrangera pour que cette distancerepresente un nombre entier de centime-tres (par exemple 120 cm).
Ensuite l'appareil etant mis en marche,on agira sur i'ajustable P2 de facon a ceque l'appareil indique la valeur correcte.Le telemetre est ainsi tare avec toute laprecision requise.
En placant l'appareil au sol, en positionverticale, on peut ainsi relever un affi-chage donne (qui nest pas exactement la
hauteur de la piece puisque le point d'ori-gine ne se trouve pas au niveau du sol,mais peu importe). P(acez ensuite l'appa-reil sur la tete dune personne. La diffe-rence des deux valeurs vous donnera lataille de cette personne qui aura ainsi ate« toisee », tres vraisemblab(ement pour lapremiere fois de sa vie, de facon... ultra-sonique.
Robert KNOERR
a) Module « Emetteur-recepteur »12 straps de liaison, 5 horizontaux, 7 verti-caux.
Ri : 4,7 k.l (jaune, violet, rouge)R2 : 4.71(12 (jaune, violet, rouge)R3 : 6,810:2 (bleu, gris, rouge)R4 :' 18 Id? (marron, gris, orange)R5 : 33 1452 (orange, orange. orange)R6 : 33 Id? (orange, orange, orange)R7 : 1,5 Ic52 (marron, vert, rouge)R8 : 1.5 (marron, yen, rouge)Rg : 10 Id? (marron, noir, orange)Rio : 47 Ic12 (jaune. violet, orange)
.R1 : 12 Id? (marron, rouge. orange)R12 : 4.7 Id? (jaune. violet, rouge)R13 : 56012 (vert, bleu, marron)R14 : 560 S2 (vent, bleu, marron)R15 : 150 Id2 (rnarron, vent, jaune)R16 : 15 ItS2 (marron, vert, orange)R17 : 6,8 kS2 (bleu, gris, rouge)R18 : 470 S2 (jaune, violet, marron)R19 : 100 la? (marron, noir, jaune)R20 : 10 1452 (marron, noir, orange)R21 : 4,7 kS2 (jaune, violet, rouge).R22 : 220 S2 (rouge, rouge. marron)R23 : 4,7 Id -2 (jaune, violet, rouge)R24 : 82 k52 (gris, rouge, orange)R25 : 150 52 (marron, vent, marron)R26 : 4.7 kV (jaune, violet, rouge)R27 : 47 kS:). (jaune. violet, orange)R29 : 10 Id? (marron. noir. orange)R29 : 12 Id2. Imarron, rouge, orange)R30 : 180 kS2 (marron, gris, jaune)R31 : 470 S2 (jaune, violet, marron)R32 : 100 52 (marron, noir, marron)R33 : 33 Id? !orange, orange, orange)R34 : 12 Id? (marron, rouge, orange)R35 : 150 kit (marron, vert, jaune)R36 : 470 Id? (jaune, violet, jaune)R37 : 680 Id? (bleu, gris, jaune)R38 : 47 Id? (jaune, violet, orange)R39 : 470 S2 (jaune, violet, marron)R40 : 220 52 (rouge, rouge, marron)R41 : 220 52 (rouge, rouge, marron)R42 : 12 k.12 (marron, rouge, orange)
Pi : ajustable multitours 20 1(52P2: ajustable multitours 100 lei/
Lists des composantsZ = diode zener 5,6 VDI, D2, D3, 04, D5, 06, D7, D8 : 8 diodessignal 1N914
C1; 1 nF mylar - 1000 pF - (marron, noir,rouge)C2 : 1 nF mylar - 1 000 pF - (matron. noir.rouge)C3 : 22 /IF/ 16 V electrolytigue.C4 : 82 nF mylar 82 000 pF - (gris, rouge,orange)C5 : 100 (tF / 16 V ElectrolytiqueCg : 1 nF mylar - 1 000 pF (marron, noir,rouge)C7 : 0,1 aF mylar - 100 000 pF (marron,noir, jaune)C8 : 0,22 LF mylar - 220 000 pF (rouge,rouge, jaune)Cg : 0,22 IIF mylar - 220 000 pF - (rouge,rouge, jaune)C10 : 0,47 ;(F mylar - 470 000 pF - (jaune,violet, jaune)C11 : 1 nF mylar - 1 000 pF (matron. noir,rouge)C12 : 0,47 gF mylar - 470 000 pF - (jaune,violet, jaune)C13 1,5 nF mylar - 1 500 pF - (marron,vert, rouge)C14 10 nF mylar - 10 000 pF - (marron,noir, orange)C15 0,391tF mylar- 390 000 pF -(orange,blanc, jaune)C16 : 470 pF - ceramigue
T1 a T5 : NPN, BC108Ts : 2N2905 PNPT7: 2N1711 NPNT8 : BC108 NPNT9 : BC108 NPNT10: 8C177 PNPTii : BC108 NPNT12 : 2N2646 UnijonctionT13: BC108 NPNT14 : 2N2646 UnijonctionT15: 8C108 NPNIC1 : CD4017 compteur-decodeur decimalIC2 : CD4001 4 portes NOR a 2 entreesIC3: CD 4001 4 portes NOR a 2 entréesIC4 : CD401 1 : 4 portes NAND a 2 entrees
b) module a cOmptage-affichage17 straps de liaison 8 horizontaux, 9 verti-caux.R43 ' 47 k12 (jaune. violet, orange)R44 15 Id2 (marron. vent. orange)R45: 15 k.52. (marron, vent, orange)R46 1.5 k11 (marron, vert, rouge)R47 : 1252 (marron, rouge, noir)R48 : 220 S2 (rouge, rouge. marron)R49 : 150 52 (marron, vent, marron)R50 : 15052 (matron, yore marron)R61 : 15052 (marron, vent, marron)R52 : 47 Id? (jaune, violet, orange)R53 : 12 id2 (marron, rouge. orange)R54: 150.52 (marron, vent, marron)Loy a 129 : 30 LED rouges a 3L30: LED jaune 0 3
T76: BC108 NPNT17 : BC177 PNPT18 BC108 NPN
!Cs . 74 LS 90 : compteur-diviseur par 10.IC7(CsIC9 i:74 LS 42 : decodeur BCD - decimalIC10IC11 : CD 4001 : 4 portes NOR a 2 entrées
c) module a Transducteurs »E Transducteur ametteur US referenceIVIA40L1SR: Transducteur recepteur US referenceMA40 L1R4 picots
d) divers2 piles de 9 V (70 x 40 x 55)2 prises de courant males pour piles1 interrupteur bipolaire a bascule ou a glis-sieteNappe de cable multiconducteurs1 boitier Teko P/4 (210 x 125 x 70).
22 - nouvelle saris - Page 111
HORLOGE DIGITALEa quartz
DEPUIS quelques annees, on constate que, peu a peu, lesreveils mecaniques sont remplaces par des radio-reveils
electroniques. Les avantages sont nombreux : meilleure fiabi-lite, tres bonne precision, bruit de fonctionnement nul, lecturepossible dans le noir, absence de remontage. La plupart per-mettent, au reveil, Ia mise en marche dune radio incorporee.On peut cependant faire deux reproches A ce genre d'appareil.II est entierement tributaire du secteur et Ia moindre interrup-tion de courant provoque un affichage fantaisiste. Si on doltse lever tot, on imagine facilement la suite. D'autre part, Iaqualite de Ia radio laisse souvent A desirer.
L'horloge que nous vous proposons ce mois-ci est incle-pendante du secteur et permet, au reveil, Ia mise en marchede n'importe quel appareil, que ce soit une radio, une chaineHiFi, ou, pourquoi pas, une cafetiere.
I GenEralites
Si les pannes de secteur sont rares envine, i1 n'en est pas de meme a is carnpa-gne ou les coupures sent quotidiennes. IIest donc necessaire de prevair une ali-mentation de secours par piles.
Un oscillateur a quartz, beaucoup plusprecis qua le secteur, nous fournira unsignal de 50 I -1z,
En ce qui concerne le comptage etl'affichage, on pourrait penser a utiliserdes circuits classiques TTL genre 7490 et7447. Si on fait le bilan des consomma-tions, on arrive facilement 6 1 A sous 5 V.La realisation est delicate, vu le nombrede circuits integres necessaires. Or, it
existe sur le marche des circuits integres,specialement congus pour la fonctionhorloge avec reveil incorpore, sorties mul-tiplexees pour afficheurs sept segments.Ce genre de circuit, desormais bon mar-ch& fera parfeitement l'aftaire.
La sortie de l'alarme se fera sur unrelais, de facon a commander des appa-reils tres divers quelle qu'en soit la tensionde fonctionnement (12 V Cu 220 V).
Page 114 -14" 22 nauvelle serie
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11 - Alimentation
L'aiimentation (fig. 1) est reduite A saplus simple expression. Lin transforma-teur 220 V/ 12 V nous fournit la bassetension necessaire aux circuits integre&Apres redressement par D1, D2, 03, pq etfiltrage par C. nous obtenons une tensioncontinue de 14 V en charge.
De en serie avec les piles permet d'ovi-ter de s recharger e les piles en presencedu secteur. On separe completementdans ce cas les piles du 12 V issu du sec-teur. Par contre, en cas de coupure decourant les circuits restent alimentes parD5.
D5 permet d'eteindre les afficheurs etbloque le relais toujours dans le cas ola lesecteur est absent. En effet le circuit affi-cheurs et relais est pris eves la diode D5par rapport aux piles.
L'alimentation de Cr, est stablisee parla diode zener D7 polarisee par R,. Onobtient ainsi 3,4 V sans probleme quelqua spit le type de ('alimentation (piles ousecteur). Par contre pour C12, aucurre sta-bilisation nest prevue, ce circuit fonction-nant facilement entre 12 V et 16 V.
111 - L'oscillateur
Ce circuit Ci, regroupe toutes les func-tions necessaires a l'entretien de ('oscilla-tion du quartz 01 sur 3,2768 MHz, eta ladivision de frequence. Pourquoi cette fre-quence 1< hatarde s ? En fait on remarque,qu'en divisant 3 276 BOO Hz 16 foie par2, on arrive a 50 Hz, frequence nortenaledu secteur qui permet le fonctionnementdes horloges classiques.
Ce circuit integre de marque Intersil estprevu pour fonctionner en 3,5 V. Cast lerole du circuit de stabilisation decrit plushaut, Notons aussi, que pour d'autresapplications, une sortie 400 Hz est &gale-ment prevue. Nous ne l'utiliserons pas.
Bien que le quartz Q determine a luiseul is frequence d'oScillation, it est pos-sible et necessaire d'ajuster orecisementcette frequence. C'est le role de C5 quipermet un tres lager decalage de la fre-quence selon la dispersion des compo-sants.
La sortie 50 Hz tau 400 Hz) de ce CI est6 haute impedance. 11 nest donc peaquestion de piloter directement le circuitPage 1 16 N° 22 - nouvelle serie
etilri(t50Hz
DA,tseur
par 50J
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Fig. 2. - Synoptique interne du circuit horloge. Necassairement, sacornmande s'effectue par un signal 50 Hz. Les sorties sont multi -
Maxims.
d'horloge C12. Nous monterons donc T5en emetteur commun afin d'abaissercette impedance. Ce signal 50 Hz esttransmis via RA. 06 permet dreviter lesperturbations dues aux parasites, tou-jours possibles, en fonctionnement sursecteur.
L'efficacite est telle qu'en comman-dant des charges selfiques tres pres de('horloge, nous n'avons pas remarque deperturbations, II n'en serait pas de mOmeavec une horloge pilotee par le secteur,
IV - Le circuit horloge
C12 permet de commander un afficheur6 quatre digits 6 cathodes communes.Rappelons que comma tous les circuitshorloges, les sorties segments sent mul-tiplexees. One explication est necessaire.
Cheque digit comporte sept segments.Avec quatre digits, on trouve donc theo-riquernent 7 x 4 = 28 bornes + 2 donc30 bornes pour commander leS affi-cheurs. Les constructeurs, cherchant aumaximum la srmplification, ont pense qu'iletait inutile d'alimenter tous les chiffressimultanement. En effet, si on rounit tou-tes les anodes de mernes segments (ano-des A, anodes B, etc.), on arrive avec septfils pour les anodes et quatre fils pour lescathodes. La simplification est irnpor-tante. Avec ces 11 fils, it suffit d'allumercheque chiffre A tour de role en comman-dant les anodes correctes et la cathodecorrespondent 6 ce chiffre. On obtient unbalayage si rap.ide que Irceil ne s'en aper-poit pas. On constate egalement une eco-nomic d'energie appreciable.
Le courant dans les anodes est limitepar R14 a R. Par contra, pour soulagerle CI, on utilise un transistor tampon pour
cheque cathode. Ces transistors, enemetteur commun permettent de com-mander sept segments au maximum apartir d'un courant faible issu de C12.
n remarque, toujours pour dim inuer lenornbre de troches de Cl2, que les sortiesdes cathodes permettent egalement lescommandes manuelles d'heures, deminutes et d'alarme.
La sortie alarme s'effectue sur les bor-nes 2 et 3. La borne 2 est permanentetandis que la borne 3 est limitee a 2 minu-tes. En regle generale, on utilise la brio-che 2 si on commande une radio parexemple. Ts monte en emetteur commurpermet l'excitation d'un relais Iorsquerheurc cxacte correspond a I'heure affi-chee, car Cl2 presente a cet instant unniveau bas. D13 avite de claquer 1-6 parsurtension.
V - Realisation pratique :le circuit imprime
Le montage sera ulterreurement intro-durt dans un boitier Teko metalhque 333.Aussi les dimensions du circuit imprime(fig. 3) devront etre respectees. II estvivement conseille d'approvisionner lescomposants avant de reaiiser le circuitimprime. Le trace etant relativement fin.it est preferable d'utiliser des symboles7ransfert et du ruban adhesif de faible lar-geur.
Salon que vous choisirez la methodedirecte ou photographique., la verificationavant gravure devra etre faite avec soin.On pourra alors plunger is plaquette dansle perchlorure.
Un rincage energique 6 grande eau,suivi d'un polissage au « Miror n donneraau cuivre son aspect brillant, On pourraalors etamer a froid le cuvre sachant queles soudures seront grandement facili-tees. On percera les trous des CI a
0,8 mm et a 1,2 mm les autres trous.N' hesitez pas a reperer alors les dosses
du circuit imprime. Le cablage et meme ledepannage seront plus faciles par la suite.Mettre en place les composants salon lafigure 4. Etant donne la conception desdeux circuits rntegres, on utiltsera dessupports de Cl. Les resistances R15 a R21seront montees verticalement. Pour lesautres, it est conseille de prendre desmodeles 1/4 W pour rencombrement,
Ne placer pas tout de suite les deux cir-cuits integres_ Verifier une derniere fois leseas et la valeur des composants.
Fig. 3. et 4. - Trace du circuit et implantation des composants grandeur nature. Les resistances R is a R21seront necessairement disposees verticalement.
N" 22 nouvaile aerie Page 117
Photo 1. Compte tenu del'importance du circuit TMS 3874NL, d'un support est tout6 fait indiquee.
Photo 2. - Er) cas dabsencesecteur, trois piles plates 4,5 Vassurent la continuite du comptagede l'horloge.
Photo 3. - Le quartz 3,2768 MHzest encapsule sous boitier
metallique. De meme que lecircuit horloge, l'ICM 7038
beneficie d'un support.Paw: 118 N' 22 imvelie 4arte
VI - Cab/ageMontage final
Percer le coffret Teko 333 selon Ia
figure 5. Soigner particulierement Ia
decoupe de la face avant. La presentationen dependra grandement. Fixer le transfoet Ia prise cintch. Colter le relais a Vara,-dite dans le fond. Fixer le circuit imprime
l'aide de vis metaux 3 mm. On le sure-levera grace a deux ecrous sous le Cl.
Verifier qu'aucune soudure proeminentene risque de toucher le fond du boitier. Lecache de couleur rouge sur la fenetrepourra facilement etre recupere sur unarticle en plastique. Une vitre de couleurrouge pourrait egalement faire l'affaire.On la collera a l'araldite contre le boitier.
II ne restera plus qu'a fixer l'afficheurcontre la vitre grace a une patte de fixa-tion par derriere (fig. 6). Cetle-ci devraimperativement etre isolee a l'aide deruban adhesif, Deux vis metaux de 4 mmdonneront un aspect serieux 6 la faceavant.
Mettre en place les piles. Elles serontfixees ulterieurement par le couvercle.Fixer les interrupteurs stir le couvercle.
Effectuer le ..AIDIage interieur selon Iafigure 7. II est vivement conseilleser du fit de couleur pour eviler deserreurs. Le cablage des afficheurs seraeffectue avec un fer 6 souder de faiblepuissance et propre.
Photo 4. - Un transformateur220 V 12 V, 5 W assure
('alimentation du dispositif. Lacommande o utilisation Al est
assuree par un relais Siemens2R T.
37
',ars AverAlarma
256._37 .
L.0
25.11
-
io115
25 20
Fig. 5. et 6. - Plan de percage du boitier Teko rnetallique reference333.
111' 22 - nouvelle eerie Page 119
prise +0
CINCH
P--P-
SR MN AL
0+ -0_9+ --0.__9+4. N V ,
M'N AL gq
circuit imprime
1614 110
oR
atticheur vu de Lexterieur
ei 0
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 69 v o OOOOO 0
1
5 4 3 2 10 0 0 0 0
Reber 12 et 13
Fig. 7. - Schema d'interconnexions. A realiser de preference avec du fil de cablage en couleur.
Pepe 120 St. 22 - nouvelle eerie
BIBLIOGRAPHIE
N'hesitez pas a verifier plusieurs foisvotre travail. La vie des circuits integresest en jeu. Si aucune erreur ne s'est appa-remment glissee dans le montage, insererdelicatement les deux circuits en evitantde toucher les broches avec les doigts.Respecter ('orientation.
VII - EssaisMise au point
Brancher le cordon secteur. Les affi-cheurs doivent clignoter et indiquer uneheure fantaisiste. Agir sur le boutonminute. Les minutes avancent a raison dedeux unites par secondes. Les afficheursne clignotent plus. Les deux points dumilieu pulsent attestant la presence de50 Hz. Regler de merne les heures avec lepoussoir heures. Noter que le passage de59 a 00 pour les minutes n'entraine pasle changement d'heure lors des reglages.
Agir sur linter alarme. L'appareil inch-que une heure quelconque pour l'alarme.Tout en maintenant ce poussoir appuye,agir sur minutes et heures. On regleraainsi l'alarme. En relachant l'alarme, lerevel) repasse en position normale.
Mettre l'interrupteur de gauche sur laposition avec reveil. A l'heure exacte, ondolt entendre le relais s'enclencher. Sescontacts corrimanderont une prise de sor-tie.
Pour arreter l'alarme, appuyer sur lepoussoir alarme. Le relais se desexcite.Brancher les piles. Verifier qu'en absencede secteur, les afficheurs s'eteignent. A laremise sous tension, l'heure dolt etre tou-jours correcte.
Le seul reglage consistera a ajuster C5pour obtenir le 50 Hz. Un frequencemetrepermettra facilement ce reglage. Sinon,en s'armant de patience on pourra proce-de par tatonnement.
II est rare de trouver des circuits inte-gres neufs defectueux. Aussi, si votre hor-loge ne fonctionne pas, it y a fort a parierpour que ce soit un defaut de circuitimprime, de cablage, ou une erreur decomposants.
Si vous travaillez correctement, votrehorloge fonctionnera aussitot des la misesous tension. Elle pourra facilement com-mander une radio, une chaine HiFi oun'importe quel apparel! electrique pourvotre confort.
Daniel ROVERCH
Liste des composantsRI : 3,3 kSl (orange, orange, rouge)R2 : 47 kil (jaune. violet, orange)R3 : 27 kll (rouge, violet, orange)R4 : 27 id/ (rouge, violet, orange)R5 : 33 Ic52 (orange, orange, orange)Rg a R13 : 3,3 kS2 (orange, orange, rouge)R14 a R21 : 470 12 (jaune, violet, brun)R22 : 3,3 k!2 (orange, orange. rouge)R23 : 1 kS2 (marron, noir, rouge)C1 : 470 itf 25 VC2 : 100 µF 25 VC3 : 10 pFC4 : 100 UF 10 VC5 : 10/40 pF ajustableCe : 4,7 nFD1 a De : 1N14004, 4006D7 : zener 3,4 V 1/2 W
De 8 D13 : 1N4004, 4006Ti a T4 : 2N2219, 2N1711T5 : BC109ATg : 2N2905ACl1 : ICM 7038AC12: TMS 3874N11 support OIL 181 support DIL 81 relais Siemens 2RT 12 V1 quartz 3.2768 MHz1 transfo 12 V 5 W1 afficheur TIL 3701 coffret Teko 3333 poussoirs a contact travail1 interFils, visserie, picots, etc.
Tivntm144.4eclos
RIAUISATIONSA TRANSISTORS
20 montages11.**J. F{GH I ERA
ed,titkno Tothalaue at Stiant.lidaa Frracaisaa
REALISATIONS A TRANSISTORS(20 montages)B. et J. Fighiera
Schemes de principe, implantations deselements traces des circuits imprimes, lis-tes des composants sent autant d'610-ments destines a faciliter la tache de('amateur qui exprime le desir de realisergrace aux a transistors a quelques monta-ges simples et economiques.
Alimentation simple avec filtrage etreglage de la tension un triangle routierlumineux - un detecteur de verglas - unrepetiteur sonore de direction - signalise-tion acoustique de la mise en service desfeux de recul - un radio -tuner - un pream-plificateur OC - un relaxateur electroni-que un generateur BF a trois transistors- une boite de mixage un metronomesonore et lumineux - un preamplificateura volume constant - utilisez un haut-par-leur comme microphone - le statomusic -un seul transistor pour ce temporisateur- une boite de distorsion avec correcteurde tonalite - un labyrinthe un detecteurde metaux - tin ouvrage-techni-pochenombreux schemes 128 pages. Prix :21,00 F.
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W 22 - nouvelle Mope - Page 12
E stroboscope est unappareil indispensable
pour regler l'allumage sur unevoiture ou une moto. En effet,it est souvent difficile dedeterminer le moment exactou se produit l'etincelle. Lestroboscope, retie.' a la bougie,permet de distinguer tres net-tement les reperes d'avancelorsque le moteur est en mar-che. Le montage que nousvous proposons est particulie-rernent simple a realiser.
STROBOSCOPE tres simplePrincipe de /'appareil
La piece essentielle du stroboscope estle tube a eclat. Celui-ci contient un gazrarefie, non conducteur de l'electricite. Sil'on connecte un condensateur charge la350 V par exemple) aux bornes du tube, itne se passe donc rien.
Mais si l'on porte ('electrode centrale Aun potentiel tres eleve, cetle-ci va creer unchamp electrique dans son voisinage, cequi va ioniser le gaz contenu dans le tube.Celui-ci devient alors conducteur et le
condensateur se decharge en produisantun eclair lumineux comparable a celuid'un flash.
L'astuce du montage consiste a utiliserla haute tension, alimentant une bougiedu moteur, pour declencher les eclairs.
Les reperes d'avance, eclaires par inter-mittence, en synchronisation avec l'etin-celle de la bougie, paraltront fixes et indi-queront alors le moment précis ou se pro-duit cette etincelle.
Analyse du schema
Ceiui-ci est tres simple Noir fig. 1).Le condensateur CI se charge en cou-
rant continu i3 travers RI et le pont de dio-des.
HT
Fig. 1. - Schema de principe complet du stroboscope destine aureglage de l'avance a l'allumage.
La haute tension, presente a la bougie,lore de l'etinceile, est appliquee a l'elec-trode de dectenchement du tube a eclat etprovoque la decharge periedique ducondensateur.
On notera quo la tension efficace dusecteur etant 240 V, la tension maximaleest par centre : 240 x V2 = 340 V. Ondevra donc utiliser un condensateur stan-dard supportant 400 V.
La resistance R2 decharge le condense -
tour iorsque ('appareil nest pas utilise,
Realisationpratique
Malgre le peu de composants, on a uti-lise un circuit imprirne en verve epoxy, 11est represents a la figure 2 (implantationdes campus -ants figure 3).
Les pistes cuivrees kart bien deca-pees, avec une gomme abrasive parexemple, les diodes pourront etre sou-dees rapidement sans risque de sur-chauffe, fl faudra faire attention au sansdes diodes, ainsi qu'a celui du tube. Letune comporte en effet un point rouge quisera connecte au + , sinon le declenche-ment des éclairs se fern mal.
Page 124 N' 22 reouvelle eerie
Q
ratSTROIOSCOPE
uulathier 2200
rapers rouse
fil isole HI
Fig. 2. et 3. -- Le montage a fait robjet du trace d'un petit circuit imprime qui se reproduira facilement, a!'aide d'elements de transfert. Cote implantation, on veillera a l'orientation des diodes
Le fil haute tension doit etre tres bienisole. On utilisera par exemple un cableantiparasite pow bougie.
Le tout sera introduit dans un tubecyfindrique en matiere plastique servantde boTtier.
Photo 1. -Les quatre diodesdevront etre judicieusementoriente es.
Photo 2. - La mise en place du tube Photo 3. - On utilisers des'effectuera avec precaution. preference du fil a haute isolation.
Utilisation
La connexion a la bougie pourra se fairepar une petite eoingle enfoncee dans le filantiparasite. (II faudra prendre soin de laretirer we's les mesures.)
Apres avoir connects le stroboscope ausecteur eta la bougie, mettre le moteur enmarche.
Les reperes d'avance, ainsi que lesarbres de transmission paraitront alorsimmobiles.
Enfin une recommandation impor-tance l'appareil fonctionnant avec destensions dangereuses, ii faut etre prudentlors de son utilisation et en particulier soi-gner l'isolation.
Guy DUNEAU
Liste des composantsR,: 4,7 kn 5WR2 2,2 MS? 1/2 WC1 : 1.0F / 400 V01, 102, 03, 04 : 1N4007
1 tube a eclat 40 joules1 prise male secteurfil isole haute tension (fil de bougie parexample).
N' 22 - nouvelle sane Page 125
DANS cette serie &articles, nous essayerons d'expliquerle microprocesseur dune maniere concrete. Partant de
notions qui font partie de la a logique v de la vie courante,nous passerons progressivement aux particularites parfois unpeu abstraites de la micro-electronique. Cela, non seulementpour faire comprendre le fonctionnement du microprocesseura nos lecteurs, mais aussi pour definir ses possibilites d'appli-cation, ses particularites d'utilisation et ses modalites demise en oeuvre. Les connaissances ainsi acquises vous suf-firont pour savoir choisir un type de microprocesseur, pourlire sans difficulte sa documentation, et pour vous retrouverfacilernent dans son langage de programmation.
La cie du microprocesseurI - LA CUISINED'INFORMATIONS
II existe quelques centaines de types demicroprocesseurs dans le commerce, ettous different sur des details plus oJmoles impor tants. Pour s'y retrouver, it
faut connaitre un certain nombre degeneralites qui ne sont pas applicablesimrnediatement, mais qui sont indispen-sables pour comprendre la notice d'utili-sation d'un systerne donne.
Ces generalites concernent ce que tousles microprocesseurs ont en Common ilstraitent des donnees qu'on y entre e toutes trues e pour sortir un produit elabore,en fonction dune instruction ou d'un pro-gramme. Exempla de la calculatrice depoche : on y entre, comme a donnees »,deux chiffres, et on demande un a resultatelabore e, qui est, par exemple, la somrnede ces deux nombres.
Mais le microprocesseur sort A fairebeaucoup plus que des additions. 11 peut'etre votre partenaire dans un jeu, decodertin signal lelegraphique, doser le freinagedes quatre roues dun vehicule, etc. Danstous ces cas, des programmes specifiquesfont quo les informations recues sontcuisinees a de facon differente.En fait, dans une vraie cuisine, it y a des
!Aches de gestion, de manlitention et decommando de machines qu'un micropro-cesseur pourrait tres bien assurer ! D'oiirexemple qui suit. a base gastronomique,at qui esquisse le fonctionnement d'unmicroprocesseur tout en montrant la
coreplexite dont est capable.
L 'essential,crest la cuisine
Dans le paysage micro-informatique dela figure 1-1, la cuisine figure tout en bas,et elle represente le microprocesseur pro-prement dit. En effet, un microprocesseurnest guere utile tout seut, et it faut lecompleter par le reste du paysage. pourobtenir un micro-ordinateur (microcom-puter). Cependant, ce n'est que dans lacuisine qu'on pratique ce a traitementd'informations dont nous ferons plusample connaissance par la suite.
A droite, le paysage comporte lesmemoires ». L'une d'elles s'appelleBibliotheque des Recettes de Cuisine >>
et c'est tine memoire non volatile, oumemoire morte IROM, read onlymemory), ce qui veut dire que les recettes(ou instructions) qui s'y trouvent. seconservent parfaiternent, meme quand oncoupe le courant. Bien entendu, ces recet-tes ou instructions concernent ce qui peutse trouver dans l'autre memoire, leo Depot Frigorifique e, qui est unememoire volatile ou vive (RAM, randomacces memory), et ou on met les aliments,c'est-a-dire les donnees a traiter, li esttres facile de changer les contenus descases de cette memoire, alors que ce n'estqu'en refaisant tout le programme qu'onpeut modifier les documents de la biblio-theque. Mais la contenu du clepOt frigori-fique se perd, evidemment, quand on ycoupe le courant pendant un nombre exa-Ore de nnicrosecondes.
La partie gauche du paysage est occu-pee par les a organes periphenques » dumicro. ordinateur. On y trouve tin guichetde livraison ou on a entre les donnees aquand l'epicier ou le Boucher apoortenr[curs merchandises. Et il y a aussi et sur-tout, la celebre Aubergedu Zero Dore quiest lea port de sortie a, c'est-aclire le lieud'utilisation des tionnees qui ont ate trai-tees par le microprocesseur. Bienentendu, le microprocesseur ne traite pasdirectement des donnees culinaires, maison pew imaginer qu'il commando desapparel's de manutention, des fours, desplaques de chauffage, des ouvre-boites etdes tire houchons electriques, des remuesauces, des aioute- vinalgre, des saupoudreuses de gruyere, etc., et ce en fonctiond'un programme que le client de l'aubergeaura choisi par sa commando. Lafigure 1-2 rnontre is console de corn-rnande dont if dispose a cot effet.
En attendant le bus
Lea bus des donnees a de la figure 1-1est evidemment chargé du transport desinformations et des merchandises.Comma ce vehicule comporte 8 placesnumerotees, it est prevu pour un micro-processeur a 8 bits a. Cest-à-dire que lesinforrnai ions qu'il traite doivent normale-ment etre disposees sous forme dunesuite de huit chiffres, compose unique-ment de 0 et de 1 (systeme binaire, telqu'on I'apprend a l'ecole)
N° 22 nouvelle sepia Page 127
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AUBERGE DU ZERO DORE
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CUISINE
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1 Li....EADIp PtEa..i. . Clio ..!61,r f
Par consequent, le client de l'aubergedolt faire 52 commande en tapant sur sonclavier quelque chose commien 01101001 a. Le bus charge alors cet« octet »(byte) de huit chiffres, en respec-tent bien leur ordre, sur ses places nume-rotees, ll les amene a la cuisine, le cuisi-nier analyse l'ordre recu et met le comp-teur ordinal sur un numero, qui corres-pond au debut du programme de recettesdont on aura besoin. Aussitert, un voyants'allume au-dessus du guichet correspon-dent de la bibliotheque des recettes, et lebusy lance. II copse le rensergnementy trouve « atter a la case 110001 dudepot frigorifique et prendre unetomate a. Retour 6 la cuisine, oU le chef -qui ne se souvient plus si la livraison destomates a eu lieu - demalcle d'abord aubus de verifier si le contenu de cettecase 110001 est « different de zero a. Srour, le prochain pas cu programmeconsiste clans la commande d'un apparel!de manutention qui place une tornate surune table de Travail, puis on a decre-rnente » (soustraire une unites le cnntenude la mernoire des tomates (1100011.pour avoir un « inventaire permanent a dustock. Par la micro -instruction suivante,on commande un engin qui coupe latomato en tranches, puis on prepare lavinaigrette. etc.
Bien entendu, le bus ne peut prendrequ'une seule instruction 6 la fois. Quand
l'a executee, Ii retourne a la cuisine, airle chef fait avancer le compteur ordinal_Comme ce compteur commande lesvoyants d'adresse des mernoires, le busreconnait aussitot sa nouvelle destination,et it s'y rend a toute vitesse. Lorsqu'il y estarrive, it peut, suivant le cas, copier uneinstruction (en bibliotheque). retirer desdonnees qu'll aura precedemment stoc-kees, [ors de la livraison, et aussi compa-rer,
Adresses Instructions
00110001 a 00111000 a Preparation d une cote de port; a).00111001 « Demander au client s'il veut de la sauce a.00111010 u Si non, alter a 01001001 sr our, a radresse our
suit a.00111011 A 01001000 a Preparation dune sauce oiquante a.01001001 a 10010111 « Preparation dune purée mousseline a.-
Fig. 1-3
Adresses Instructions
a 00011100 « Prendre une tomate et la mettre sur la table a.T0001000000011101 6 00100011 a Examiner la tomate »_
00100100 « Si elle est mauvaise, la reieter et retour a
00100101 a 0011001100010000. Si non, a.ler a l'adresse qui suit a,?( Couper la TryThite en trenches a,
Fig. 1-4
Exemple comparer le contenu de lamemoire a tomates n au chiffre 50, et sice contenu est inferieur 6 50, se brancher6 un programme a machrne a ecrire » quiredige une lettre de commande au four-niSSeur,
II existe egalement plusieurs possible-tes quant au mode de maniement ducompteur ordinal. En absence d'instruc-tion partieuliere, le a chef a le fait avancerd'Un numero au suivant, et it « adressealors, par l'allumage des voyants succes-sifs, les guichets correspondents de labibliotheque. Mars trouve, dans run deces guiehets, l'instructron a seer au110001 du frigo a, it faut evidemment
mette son compteur sur ce numero.II se pout aussi repoive, du restau-rant, une commande telle que a cote depore puree, sans sauce a. II va alors suivrenormaiement son programme tadressersuccessrvement les guichets bibliotheque)jusqu'a ce qu'il arrive a la partie a sauce ade ce programme, qu'il sautera par undeplacement d'adresse en avant.commie le montre la figure 1-3. Mars lecontraire est egalement possible : admet-tons qu'll trouve que la tornate, doitcouper en tranches, est avariee(il dispose,pour cela. d'un detecteur opto-oleo-elec-tronique avec un programme special), vaalors effectuer un deplacementd'adresse en arriere, ifig. 1-4) pour pren-dre une nouvelle tomate. Et s'il la trouve
encore avariee, it referme encore sa boucle de retour, quitte a repeter la rnanceu-vre, jusqu'a ce que ses exigences sorestsatrsfaites. A morns que cela ne se ter -mine par l'epuisement du stock, dOUdeplacement d'adresse vers un pro-gramme d'excuses, a presenter au client,puis redaction dune lettre enflammee aufournisseur.
Rapidite et intelligence
On aura sans doute cornpris que lecharmani vehicuie de la figure 1, le a bus.des donnees », est en realite uneconnexion electrique, a hult fils, s it s'agidd'un microprocesseur a 8 bits a ill existtegalement des microprocesseurs de 2. d4, de 12 et de 16 bits. mais ce sont ceude 8 bits qu'on utilise le plus souvent),
En tent que signal electrique, ce a busavance done a la vitesse de la lumiere,la commutation electrique peut etre sufifisamment rapide pour qu'il puisse y avoitiun depart de bus toutes les quelqui*microsecondes. meme dans un microprolcesseur relativement lent. Pour avoir untidee de cette cadence de depart,nez-vous que vous vous trouvez place del'Crpera, et que vous voulez vett- passer uric;nombre de bus a 27 a egal a celui dexa bus a qui circulent dans un microproceS-zsour pendant une seconds.
Page 130 - N° 22 - nouvelle sere
Cependant, le microprocesseur dos-sede une caracteristique qui est encoreplus etonnante, plus inattendue, plusincroyable que sa vitesse. En effet, cettevitesse est limitee, mais ce qui est illimite,absolu et parfait, c'est sa stupidite. Pourl'homme, ce manque entier d'intelligenceest aussi deroutant qu'impensable, aussiimprevistble que pesant, si bien que laprincipale difficulte cf utilisation du micro-processeur reside dans le degre inimagi-nable de son idiotie. II faut tout lui dire, itne se souvient lama's de rien, et pour luifaire accomplir les taches les plus simples,it faut lui faire executer mute une serie demicro -instructions.
Le microprocesseur. c'est l'informati-que du pauvre. Ce qui irnplique. d'ailleurs,qu'il est interessant pour un nombre bienplus grand de gens. que ce n'est le cas dela a grande informatique ». Mais celaimplique aussi que l'utilisateur ne peut
profiter de sa grande rapidite qu'en ymettant de sa propre intelligence, dumoins lors de la programmation, souventaussi lors de ('utilisation.
En somme, le mariage entre l'homme etle microprocesseur peut engendrer unrejeton qui elite ('intelligence de Fun a laramdite de l'autre. Mais helas, les lots del'heredite dune part, les resultats de labo-ratoire de l'autre, demontrent qu'il fautbeaucoup de tentatives pour y arrrver. Etsouvent, on constate que c'est d'abord lalenteur de run qui se trouve agrementeede la stupidite de I'autre.
Ce que cache le paysage
Pour l'homme, les choses se compli-quent déjà, quand iI s'agit de passer de ladiversite du paysage de la figure 1-1, al'austerite du schema electrique equiva-
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Fig. 1-6
N. 22 - nouvoile Ore Page 131
lent que presente la figure 1-5. 11 n'y aplus que des liaisons electriques, les huitfils du bus des donnees (caracterisant lea nombre de bits a du microprocesseur),et les fils du a bus d'aciresses a quidevront evidemment etre rfautent plusnombreux que le programme est pluslong.
Suivant un macanisme qu'on etudieraplus loin, le microprocesseur joue sur lesfils du bus d'adresses de facon 6 no vali-der qu'une seule adresse A la fois, a unmoment donne, L'organe adresse, ROM,RAM ou peripherique, met alors le busdes donnees en communication avec lecontenu de cette adresse.
Le schema de la figure 1-6 iltustre leprincipe de cette a mise en communica-tion a avec le bus des donnees. On y arepresents quatre ti cases de memoire ncomenant chacune un a mot a de 8 bits(octet, byte). Le contenu de cheque caseest donne par la position des interrup-teurs de programme. Si on suppose quils'agit dune ROM, les interrupteurs ontete places une fois pour routes, lors de lafabrication ou de la programmation de lamemoire. Dans le cas dune RAM. dontl'architecture est plus complexe, on poututiliser les signaux que le microproces-seur envoie sur le bus de cionnees, pourmodifier la position de ces interrupteurs.Pour cela, ii doit aussi envoyer un signalcorrespondent sur sa ligne a lecture/ ecri-ture a (fig, 5). Lenvoi de ce signal estautomatique (en fonction de (' instruction),l'utilisateur n'a done pas a s'en preoccu-per.
Le circuit de la figure 1-6 est vaiablepour une lecture en memoire. Pour qu'onne lise qu'une seule adresse a la fois, ondispose dune serie d'interrupteursd'adressage qui sont ctuples, mais donton ne peut manceuvrer quun soul, la fois.Ce(ui qui se trouve en service A un instantdonne valide a l'adresse courante », cvest-a-dire ('adresse dont on veut lire lecontenu, soft l'adresse 001 dans le cas dela figure 1.6, Le contenu de cetteadresse, on pout le lire en commutant unohm metre successivement sur les huit filsdu bus des donnees. En tournare co corn-mutateur de gauche a droite, on lirait ainsi10010111, comma contenu de l'adressecourante.
Ce a mot a, 10010111, pout etre uneinstruction ou, plus exactement, unemicro -instruction, c' est-a -dire peu prolixeen details. Elle signifiers, par exemplePage 132 - N 22 nouvelle aerie
a ajouter a, et c'est par d'autres instruc-tions, prealables ou ulterieures,convient de specifier les adresses o6 setrouvent contenues les a operandesc'est-b-dire (es quantites qu'on veut ainsiajouter Tune a rautre.
Les cases de memoire ont des numerosdu genre 01101001, et les contenus deces a adresses n s'expriment par desnurneros dun genre tout A fait identique.II est evidemment tits important de nepas confondre l'adresse et son contenu,et ce, then que le contenu dune adressepout parfaitement etre une autreadresse ! En effet, souvenez-vous de latomato qu'il faltait chercher a lacase 110001. En pareil cas, it est neces-same d'exprimer ("instruction sur deuxctets, et de les mettre dans deux casesconsecutives de la memoire. Le premiercontient un code qui signifie a diminuerdune unite le contenu de l'adresse quisera indique par (octet suivant ». Cesecond octet contiendra alors l'adresse(ou un cleplacennent d'adresse), soil00110001, puisqu'il faut ajouter deuxzeros (non significatifs) pour avoir unoctet complet. Et quand le numerod' adresse est trop eleve pour qu'on puissel'exprimer sur 8 bits, on dolt utiliser uneinstruction a trois octets. e plus, II y aa l'adressage indirect a, Cola se passe unpeu comme dans certains romansd'espionnage, of :1 le celebreJames Bond 001 trouve dans sa boiteaux lettres, une adresse a 5, rue de laPomme a, oU II se rend pour recevoir('adresse a 6, rue de la Prune n, etc.
Les ustensilesde cuisine
Le fourneau de la cuisine, dans lafigure 1-1, ne comporte qu'une seule pla-que chauffante. Cola veut dire que lea chef a ne pout faire qu'une chose a lafois, et c'est la une difference essentielleavec la logique habituelle, dite logiquecablee. Dans le cas d'un compteur a cir-cuits TTL, par exemple, it est parfaite-ment possible de s'arranger pour qu'aumoment oil II compte a 1 000 n la mise azero des trois decades soit strictementsimultanee. Un compteur a microproces-sour est incapable de cette performance,car it devra faire appel a plusieurs casesde memoire pour compter jusqu'a 1 000,et i( ne pourra appeier les contenus de cescases que l'un apres rautre.
Pour pallier les inconvenients de cetraitement sequentiel, le chef diSpose,dans sa cuisine, dune table de travail etde quelques recipients. Dans un vraimicroprocesseur, cola s'appelle desa accumulateurs a (on pout y accumulerdes donnees qu'on veut traitor) ou a regis-tres n (on pout y enregistrer ces donnees),sans qu'il y Sit, entre les deux, une diffe-rence essentielle.
Le chef dolt dojo faire appel a ses reci-pients, accurnulateurs ou registres, quandd s'agit simplement d'additionner lescontenus de deux cases de memoire. Enpareil cas, le programme dolt etre concude facon a ce qu'il y alt d'abord un rappeldu contenu de la premiere memoire, on lamet dans un recipient pour y ajouterensuite le contenu de l'autre. Des opera-tions directes a memoire-memoire a nesont possibles qu'avec certains micropro-cesseurs 16 bits (Texas Instruments).
Les recipients sont egalement utilesdans le cas dun apparel( du type a remue-bouillie » qui dolt, par example, remuer256 fois une soupe qui se trouve sur lefeu. On met alors le nombre a 256 a dansun registre, et a cheque tour du remue-bouillie, it y a fermeture dun contact elec-trique. On communique, au moyen duprogramme, l'adresse (ce sera uneadresse de peripherique) de ce contact auchef, pour qu'il le survellle constamment.et pour qu'il enleve une unite du registrecheque fois qu'il se ferme. Quand le regis-tre se trouve ainsi vide, le chef saura qu'ilfaut couper le a remue-boullie a, etc.
Mais si un tour de a remue-bouillie adure 100 ms, le chef disposera bier de99,8 ms, entre cheque tour, pour faireautre chose. Pourvu qu'il dispose d'assezde registres, le chef pourra alors faire('addition du client qui veut partir, surveil-ler la sonnette du guichet de livraison,verifier son stock de concombres, etc.
Les soucis de programme
Comment un programme se deroule, onlra dela vu, a peu pres. Rassurez-vous, desprecisions vont suivre. Mais commentetablir un tel programme ?
C'est encore relativernent simple,quand l'ordre chronologique des traite-ments est previsible. C'est-a-dire quandtaus les fournisseurs arrivent avant midi.les clients seulement awes, et quand letravail du cuisinier nest a commencer que
Fig. 1-7
Debut du
preV same
Fare I idd.tonet rdbad.ter
veer, Si in
cheat teetinbede
lorsque tous les clients ont donne leurcommande. Dans ce cas, on commencepar le nettoyage matinal du depot frigo-rifique (faire le zero dans toutes les casesde la RAM), puffs on entre, tranquillement,au fur eta mesure de leur arrivee, les sal-sifis, cotes de pore, haricots verts, sardi-nes 6 , Thuile et autres salades. Bienentendu - faut- I encore le preciser ? - onnentre jamais de la salade directementdans un microprocesseur. Pas au senspropre, du moins. Mais on utilise le micro-processeur pour une teche de gestion,permettant de faire connaltre a toutmoment l'etat fun stock soit a un etrehumain, soit a une machine qui utilise cestock, ne serait-ce que pour la couperquand it n'y a plus rien.
Quand I'ordre chronologique des eve-nernents nest pas connu, on a le choixentre les procedes d'interruption et deboucle d'observation. Le premierconsiste a stopper net tous les mouve-ments du chef, quand, par example, unfournisseur sonne au guichet des livra -sons. Pour que le chef sache de qui il
s'agit, une adresse doit etre presentee parI'organe interrupteur, ce qui suppose unecertaine intelligence de sa part. De plus,de retour dans sa cuisine, le chef a, pardefinition, taut oublie de ce qui se faisaitavant, et il risque donc fort de mettre lebordereau de livraison qu'il went de rece-voir dans le pot de confiture de groseilles.Le procede d'interruption demande donecertaines precautions de programmation.On peut notamment interchre toute inter-ruption a certains moments, ou ne l'auto-riser, a d'autres, qu'apres sauvegarde ducontenu des recipients (accumulateurs,registres) dans le frigo. II faut aussi qu'Ala fin de l'inte-ruption, le chef retrouvebeen l'adresse (du programme courant)qu'il allait attaquer lorsqu'on l'a appele.
Dans certains microprocesseurs (2650,RTC-Signetics), Cast automatique, avantson depart, le chef met cette adresse surla « pile des adresses de retour a (dans lacuisine, fig. 1-1/, ou il la retrouve en reve-nant. Dans le cas d'autres microproces-seurs, it faut annenager specialement unpetit coin de la memoire pour ces adres-ses de retour (d'interruption et aussi desous -programme).
La seconde methocle, celle de la boucled'observation, est applicable, quand letravail du chef comporte de larges pau-ses, comma dans le cas due remue-bouil-lie a, cite plus haut. On peut alors etablirune boucle telle qu'elle est illustree parl'organigramme (flow -chart) de lafigure 1-7, et qui scrute successivementdivers organes peripheriques. Ces orga-nes Want alors pas besoin de presenterune adresse, car east le programme quifournit toutes les adresses auxquelles lechef doit se rendre successivement.
Sauces a repetitions
On sert la sauce blanche, dit le livre decuisine, avec des asperges, des choux-fleurs. des poissons bouillis. Le pro-gramme de ces trois mets devrait donc,cheque fois, comporter une parne com-mune, consacree a cette sauce. Commacela demanderait un assez grand nombrede cases de bibliotheque, et pas mat detravail de programmation, on a avantagea memoriser la sauce blanche sous formed'un sous -programme. C'est-A-dire quedans le programme, par exemple, desasperges, le chef arrivera, en allant pro-gressivement dune case a l'autre, a unmoment donne a la case 01001001 de la
bibliotheque, oit it trouve l'instruction :mettre l'adresse suivante (01001010) surla pile des adresses de retour, et alter, ensous -programme, a l'adresse 01111000,A cette nouvelle adresse, on Iui ordonnede faire fondre 30 grammes de beurre,d'y melanger 40 grammes de farina, etc..jusqu'a ce que la sauce soot prate. Dans laderniere case de son sous -programme, lechef trouve alors l'instruction : alter a
l'adresse qui se trouve sur la pile desactresses de retour a, et il poursuit alorsson programme a asperges a. De la memefacon, le sous -programme a sauce blan-che a peut etre appele par le programmedes choux-fleurs ou par ceux des pois-sons bouillis. Comme le chef note, a che-que fois, une adresse de retour differente,it continuera hien, apres la preparation dela sauce, le plat qu'il avait commence.
Vlais la plupart des sauces, on ne lacreussit qua si on remue. Ainsi, cet appareilmentionne plus haut, lea remue-bouillie a,peut faire ('objet d'un sous -sous -pro-gramme auquel on fait appel pour les sau-ces blanche, béchamel, hollandaise, etc.Ce qui n'empeche que cette suite d'ins-tructions a remue-bouillie a peut devenirsimple sous -programme si on l'appelledirectement de celui de la pomme mous-se ine ou du riz au lait, ou encore devenirun sous -sous -sous -programme, dans lecas d'un plat plus complique.
Au retour de cheque sous -programme,le chef enleve l'adresse qui se trouve surle haut de sa pile. S'il y en a une en des-sous, il en fere autant quand it trouvera,la prochaine fois, l'instruction a retour desous -programme a, etc. Certains micro-processeurs (comma le 2650, RTC,Signeticsl admettent ainsi jusqu'a huitniveaux d'imbrication de sous -program-mes. Dans d'autres, ce nombre peut etretheonquement plus grand, mais la proce-dure nest pas automatique, c'est-A-direque ('emplacement pour la pile des adres-ses de retour n'est pas prevu dans la cui-sine. II faut alors prevoir, en bibliotheque,des instructions qui ordonnent au chef demettre ses adresses de retour soil dansses recipients, soit dans certaines casesde la RAM.
I faut bien distinguer entre un branche-ment a sous -programme (avec retourun autre programme) et un branchementdirect qui est un saut dune ou plusieurscases de bibliotheque, en avant (corn-mande a sans sauce a) ou en arriere toren-dre une autre tomate).
W 22 - nomelle stele - Page 133
Evitons les longueursfastidieuses
On pout dire quo la micro-electroniqueest quelque peu inhumaine du fait de sestupidite. Cola ressort notamment dupupitre de commande de is figure 1-2.Du point de vue technique, c'est simple,car it y a un minimum de fils a installer.Mais ce oeuvre client qui doit taper la-dessus toute une sere fastidieuse de 0 a1 l Et s'il ne se trompe edune fois, it ris-que bien de recevoir des spaghetti vinai-grette a la place de son steak frites.
La premiere simplification (pourl'hornme, donc complication pour lamachine), consiste clans ('adoption ducode hexagesimal. Pour cola, on divisechaque octet en deux groupes de 4 bits,et an designe par un code de 16 symboles(de 0 a F, voir tableau ci-dessous) les16 valeurs numeriques qu on pout expremer par ces 4 bits.
Code hexagesimal
Valeurbinaire
Valeura hexa ,'
Valourdecimale
0000 0 00001 1 1
0010 2 2
0011 3 3
0100 4 40101 5 5
0110 6 60111 7 7
1000 8 81001 9 91010 A 101011 8 111100 C 121101 0 131110 E 141111 F 15
L'ennui. avec ce systeme, c'est qu'on atoutours tendance a revenir a la notationdecimate de son enfance. et de dire quo8 + 7 = 15, alors qu'on a hexa », 8 + 7= F. Mats tant qu'on n'a que des com-mandos a rentrer, cette difficulte ne jouepas. Ainsi, la commands du steak frites,dont le code serail, par exemple,('octet 00011111, pourrait s'exprimer, en« hexa », par a 1 F )). On pout donc tres rapi-dement entrer une tulle commando sur unclavier qui devra evidemment avoir16 touches. En fait, on ajoute souventPage 134 ar 22 - nouvelin sdarie
Ell El EE El El LEELIEDREDO
ARNO-
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Per. amalion
Rooro,
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Fig. 1-8
quelques touches supplementaires a untel clavier, pour des fonctions dont on ris-que cravoir besoin frequemmeni. Ainsi,les tables de l'Auberge du Zero Dorepourront comporter des pupitres de corn-mande semblables a celui de la figure 1-8.
A certaines inscriptions pros, ce clavierressemble a celui des petites unites dedeveloppement qu'on trouve dans lecommerce et qui servent, ainsi qu'on leverra par la suite, a mettre au point, aexperimenter et a executer des program-mes (de gestion, de jeu, de tactics domes-tiques, etc.)
Le pas suivant, dans revolution du Ian -gage, c'est le clavier alphanumerique(comme celui dune machine a Ochre) etqui permet d'entrer les commandos eno code nnnernonique a (mnenno). Cest-a-dire, au lieu d'entrer «lF» pour le steak fri-tes, on tape les lettres dune abreviationconvenue, par exemple STK FRT, et leclavier commando alors un microproces-sour qui Iradui t en a 00011111 a, puis itachemine cola vers un autre microproces-seur qui fait, lui, la cuisine.
Certes, STK FRT est plus long a taperquo macs c'est plus facile a retenir.On n'a donc plus besoin de consulter unItvre de code avant chaque commando.
La facon la plus evoluee, c'est de neplus proceder a a la carte a, mais de corn -mender, en bloc, tout un menu. Ouencore, de commander une a pizza mar-gherita », au lieu de specifier mutes sortesdingredients. Pour cola, on doit disposerdun x assembleur ii et d'un a editeur a quise chargent de tout le programme del'affaire, a condition, bien entendu, qu'onles ait programmes pour cela auparavant.
Mais la, on est déjà dans le domaine dela Grande Informatique, oU l'utilisateur n'aplus tenement besoin de comprendre ce
qu'il se passe a rinterieur de Fengin. II sof-fit qu'il puisse se l'offrir.
L'informatique du oeuvre est plus exi-geante, et it va falloff assim her encore pasma) de details. avant qu'on puisse vrai-ment profiter de sus enormes possibilites.
H. SCHREIBER
HIFI STEREOMOUES
CHEZ VOTREMARCHAND
DE JOURNAUX
CHAOUE MOIS
/PenaLIGHTSHOW
MUSIQUE
Les caracteristiques de certains multimetresdigitaux vous font raver mais
vous ne disposez que d'un classiqueis 20 000 12/V n aux performances
souvent trap modestes pour mener 6 hiencertains montages : nous avons donc
concu pour vous ce petit amplificateursimple et sir qui va enfin vous permettre
de mesurer des dixiernes dahms, desdiraines de rnegohma, des centaines
de nanoamperes, des dixiernes de millivoltsou encore des dizaines de volts mais
avec une resistance d'entree de 20 MY.2Lame du montage est un ampli
operationnel BI-FET c'est-a-dire un genre de 7416 impedance d'entree quasi infinie.
Enfin, Get appareil qui s'intercale entrela mesure et le controleur vous reviendra
a mains de 70 F, boitier compris.
Perfectionnez votre CONTROLEURPrincipe defonctionnement (fig. 1)
Le BI -F ET CI, est monte en amplifica-tour de tension non-inverseur avec troisgains commutables x 1, x 10 et x 100: sasortie Vs est branches sur le controleurtoujours en position voltmetre.
Le CI etant aliments en ± 9 V, cettetension de sortie ne clepassera pas± 7,5 V environ ce qui nous assure unebonne Imearite avec des potentielsd'entree ne clepassant pas ± 6,5 V, hienclue l'entree puisse <s encaisser K unetension accidentelle de 30 V.
sur-
Mesure des tensions continues (fig. lc)
Pour les potentiels inferieurs a 6,5 V laresistance d'entree est de 2 MSI et le gaindu CI pout etre x 1 ou x 100, ce qui per -
met de chiffrer des dixiemes de millivolts.Un pont diviseur par dix pourra rnesurerdes tensions jusqu'a 65 volts mais dansce cas avec une resistance dentree de20 MSS, et toujours avec le choix du gainx1 ou x 100,
Par exemple, une tension de 0,27 V auxBarnes dune resistance de 1,5 non nepout etre mesuree qu'avec 20 MS?dentree : on utilise alors le diviseur pardix et le gain x 100, sort un gain global de100/ 10 = 10 el on lira 2,7 volts sur lecontroleur.
Celui-ci etait jusqu'a present incapabled'effectuer une telle mesure car sonentrée (ou resistance interne) de 20 kS2aurait pratiquement court -circuits cetteresistance de 1,5 M!2, et laiguille n'auraitnneme pas bouge t S'il s'agissait de mesu-rer 1 V sur une resistance de 22 RU, cecontroleur indiquerait 0,5 V, tandis qu'en
intercalant notre appareil avec son entréenormale de 2 MS2 et g = x 1 nous iironsla tension 'eelle de 1 volt,
La mesure des faibles resistancespresente un interet Onorme, notammentpour verifier des lignes de masse en BE etla qualite de contacts electriques. En effetune resistance parasite de 0,4 2 sur uninter 220 V/ 10 A va degager une puis-sance thermique (et destructricel de 102x 0,4 = 40 watts, autant qu'un fer 6 sou -der. Or cur le cadran de votre controleur,0,4 S2 represents moms de 0,5 mm. ;ride-celable.
Comme le montre la figure la. nousfaisons passer un courant de 10 mA dansla resistance inconnue et nous prelevonsla tension a ses homes et le CI la multipliepar 100. En sortie nous avons done
Vs = R x 0,01 x 100 = RN° 22 - nouvelle eerie Page 135
R,
.7) 6C')
MICRO -AMPEREMETRE
O
g.)
Fig. 1. - Schemes de principe des differentes possibilites offertes parl'adjonction d'un amplificateur BI-FET a un controleur « banal ».
soil 1 volt par ohm et 0,4 S2 se lit alorsfacilement, et avec une precision supe-rieure a celle des digi-taux dont le premier calibre est, dans lemeilleur des cas, 200,0 5.2 ± 0,1 52. Pourles resistances comprises entre 6 et 60 S1on abaisse le gain a dix et nous avons1 volt par 10 51 en sortie.
Pour les faibles intensites, le premiercalibre de tous les controleurs est 50 RAavec 3,5102 en serie, constitues par laresistance du cadre du galvanometre, soitune division par 1iA. Avec noire montage,le courant a mesurer traverse une resis-tance exterieure de 1 000 52 et onmesure la tension a ses bornes avec ungain de cent (fig. Id). La tension de sortieVs est donc de I x 1000 x 100 en volt,soit 10 it A par volt. ou encore 5 ,riA pleineechelle sur le premier calibrea 500 mV= » du controleur oir chequegraduation correspond alors a 100 mA.En somme, avec une resistance serge troisfoes et demie plus faibie on obtient unedeviation d'aiguille dix lois plus grande I
Les megohms sont tres difficiles a liresur un controleur car cette fonction etantalimentee en 1,5 ou 3 volts, l'intensitedans le galvanometre est de 1,5 ou 3 /LApour une resistance de 1 ,u52 seulement, etaucune fiabilite ne peut etre accordee ades deviations aussi ridicules. Cettelacune est tres Oriente pour verifier laqualite des isolements sur un appareil quirecevra une tension de plus de 100 voltsPage 138 N' 22 nouvelle eerie
ou qui e travaillera » en haute impedance.Notre dispositif permet devaluer desresistances jusqu'a 1 000 M52 environ,car au-dela de 20 MS2 une grande preci-sion est le plus souvent inutile.
Le principe de la mesure est assez sim-ple (fig. lb) : La resistance inconnue et laresistance d'entree de 2 M52 constituentun pont diviseur aliments en 5 volts. Latension au point intermediaire est donede:
25 x 2 + R, (MS2) -10 10
2 + R, R"10R =Vs
Exemple : V5 = 0,22 V donne
100,22 - 45 M12=
Avec un gain de 100 la formuledevient :
R = 1 000Vs
exemple : Vs = 1,25 V pour R,= 800 MS1, mais pour ces tres grandesvaleurs les champs electriques aeriens(« effets de main ») deviennent tresgenants, les liaisons doivent etre trescourtes et ('imprecision devient doncimportante.
Le circuitelectronique (fig. 2)
Apres cot expose vous concevez lesmultiples commutations de gains, de cir-cuits dentreE,,s et de ponts diviseurs quel'on pourrait batir autour de ce petit CIhuit pattes; Tiais en electronique la solu-tion de facilite consiste a faire du corn-plexe, aussi olutot qu'un monstre boutonneux nous avons opte pour un ensemblerationnel avec un soul rotacteur a quatrepositions, quitte a (Weisser certains cali-bres que nous avons jugs d'un moindreinteret pratique.
L'ampli BI-FET CI, est un TL -080, ouencore TL -081 en supprimant le conden-sateur CI, equine d'un reglage PI de zeroelectrique (s off -set »). Ce point a deter-mine le choix de ce BI-FET car avec unCA 3130 cette operation est des plusscabreuses, cuoi qu'en dise la notice tech-nique. Alors qu'avec le bon vieux 741 unpotentiometre ajustable ordinaire est suffisant, le TL. 080 necessite un « trimmer *dix tours car le reglage est tres pointii. CeCI a ete decrit dans un article recent voir« Electronique Pratique a nouvelle serten° 20 page 130.
Les resistances RI a 137 devront etreaussi precises que possible, car ellesfixent les gains x 10, x 100 et les rapportsde ponts diviseurs.
Le circuit integre Cl2 é trois pattes estun petit regulateur de tension5 V/ 100 mA. II a deux roles bien dis-tincts, bien stir source 5 V mais aussi engenerateur de courant constant, en reliantla broche « masse » a la broche « sortieregulee a par une resistance ajustable P2.Ce montage moins connu que ('ensemble« PNP plus zener » (Voir « ElectroniquePratique » n° 1588. page 78), a une pagede reglage plus restreinte, ma's a l'avan-lege de ne pas dependre de la tensiond'alimentation, or Ie circuit fonctionneavec deux piles de 9 V miniatures.
Voyons maintenant les commutationsconfiees a un rotacteur trois voles/quatrepositions mono -bloc (forme potentiome-tre). Tout d'abord le commun Si relit a labroche a 2 » du regulateur C12, qui est misa la masse en a a » (generateur 5 V) ourelict a P2 en a b » (generateur 10 mA). Lecommun S7 aiguille en « C » la tension 5 Vsur la douille banane « B a, ou le courantconstant en « d » sur la douille a A ». Enfin,le commun S3 determine le gain en ten-sion de C11, en « e »g = 1, en « f g = 100et 10 en « g a. (Voir figure 3).
1,7
0!,
5
(.5V) e I
M1 (7a 35V)
Cl2
2
SFC 2309(na de dmers)
a. t/srb. 51 I \
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Fig. 2. et 3. - Schema retenu pour Ia realisation de la maquette. Bro-chage des differents composants
Les couplages par gammes et fonctionssent resumees dans le tableau cedes -Sous:
Par Vs on entend Ia tension de sortieen volts mesuree sur le contreileur.
Les consommations avec Vs = 0 sontde 5.7 mA sur ralimentation + 9 V et11.8 mA sur la tension - 9 V, car c'est surcette derniere qu'est alimentee Ia LEDtemoin.
Position durotacteur S, S2 S3 gam
Entre les douilles banane
0 et A(r, = 2 M52)
0 et C(r, = 20 MS2)
A et B
1
2
3
4
b
b
-a
a
0, I
C
f
ci
!
e
x 100x 10x 100
x 1
1 !l/Vs *1052/ Vs10mV: Vs
1V/ Vs
-100 mV Vs
10V.' Vs
1000M12 -
Vs1
MS2 -0- V-s
Le circuitimprime (fig. 4)
La seule particularite et difficulte residedans r implantation directe du rotacteurK1 avec ses douze bornes peripheriques etses trots bornes concentriques: faudradonc un percage précis de r epoxy. Pourmieux reconnaitre les quatre bornes quidependent (fun commun, it suffit de sesouvenir que celui-ci est situe a entre ii leshomes des r et 3' positions Noirfigure 3). Une chance que les deux mar-ques les plus reeandues s LOR LIN » (plas-tique) et « A.B. » (metal) aient la memeimplantation ! Les modeles pour circuitsimprimes sont difficiles a trouver etcomme nous, vous devrez peut-titre cou-per les tosses en pointe, af in qu'ellespenetrent dans le module parce0 1,3 mm. Le reperage aucune impor-tance puisque les trots positions possibtessont equivalentes.
les trimmers 10 tours de 100 1(52 (P1)sont par contre mat normalises mats itvous sera facile de modifier son imptan-taton. Avant soudage it faudra preregierPi et P2 a mi-course environ. Notre tracepour rajustable P2 convient pour lesmcdeles horizontaux et verticaux (a plier).
N'oubliez pas les deux straps : un petitores du rotacteur et un de 15 mm a cotede Cl. C'est reerou du rotacteur qui assu-rera la fixation du module dans le boitier.
La miseen coffret
Puisque le montage comporte desentrees a hautes impedances, ii faut uncoffret metallique qui assurera son blin-dage. Nous avons utilise le ctassique Tekomadele 4/A et tous les percages sonteffectues sur la partie femelle, parcequ'etant bien plus rigide que le couverclemale elle resistera aux frequentes trac-tions sur les douilles banane.
La place etant a calculee » nous vousrecommandons de conserver le plan depercage de la figure 5 afro que le bas desdouilles banane ne touche pas un compo-sant du module, et aussi pour que l'intro-duction des deux piles soit facile. Aveccertains modeles de socles banane it fau-dra limer un peu le bas et souder les fitssur le cote et non dans ('axe.
N° 22 - nouvelle serie - Page 137
OUGE ROUGE
NOIR IR
0 0-1 R 5 1-*
la
411111
M +9V -9V,... .4 R 9 }-..
CI 2 4IPILEDMEPLAT !:-.1
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i-
.P4 f33 h
R 1
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gocr
f-Cr
4- VS -
7J r
Fig. 4. - Trace du circuit imprime et implantation des composants a l'echelle 1. Veiller a ne pas oublier lesdeux straps.
Photo 1. -Lauteur affectionneparticulierement ce genre dedisposition ; le rotacteurdirectement sur le circuit.
Page 13B M1.1" 22 rwouvolla semi
45
30
63
0 8 (Vs+) 08 (Vs-) (K12) 081(B)+-.-+-
08(0)
08(C)
05 (LED) 08(A)
010,5 (Ki )
.4178
117
Fig. 5. - Plan de perpage du boitier Teko rnodele 4/A, respecter si l'on veut que l'ensemble trouve sa place...
Linter marche-arrot K2 est un commu-tateur double a levier module miniature ;it sera monte sur le bditier avec une cosseplate 0 5 mm pour la raise a la masse dece dernier. Relier cette cosse aux douillesu 0 » et « Vs- ».
Le Ctiblage des cusses du module auxdouilles hanane est realise avec du fil finen nappe Pour les raccordements s 0 1),« A » B » et u C » 10 cm de fongueur,pas davantage. La cosse ii M » du circuitimprime regoit deux fits, un rouge et un
Photo 2, - Les liaisons des cosses aux douilles bananeshecessitent des fils !solos de longueurs rninimales.
noir, de chacune des deux prises agra-fes (fig. 4) ; les deux fils restants sontsoudes a linter K2, puls celui-ci est re-tie aux cusses + 9 V et - 9 V »par deux fits de 13 cm. II ne reste plusou'a realiser la liaisons Vs + S par un fil de
Photo 3. - Disposition a respecter obligatoirement. Anoter le decalage entre les deux piles necessaire pourlaisser le passage a la vis Parker.
re 22 nouvelle se - Page 139
Photo 4. - Pour une utilisationfacile, la face avant se dolt d'être
fonctionnelle ; les lettrese transfert yr ypourvoiront.
11 cm. La cosse u Vs -» du module resteinutilisee.
Un carre de mousse 4 x 4 x 1 cm colloau couvercle immobilisera les piles.
La mise au point
Avant de refermer le bottler brancher lecontroleur sur les douilles Vs ci, mettre lerotacteur sur la position 4 (a fond dans lesens horaire) et court -circuiter les douilleso 0 » et o A ii. Agir sur P$ pour que Vs= 0,000 Volt. Ramener le rotacteur sur la3' position (g = x 100) afin de fignoler cezero electrique.
Brancher a present le controleur enposition o mA = » entre les douilteso 0 set« A », avec le rotacteur sur la 1" ou 2'position ; puis agir sur P2 jusqu'a obtenir10 rriA exacternent.
C'est termine, vous pouvez refermer lecouvercle, sans oublier de graisser legere-ment les quatre vis Parker. Respectezbien la disposition des deux piles tellequ'elle est representee sur is photo rit) 3.Elles sont posses a plat les prises agrafesisolees contre les douilles a Vs » avec un)tiger decalage pour le passage dune despentes vis.
Utilisationde l'appareil
- Le controleur en position voltmetre esttouiours branche sur les doodles « Vs ».- Les resistances de faibles valeurs sootconnectees entre les douilles u 0 » et« A » ; les resistances de plusieursmegohms entre 0 A » et 0 B ».- Les tensions inferieures a 6 V sootreliees entre « 0 » et 0 A »Semi -6e 2 MS2),tends que les inferieures a 60 V le sontPage 140 - IV' 22 - nouvelle aerie
entre 0 0 » et « C » (entrée 20 MS2) qui lesdivisent par dix.- Les tres faibles intensites passerontdans une resistance de 1 kS2 exterieure auboItier, et on mesurer a la tension aux bun -nes de celle-ci, soit 10 krA par V sur V5avec le rotacteur en position 3.
Nous n'avons pas inclu cette resistanceet sa commutation dans l'appareil car detelles mesures sont rares dans Ia pratique.
Toujours pour des raisons de frequen-ces d'utilisation. nous avons un peudelaisse la precision de la fonctionmegohrnmetre. Toutefois si ce problemevous est cher, it vous suffira de disposerune resistance de 220 k12 entre les douil-les « O >7 et « A » et Ia forte resistanceinconnue toutours entre « A o et « B » :
avec le rotacteur en position 4 la formuledevient alors :
MS2 = -Vs
plus precise pour les valeurs de R, com-prises entre 1 et 20 MS2 puisque la for -mule reelle est
MP, = 0,2
au lieu de :
10Mf2 = - 2V,
D'autre part, en remp)acant cette resis-tance entre « 0 » et « A » par une de180 1W nous aurions entre « 0 » eta Cun diviseur de tension par cent, ce quipermettra de mesurer des tensionsjusqu'a 600 V avec une resistanced'entree de 18 MS2.
On pourrait remplacer le IL 080 par un741, qui a le memo brochage, maiscondition de ne garder que les fonctionsohmnnetre pour faibles valeurs etmicroamperemetre.
Conclusion
Cot appareil d'un prix de revienmodeste et raptripment realise, sera I
comp.ement logique des contreileursaiguille voire de certains multimetres digi-$taux de bas de gamme ; grace II est Vf2i.a la recente commercialisation de ces CIBI-FET.
Michel ARCHAMBAULT
Liste des composants
Cli : TL 080 (« Texas ») ou TL 081 et 071sans C1.Cl2 781,05 = regulateur 5 V / 0,1 A louSFC 2309. etc.).
Resistances a ± 1 ou 5R1 : 1 (marron, noir, rouge).R2 : 6.8 101 (bleu, gris, rouge).R3 : 2,2 ki2 (rouge. rouge, rouge),R4 : 100 k.f2 (marron, noir, jaune).R5 : 18 MS2 (marron, gris. bleu).Rg, 1 MS2 (marron, noir, vert)139 12 k52 (marron, rouge, orange).R9 : 820 S2 (gris, rouge. marron).Cr 47 pF (jaune, violet).P1 : ajustable 10 tours de 100 IC!.P2 : ajustable ordinaire 1 {02
1 LED rouge ou verte mais 0 5 mm (poutlongueur des pattes)Kr : rotacteur monobloc 3 voies / 4 positionsK2 : commutateur double miniature a levier.8 cosses-poignard.6 douilles banana, dont 2 noires.2 piles 9 volts miniatures ordinaires2 prises agrafes pour d°.1 circuit imprime en epoxy 85 x 68 rnmrealiser.1 cosse plate 0 6 mm.1 coffret Teko models 4/ A.
Parlez-is moi du 4011!DANS le premier volet de cette sorie, consacree au circuit
logique 4011, nous avons principalement developpe lesnotions theoriques essentielles, necessaires a la comprehen-sion du fonctionnement des portes logiques NAND en techno-logie C.MOS. Chemin faisant, nous avons degage une carac-teristique importante : ('impedance &entree &levee. Une autrepropriete des circuits C.MOS, leur tres faible consommation,occupera le debut du present article. Nous aborderons ensuite(tout arrive !) les premieres applications pratiques.
La faible consommationdes C.MOS
Pour expliquer les raisons de cedeconsommation tres faible, nous raisonne-rons sur le plus simple des exemples :celui de l'inverseur, deja etudie prededem-ment. Les explications seraient aisementextensibles a toils les autres modeles deportes.
Supposons d'abord que cet inverseur,qui met en jeu deux MOS de polaritesopposees, ne debite dans aucune charge.S'il &tad parfait, on pourrait strictementl'assirni ler a son schema equivalent a deuxinterrupteurs. Dans ces conditions :
- Si la sortie se trouve a l'etat 1, l'inter-rupteur 11 est ferme, mais 12 est ouvert.Comma aucun courant ne circule a traversla charge supposee infinie non plus qu'Atravers la porte puisque 12 s'y oppose(fig. 11. l'alimentation ne debite done pas.et la consommation est rigoureusementnulle.
Si la sortie se trouve dans letat 0, 12 estferme, mais, cette fois, 11 est ouvert. Tou-jours avec une charge infi"iie, ('alimenta-tion ne debite pas et la consommation estnulle (fig. 2).
Evidemment, les transistors T1 et T2 nesont pas des interrupteurs parfaits, etcelui qui travaille au blocage laisse quand
Page 142 N" 22 nouvelle eerie
VD0
e
Fig. 1
I
charge12 4,-0 infinie
--e )Fig. 2
Fig. 4
1
Fig. 5
nivE8'.1
Fig. 3
fricitent e
,n t ens at
MOfel.11,
Witmer' eine(
memo passer un faible courant de fuitel'ordre de grandeur de ce dernier se situeaux environs du nanoampere (un milliemede TA ce qui correspond done a despuissances dissipees, voisines du nano -watt.
En cas de presence dune charge sur lasortie, c'est celle-ci qui, le plus souvent.imposera la consommation, par le courantpropre qu'elle absorb°.
Cette tres faible consommation. cons-titue l'une des superiorites de Ia techno-logie C.MOS appliguee aux circuits legi-ques, par rapport a la technologie TTL.Pourtant, une analyse plus fine revele unecomplexite des phenomenes de comrnu-
tation, qui reduit cette difference aux fre-quences °levees.
Au moment de la commutation, et pen-dant un tres court instant. les deux « inter-rupteurs a des figures I et 2, se trouventsimultanement fermes it passe done,cet instant, une breve pointe de courant,qu'on peut mettre en evidence grace aumontage de la figure 3, applique a uneporte NAND d'un circuit 4011. Aumoment t oii bascule le niveau del'entree E 2 , done celui de la sortie S, lapoints de courant traverse la foible resis-tance r, et y tree une chute de tensionqu'on pout observer a roscilloscope. C'estce qu'illustre l'oscillogramme de lafigure 4, ou la trace superieure repro-
sente les creneaux appliques sur E2, tan-dis que les impulsions de tension, aux bor-nes de r, sont visibles a la trace inferieure.
L'intensite de la pointe de courant.depend de plusieurs parametres, etnotamment de la tension d'alimentation+ E. Elle est de l'ordre de 1 6 2 mA pourune tension E de 10 V, et croft comme lecarre de E, pour atteindre environ 5 mAsous 15 V, toujours dans le cas duneporte dun circuit 4011.
Aux tres faibles frequences de travail,ces breves pointes de courant sont sepa-roes par de longs intervalles de consom-mation quasi-nulle, et la consommationmoyenne demeure extremement faible(fig, 5a). Par contre, si Ia frequence aug-mente, l'intensite moyenne en fait autant(fig. 5b).
La consommation est. finalement, pro-portionnelle 6 la frequence de commuta-tion. Au -de a de 1 MHz, elle devient com-parable 6 cello des dispositifs TTL du typeSchottky (2 a 5 mW par pone, selon latension d'alimentation, a 1 MHz, contre1 RW environ a 1 000 Hz).
III - Le fonctionnementen porte
Les portes NAND sont depuis long -
temps connues de nos lecteurs : nousnous contenterons de rappeler sans corn-mentaires (fig. 6), le symbole dune porteNAND a deux entrees, et sa table deverite.
La terrninologie a porte a, indique qu'untel dispositif, recevant un signal logiquesur une entrée, peut le transmettre vers lasortie (parte ouverte), ou au contraire
E 10
E2e
Fig. 6
El E2
0 0 1
0
5
f'r 22 - nouvelle serie Page 143
? 13
Siv-alca-mrprande
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Sortie de
port.
Fig, 7
Fig. 8
noerte I I met- .
fe-.1
fermirr--i
l'arreter (parte fermee). Un tel fonctionne-ment implique l'utilisation de deuxsignaux logiques evoluant entre lesniveaux 0 et 1. L'un deux constitue lagrandeur dont on veut commander latransmission lautre, est le parametre decommande.
La figure 7 precise ces notions.L'entree E 1 de la porte N recoit le signalde commande tandis que le signal traiteest appliqué sur l'entree E2. Une simpleapplication de la table de vent& montrece qu'on trouve a la sortie : la porte estouverte cheque fois que la commande sesitue au niveau logique 1, et fermee dansle cas contraire.
Naturellement. it n'existe pas toujoursune relation de phase particuliere entreles tensions des entrees E, et E2, commenous l'avons suppose dans la figure 4, etPage 144 er 22 - nouvelle sere
les instants te t2, t3, to de la commutation,n'ont alors aucune raison de coincideravec un flanc montant ou descendant dusignal trait.: l'oscillogramrne photogra-phic en figure 8, en montre un exemple(la fleche materialise I' instant d'ouverturede la porte/.
Ill - Monostablea portes NAND
On appelle « monostable » un circuitdont la sortie se trouve normalement auniveau logique 1 (dans les exemples quinous preoccupent ici : ('inverse serait pos-sible pour d'autres dispositifsl. On nommea .tat stable a cette situation, qui duretant que n'intervrent aucun u ordre a dechangement.
Un tel ordre, sous forme dune impulsion appliquee en un point convenablefait passer le montage darts son .tat dia quasi stable », ou it demeure pendant uideal lie a ses composants associes, etgeneral une resistance et un condensateur. Nous baptiserons T la pseudoperiode du monostable (fig. 9).
II est tres facile de construii e ur
monostable a l'aide de deux porterNAND. que completent les elements RC. La figure 10 montre un tel schema.
Au repos (.tat stable), la sortie de Itporte N2 se trouve au niveau logique 1puisque son entrée D est, par la resis-tance R, maintenue au niveau 0 (voir tablede verite, pour toutes les explications qusuivent). Les entrées A et 13 de N, sonialors toutes les deux au niveau 1, et sasortie St au niveau 0, comme l'entréede N2. II n'y a donc aucune difference depotentiel entre les armatures du conden-sateur, totalement decharge.
Envoyons maintenant (instant to dans lediagramme de la figure 11), une impul-sion negative sur l'entrée B de Ni : sa sor-tie bascule au niveau 1, des le debut de('impulsion. Comme le condensateur C nepeut se charger instantanement, ses deuxarmatures restent au meme potentiel, et('entree D de N2 passe aussi au niveau 1,tandis que sa sortie S2, et ('entree A de NI,basculent vers 0. Ainsi, merne awes qu'aitdisparu impulsion de commands, le bou-clage de 52 vers A maintient le systemedans l'etat quasi stable,
Mais a partir de to, le condensateur C secharge a travers R, et le potentiel deentrée D diminue exponentiellement.
Des qu'il franchit le seuil qui separe leniveau 1 du niveau 0, et A reviennent
l' kat 1, et le systerne retourne vers sonkat stable. jusqu"a l'arrivee dune nou-velle impulsion de declenchement. L'evo-lution des potentiels, aux differents pointsimportants de la figure 10, est resurneedans le diagramme de la figure 11.Loscillogramme de la figure 12, rassem-ble les signaux B, D, et A.
Les tres fortes impedances des portesNAND en technologic C.MOS, permettentde donner e R des vateurs .levees, doncaussi a la constante de temps RC quiassure la temporisation, ce qui nest pasle cas en TTL, ou R ne saurait depasser50012 (valour maximale pour consommerun courant suffisant sur ('entree de laporte N2).
IV - Utilisationd'un monostableen diviseur de frequence
Apres que fa sortie S2 du monostablesuit revenue A son kat de repos, 11 devientpossible de commander un nouveaudeclenehement, par l'envoi dune autreimpulsion sur l'entree B. On peut doneobtenir des deelenchements success ifs et
periodiques, comme I'illustre l'oseillo-gramme de la figure 13.
Toutefois, une impulsion de cornmandearrivant avant la fin de fa pseudo-periode,reste sans effet, puisque la sortie de N, setrouve deja dans retat logique I. C'est ceque montre l'oseillogramme de lafigure 14. oa les impulsions marqueesTune fleche, sont sans effet.
Cette propriete eonfere au monostable.
son aptitude a server de diviseur de fre-quence : la figure 14 déjà eitee, en est unexemple. LA, en effet, le rapport de lapseudo-periode T du monostabie, a la
!Anode de recurrence des impulsions dedeclenchernent, fait qu'une sur deux deces dernieres, intervenant pendant l'etatquasi -stable, demeure ineffieace. La fre-quance du signal delivre par la sortie S2du monostable, nest done que la moitiede eelle du signal de commande.
Fig. 13 Fig. 14 Fig. 151
N° 22 - nate/one serie Page 145
On peut etendre a dautres rapports,cette aptitude des monostabies a la divi-sion. Loscillogramrne de la figure 15illustre le cas ou les tensions de sortie.rfont pour frequence, que le quart de cel-les des tensions de declenchement.Notons cependant, qu'une fois choisie isconstants de temps RC, et ie rapport dedivision souhaite, on ne peut trailer quedes impulsions dont la repetitivite s'inscritdans des limites deutant plus etroites,que le facteur de division est plus eleve.En deca, comme au-dela, de cette plage,le rapport de division s'incremente ou seclecremente dune ou plusieurs unites.
Fig. 16
Fig. 17
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50317
9a 415u
I
I
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P 1 HI
V - Manipulation proposee
Plus encore pour les circuits integresque pour les composants discrets, les boi-tes de cablage rapide, dont existent main -tenant de nombreux modeles, facilitentles experimentations rapides. A nos lec-teurs cuneux dessais, corn me a ceux quiveulent sorter des stnctes copies pour met-tre au point des montages originaux, nousne saurions trop conseiller d'investir dansun exemplaire de ce materiel, fi)t-il tresmodeste. Nous en employons systemati-quement pour la miss au point de nosmaquettes, et pour les essais de taus lescircuits deems dans cette etude, ou dansdes articles similaires.Page 146 N° 22 nouvene 56rie
La photographie de la figu're 16, repre-sente un monostable monte selon cettetechnique. On pourra faciiement realisercette experience, simple miss en pratiquedes notions construites autour des figu-res 10, 12, 13, 14 et 15. Celle -or sup-pose qu'on ail sa disposition un gene-rateur delivrant les impulsions de corn-mande. Dans le cas contraire, le schemade la figure 17 permet de pallier pareilleabsence. Les impulsions positives quiapparaissent, lors de cheque decharge ducondensateur C1 a travers I'LL/T T1, auxbornes de R2, debloquent le transistorNPN 12, et donnent ('impulsion negativerequise, sur R4. On pourra multiplier lesobservations en modifiant is frequence derepetition des impulsions (reglage du
potentiometre P, choix du condensa-teur C1), et la penode du monostableichoix du condensateur C et de la resis-tance PO. Loscilloscope dont on souhai-tera qu'il soit au moires bicourbe, maisdont ['ideal serait qu'il comportat quatreou cinq canaux (les cartons de leuteurrenfermem le prolet (fun commutateur aplusieurs canaux, simple et economique}affichera les signaux preleves aux diffe-rents points interessants, et notammenten ceux qui font l'objet de la figure 11.
R. RATEAU
Quoi de neuf pourLES CIRCUITS IMPRIMES?
LA realisation des circuits imprimes devient de plus en plus facile et varieegrace a des « trouvailles » d'amateurs, d'artisans et d'industriels. Dans
des articles precedents, nous avions &tale les differentes methodes pourreproduire un circuit ou executer un prototype ; aujourd'hui, et comrne laphoto de titre le laisse pressentir, c'est un pale -male de petits « trucs ii debricoleurs ou de nouveautes commerciales qui concernent aussi bien le tracedirect sur cuivre que sur matrices transparentes pour epoxy sensibilise.Enfin, pour les nouveaux venus a relectronique, nous donnerons en annexeles references des articles deja publies sur ce sujet, lequel se doit d'être regu-lierement actualise afin que chacun puisse y selectionner sa methode.
Los traits de liaisons
Faisons d'abord le bilan de tout ce dontnous disposons pour tracer les traits deliaisons tans sur cuivre que sur matricetransparente
- Le bon vieux stylo marqueur sur cui-vre, avec sa trace de largeur difficilementPage 748 - N' 22 - nouvelle aerie
controlable et effacable, est un peu enperte de vitesse a en raison de la gene-
ralisation d'emploi des circuits integres,qui exigent une plus grande finesse.- Le trait en transfert donne des circuitsdu plus bel aspect mais assez longs a rea-liser, car it taut sans cesse retourner lafeuille pour pre-trancher la bonne lar-geur avec un cutter avant de la transferor
sur le circuit. Les arrondis etant plus labo-rieux, on prefere souvent la ligne brise(photo n° 1).
Le rJban de scotch noir est propose enplusieurs largeurs parmi lesquelles nousconseillons le 0,8 mm. II pout serpentertacilement dans le circuit, soit des traitsdune seule piece donc assez rapide, II secoupe mieux avec un bedane qu'avec un
N
N.\N,
4,0z 1:14
Photo 1. -Les traits en transfer! doivent etre pre- Tranches aucutter avant d'être appliques.
cutter. It a deux defauts : it est assez Oats,et se retracte un peu awes application.- Une nouveaute, le stylo feutre rougea Masking pen » de Mecanorma : it
contient une encre-vernis rouge arretantles UV, resistant au perchlorure de fer etmarquant tres bien sur cuivre ou surmylar. La largeur du trait est inferieureegale au millimetre (photo n° 2).- Une autre nouveaute, le ruban plastiouerouge a Normatape i (Mecanormal est unadhesif beaucoup plus mince quo lescotch noir, it ne se retracte pas ma'srefuse de faire des arrondis. Nous rayonstrouve assez difficite a couper.
En regle generate tous les produitsadhesifs resistent assez mat a Vattaque auperchlorure qui diffuse sur au moons0,3 mm a partir des bards, laissant ainsides traits cuivre mats qu'il faudra poncersi on veut de belles soudures. Par contre,les encres spaciales des stylos marqueursclassiques ou a Marking Pen s resistentbeaucoup mieux helas une erreur detrace est tres difficile a effacer correcte-ment.
La seute methode pour obtenir un cir-cuit imprime au trace fin et qui conservela balance du cuivre apres attaque, resteencore cello de ('epoxy sensibilise traiteaux UV a travers une matrice transpa-rente (calque ou film tt Mylar »).
Clue choisir quand on est presse ouimpatient 1 S'ii s'agit d'un petit circuitavec peu de composants, tracage directsur cuivre. Si c.est une a grosse piece »avec de nombreux CI et des traits de liai-sons fins et rapproches vous aural meil-leur compte a le faire sur film i Mylar n.Vous n'etes pas equipe pour les opera -
Photo 2. - Ce marqueur et ce stylo feutrecontiennent une encre rouge qui arrete les UV etresiste au perchlorure.
Nous avons procede a des tests avec quince moyens de tracage sur matrice et surcuivre. Certaines de ces matieres vous sont peut-etre totalement inconnues, rassurez-vous, nous en parlerons plus loin.
Encres et matieres diverses arrete les UV Hesiste auperchlorure
Stylo marqueur pour circuits imprimes non moyenStylo a Masking pen a rouge 'Dui ouiMarqueur noir ordinaire (a Iralcooll non rnalMarqueur feutre a Masking Marker a rouge moyen moyenStylo feutre noir ordinaire mat nonCrayon a papier H8 n° 0 non nonEncre de ruban de machine a ecrire non .
Ruben scotch noir (I = 0,8 mm) oui maiRuben Normatape (1 = 1.6 mm) oil moyenAdhesif Normapaque rouge (I = 3 mm) out moyenAdhesif a Scotch magic a incolore (I = 3 mm) non outTraits transfert (I = 0,8 mm) oui matLettres transfert (h = 2 mm) oui matEffaceur Carly (traits 4...- 0,8 mm) moyen moyen
tions suivantes aiors confiez votrematrice a un de ces revendeurs qui fontce travail rapidement et a un prix raison-nable.
Les plages de masse
Qui rf a pas connu les plages de massesaux contours baveux et au cceur mangeaux mites, les calques charges d'encre quigondolent, les films qui triplent depais-seur ou le cuivre poisseaux d'avoirrecueilli presque tout le contenu dunstylo-marqueur ?...
Voila la fin de ces ennuis avec le n Nor-mapaque a fabrique depuis plus dun anpar Mecanorma. II s'agit d'un mince film
plastique rouge et mat adherant a unefeuille de papier. Le dessin de la plage demasse est soil dessine au crayon sur cettepellicule, ou bien clecalque a !'aide dunpapier carbone. Apres decoupe, on *parece papier support et on applique ce filmadhesif sur le cuivre ou sur la matricetransparente (voir photo n° 31.
Pour des formes geometriques simples,la decoupe aux ciseaux est sans pro-bleme, mais quand les contours sent trestourmentes les ciseaux ne peuvent plussuivre ; aussi le fabricant vient de creer unpetit cutter muni d'un minuscule tranchetpivotant sur un axe vertical (photo n° 4).L'outil doit etre tenu bien perpendiculaireau Normapaque et cette a lame gouver-nail a decoupe en suivant les mouvements
N' 2 nouvelle eerie - Page 149
Photo 3. - La plage de masse estdecalquee puis decoupee dansradhesif Normapaque,
Photo 4. 4. - La petite lame du a cutterre 3 » est pivotante pour suivre enmeandres de la decoupe.
de Ia main. L'auteur utilise souvent desbandelettes de 5 mm pre-decoupees aumassicot. Pour ceux qui n'aiment pas cestransferts de film adhesif. toujours lemerne fabricant vient de commercialiserle « Masking Marker a qui se presentecomme un classique feutre marqueurrouge (photo n° 2), mais qui renferme uneencre analogue A son « Masking Pen »,c'est-A-dire arretant les UV et resistant auperchlorure de fee Alors que nous avionsPage 150 - IT 22 nouvelle eerie
ete seduit par la *Want& du trait de laversion stylo, nous emettons quelquesreserves quant a la version marqueur : eneffet l'encre semble un peu trop fluide etl'opacite de la trace nest pas homogenesi celle-ci est rouge fonce elle sera effi-cace mais pas du tout si elle est rose. II
s'agit donc d'un produit bien plus rapideque le Normapaque mais un peu moinsfiable.
Pour les raccords, retouches et petitesplages cuivrees la version stylo nous aparu parfaite.
Le systeme a Circuiq »
Une fabrication artisanale let fran-caise I) toute nouvelle dont roriginalito etle prix tres raisonnable nous ont seduit. Lapiece maitresse est une feuille d'alliageplomb-stain de 0.2 mm d'epaisseur. Cemetal assez mou fondant vers 330 °C estdonc facilement soudable avec lesbaguettes de soudure classiques et un farpas trop puissant (35 W maximum). Cettefeuille est Nurse sous trois presentations :- La feuille metallique adhesive, avec unpapier silicone de protection. Elle sedecoupe tres facilement avec des ciseauxet les bandelettes ou formes quelconquespeuvent etre appliquees sur une matiereisolante pas forcement plane; ce travailrappelle un peu celui des rubans de scotchou du Normapaque lenviron 5,50 F/ dm2).- La plaque « A a c'est toujours cettefeuille adhesive mais sur une plaque debakelite (environ 9 F /sIm2).- La plaque e N » differe de la precedentepar le fait que radhesif est remplace parune vraie colle. Toutefois, le metal restepelabte et la colle durcie reste sur la bake-lite (environ 7,50 F dm2).
Les applications sont tres differentesselon que le support est en papier ou enbakelite. Ce dernier cas concerne Ia gra-vure anglaise a (photo n° 5) ou les traitsconducteurs sont remplaces par desa zones » separees par un sillon de 1 A
2 mm de large. Reproduire un circuit sim-ple dune revue devient alors ultra-rapide,et sans perchlorure de fer :
Poser la plaque A ou N sous le dessinet tracer le passage des sillons, sans car -bone, car le metal mou conservel'empreinte du crayon ou du stylo-bille(d'une autre couleur que noir pour ne pasbrouiller le dessin de la revue). Pointer les
perpages. Puis avec une points de canifinciser ces empreintes pour decouper desbandelettes qui seront ensuite decolleesde la bakelite. II ne reste plus qu'a perceret souder les composants.
Avec les plaques type A (adhesif) onpeut tres facilement decouper des sillonsde 1 mm de large mais les tries petiteszones restantes, moins d'un quart de cm2,ne sont pas tres fixes. Defaut qui n'existepas avec les plaques type N (colle) maisnous n'avons pas reussi 6 decoller desbandelettes de moins de 2 mm de large,ce qui est prohibitif avec les montagescomportant des CI en boitiers DIL.
Pour faire un test severe nous avonsdecide de reproduire un schema serrecomportant un CI sur une plaque type N.mais a l'aide dune petite fraise monteesur une mini-perceuse 9 volts tenue a lamain (photo n° 5). Le metal etant Tres ten-dre le travail est infiniment plus rapidequ'avec une plaque cuivree. Les petitespastilles pour le CI ont tres bien resists ausoudage de celui-ci. Une plaque type Navec une colle mains u forte » serail Aletude.
En conclusion les plaques des types Aet N conviennent tres bien pour realiserrapidement un montage simple en gra-vure anglaise.
La feuille metallique sur support papierest un materiau inedit et ses applications -multiples sont assez originales. Poureffectuer nos tests nous avons decoupeaux ciseaux des bandelettes de 1,2 et3 mm de large que nous avons appliqueessur une plaque de bakelite nue, puis nousy avons pratique une mine de trous0 0,8 mrn (photo n° 6). Conclusions :
- Un ruban peut etre cintre avec un rayonegal a au moins dix fois sa largeur.- Une bande large collee peut etre entail -lee sur place.- Les jonctions de bandes doivent se fairebord a bord et non pas par chevauche-ment. Une goutte de soudure assure laliaison electrique.- Pas de problemes avec un far de 30 Walors qu'un 45 W provoque souvent una massacre a-
- On peut souder un fil de composantdans une bande de 1,2 mm de largepercee a 0,8 mm.- L'adhesif reste fragile pendant les deuxminutes qui suivent la soudure puisreprend ses proprieties.
Sonde phrytii 400 0
Sur une bande de 3souder un composantressouder ensuite.- Toujours sur bande large, on pout sou -der un fil sans percage a la condition qu'ilsoft pre-etarne.
En consequence nous entrevoyons lesapplications suivantes :- Realisation dun circuit imprime sur unisolant nu avec des bandelettes, comme
mm on petit des -a la pompe et le
!On 1,1,4'
L 9
Photo 5.Les plaquesetameespermettentune n gravureanglaise »tres rapide,le metalOtantplus tendre.
Photo 6.A vec la feuillemetalliqueadhesiveet soudable,on peut fixerdes circuitselectroniquessur n'importequel isolant.
Photo 7.Modifierun circuitimprimeen ajoutantdes transistorsdevient facileavec desplaque ttesadhesivessoudables.
avec du ruban de scotch noir, done sanschimie.- Confection d'un reseau a double face »sur le dessus d'un circuit imprime classi-que simple face.- Modifications importantes avecadjonction de composants sur un moduleexistent (photo n° 7).- Execution d'un circuit eleotronique surune surface isolante non plane ou non
percable, exemple que nous avons illustrepar cette resistance soudee a l'interieurdun verre (photo 6).
Mise en place d'un mini-blindage sur uncomposant, ou dun blindage local callasur le fond d'un coffret plastique.
Serigraphiecote composants
Un petit luxe pour ceux qui reprodui-sent les circuits de notre revue : decalquersur l'epoxy le u schema cote compo-sants » en traits blancs biers tenaces(photo n° 8) et ce a I'aide d'un a carboneblanc » qui marque merne sur le verre I Ceproduit peu connu est I's Effaceur Carly »pour corriger les fautes de frappe de lamachine a ecrire ; les articles plus repanduscomme ids Effacil Kores a, st Pelikan »..,sant excellents pour leur usage normalmais ne conviennent absolument paspour noire utilisation. II s'agit de feuillesde polyester genre a Mylar » 85 x 60 mmayant une face enduite d'un produit Planetits opaque et assez epais. Le transfert decette rnatiere par ecrasement est total etla feuille deviant transparente auxendroits presses.
Ce produit blanc, dont nous ignorons lacomposition chirnique, adhere parfaite-ment sur (epoxy, la bakelite, le mylar, leverre et le cuivre. Nous avons eu l'heu-reuse surprise de constater qu'il arretait
Photo 8.- Ce rr papier carboneblanc » permet de decalquer sur[epoxy la disposition descomposants.
t
j ., r:W.
,*..dtum.e:At.r UTnitYr
N' 22 - nouve1le Aria - Page 151
les rayons UV et resistait au perchlorurede fer ! Cet effaceur est fabrique enAngleterre, mais nous donnerons enannexe l'adresse ou le trouver.
Pour legender les cosses
Pour titrer les cosses dun circuitimprime cOte composants, nous avonsjusqu'a present utilise deux methodes.- Depot de caracteres transferts surrepoxy avant soudure des composants,puis vernis de protection. C'est esthetiquemais fastidieux.- Application de bandelettes d'etiquettesauto -adhesives. C'est pratique mais peuesthetique.
Voici done une troisieme technique quiconcilie les deux autres, Cost le rubane Scotch -Magic s tres commun en pape-terie. Cet adhesif ne jaunit pas ni seretracte avec le temps, it colle moms quel'ancien type mais if est presque invisibleprice que vraiment incolore et mat. Cettesurface satinee nous permet alors crecriredessus au stylo a bille, au stylo feutre, aucrayon a papier (gornmable), mais surtout
la machine a ecrire ! Comment proce.-der ? Flecuperer une feuille de papier sill-conne qui servait de support des eti-quettes auto -adhesives, et y appliques surIa memo face une bande de « Scotch -Magic ». Placer ensuite ce montage dansune machine A ecrire equipee d'un rubanencreur ordinaire, car le ruban carbonene convient pas. II ne reste plus qu'atransferor cet adhesif imprime sur l'epoxyou une facade de boltier. Attention !appuyer avec les doigts sans frotter afind'eviter un effacement partiel.
Les lettres et chiffres transferts adhe-rent bien sCir sur ce scotch, mais leur ali-gnement est facilite par un trait au stylobille trace au dos du papier siliconnetranslucide. Les caracteres machine faitsavec l'effaceur Carly sont trop epais.
L'attaque du ouivreau perchlorure de for
Nous ne decrirons pas une de cesmachineries cornpliquees et encombran-tes avec agitateur mecanique ou par bul-lage d'air, avec Was aerosols de perchlo-rure. Presque tout le monde laisse flotterIa plaque par capillaree face cuivree versPage 152 N' 22 - nouvelle Serie
Photo 9. - Cette Niche jouetventouse maintiendra le circuit enimmersion dans le perchlorure defer.
le bas avec de temps 6 autre une legereagitation, mais parfois le bateau coule,n'est-ce pas ?... Voici donc l'idee simple etgeniale quo nous a transmise un lecteurde Sartrouville : une fleche jouet a yen-touse est fixee mouillee cote epoxy(photo n" 9), et un support quelconque vapermettre d'irnmerger le circuit dans leperchlorure qu'on pourra agiter sans ris-quer de se salir les doigts.
Ce memo lecteur utilise aussi cette fixa-tion par ventouse pour sensibiliser desplaques ordinaires avec une resine enbombe : apres pulverisation it fait tourneyle Circuit rapidement par l'axe de la fleche,afin d'egaliser l'epaisseur de la couche parla force centrifuge.
Note : ces fleches sont proposees audetail clans les magasins de jouets, vousn'avez donc pas de oretextes pour ache -ter le pistolet avec...
On reduit considerablement le tempsd'attaque en elevant Ia temperature duperchlorure, mais clans quoi chauffer celiquide qui attaque presque tousmetaux usuels ? Dans du verre au di,Pyrex it y a toujours le risque de casseAlors un quart d'heure avant de l'utiliserpensez simplement a plonger votre bouteille de perchlorure dans une bassinsd'eau chaude ; it n'y a plus aucun risque e,l'attaque ne demanders que dix ou quinzminutes.
Est-il encore e bon i> ? Pour le testier'
diluez-en un peu dans de l'eau ; si la solulion presente alors une couleur jaune verdAtre it est 0 jeter, mais avec beaucourd'eau pour ne pas ablmer vos canalise.
Pour mieux percer la tole
Dans un article anterieur nous avion;indique quit fallait intercaler un morceatd'etoffe entre la meche et la tole youobtenir un trou bien circulaire, mais urlecteur de Belfort nous a fait part dun(autre methode bien plus efficace et quil'auteur a adoptee depuis. Plus de chifforni d'avant-trou meme pour percer0 16 mm dans une tole mince I
Tout le secret est dans le type d'affiltage du foret. Tout d'abord la pointe es
Photo 1 O. - Le pergage de la tale sera net et precis avec un jeu demeches avec affutage a Bois
supprimee (fig. 1 et photo n° 101 puisdeux meulages inclines vont laisser unepointe centrale. Enfin a partir des deuxwiles, deux meulages de « depouifleavec un angle de 20 a 30 environ. II fautune meule dont les angles ne soient pasdéjà arrondis ; la difficulte reside dans lasymetrie des deuX bards de coupes.
A I'usage la pointe de la meths) estappliquee sur le coup de pointeau, entournant elle fait tout de suite son trou decentrage puis le percage commence parla peripherie (fig. 1 e), done sans °valise-tion possible, En fin doperationilne resteplus qu'un disque mince que Ion separerade la petite pointe de la me che
En fait ces forets existent depuis fortlongternps pour le travail de certains boismais ils sont tres difficiles a trouver dansle commerce. Le mieux semble dacquerirun jeu de mochas classiques de quaketres ordinaire (e acier fondu as) et de lesmeuler. Elles sent recommandees egale-ment pour le cuivre, ses alliages et lesmatieres plastiques cassantes.
Pinces
Le circuit imprime terming vient parfoisune recherche de cause d'anomalie detonctionnement aussi nous signalons lare cente commercialisation chez diversdetaillants de minuscules pinces crocodi-les isolees de diverses couleurs, ainsiqu'un mini « grip-fil » qui pout s'accrochersur une patte de CI en boitier DIL sans ris-que d'en toucher une autre photo n° 1 1).
MICHEL ARCHAMBAULT
Photo 1 1. - Ces pinces crocodiles et grip- fil miniatures vont faciliterles recherches de pannes.
References d'articles
Nous avons rassemble dix articles dumemo auteur publies dans i ElectroniquePratique e et traitent des circuits impri-?nes de ores ou de loin.- EP n' 1520 (octobre 75) page 66 :trace direct sur cuivre avec style mar-queur.- EP n° 1611 (septembre 77) page 84 :un banc d'etude de maquettes pour tran-sistors et C.I.- EP n° 1620 (novembre 77) page 120:le travail de la tole, decoupe et percagedes coffrets.- EP nouvelle serie n° 1 (janvier 78)page 119 : le wrapping, methode decablage sur plaques perforees nun cui-vrees.- EP nouvelle serie n° 3 (mars 78)
Fig. 1. - A I'usage, la ointe de la meche est appliquite sur le coup depointeau ; en tournant, elle fait tout de suite son trou de centrage,
puis le percage commence par la peripherie.
page 103: utilisation des plaques epoxysensibilisees avec matrices transparentes.- EP nouvelle serie n° 8 (septembre 781page 105: reproduction photographiquede circuits publies, sans appareil photo.
EP nouvelle serie n° 9 (octobre 78)page 124: le procecle « Seno photo -transfer » pour la reproduction photogra-phique de circuits publies.- memo numero, page 126 : techniquesde tracages sur matrices transparentes etsur cuivre (ruban scotch et trans -forts).
- EP nouvelle seine n° 10 (novembre 78)page 115 : methodes pour cabler propre-ment pliage, orientation et soudure descomposants.- EP nouvelle serie n° 15 (avril 79)page 121: conception des circuits impri-mis, passage rationnel du schema dePrincipe au circuit imprime. Plus un rec-tificatif dans le n° 17 page 176.
OC trouver ceci 7
- Plaques « Circuiq n : Circuiq, route deLourmarin, 84160 Cadenet- Effaceur Carly : Papeterie Lacoste, 4,montee Georges Pulitzer, 69190 Saint -Funs
Tous les produits Mecanorma chez lesdetaillants en electroniques, mais les pro -duets « Masking Pen », « Masking Mar-ker », « Cutter n" 3 » et « Normatape »etant assez recente it est logique quevotre revendeur n'en ait pas encore, Le« Normapaque » est par centre mainte-nant classique.
N° 22 - nouvelle ebrig - Page 153
PRATiQUIE 'T INITIATION
Technologie des composants
LES RESISTANCES BOBINEES
Le fil resistant
Les fils obtenus avec un metal our nesant pas interessants; ils ont une resistr-vite faibie et un coefficient de tempera-ture important. C'est pourquoi l'industriea ete amenee a etudier des alliages avantune resistivite plus elevee, afin quo la Ion-gueur de file bobiner soit moins impor-tante, et dotes d'un coefficient de tempe-rature voisin de zero, afin de conserverune valour stable a la resistance malgreson echauffernent.
Les principaux alliages utilises sons lessulvantsPage 154 N° 22 nouvolle
I ES resistances bobinees comprennent : les resistances depuissance et les resistances de precision. II s'agit de mate-
riel professionnel dune haute technicite et dune remarquablefiabilite. II est cependant interessant de connaitre leur tech-nologie.
Nom Composition v 52 -cmCoef. de T110.61°C1
T max.('-'C
Resistances de puissanceNichrome VTophet A
Resistances de precisionKarmaEvanohm
Advance AMaganinCupronConstantan !
Ni 80 ''/. Cr 20 Y
Ni 75 '/.. Cr 19 °/'.Fe 3 1° Al 2 V,
Ni 42 Y. Cu 58 °/.
Ni 45 */. Cu 55 %ou Ni 40 l'i, Cu 60 '.
108
133
50
50
+ 100
± 20
± 40
± 40
1 200
1 000
600
500
Les alliages pour resistances de preci-sion ont un coeffic ent de temperaturefaible, mais variable en fonction de laplage d'emploi. Les fils sont livrables soitnus ou oxydes, soit recouverts demailIclasse F - 155 °CI, soit sous forme derubans nus ou oxydes.
Les rubans permettent la fabrication deresistances de puissance et de faiblevaleur ohmique.
En revanche, pour atteindre les valeurselevees, it a fallu mettre au point la fabri-cation de fils fins, particulierement deli-cate.
Pour une bonne fiabilite, le diametred'un fil ne doit pas descendre au-dessousde 100 nm. Les fils protégés par un vernisou un email peuvent etre plus fins. Lesnormes prescrivent un diametre minimalde 45 ern, it existe cependant des filsjusqu'a 10 gum pour les resistances minia-tures.
Le support
Le fil resistant dolt etre bobine sur unsupport refractaire, tenant aux tempera-tures elevees et posseclant une bonneconductibilite thermique. II est generale-ment :- en steatite : compose a base de silicatede magnesia ; Cost un tres bon isolanttenant jusqu'a 1 300 °C, malheureuse-ment sa conductibilite thermique est fai-ble (0,2.10'2 W/ MIT1.°C)- en alumina : qui est un oxyde d'alumi-nium agglomere ; c'est un tres bon iso-lant, tenant jusqu'a 1 750 °C, avec unebonne conductibitlie thermique12,5.10-2 WI mm.°C), dix fois superieure
celle de Ia steatite. Elle est cependantnettement plus chere.
Les resistancesbobineesde puissance
Elles sont utilisees- pour le demarrage des moteurs ellessont soumises 'a des surcharges repeteeset a des transitoires;- pour les penis d'alimentation des mate-riels electriques et electroniques:- pour les circuits electroniques de puis-sance, en continu, en alternatif, ou enhaute frequence.
Fig. 1. - Montage de resistancesde puissance en parallele sur un
tableau electrique.
Elles doivent supporter Ia dissipation depuissance prevue sans aucune alterationdu fil, du support ou de l'isolant, c'est-e-dire etre -vas robustes.
Le support est generalement en stea-tite, parfois en alumina. Le fil dolt suppor-ter un echauffement important, it est ennickel chrome.
Le fil nu est bobine sur un support ner-vure en helice de facon a bien le position -nee
Le ruban est bobine a plat ou sur Iatranche a spires espacees sur un supportlisse.
Le fil isole a l'email ou a l'oxyde estlimite a 155 °C. Le fil est le plus souventnoye dans un email cult A haute tempe-rature (500 a 900 °C), Ace moment, it estnu bobine a spires espacees sur un sup-port lisse. Ce type de resistance est par-ticulierement robuste. La photo de titreen donne quatre exemples de taille crois-sante. Leur temperature superficiellemaximale est imposee par la norme NFC83210 a 350 °C.
Certaines resistances sont protegeespar une peinture cuite au four (maximum125 °C), ou par un vernis aux silicones(maximum 260 °C), ou encore par unciment incombustible tmaximum 175 °C).
Les resistances nues peuvent etre ren-dues ajustables par Ia pose d'un colliermobile supplementaire. Certaines resis-tances comportent un secteur nonemaille, afin qu'elles puissant etre egale-ment rendues ajustables. Le support estnervure, le fil est limite a 100 urn et leurtemperature maximale est de 275 °C.
Toutes ces resistances de puissancedoivent etre montees verticalement, afinqua fair puisse circular librement parconvection dans le tube. Une resistancemontee horizontalement ne peut plusadmettre que 90 '4 de sa puissance nomi-nate.
S'il taut monter plusieurs resistances enparallele sur un tableau electrique, it fautveiller a ce qu'etles ne s'echauffent pasrnutuellement. En general, on dolt lesespacer, daxe en axe, d'au moms cinq foisleur diametre exterieur (fig, 1).
Far contre, une ventilation forcee avecune vitesse d'air de 5 m/s permet d'aug-menter jusqu'a 3 fois la puissance admis-sible. Certaines resistances de 1 kW sontrefroidies par une circulation d'eau. Uneresistance nest pas limitee par la puis-sance, ma's par la temperature maximale.Si on la ref roidit energiquement on peutaugmenter la puissance.
Principaux modeles
- Les resistances nues sont principale-merit clestinees aux essais de laboratoire,- Gamme des valeurs : d'une fractiond'ohm jusqu'a 1 000 f2.- Puissance : 10 VV a 600 W.- Les resistances semi-vitrifiees de fai-ble valeur ohmique et de forte puis-sance sont constituees par un rubanbobine a plat ou sur la tranche. Elles sootemployees, entre autres. pour le dernar-rage des moteurs electriques.- Gamme des valeurs : 0,07 .12 a 68 s2.- Puissance 160 W a 1 000 W.- Les resistances recouvertes duneresine aux silicones pour utilisationindustnelle ou grand public.- Gamma des valeurs : 0,15 .5-2 a 56 kS2.- Puissance : 1,5 W a 16 W.- Les resistances vitrifiees profession-nelles A sorties par colliers.- Gamma des valeurs : 1 12 a 60 kf2.- Puissance ! 13 W a 600 W.- Les resistances ajustables vitrifilesprofessionnelles a sorties par colliers.- Gamma des valeurs: 33 S2 a 22 kS2,- Puissance : 21 W a 180 W.- Les resistances vitrifiees a sortiesaxiales professionnelles ; les valeurs ele-yeas sont bobinees avec un fil tres fin,hors norme, et leur fiabilite est mainspoussee.- Gamma des valeurs : 0,1 12 a 82 kS2.- Puissance : 4 W a 25 W.- Les resistances semi -precision mon-tees sur un radiateur en aluminiim per-mettent une dissipation importante sousun faible volume.- Gamma des velours : 0,01 S2 a 130 Id2.- Puissance : 10 W a 50 W.- Tolerances : ± 0,5 !/, a ± 10
Les caracteristiques generales de cesdivers types de resistances sont les sui-vantes:- Tolerances : ± 10 normale, ± 20 !inou 0,1 12 pour les resistances inferieuresa 1 Q. Series : E 12 et E 6.
rsi. 22 - nouvelle eerie Page 155
1,5.
- Coefficient de temperature :< 160.10'6/ ou < 250,10 -6/ °Csalon les alliages et les valeurs ohmiques.- Stabilite : excellente, derive maximale
- Tension de bruit : negligeable.- Fiabilite : pour etre certain dune longueduree de vie, iI ne faut pas les utiliser enservice normal 6 plus de 5O 'I. de leurpuissance nominale, De plus, it ne faut pasmentor des resistances bobinees avec dufil trop fin (< 45 rn).
Les resistancesbobineesde precision
Elles sont utilisees partout ou eon abesoin dune precision superieure± 1 %, dune stabilite absolue et duneabsence totale de bruit de fond. Ce sontdes modeles professionnels, dun prixeleve.
Ce type de resistance connaTt uneextension importante due a son excellentcomportement en H.F.
On salt maintenant fabriquer des resis-tances bobinees dont le temps de monteeest de lordre de 20 ns. Dans la gamme de- 55 °C a + 125 °C leur coefficient detemperature atteint ± 2 a 3.10'6/ C.
Leur stalailite est de 10.10-6/ an. Ce quiest remerquable.Fabrication :
Le fil est constitue par les alliages telsque Karma ou Evanotim pour les resistan-ces superieures a 500 .f2 et par le Cons-tantan ou Manganin pour les resistancesde valeurs inferieures.
Ces resistances sent surdimensionneesde facon a eviter leur echauffement nes'agit plus de puissance, mais de preci-sion. Le diametre du fil peut descendre25 am et parfois jusqu'a 12µm.
Le fil est isole a ('email ou a ('email etau nylon. Le support est en steatite ou enplastique.
Les resistances prevues pour fonction-ner en haute frequence doivent presenter('inductance et la capacite propre les plusfaibles possibles. On lobtient grace a unsupport a gorges en nombre pair. Le filisole est bobine dans la premiere gorge,puis le sens est inverse dans la deuxiemegorge, et ainsi de suite. Le nombre desspires etant le merne dans chacune desPage 156 - N" 22 - nouvelle sane
a 0 5 -U
0
0,5
X 1
-.-- 1,5
1
Thr
OV
06V
OV
asp
OM
asp
05
OSV
/ / /La rpm hechwee represanIp tesIola,.ocee re tab, ,4414.F1
10
am.am
100k 1 M
Res,a dance 1.0
1"---11 ,,.ea E. sq.. e.... 0,5V
NOM,. ...main.nor.,.. sore
I
ch 4 .04c -
1404n .401,41nr
OhIrripul.21
maw
r. / 35 3 ivti
Fig. 2. et 3. - Temps de monteede resistances presentant diversdefauts, sous I'effet d'une impul-
sion a front raide.
gorges, la self-induction et la capaciterepartie dans une gorge sont annulees parla seconde.
La figure 2 donne ka reactance induc-tive et capacitive en fonction de la valeurde la resistance a 1 MHz. Pour R < 5 kS2la resistance est inductive < 1 pH.
Pour R > 5 kS2 la resistance est capa-citive < 1 pF.
Une telle resistance peut etre employeedu continu jusqu'e 30 MHz, sa frequencede resonance propre se situe vers100 MHz. La zone hachuree representeles tolerances de fabrication.
Ces resultats sont obtenus grace a uneetude tres poussee de tous les parame-tres de fabrication :- dimensions de la resistance- technique de bobinage, nombre de gor-ges, plus une resistance en comporte plussa reactance est faible ;
- dimension du fil et epaisseur de l'isolantqui conditionne la capacite repartie de 18bobine ;- nombre de tours par gorge : est troppetit, la reactance ne peut etre verifiee;s'il est trop grand is resistanoo so corn-porte comme une bobine de choc en H.F.:- disposition du fil le long des gorges : si
elle nest pas uniforme et ne suit pas unprofit geometrique correct, elle peutentrainer des variations importantes dereactance d'un modele a l'autre.
Ces differents defauts sont reveles parla courbe du temps de montee, awes('application d'un signal a front raide.(fig. 3).
Les resistances de precision doiventetre parfaitement etanches, par conse-quent a I'abri de l'humidite qui altereraitlours caracteristiques.
Plus la tolerance d'etalonnage est ser-ree, moms la resistance doit supporter depuissance. Ainsi les normes prescrivent :tolerance ± 1 % utilisation a la puissancenominale jusqu'a 80 °C ; tolerance± 0,5 / utilisation a 75 % Pn jusqu'a:80 °C tolerances ± 0,25 V. et ± 0,1 %utilisation a 50'/. Pn Jusqu'a 80 °C.
Differents modeles :
- Les resistances miniatures sans boi-tier de transistor (genre TO 51,- Gamme des valeurs : 50 Sl a 2 M12.- Puissance : 0.25 W a 70 °C pour la
tolerance ± 1 %. Reduire cette dissipationpour les tolerances plus serrees.- Tolerances : ± 1 % a ± 0,01 %.- Les resistances miniatures moulees:- Gamme des valeurs : 100 S2 a 1 MS2.- Puissance 0,2 W A 125 °C.- Tolerances ± 1 a ± 0,01- Les resistances ultra -precision en boi-tier metallique etanche- Gamme des valeurs : 0,25 W a 25 °Cde 100 S2 a 1 MS2.- Tolerances : ± 0,05 '/ (100 ,f2 a 1 kf2),± 0,01 % ( I kS2 a 10 k'2), ± 0,002 °..( 10 k32 a 100 ke2), ± 0,001 % 1100 1(12 a
1 MS2).
Le coefficient de temperature pour lesresistances de precision est comprisentre : ± 1.10-6/°C a ± 10.10 6/°C. Onvolt que les ::aracteriseques de ces diffe-rents modeles sont remarquables. Ils ser-vent comme etalon dans les appareils demesure.
R.C.
a a
411.
Toutes les applications des
SEMI CONDUCTEURSIndicateur de la tensiondune batterie
Soil une source de tension, pouvantvarier avec le temps, par exemple la ten-sion dune batterie de 36 V, a tension nonreguiee V (voir figure 'IL
Aux biomes de cette source, on a
connecte deux diviseurs de tension R4 -R1et R5 -R2 dans lesquels, R1 et R2 sont despotentiometres de 5001(12.
II sera done possible d'obtenir aux cur-seurs de ces potentiometres des tensions,par rapport a la masse, V[i et VL que l'onreglera, Iorsque V aura sa valeur nor -male, de maniere a ce que,
VL < VH < Vou,
VL, = limite inferieure du niveau hautdes porter NOR G1 et Gz,
VL = limite superieure du niveau basdes deux operateurs NOR.
Ces valeurs VL et VH sent indiqueesdans les notices du fabricant du circuitcontenant les NOR, dont la tension deli-mentation est de 12 V. Les tensions VL&tent definies, on aura au point d'entree 1du NOR GI, une tension AV, ou A est uneconstante determinee par la position ducurseur du potentiometre RI. De marne,au point 6 d'entree du NOR G2, la tensionest BV, oi:IB est une constante qui dependde la position du curseur de R2. B est evi-demment superieure a A puisqueVH > VB.
Lorsque V est plus elevee que sa valeurnormale, les tensions aux points 1 et 6sont au niveau 1 (haut). La tension BVdepasse la tension de seuil VT donc,
V > VT / B = VH
(16 VH est la limite de la tension du niveauhaut (1-1 ou 11.
La sortie du NOR G2 est au niveau bas.De ce fait la base du transistor Q1, estportee a un potentiel proche de celui dela masse.
Corn me ce transistor est un PNP, lecourant de collecteur est fort et la
lampe LDans le cas o6
V < VT/A = VLau VL est la limite du niveau bas (L oules deux operateurs NOR associes a la
resistance R3 et a la capacite C, consti-tuent un multivibrateur astable, Cet ascii-lateur fournit a la base de 0.1 un signal,rectangulaire qui est amplifie et, 6 partirdu collecteur, est appliqué 6 is lampe L.
La lampe s'allumera par intermittence 6la frequence,
1t-1,4 R3 C
On aura, dans ces conditions,VT = VDD/ 2, environ, avec V00 = 12 V.
Si V se trouve entre les deux limites VHet VL, (qui sent des valeurs fixes),
VL < V < VHce qui se procluit si,
< VTet
AV > VTL'entree 1 est au niveau 1 et l'entrée 6
est au niveau 0. Dans ce cas, la sortie dePage 158 - N' 22 nouvelle serie
A
G2 est au niveau 1 et cello de G1 auniveau 0. Le courant collecteur de Q1 estfaible ou nul et la lampe L est eteinte.
Avec les valeurs des elements, Ei3
= 470 Id2 et C = 0,22 R.F, la valeur de lafrequence d'oscillation de G1 -G2, lorsquecelle-ci se produit est :
1f = 1,4 . 0,47 . 0,22 Hz'
ce qui donnef =- 5,9 Hz,frequence qui convient tres bien pour lescintillement de la Lampe L de 20 mA,filament. II se peut qu'une LED convienneaussi, branchee avec ['anode vers le col-lecteur de 01 et la cathode a la masse.
Les valeurs de 193 et C ne sont pas cri-tiques.
En resume, si,V < Vt. ibatterie dechargee) la lampe
V > VH Ibatterie tres chargee) la lampes'allume.
Si la tension V est normale, on a,VL < V < VH
et la lampe L est eteinte.Commie NOR, on pourra utiliser un
4001-A qui contient qua:re elementsNOR dont le brochage est donne a la
figure 2.Les elements choisis soot G, (1-2-3) et
G2 (4-5-6). Relier le point 14 1V00) au +dune source de 12 V et le point 7 (V)
la masse. Ce montage est di) a N.D. Thaiqui l'a doom dans Electronics, vol. 46N° 8.
Chargeur d'accumulateursa panneaux solaires
Dans Electronics, vol. 52, N° 19, nousrelevons la description d'un chargeurd'accumulateurs a cellules solaires pro-pose par G.J. Milliard du ConservatoireVolcanologique de Rabaul, Papua, Nou-velle Guinee.
Ce montage de complication moyennen'utilise que peu de composants, tousasses usuels. Les elements essentiels dumontage sont evidemment le panneausolaire PS, represents a droite sur lafigure 3 qui donne le schema general duchargeur, et l'accumulateur ACC, repre-sents a gauche sur la memo figure. On
trouve egalement dans cet appareil, troistransistors, six diodes dont deux LED etune zener et deux condensateurs ainsique quelques resistances fixes. Aucunreglage ne figure dans ce chargeur.
D'apres le lieu de travail de l'auteur,lensoleillement dolt etre de tout premierordre. Lauteur indique que le regulateurseul (done en dehors du prix du panneauet de l'accumulateur) revient a 10 dollars,snit environ 42,50 F actuels. Les cellulessolaires soot des ARCO reparties dansdeux panneaux 16-1200, donnant 16 Vprobablernent en tout cas plus de 13,5 V.
L'accumulateur est de 12 V, valeurnominale, a plomb du modele habitual uti-lise dans les automobiles. Dans ce mon-tage it y a l'avantage de la securite contre('application de la tension de l'accumula-tour charge, au panneau solaire, En effet,des que la tension de l'accumulateurdepasse 13,5 V la liaison negative entrecelui-ci et le panneau solaire est coupee.
La diode zener 04 de 5,1 V stabilise latension delentrée inverseuse, marquee -,de ('element Atd, amplificateur operation-nel du circuit integre du type LM348, Amonter sur radiateur ainsi que les transis-tors PNP et NPN.
Le LM348 {National Semi -conductor)contient ces quatre amplificateurs AlaA)d, du montage. On trouve aussi. dans cemontage. une LEO rouge D6 et une LEDverte D3.
Les diodes normales sont D1 = D2= 1 N914 et D5 = 1613. Dans un man-
ligne posrtive
itR3.2kn.
R4.220kft
It
tgne negaliveaccurnulateur
QNi
R10.10k
9
R5.1Dial r4,
Fig. 3
R165 8
DE.
LEDrouge
F{6. 33k11
R7.101,11
BC 40PNP
03.2N3C,55NPN
',recto
02 .2N3055NPN
P.S.
0000
kigne negativecol lo les
N° 22 nouvelle serie - Page 159
tage a solaire » tout « GASPIliage »
d'energie dolt etre evite. Dans la plupartdes chargeurs ou alimentations a regula-tion, le courant entre les deux elementsprincipaux passe par une resistance quidepense de renergie, lorsque l'acciimula-teur est pleinement charge.
Grace au montage propose, n'y a pasde resistance chutrice de ce genre.
Lorsque la tension eo de la batteried'accumulateur de 12 V est inferieure13,5 V, tension qui normalement est de12 V 6 vide, les transistors Q1, Q-2 et Q3sont conducteurs et le courant de chargeprovenant du panneau solaire passe verslaccumulateur.
Dans ce cas, la diode LED verte D3 esttraverses par le courant et s'allurne indi-quant que les cellules chargent l'accumu-lateur.
Si eo s'approche de la tension de circuitouvert, l'amplificateur operationnel Al,commute les transistors Qi a Q3 vers leblocage.
Cette situation se maintient aussi tong -temps que l'accumulateur se trouve a unetension de 13,2 V sinon la charge recom-mence.
Si la tension de la batterie d'accumula-tours continue a baisser. de 13.2 V a11,4 V environ done batterie dechargee,l'amplificateur operationnel Alb a sa sor-tie 8 au niveau bas. II en resulte que lacathode de la LED rouge, 06, est auniveau bas. De ce fait, la LED s'allume,
On constate que les deux diodes elec-troluminescentes 03 et 6 indiquenttout moment la situation de l'operationcharge ou repos.
La LED rouge 06 S'allUrne grace au cou-rant fourni par [e multivibrateur astablerealise avec ('element Aie qui donne unsignal a 2 Hz.
D'autre part, Aid fournit une tension dereference de 6 V afin de maintenir lespoints de commutation aux niveaux 11,4et 13,2 V.
Ce circuit travaille avec des courants de3 A. Pour des courants plus forts, it fau-drait augmenter les courants de bases de02 et 03 de maniere a ce que ces transis-tors restent a l'etat de saturation pendantles periodes de charge. L'ensemble desdeux panneaux ARCO donne 3 A. Le cir-cuit integre LM348 contient dans sonboitier, quatre amplificateurs operation-nels 741. Des circuits equivalents sootLM148, 248.
Ala figure 4 on trouvera le brochage dece Cl. Qn pourra remarquer que le felon -cant a designs par 1 a 4 les quatre ampli-ficateurs operationnels identiques du Cl.
Par contre, clans le schema du chargeur,Al. est ('element 5, 6, 7, Ae, est l'ele-ment 8, 9, 10, At est 12, 13, 11 et Aidest 1, 2, 3.Page 166 - N° n - nouvelle eerie
On notera que les CI comme les 741 etequivalents peuvent etre alimentes surdeux sources par exemple -1- 6 V a
15 V mais aussi sur une seule source,par exemple 13,5 a 16 V, tension delivreepar le panneau solaire.
Dans ce cas, le point de terminaison 4est connecte a la ligne positive et lepoint 11 a la ligne negative de l'accumu-lateur.
De ce fait, les entrees sont 6 des ten-sions se situant entre la ligne positive etla ligne negative. II est possible quel'emploi de quatre 741 snit acirnissiblP Ala place du LM348 ainsi que le remplace-ment des panneaux ARCO par des pan-neaux solaires equivalents donnantensemble 15 V et 3 A au mains.
Les condensateurs C1 et C2 doivent etreprevus pour une tension de service de25 V au moins. A noter que le « ballast asest constitue par deux NPN, du type2N3055 montes en paraliele ils serontmantes sur radiateurs appropries.
D5, 1N1613, est une diode de puis-sance, redresseuse, disposee entre lescollecteurs des transistors 02 et Q3 et laligne negative d'accumulateurs,
Remarquons [es connexions versl'accumulateur, s'effectuant sur deuxiignes du cote + et du cote Lesconnexions (A/ et (Et seront etablies en filsde fort diametre pour le passage de cou-rants de 3 A et plus.
Alarme a faible tensioncialimentation
Le montage de la figure 5 a ete pro-pose par John Hollabaugh dans PopularElectronics, vol. 14 N° 6. II se caracterisepar sa simplicite, done facile a essayerexperimentalernent, facile a installer etrelativement economique.
En effet, l'appareil de John Hollabaughne necessite que peu de composants :A1 : buzzer de 1,5 V ;81: deux piles de 1,5 V nnontees en seriepour en faire une de 3 V;C 1 : condensateur de 50 pF disqueC2 : 611F electrolytique 15 V tension deservice;
: diode au germanium quelconque ;THE transformateur HF, petites ondes,avec primaire accords et prise, secondairea faible impedance.
Souvent it s'agit de bobinage PO avecl'enrouiernern d'antenne qui est a peu despires et le secondaire a beaucoup de spi-res (par exemple 150 itHi mais avec prisemedian.
On utilisera alors le secondaire accordscomme primaire et le prirnaire d'antennecomme secondaire.
: transistor a effet de champ, canal N,du type 2N5949 monte en drain corn-mun, relie 6 la ligne + 3 V :02 transistor NPN, de faible puissance,au germanium ;Ri : 150 Id -2, 0,5 W tolerance 10 °AR2 : 10 k.1.2, 0,5 W, tolerance 10 Y.;R3 : 5,6 le52, 0,25 W tolerance 10 °A ;
R4 : 500 52 potentiometre ajustableSCRI 2N877 ;Si : interrupteur marche-arretS2 : poussoir, ferme au repos, done cou-pure lorsqu'il est s pousse »,
L'appareil pout etre monte sur une pla-tine isolante imprimee ou non.
pourra aussi remolacer les piles de1,5 V par des accumulateurs pouvant serecharger sur un chargeur connecte ausecteur alternatif dont on dispose.
Void le fonctronnement Effet de champde ce montage dans les photocoupleurs
L'element principal de l'alarme est unoscillateur Hartley realise avec le bobi-nage HF, en particulier avec le prirnaireaccorde le a prise; une extremite estreliee a la porte G par rintermediaire deC1 et la prise est reliee a la source du tran-sistor FET, Q1. L'extremite inferieure de P,est connectee a la ligne negative demasse,
De ce fait it y a oscillation dont la fre-quence est deterrninee par renroulementprimaire P. Le signal est transmis par lesecondaire, A la diode D1 qui le redresse.On obtient alors une tension positive depolarisation de la base de Q2, un transis-tor NPN, bipolaire. La base de Q2 devientalors tres positive ; doe courant collec-tour important passant par R2. Lagachette G du SCR est a une tension pro-d* de zero. Ce thyristor ne petit sedeclencher. D'autre part, le point communde Ci et Rt presente, par rapport a la ligned'alineentation, tine impedance elevee.Celle-ci est modifiee si le visiteur indesi-rable touche tin volume metallique, 'solede rappareil, en contact electrique avec lecrochet retie a Ce contact entre lamain de a l'invite s et la poignee de parteou fenetre, diminue ('impedance citee plushaut, le circuit P est amorti et l'osciliationcesse.
On pourra regler cette possibilite avecle potentiometre ajustable R4 de 50052.En ('absence de signal sur ('anode de ladiode De la base de 02 est au potentiel dela masse. Le transistor est bloque et latension de la gachette G du SCR, est ele-vee. Celui-ci se declenche et un courantimportant passe par le buzzer de 1,5 V,qui se manifesto en faisant du bruit ceen principe dolt faire fuir le visiteur outout au moins, avertit le locataire si it estpresent.
Lealarme continuera a sonner enemeepees le depart du valour. Pour arreter ileson et non le voleure on presse le boutonde l'interrupteur S2.
De ce fait, le circuit du SCR et du buzzerest coupe. En lachant S2 l'alarme est pratea recevoir un autre visiteur (ru le meme,s'il a de la suite dans les idees). Tent querappareil est en service, Yalimentationdoe rester connectee grace a Si en posi-tion n contact N.
D'apres l'auteur, une bonne charge del'accumulateur est suffisante pour10 jours de fonctionnement.
L'appareil etant independent de mutesource, comme le secteur, peut fonc-tionner au moment ou ii dolt rendre le ser-vice qu'on attend de lui.
Remarquons aussi le condensateur C2de 6 (.iF qui shunte la batterie lorsque Siest fernne.
Dans Siemens Actualites ne 18 2/79a paru une etude stir l'effet de champdans les photocoupleurs dont nous don-nons ci-apres de iarges extraits.
A la figure 6 on indique le montagedun photocoupleur compose dune LEDet d'un phototransistor. Si le dispositiffonctionne a une temperature ambiantede 100 °C, des effets indesirables peu-vent se produire au bout d'un laps detemps compris entre 10 et 1000 heures.
Le courant inverse croft dune maniereirreversible en particulier lorsque le palenegatif de la source haute tension estappliqué a la diode electroluminescente.
Le gain en courant et, par consequent,le facteur de couplage, decroissent dunemaniere irreversible lorsque la diode elec.-troluminescente est positive par rapportau phototransistor.
Comma indique figure 7, la chute dugain en courant est particulierementimportante pour les fables courants base.
La tension inverse collecteur-emetteurdecroit dune maniere irreversible pourtine diode electroluminescente polariseepositivement tine tension alternativesinusoldale ne provoque aucun des effetscites plus haut. La vitesse de deplacementaugmente avec la temperature et leniveau de la tension entre la diode elec-troluminescente et le phototransistor.Mais elle est souvent trop grande pourdes temperatures descendant jusquel70 °C et des tensions de 300 V. II existememo des Modeles pour lesquels undeplacement est déjà visible a une tempe-rature ambiante. Liars des mesures, it fautveiller a ce que les effets aient des
Fig. 6
60
4o
20
0
(a)
0 100 200 300 400 500 600
1B( PA)
Fig. 7
influences reciproques. Ainsi, par exem-ple, le deplacement du gain en couranteremdeutitt-eiul leccurant inverse collecteur-
Quand le gain en courant se &placeplus lentement que le courant inverse, iipeut se produire que le courant inversepasse par un maximum pendant la charge.Une diminution de la tension de claquagecollecteur-emetteur UCEO provoque ega-terrient une rnontee du courant inverse.
L'expression a irreversible a uteiseeplus haut, signifie ici que les effetsdemeurent morn apres coupure de lahaute tension et ref roidissement a tempe-rature ambiante.
Si cependant les photocoupleurs res-tent longtemps a des temperatures pluselevees (? 100 °C) sans haute tension itsse regenerent dans la plupart des cas.
Cause et eliminationde I'effet de champ
La figure 8 represente le schema deconstruction d'un photocoupleur. Ladiode electroluminescente ILED) et lephototransistor PH TR sont run en facede I'autre a tine distance de 0,5 a 1 mmet sont couples a travers une goutte deplastique qui conduit le rayonnement dela diode electroluminescente jusqu'auphototransistor.
Presque tous les photocoupleurs quel'on trouve sur le marche sore construitsde cette facon ou d'une facon similaire. SiIon applique une tension de 1000 V entreLED et phototransistor, des champs de104 Were et plus prennent naissancerinterieur du photocoupleur. Pour destemperatures superieures au domaine deMarten, la mobilite ion que augmentedans le plastique et le puissant champelectrique provoque une migration dionset un redressement des chalnes de mole-cules dipoles dans le sans du champ,c'est-e-dire de la polarisation.
Alors que la surface de la LED est tou-jours conductrice (systeme MESA), la sur-face du transistor est protegee jusqu'auxcontacts avec Si3 Na et Si 02. Ces cou-ches non conductrices se chargent posi-tivement Otinegativement suivant le sonsdu champ. Ma is les charges de surfaceproduisent, lorsqu'elles *assent unecertaine hauteur dans le cristal semi-conducteur situe en dessous, suivant lesigne de la charge et le type de dopage dusemi-conducteur, une zone crenrichisse-ment ou d'appauvrissernent, ou tine cou-che d'inversion.
La hauteur a partir de laquelle cela seproduit depend, entre autres, de repais-sour de la couche isolante, du nombre de
N' 22 - nouvelle sane - Page 161
cn
PH.TR.
L .tiande concluctriceK milieu de couplage
Fig. 8. - Schema de construction d'un photo-coupleur. La diode electroluminescente (LED)et le phototransistor (FT) soot un en face del'autre a une distance de 0,5 a 1 mm. Le milieu
de couplage est une goutte de plastique.
charges qu'elle contient et du dopage dusemi-conducteur situe en dessous.
A la figure 9 on montee cet etat parteculier on le transistor est a un potentielpositif par rapport a la diode electrolumi-nescente. Les charges negatives surl'oxyde produisent une couche d'inversiondans la zone N du collecteur pendant quedans la zone P, se forme une couched'enrichissement de la zone d'espace del'emetteur.
Celui-ci reste pratiquement sans effetsur les proprietes electriques du transis-tor. Par contre la couche d'inversion dans
l FD
S.02 .1N,
,.,.. ..i
K
Fig. 9. - Repartition desdans le cristal d'un phototransistorque le transistor du photocoupleurpositivement par rapportminescente lindiqueeinflue sur le parametre
tor).
charges a la surface etNPN, lors-
est polarisea la dicde electrolu-
seulement is on elleelectrigue du transis-
$,02 sat4
,K 4
Fig. 10. - Repartition deset dans le cristal d'unlorsque le transistorpolarise negativement
electroluminescente,
I --
charges a la surfacephototransistor NPN,
du photocoupleur estpar rapport a la diode
le collecteur provoque une montee ducourant inverse de la diode constitude parle collecteur et la base qui, multiplie parle facteur de gain en courant, fait croltrele courant Ices.
Si le transistor est polarise negative- .
ment, comme sur la figure 10, on obtientune couche d'enrichissement dans lazone N du collecteur, qui conduit a unretrecissement de la zone de charged'espace de la diode collecteur-base etdone, a une diminution de UcB0 et, parvoie de consequence, de UcEo. II s'ensuitun courant inverse plus grand. Dans lazone P, a la jonction PN/ emetteur-base,se forme une couche d'inversion qui attirevers elle, entre base et emetteur, des cou-rants de fuite eleves, ce qui se traduit parune diminution de B.
Etant donne que la surface de la baseest environ 103 fois plus dopee que celledu collecteur et qu'il faut, par consequent,davantage de charges pour creer une cou-che d'inversion, cet effet n'apparaltqu'apres des temps de charge bien pluslongs que la montee de 'CEO.
Les effets decrits, qui portent prejudiceau fonctionnement du photocoupleurdes temperatures et des tensions elevees,peuvent etre evites grace a un ecran ioni-que transparent faiblement conducteur(TRIOS) depose sur les surfaces en dan-ger. Cet ecran evite que les surfaces sechargent d'ions et que le champ electri-que penetre dans le cristal semi-conduc-teur.
Sur les figures 9 et 10 on a utilise lesabreviations suivantes :
LED : Diode electroluminescenteFT : PhototransistorE : EmetteurB Base
K : CollecteurW : Zone de charge d'espaceA : Couche d'enrichissementI : Couche d'inversion.
F. JUSTER
BIBLIOGRAPHIE
RECHERCHES METHODIQUESDES PANNES
DANS LES RECEPTEURSDE RADIODIFFUSION
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Cet ouvrage traduit de l'allemand par R.Aschen, Dr Ingenieur, Professeur, per-mettra a tous les techniciens amateurs ouprofessionnels. de se familiariser serieu-sement avec les principes generaux et lesmethodes les plus rapides de la recherchedes panties dans les recepteurs radio.Sommaire
Introduction - Analyse des tensionsAnalyses des courants - Examen desresistances - Signal injection et signal tra-cing - Recherche des Mans a l'aide d'unoscilloscope - Marche a suivre dans larecherche des defauts - Recherche desdefauts dans les differents stages -Recherche de defaults dans un recepteurequips de transistors et de circuits inte-gres Appareils utiles pour la recherchedes defauts Examens precis des compo-sants - Quelques remedes en cas de dete-riorations mecaniques - Tableaux resu-mant la recherche des defauts.
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Page 162 - 22 - nouvelle serie
La page du murderLe service du Courrier des Lecteurs d'Electronique Pratique est ouvert h tous et est entiere-
ment gratuit. Les questions d" winter& commun u feront Tobjet dune reponse par Tintermediairede la revue. II sera repondu aux autres questions par des /*Domes directes et personnelles densles limites du temps qui nous est imperil.COLLABORATION DES LECTEURS
Tous les lecteurs ont la possibilite de collaborer a e Electronique Pratique ». II suffit pour colade nous faire parvenir la description technique et surtout pratique d'un montage personnel ou biende nous communiquer les resultats de (amelioration quo vous avez apportee a un montage déjàpubfie par nos soins ifournir schema de primp° et realisation pratique dessines au crayon a mainlevee). Les articles publics seront retribues au tarif en vigueur de Ia revue.PETITES ANNONCES6 F la ligne de 34 tomes, signes ou espaces, taxe comprise.Supplement de 6 F pour domiciliation a Ia Revue.Toutes les annonces doivent parvenir avant le 5 de cheque mois.a la Ste AUXILIAIRE DE PUBLICITE (Sce EL Pratique), 70, rue Compans, 75019 Paris .C.P.C.C.P. Paris 3793-60. Priere de joindre le montant en cheque C.P. ou mandat poste.
RECTIFICATIF
UN PONT DE MESURES RCN° 21 Nouvelle Serie page 89
De rombreux lecteurs sesont apercus que sur notremaquette definitive pre-sentee en couleurs sur laphotographie de titre, le
condensateur CO etaitplace a l'envers par rap-port au schema de prin-cipe et a ('implantation deselements des pages 90 et
91. C'est simplementparce que les deux monta-ges procurent les memesresultats. Rappelonscependant que ces der-niers peuvent etre excel-lents a condition de dispo-ser d'un cachan parfaite-ment etalonne.
N° 18 NOUVELLE SERIEVENONS-EN AU FET (3" partie) Page 110, 2" colonne
Une erreur d'imprimerie ve = (1 + s R( A VG5vs = s R4 V05et le rapport nous donne legain :
G = = s R
s'est repercutee tout aulong de la demonstractiondu calcul de G. Nouspublions donc la partie dutexte rectifiee :
Or, ici, A VGs est egalla difference entre ve et v, :A VGS = V, - V,
Ve - s R VGsOn connait donc finale -
meat ve et vs en fonctionde A VGs, s et R :
ye 1 + s R
o La relation precedenternontre qua le gain est tou-jours inferieur a 1. II s'enrapproche d'autant plusque le produit s R est plusgrand. »
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A LAMER
Depdt legal N° 5 1 8 -. 4e trimestre 1979Copyright 1979
Societe des PUBLICATIONSRADIOELECTRIQUES et SCIENTIFIQUES
1.0 rrprodortoon rt rretiliveri)ri mom, prArrull de rrnif Orb% le' f COMM/Wirt a:WM,ivilretique3 (Jeo cle,CW1tentEdfc.,t) e vine et do Yr, rc, fee - i-Jec Trr.q1Nefle PP dtkidla ,nn!rigryeare semeAll vrdire ge,e 1,11/1 fro. rth. de repr,peloa, "le't.t0.171q1140, grr,
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