reveil ma tin programmable mul timetre metex ......ici (cd4060) fait office d'oscillateur et de...

N° 103 NOUVELLE SERIE AVRIL 1987

BELGIQUE 100E8 - LUXEMBOURG 115 FL SUISSE 5 CO FS

ESPAGNE 250 Plas - CANADA S 2 75

REVEIL MA TIN PROGRAMMABLE rMUL TIMETRE METEX M-3650

RECEPTEUR FM TSM, ETC...

T 2437 103 16,00 F

3792437016002

S N 0243 4911

sommaire detaille p. 48

01030

5600 pF

tolerance

bione 40%noir! 20%.

4-7000 pFtension

rouge 250V3oune 400lt

111-

o`c hi fire 26''' chi 1/re multi coteur

9

X -4 0 0001-)C -100 00c4111

9

exempla -t000ppr, ± 40% 250V distr., bv-non des cOcleurs inorron noir, orange,Blanc- , rouge

.1 0 00.(2

role once : or -I- 54 orciere 1:104

-fere bague 211"ebogue 34-"bogve-fek chifFre 2a"chifPre mufilfiliCateur

4

1111X -4000

x 000L 5 411013

6 X 4o00 oci

9 9

ADMINISTRATION-REDACTION-VENTES :Societe desPublications Radio-Electriques et Scientifiques.

Societe anonyme au capital de 300 000 F.2 a 12. rue Bellevue, 75940 Paris Cedex 19.Tel. : 42.00.33.05 - Telex PVG 230 472 FDirecteur de la publication M. SCHOCKDirecteur honoraire Henri FIGHIERA a Le precedent numeroReclacteur en chef Bernard FIGHIERA a ate tireMaquettes Jacqueline BRUCE a 110 000 ex. »Couverture M. Raby. Avec la participation de P. Rabby.D. Roverch, Ph. Gasser, D. Pagnoux, R. Knoerr, P. Wallerich,R. Rateau, S. Oiry, C. Pichon, A. Garrigou.La Redaction d'Electronique Pratique decline touteresponsabilite quant aux opinions formulees dans lesarticles, celles-ci n'engagent quo leurs auteurs.

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ectrottilpratiqueN 103 AVR 987

REALISEZ VOUS-MEMES PAGE

Un reveil-matin a plusieurs alarmes 49Une alarme coupure secteur 70La surveillance telephonique 79Un detecteur d'electricite statique 89Une sonde logiqueUn peson electroniqueUn banc de montagesUne alarme sac a main

EN KIT

9295

107112

Detecteur de cables EXPE 13 MTC 58Ampli-tuner pseudo -stereo TSM 205 86

PRATICLUE ET INITIATIONLe multimetre METEX M-3650 61ISKRA DM -5000 94Les transformateurs et la stabilisation 1 17Fiches techniques : le CD 4033 125

DIVERSh.- -

Nos lecteurs 129Un encart broche 2 pages Weka situe entreles folios 18 et 19 est reserve aux abonnes.

UN REVEIL~MATINA PLUS/FURSALARMESMon travail m'obligeant a pratiquer les horairesen quarts (une semaine du matin ou je me leve a4 h 30 et l'autre semaine oil je me leve a 9 heures).Il me faut changer l'heure de mon radioreveilchaque semaine.

a femme elle, se levetous les jours a 7 heu-res. Le dimanche nousnous levons ensemble a

8 heures ; jogging oblige... En ayantassez de changer souvent l'heure demon radioreveil j'ai pense qu'il seraitinteressant de pouvoir memoriser cesdifferentes heures d'une facon simplesans faire appel a un systemecomplexe a microprocesseur.

PRINCIPE

La fonction premiere d'un reveil c'estbien... de reveiller, it n'est donc pasutile de pouvoir y lire l'heure, celle-cisera affichee en face avant en binairepar 11 diodes electroluminescentes.Ces 11 LED seront l'image ducontenu d'un compteur qui compteraen unites de minutes. Nous dispose-rons d'un bouton avance rapide de cecompteur qui permettra la mise al'heure.Les sorties de ce compteur formerontun bus de 1 1 bits (nous verrons plusloin qu'en fait 8 de ces 11 bits serontutilises). Chaque module alarme seracable en parallele sur ce bus. La miseA l'heure de l'alarme se fera soit al'aide de straps, ou - solution pluselegante, mais plus onereuse -a l'aidede mini-interrupteurs en boitier dualin line.Lorsqu'il y aura similitude entre lecontenu du compteur et la positionbinaire des mini-interrupteursl'alarme sera declenchee. Celle-cipourra etre stop)* par un boutonpoussoir. L'alimentation sera assureepar un bloc secteur delivrant une ten-

sion de 12 V/100 mA. Une pile mon-tee en tampon servira d'alimentationde secours en cas de coupure secteur.

SCHEMA DE PRINCIPEDE LA PARTIE HORLOGEET COMPTAGE

L'unite de temps minimale a compterest d'une minute. Comment creer desimpulsions toutes les minutes tresprecises ? Nous aurions pu utiliser lareference 50 Hz du secteur mais celaoblige a utiliser une horloge de « se-cours » en cas de coupure.

Aussi un oscillateur a quartz a-t-il etela solution finalement retenue (fig. 1).ICI (CD4060) fait office d'oscillateuret de diviseur par 214, un quartz re-sonnant a la frequence de3,2768 MHz branche entre les bro-ches 10 et 11 donnera au montageune precision honorable. Cette fit-quence pourra etre ajustee par lecondensateur variable C1. Le boutonde mise a l'heure est connecte sur labroche 7 via la resistance R25 de 1 kaOn dispose sur la broche 3 (Q14)d'une frequence de 200 Hz. Maisnous sommes encore loin de la mi-nute. Pour cela, it nous faut diviserencore par 12 000 (200 x 60).

N° 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 49

Cl

Q181111 R23

TC2

11

R24Q140 WV

I IC11L- -.J

4

12

R25 Azi.

10

CLOCK

r -I IC2- RESET

11

87c-or,;02 QK Q6 Q11 Q10 Q7 Q3

1 3 4 157 14 6 13

12/3 IC3

10

.1/3 IC34

1 Impulsion/rnsnute

IC1: CD 4060IC2: CD 4020IC3: CD 4073

ers IC4 broche 10

Cette Cache est confiee a IC2(CD4020) qui est un compteur bi-naire. Un reset doit lui etre appliquéau bout de 12 000 impulsions d'hor-loge.Faisons la decomposition binaire de12 000.

8 192 4 096 2 048 1 024 512 256

F .200 Hz

Schema de principe de l'horloge etFig.1dune carte alarme.

IC 7,8,CD 4030

13

Q312

9

Q41_r - - 8

+ I IC71

6

Q55

Q6

r' 13

0712

, Q8r - -1- -

+ I IC8IrOVIA/k---L_T_ -1

Q9

9

8

6

5

11

10

10

3Q10

1

IC9CD 4078

D3

128 64 32 16 8 4 2

Q14 Q13 QI2 QI I Qio Q9 Q8 Q7 Q6 Qs Qa Q3 Q2 Qi1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0

12000=8192+2048+1024+512+

Quand les sorties QI4, Q12, Qii, Qio,Q8, Q7 sont au niveau haut, nousavons un niveau haul sur la broche 6de IC3 (CD4073). IC3 est un tripleporte et a 3 entrées. Nous disposonsdonc d'une impulsion toutes les mi-nutes qui remettra a zero IC2.Maintenant it nous faut compter jus-qu'a 1 440. En effet, dans une jour -née, it y a 1 440 minutes (24 x 60)(fig. 2).La sortie 6 de IC3 (1 impulsion/ mi-nute) attaque IC4 (CD4040) qui estun compteur binaire. Arrive a 1 440,soit minuit, ce compteur dolt revenir

128 + 64 + 32

A zero. De la meme facon que prece-demment, decomposons 1 440 en bi-naire.

1 024 512 256 128 64

10 de IC5 lorsque arrivera minuit. Ceniveau haut remettra a zero IC4.Les sorties Q-1 a Qi 1 formeront un« bus » de 11 bits oil viendront segreffer les cartes alarme. De faconpouvoir lire l'heure en binaire, cha-que sortie du compteur sera visuali-see grace a une diode electrolumines-cente L1 a L11), command& par untransistor (T1 a TI 1) un NPN du typeBC547 ou equivalent. La resistance

32 16 8 4 2 1

Qio Q9 Q8 Q7 Q6 Qs Qa Q3 Q2 Qi

1 0 1 I 0 1 0 0 0 0 0

1 440 = 1 024 + 256 + 128 + 32

105(CD4081) qui est un quadruple etA 2 entrées fera un ET logique avecQ11, Q9, Qs, Q6 de IC4. Ainsi, nousaurons un niveau haut sur la broche

de base est de 6,8 kg. La resistance delimitation de courant collecteur est de1 IcS2 de facon a reduire la luminositedes LED.

50 N° 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Photo 2. - La carte principale et les cartes a alarmes » placees verticalement.

Photo 3. - Presentation dune carte (? alarme ».


Principe du compiage. Fig. 2

MODULE ALARME

II y a autant de circuits d'alarme qued'heures de reveil. Nous venons devoir que nous disposons d'un bus de11 bits en sortie de 1C4. De fawn aeconomiser le nombre de circuits in-tegres par carte, voyons commentsupprimer 3 de ces 11 bits.10 Lc 11 bits (le plus significatif)peut etre supprime. En effet, avec 10bits de definition, le nombre maximalde minutes depuis minuit est de 512 +256 + 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 +I, soit 1 023 ou encore 17 h 03. II estpeu probable d'avoir a se reveillerplus de cinq heures de l'apres-midi.2° La suppression des bits I et 2 (lesmoms significatifs) nc pose pas nonplus de problemes. Nous aurons ainsiune definition de 3 minutes.Chaque bit arrive sur une entree d'unOU exclusif. L'autre entrée de ce OUest connecter soit a un micro-inter-rupteur ou a un systeme de straps. Siles deux entrées sont au meme ni-veau, la sortie du OU exclusif sera auniveau bas. Dans le cas contraire, lasortie sera au niveau bas. Toutes lessorties sont reliees a une porte NOR a8 entrées IC7 (CD4078). Si les 8 en-trées sont au niveau bas, on aura unniveau haut en sortie. tin diode Di(1N4148) sera connect& a la sortie decette porte de facon a pouvoir mettreen parallele plusicurs cartes alarmes.Les 8 resistances de 6,8 kS2 serventforcer les entrées des OU exclusifs auniveau haul.La programmation sc fera dc la ma-niere suivante. Exemple : nous desi-rons nous reveiller a 7 h 45... D'abordit faut convertir en minutes : (7 x 60)+ 45 = 465, ensuite decomposer cenombre en binairc.

1 024 512 256 128 64 32

L11

VERS 5de IC5 A

T

T o

Rio

T9

-NWR9

MMR8

WeR7

T6

vW,R6

AM°R5

MAIsR4

3

NA*R3

MMR2

1

Ri

BUS ALLANTVERS LES CIRCUITS I

D'ALARMES

16

8

Q11

101 IC3 BROCHES

11

CLOCK

CD4 040 IC 4 RESET

OM Q9 Q8 Q7 Q6 as 0.4 0.3 Q2 alIc5:CD4081

1/4y_IC5

11

81/4

IC5

14 12 13 4 2I 3 5

2

12

13

10

16 8 4 2 1

Q io Q9 Q8 Q7 Q6 Qs Qa Q3 Q2 QI

INUT 0 1 1 I 0 1 0 0 INUT 1NUT

En realite, nous nous reveillerons7 h 44 puisquc le hit 1 est supprime...II faut maintenant configurer les 8micro-interrupteurs des OU exclusifssachant l'absence qu'un inter ferme

correspondra a un 0. Si I'on choisid'utiliser des straps, un strap signi-fiera un 0. Le bit 3 se trouve vers lehaut de la carte, le bit 10 en bas.

COMMANDE DU BUZZERET ALIMENTATION

Du fait de la suppression du hit 1 I ,

l'alarme pourrait se declencher deuxfois dans la journee. Pour eviter cecila quatrieme porte ET de IC5(CD4081) a ete utilisee.Quand le bit 11 est au niveau bas,nous avons + 12 V sur le collecteur de

Ce collecteur est relie a une des


iTTTITTVITTs.11-

-4 .1:1LI'.1

I1:1PIff 16PINN:1'

lispEii 2...IIII

-mum_

in ma_

- -um UP III _

NIi _

TPET--F1419. rmOlmm; ELECTRONIQUE PRATIQUE

imos

Ideux entrée de ce ET. L'autre entreeest reliee a la sortie des alarmes. Lasortie peut etre au niveau haut en casde detection d'heure de reveil. En re-vanche, si le bit 11 est au niveau haut,on a un niveau bas sur l'entree du ET,ce qui bloque sa sortie au niveau bas.Le circuit IC7 (CD4013) permet lacommande du buzzer, sa sortie Q(broche 2) pilote la base d'un transis-tor T12 (BC 547) par une resistance de6,8 ktl. L'arret de du buzzer se fait a('aide d'un bouton poussoir branch&sur le reset du 4013 (broche 4).L'alimentation se fera par une petitealimentation type calculatrice.

REALISATION PRATIQUE

Circuits imprimes

Le circuit imprime principal mesure125 mm par 125 mm. Les circuitsalarme mesurent 90 mm par 60 mm.Volontairement, les pistes ont elk es-pacees de facon a ne pas eller les« debutants » en matiere de circuitsimprimes. De meme, les traversees

REVEIL MATIN

entre les pattes des circuits integresont ete evitees, ce qui a conduit a uti-liser de nombreux straps de liaison.

La methode photographique est vive-ment conseillee ici ; surtout pour lescartes alarme car it vous faudraser plusieurs circuits identiques.

Implantation des composants

Comme d'habitude it est conseille decommencer par les straps de liaison.Ceux-ci sont au nombre de 12 sur lacarte principale et de 16 sur chaquecarte alarme. II faut utiliser des strapsisoles pour les cartes alarme du fait de

N* 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 53

BUZZER

L11 (Th T11

L100 -MThT10L 9 0 -{:na-r-T 9L80 -MD- 8

L 7 0 -1:1M- (MT 7

L6 0 -E073- (-MT 6

L 5 0 -Mg} (MT 5

L 4 0 -UM-- nT 4L3 0 -1:117F IMT3

L2 0 -GED-(MT 2

L 1 3 -Ma-(ThT 1

L1_

I ;WMow=Imum

a:c umsmail

EMI

1-70mmi #

-11C111

II'1i'

PILE 9V

'''I'll'''STRAPS

SORTIE

ma= ARRET DE

L'ALARME

R 26

11

SC1 (Qi

iraaI C 1-1-"1

C 2

047251_ .11Ln

I 9MISE AL'HEURE

SUPPORT TULIPE20 BROCHES COUPE EN 2

411111.

RC x 8

DE PROGRAMMATION-1

Fig. 3 Traces des circuits Onprimes etet 4 implantations des elements. la proximite de certains d'entre eux.

Les resistances seront cablees « cou-chees » a l'exception de R26 ; vien-dront ensuite les 2 diodes, les circuitsintegres (attention au sens !), lescondensateurs, les transistors, le

quartz. Les LED seront pliees a angledroit. Le buzzer sera collo a la colicNeoprene. Les connecteurs serontrealises avec des supports tulipe decircuits integres 20 broches coupes endeux. Le support de la pile serasoude. Un morceau de corniere en alumaintiendra en place cette pile.Les sorties alarme seront reliees aleurs interrupteurs en face avant,ainsi que le bouton poussoir d'arretdu buzzer.

Essais et mise au point

Apres s'etre assure qu'aucune erreurn'a etc commise, on pourra mettresous tension. Si le buzzer retentit,l'arreter a l'aide du bouton poussoir.La mise a I'heure sera faite de la faconsuivante :Exemple : it est 11 h 30 du matin.On convertit d'abord en minutes, cequi fait (11 x 60) + 30 = 690 ; ensuite,on decompose ce nombre obtenu enpuissances de deux, soil :690=512+ 64+8+ 4 + 2.

54 N. 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Photo 4. - La section horloge avec son quart:.

Photo 5. - Principe de liaison entre les cartes.

ALIMENTATION

D2

D1

ALIM. EXT. C3

Pile9V ow

SORTIES DES OIFFERENTES CARTES ALARME1 2 3 L, 5

COLLECTEUR DE T11

1/2 106 CD4013

ARRET BUZZER

.1111.+ -03F, 5 Commande du buzzer et alimen-

tation.

m=I

R26

R29

BUZZER

T12

11 ne reste plus qu'a allumer a l'aidedu poussoir de mise a l'heure les LEDcorrespondantes. On peut ajouterquelques minutes (le temps de faireles calculs).La mise a l'heure est faite. Mainte-nant, it faut programmer les alarmesune a une suivant ce qui a ete expli-que plus haut dans le fonctionnementde l'alarme. Les cartes alarme peu-vent etre enlevees sous tension sansproblemes.II ne vous reste plus qu'a positionnerI'interrupteur correspondant a votreheure de reveil et, eventuellement, unautre interrupteur si votre conjointese leve a une heure differente de lavotre.Et bonne nuit !...

P. RABBY

LISTE DES COMPOSANTS

Carte principale

RiaRii: 6,8 1St (bleu, gris, rouge)R124 R22 : 1 kS2(marron, noir, rouge)R23 : 10 MII (marron, noir, bleu)R24 : 6,8 kit (bleu, gris, rouge)R25 : 1 kS2 (marron, noir, rouge)R26 a R28: 3,3 kit (orange, orange,rouge)R29 : 6,8 ki/ (bleu, gris, rouge)C : 4/40 pF ajustableC2 : 22 pFC3 : 100 p.F/16 VD1, D2 : 1N4001T1 a T12 : BC 547 ou equivalent(21 : quartz 3,2768 MHzIC 1: CD4060IC2: CD4020IC3 : CD4073IC4 : CD4040IC5 : CD4081106: CD40135 supports 20 broches (connecteurs)1 support de pile 9 V (voir texte)1 buzzer12 straps de liaison2 boutons poussoirsLi a : 11 LED rouges diam. 5 mm1 jack 3,5 chassis1 alimentation secteur de 9 a 12 V

Carte alarme

8 resistances 6,8 IdI (bleu, gris, rouge)IC2, IC8 : CD4030IC9: CD4078D3 : 1N414816 strapsStraps ou micro -interspour la configuration1 interrupteur


S

EXPE 13DETECTEUR DECABLES SECTEURLe kit EXPE 13 est un detecteur de cables secteur.

vous evitera de mauvaises surprises lors destravaux de percages en vous signalant par sonvibreur piezo-electrique les passages de cablesdans les cloisons.

on alimentation parpile de 9 V le rend au-tonome.

LE PRINCIPEDES KITS

ELECTRONIQUECOLLEGE »

Dans un but educatif, « ElectroniqueCollege » offre un choix de deux pos-sibilites pour la realisation du mon-tage.ler choix : Realisation du circuit im-prime par vous-memes.Vous trouverez ci-joint un dessin ducircuit imprime, a l'echelle 1. Ce-lui-ci, a l'aide d'une des deux metho-des Transpage ou Diaphane, vouspermettra de realiser votre circuit im-prime sur plaque presensibilisee.Nous vous conseillons enfin de l'eta-mer a ('aide d'un produit d'etamagefroid (demandez a votre revendeur).r choix : Utilisation du circuit im-prime « Electronique College ».Ce circuit imprime, fourni en verreepoxy de 16/10, est !lyre cote cuivrerecouvert d'un vernis appele vernisepargne. Ceci presente les avantagessuivants :- risques de court -circuit entre pisteslors de l'operation de soudure recluitsau minimum ;- protection des pistes en cuivrecontre l'oxydation- aide au reperage des pastilles graceau quadrillage realise dans le vernisepargne.

ELECTROIVOUECOLLEGE

0

0

T" -ow

00

re. 4'.r-'

--1111180--

En outre, ce circuit est etame, cela fa-cilitant le travail lors du soudage descomposants. Que vous ayez choisi laI re ou la 2e methode, ii vous reste apercer le circuit et a souder lescomposants.a) Percage : 1,3 mm pour les grandespastilles rondes ;0,9 mm pour toutes les autres pastil-les.b) Montage : le reperage des compo-sants se fait sur une grille quadrilleeau pas de 2,54 mm. Les ordonneessont reperees en a, b, b', c, c' d, d'...Les abscisses en 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8...Pour chaque composant les coordon-ilea de ses connexions sont donneesdans le tableau de montage, vous per-mettant de le positionner a coup surcorrectement.

SHEMADE PRINCIPE

La figure 1 propose le schema de prin-cipe de EXPE 13.Le signal issu du capteur attaque parC1 le preamplificateur constitue deTi et T2. C2 et C3 permettent unebande passante plus etroite et d'eviterles oscillations HF. T3, monte en col-lecteur commun, est un adapteurd'impedance precedant l'amplifica-teur monte autour de T4 (emetteurcommun).Le signal amplifie se retrouve sur lecollecteur de T4, sa valeur crete estdetect& par Di, C7 et RIO. Cette ten-sion, appliquee a la base de T5 parR1i, est comparee A la tension de seuil

58 No 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

K1

+9 Volts

0

4i7

0 Vo I t

C2

22n

preampli

R3k

T2T1 BC 284 ABC 284 A

R2

2K 2P 4

100

C4

100l

Ad aptateu r i AmpliImpedance

R6

2 2 K

Re

3K9

De tecicur

Crete

BC 284 AD1

1N 4148

4o-Ft9 C6 G7

L7t7j

1K 1100p 1p

911

Compara teur

R13

470V I )ereur

1=111R12

470

1110 K T5BC 284 A

%101.100K

R 1 4220

R15

118K

BC 2844,T6

P1

10K

R16

10K

du comparateur (T5, T6), ajustablepar Pi. Le couple Ri i/R12 permetd'avoir un basculcmcnt plus franc dece comparateur (reaction).

MONTAGED'EXPE 13

Le montage neccssitc une grandc at-tention. Les composants doivent tousetre montes cote non cuivre le pluspres possible du circuit imprime saufindication contraire. Le cablage doitetre effectue dans Pordrc indique parle tableau joint en annexe. 11 estconseille de lire le paragraphe relatifla fawn de faire une soudure cor-recte, ainsi que le tableau d'identifi-cation des composants, avant depoursuivre. La figure 2 propose leplan d'implantation d'EXPE 13.

Fig. 2 Trace du circuit imprime et im-et 3 plantation des elements.

Fig. 1 Schema de principe.

Aspect du circuit imprime

a 0 s imr/-171F--10b

:I.. 018 CP

0\,v%O 86241032 detecteur de cables

31

secteur

4;1 E

a'

b'

f

R13 T6 T5

rTh

7-R11 R101.-.

R6 R15

N. 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 59

MISE EN ROUTED'EXPE 13

Le montage des composants est ter -mine. Avant de mettre sous tension,verifiez une derniere fois l'implanta-tion et l'orientation des composants.Vous pouvez pour cela vous aider duschema d'implantation.

Verifiez ensuite les soudures et pre-nez garde aux courts -circuits entrepistes rapprochees.Branchez la pile et le capteur, fermezl'interrupteur KI, approchez la ven-touse a quelques centimetres d'un ca-ble secteur parcouru par un courant.Tournez le potentiometre P1 de ma-niere a etre a la limite du fonctionne-

ment du vibreur piezo-electrique. Leseuil de declenchement est mainte-nant regle. Vous pouvez parcourir vo-tre maison a la recherche d'eventuelscables secteur.

LISTE DESCOMPOSANTS

Resistances

Ri : 6,8 k12 1/4 W (bleu, gris, rouge)R2 : 2,2 141 1/4 W (rouge, rouge, rouge)R3, R9: 10(marron, noir, rouge)R4 : 100 S2 1/4 W (marron, noir, marron)R6 : 22 /di 1/4 W (rouge, rouge, orange)Rs, R7: 5,6 IcS2 1/4 W (vert, bleu, rouge)R8: 3,9 kft 1/4 W (orange, blanc, rouge)Rio : 100 kt1 1/4 W (marron, noir, jaune)Rib R16: 10 Id2 1/4 W (marron, noir,orange)Ri2 : 470 1(12 1/4 W (jaune, violet, jaune)R13 : 470 St 1/4 W (jaune, violet, marron)

R14 : 220 Si 1/4 W (rouge, rouge, mar-ron)R15 : 18 kft 1/4 W (marron, gris, orange)P : potentiometre 10 kft lineaire

Condensateurs

Ci : 4,7 ttF chimique polarise (axial ouradial)C2, C3 : 22 nF (rouge, rouge, orange) ouen routes lettresC4, Co : 100µF chimique polarise (axialou radial)C5 : 10µF chimique polarise (axial ouradial)C7 : 114F chimique polarise (axial ou ra-dial)

Diode

Di.1N4148

Transistors

T1, T2, T3, T4, T5, To : BC 284A

Divers

Kt : inverseur unipolaire1 cordon de pile 9 V1 vibreur piezo-electrique1 capteur de telephone9 picots1 socle jack femelle

00 1, F

01 2,N15

F

02 2,10 F03 F2,6001 2,60 F05 2,611 F11 06 LOS F11 07 1,0000 210 F09 2,84 F

10 2,10 F10 1,18I F

11 2,10 F14 2,60

16 1.N F11 17 7,5020 210 F21 2,13.900 F

25 F

27 2,60 F30 110 F,56 F

32 1

38 21010 F40 3 F

42 4,511F4751 211

7,10 FF

74 2,10 F

77 141 F85 ,9166 1451 F90 5.N F92 5,11 F93107 35.,11N F

109 3,60 F11 121 400F123 8,66E125 4,111f132 . . . 1,N F133 7,00F138 3,111F139 . 4.11 F145 1,20E151 6,98 F153 . 4,N F14 153 1,65154 11,11 F

155156157158160161

164166170174

190192

1193941952212402412437442452512572s8

225960266273279

283286

299322323365357368373374377378379390393395398541670

LSO F5,00520 F120 F5,50 F6,00 F5,50 F710 F

12,10 F100 F5,20 F11.00 F1.111 F6,50 F

50 F56,10 F

11,10 F

1,51 ;010 F

11110

6,60F

4,110 F1,50 F

710 f4,10 F

41,00

4,50 F

5.20F1,03

11.10 F111,41F2111 F

SAO F3,10 F5.60E7.00 F7,10 F1,0 F

F

IMF6.511F

F11,01 F

F

11,N F

4080 LIS F 682184066 6,00 F 6840

00 4,11 F 4069 . LOO F 684502 LIN 11 4070 5,N F 685001 8,50 F 4071 . . 5,4 F 7910 Mod06 1511 F 4075 . 3,21 F 765

6,111 F Kiel6,81 F 780 A CPU5,911F 2 NAPO

10 11,10 F 4078

20 7.40 F 4093 5,N F 802811032 13,10 F 4094 13,211 F 80287.838 11,50 F 4098 6,91 F 80287.1051 . LSI F 4520 7,01 F 8087464 . 9,11 F 4528 414 F 8088-274 1410 4538 9,58 F 82374.58619 14.10 F 8250

9,11 F 8251112 9,10F 82538.5138 11.10 F 82554.5157 15,03 F V59175 9,11 F MC 1488 7,00 F 8284 A195 39.10 F MC 1489 7,00 F 8288225 4,10 F 14412 170,90 F 8304244 15,10 F 16450 251,110 F 8530258 24,10 F 2114 2e,00 F 8748280 25,N 11 2716 35.00 F 8749287 41,11 F 2732 WOO F 8910288 3411 F 2764 MAN F 9216374 14.58 F 27128 5100 F 9306

27256 . 111,00 F 9340 . .

MC 3212 120.0E 9311MC 3470 15001 F 1 lOne retardMC 347 . 32.10 F

4003 2,10 F 107 3600 171,N F4001 3,01 F 4116 9,80 F4009 1,70 F 4164 211.011 F4011 3,11 F 41464-12 00,01 F4012 4,10 F 41256-15 31,01 F4013 418 F 41256-12 WOO F4017 7,10 F 4416 MOP F4020 1,50 F 5114. 6514 1101 F4022 11,30 F 5832 811.81 F4024 7,58 F 58167 14,01 F4027 1,111 F 6110120nS N,01 F4028 1,10 F 6264 10,N F4029 11,111 F 5.%5 12101 F4034 170 F 65024 . 51,41 F4040 11,70 F 65CO2P2 . 141,11 F4042 6,10 F 1101 F4016 121

65140

F 65224 59,01 F4018 5,011 F 6551 IMO F4019 5,10 F 6802B Skil F4050 6,711F 53,10 F4051 11,71 F 68096 . WM F4052 410 F 6821 MN F4053 1,50 F

31,N F 80139 5,01 F37,N F MPS413 5,00 F110,01 F 16 Mhz. 16.257 Mhz. 20603. TIP294 4,50 F1101 F 24 Wu 1410F TIP304 4,10F

207,00 F TI14 F

MN F T11P.332A 11410,50 F

35.1M F 11P338 7.51 F58,00 F TIP348 1,50 F

1 7111,610 F 083746 12,00 F 164032 0,10 F2 10410 F 3502917 36,00 F 1144148 0,30 F3 450,10 F 1.51124 7,09 F Zeno. nes velem 1,00F1 110,110 F 1.51340 0.00 F 1E005 8.1.1 1,51F

11,011 F 16 360 8400E bac 40098A 3,78 F90,00E 310723 6,00E 0.c 2,58E

151,00 F LM747 15,00 F54,80E /401496 16,00F

000 F 1ACT2 7,00 F00 F 60555 4,50 F

41,00 F NE556 13.00 F 784512.'15 101 IF68,00 F NE558 25,00 F 7906'1215 0,80 F65,00 f 104970 21.00 F3e,ao F TI11,1034 15,00 F

25100 F TO4259325,08 FF

101.00 F FOAZ595 35,00158,00 F 11:144565 68,81 F A couche 5 % 1410 1,50 F90,00 F 11082 14,811 F 91084,0 SIL . 400 F5400 F 71084. 101 F 011.33 0 8,00 F39,00

10 F 1

F 1140709

3597 19,,01101

F

F Pot alust 1,50 F75,NA ,, 4741 4, F

1006 91,110 F 1332003 16,8008 F

Amu 3.6 V. 50 mAh CLOS FHP 0.5 W. cable 11N F Mullicouthes pas de 5 08.

63V1OpFa100 nF LIM F120 nF46803F 1,56F

185030. 745288, ApisIable 1060 pF 448 F6331 39,04 F Chn.que rum 35 V833281. 7611 3408 F 1 ur a 22 a 1,2e F635241. 7643 70A1 F 2141711 3,51 F 4/ OS 100 ur 1,54 F625129 745287, 635141, 2318901893 3,48 F 2201.6 a 470 of 2,98 f93427 . MI F 21122196 3.51 F 1000 01 4,01 F143406 4101 F 262222629074 2,01 F 2200 pF 08 F16384CN 75,01 F 232369 3,51 F Tamale game 25 v

2329054 . 3.011 2.2 pF 410 pF . 2,50E282155 14,01 F 22 pFa 100 pF SW F733055 3,08 F2839041906 1.51 F

065 32.768 . 1101 F 2944164 SA FMhz ' 1,8432 - 2,4576 8C107413C1094 LIM F3.2768 -3,579. 4 - 6.5536 00237 .. 2,91 F 27 pH. 100 H.8 - 8,01 -1 431832 -16 -

15,11 F00307 1,91 F 220 pH. 470 pH 4,18 F

17. 430 18,4

Support double lyre. La bran,

Chip -tamer ES p

C13P-camer 84 p.

Tam( 28 ProlesDIP SWITCH

2 Oa40ff6 mler

8 eller

211 16 Soothes mit

DINS Manes lem . CI IBM)

CINCH lent.. CI 1000e1 .

PER1701. mile

PE111111 km cl44os .

11E902.14m , CI 2 x 25 (Apple)

9E902. km . CI 2 x 31110101

HE902 fern. 2 x 17 a serbr

SOD CANNON a souder

M

9 Or 9.00 100015 pr 12.00 15.00

25 Or 15.00 18.00

37 Or 75.00 30.00

50 Or. 30.00 45.00

0,11 F

40,00 F

50,80 F

160,00 F

410F9,00 F

11,10 F

13,00 F

12.00 F

18,00 F

8,00 F

10,00 F

25,00F2400E31,01 F

2410F

FC'- 19.00- 23,00

25.00 900- 48.99

- -Coot pour 011 9.15. 25. 37 13,10 F

' avec equenes el vs 6 pans raraudees

NE 18

mile ou knelt a sert.r15

2 x 10

2x132 x 17

Cable en nape, le cdra 0.75

Cleaner . .

Connecteur abm. IBM tem.

10F15F11F25F

8,54 F

1401F101 F

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60 N0103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LE MULTIMETRENUMERIQUEMETEX 11/1~ 3650A plusieurs reprises déjà, nous avons observe danscette rubrique l'incroyable proliferation queconnait actuellement le marche des multimetresnumeriques a 2 000 points de mesure. Laconcurrence severe qui en decoule - evidemmentprofitable a l'utilisateur - incite les constructeursperfectionner sans cesse leurs modeles.

ans cette voie, l'une desapproches consistemultiplier le nombredes fonctions propo-

sees : de simple multimetre, l'appareilevolue ainsi, graduellement, vers unveritable petit laboratoire de poche.

LA PHILOSOPHIEMETEX

C'est dans une telle optique qu'a eteconcu le M-3650 de Metex. Aux fonc-tions de base traditionnelles : voltme-tre et amperemetre en continu et enalternatif, ohmmetre, it adjoint la me -sure des capacites, celle du gain stati-que hFE des transistors, et m'eme celledes frequences, jusqu'a 200 kHz.Une telle diversification, naturelle-ment, entraine un inevitable accrois-sement des coats de fabrication. Pourle constructeur, la tentation estgrande d'essayer de tricher, en se rat-trapant sur le prix des composantsemployes. On trouve ainsi des multi -metres dont les apparences allechan-tes se font payer par un manque deprecision parfois honteux.Metex n'est pas tombe dans cette so-lution de facilite. Au contraire,comme nous le verrons plus loin parl'examen des caracteristiques, les pre-cisions atteintes font partie des meil-leures de la categorie.

ill _K

Al ONOFF

11110OHM25 20K 200K 2m ,..,

, 200 20M

t ..,,. L.,. i. ."---"----

' 200

CAP".00 20 '1"

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:moVrM a' I.

hFE 2011/42m

200m 200::'20 20 200m 2^'.

DCA ACA

20A A COM

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METE,e M-3650


.9yAIL ON

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2K 20K 200Kr

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111.,000j.,00)

20frS2

200m 2:4 an.2

- m

200mIn

/.200

DC V

20 200

1000

750200

Photo 2. - Le grand commutateur rotatif,qui selectionne gammes et fonctions, eli-mine les risques d'erreurs. On remarqueles contacts pour les transistors et pour lescondensateurs.

PRESENTATIONGENERALE

LA encore, une certain normalisa-tion tend a s'imposer, et nos photo-graphies illustrent clairement la dis-position retenue. Les bornes d'entreessont evidemment des modeles de se-curite, ainsi que les cordons. Sur laface avant, on reconnaitra les sup-ports d'insertion des transistors (la re -partition des picots s'adapte a tous lesbrochages usuels), et des condensa-teurs (les deux fentes acceptent tousles pas d'ecartement des fils de sor-tie). La diode electroluminescente, vi-sible en haut a droite sous le supportdes transistors, double visuellementle vibreur accoustique, pour les testsde continuite.On appreciera l'afficheur LCD degrandes dimensions, et tits complet.11 indique la grandeur mesuree (CAP,FREQ, hFE), en plus des inscriptionstraditionnelles (unites, signe, indica-tion de batterie basse). L'arriere duboitier comporte une bequille esca-motable, pour une utilisationcommode sur table.L'un des choix importants, dans laconception de multimetres a fonc-tions nombreuses, reside dans le pro-d& de selection de ces fonctions, etdes divers calibres. On peut opter

pour un jeu de poussoirs, ou pour uncommutateur rotatif. Les combinai-sons d'un nombre necessairementeleve de poussoirs, n'apparaissent pastoujours a l'utilisateur de fawn tiresevidente, meme avec un reperageclairement dessine. L'auteur ne cachepas sa preference nettement marqueepour le commutateur rotatif unique,qui elimine tous les risques d'erreur.Celui du M-3650 se caracterise par unverrouillage franc des 30 positions.La cuvette, profonde, permet auxdoigts les plus gros de la manipulersans aucune difficult&

CARACTERISTIQUESDES FONCTIONSDE BASE

Nous entendons, par la, celles qu'onrencontre sur tous les multimetres :mesure des tensions, des intensites,des resistances. Nous nous contente-rons, ici, d'en resumer l'essentiel. Lelecteur notera les precisions attein-tes ; comme nous le disions d'entree,elles se situent sensiblement au -des -sus des moyennes habituelles.Tensions continues : 5 calibres, de200 mV a 1 000 V a pleine echelle,sur une impedance d'entree de10 MIL Constante sur l'ensemble desgammes, la precision atteint ± 0,3 %de la lecture, ± 1 digit.

Tensions alternatives : Wines cali-bres qu'en continu, le dernier &anttoutefois limite a 750 V. Precision de± 0,8 % de la lecture ± 3 digits.Intensites continues : On dispose de 4calibres : 200 IA et 2 mA avec uneprecision de ± 0,5 % ± 1 digit,200 mA (± 1,2 % de la lecture ± Idigit), et enfin, sur une entree spe-ciale, 20 A ( ± 2 % ± 5 digits).Intensites alternatives : 3 calibres de2 mA, 200 mA et 20 A a pleine&belle, avec des precisions s'echelon-nant de + 1 % a ± 3 oh.Resistances : 6 calibres, de 20012 a20 MO. Sur les quatre gammes cen-trale (2 Ica a 2 MS/), la precision est de± 0,5 % de la lecture, ± 1 digit.Test des diodes : Dans cette fonction,l'appareil mesure, avec un courant depolarisation d'environ 1 mA, la ten-sion directe aux bornes de la jonction.Test de continuite : Utile pour la veri-fication rapide d'un cAblage, de fusi-bles, le test de continuite entre en ac-tion au-dessous de 30 ft. II se signalela fois par l'allumage d'une diodeelectroluminescente, et par un vi-breur sonore.

LES AUTRESFONCTIONS

Elles concernent I'essai des transis-tors, le capacimetre, et le frequence-metre.

Photo 3. - Le circuit imprime principal rassemble la quasi-totalite des composants, ycornpris les diverses bornes d'entree.

82 N° 103 ELECTRON IQUE PRATIQUE

!METIX INSTRUMENT

cnt: HD 04M YOHt, I111, ./ . .

Photo 4. - Le convertisseur analogique/numerique ICL Photo 5. - Le Metex utilise un reseau integre de resistances de precision. A7136, d'Intersil, constitue le cceur du systeme. droite, le potentiornetre de reglage de zero du capacimetre.

Essai des transistors. Dans les transis-tors a jonctions de type NPN ouPNP, l'appareil injecte un courant debase de 10 MA, sous une difference depotentiel VCE d'environ 2,8 V. II af-fiche directement, entre 0 et 1000, lavaleur du gain statique hj. Ce dispo-sitif convient donc pour les transis-tors de petite et moyenne puissances.Mesure des capacites. On dispose detrois gammes, avec 2 000 pF, 200 nF,et 20 µFa pleine echelle, et une preci-sion de ± 2 % de la lecture, ± 3 di-gits (± 3 % ± 5 digits sur le derniercalibre). Comme la tension de mesure

n'excede pas 3 V crete a crete, it n'y apas a se soucier de la polarite descondensateurs chimiques. Notons en -fin qu'un potentiometre d'ajustage duzero permet la compensation des de-rives, et celle des capacites parasites(des cordons, par exemple).Mesure des frequences. Le M-3650opere en deux gammes, avec respecti-vement 20 kHz et 200 kHz a pleineechelle (resolution de 10 Hz et de100 Hz), et une precision de ± 2 %de la lecture ± 3 digits. Il se montreradonc efficace dans le domaine de laBF (au sens large du terme), pour

l'etalonnage de generateurs (pensons,ici, au probleme de realisationsd'amateurs), etc.

NOS CONCLUSIONSAvec le Metex M-3650, voici un mul-timetre numerique de plus dans lavaste famille des 2 000 points, certes.Mais voila, surtout, un multimetrequi apporte reellement un « plus ».L'etendue de son champ d'applica-tions ne se paie pas, bien au contraire,par un sacrifice sur les precisions, quenous avons vues excellentes.

R. RATEAU

L

REPERTOIRE

PERSONNELPD 100

e repertoire personnelP13100 se presente sousla forme d'une minical-culatrice de la taille

d'une carte de credit. L'illustrationgrandeur nature vous le prouve. Cerepertoire regroupe trois fonctions- calculatrice avec les touches classi-ques et meme pourcentage ;- conversions par touches specialesqui permettent de convertir imme-diatement le systeme metrique en sys-teme anglo-saxon ou inversement(inch, mile, once, livre, gallon, Co,F°) ;- memento : l'appareil comporte eneffet une memoire de 2 040 caracte-res qui peuvent servir a gerer un fi-chier de plus de 100 noms classes parordre alphabetique avec numero detelephone et adresse.Un code confidentiel a trois chiffresassure l'acces au fichier.L'ensemble se presente sous la formed'un clavier alphanumerique dote

7 1-.0C1_11 1.

1 1 11 11

'ISLE-AmrA B C

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I J K L a JO N 0 PIVCM/IN M/FT KM/MI r/F°

R S TIN V W XgGM/OZ KG/LB /GAL SPACE

CODE IMilli kiRYZ GEL GAL 01 OFF

d'un &ran pourvu de deux lignesd'affichage a cristaux liquides. Undispositif d'arret automatique inter-vient au bout de trente secondes siaucune instruction n'est transmise.Dans ces conditions, le memento dis-pose d'une autonomie de 3 a 4 *ansavec la pile fournie.Une notice detainee, en francais, livretous les secrets de la machine.

CARACTERISTIQUES

Repertoire personnel- 2 unites d'affichage, alphanumeri-que ;

- memoire de 2 040 caracteres ;- la memoire est la seule limite a laquantite de renseignements ;- code de securite.

CALCULATRICE

- 4 fonctions standard, plus pourcen-tage ;- conversions metriques ;- touches a tonalite ;- taille carte de credit, epaisseur2 mm.Vente par correspondance au prixfranco de 295 F. Reinalec, B.P. 525,75528 Paris Cedex 11.

No 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 63

0

O LES PHOTOPILESAU SILICIUM AMORPHEet leurs applications

Depuis plusieurs annees, et avec l'appui de Totalpour l'industrialisation de ses produits, la societefrangaise Solems travaille sur une nouvelle versionde generateurs photovoltalques. Au lieud'exploiter les proprietes du siliciummonocristallin, produit dont la fabricationdemeure encore tres couteuse, les photopilesSolems emploient du silicium amorphe.

ujourd'hui bien maitri-sees, au moms dans ledomaine des petitespuissances, les techni-

ques mises au point chez Solems au-torisent des rendements interessants,et des prix competitifs. Plusieurs mo-deles de ces photopiles etant distri-blies dans le commerce de detail,Electronique Pratique se devait d'ou-vrir ses pages a cette technique nou-velle.Apres quelques indications theori-ques sur le fonctionnement et sur lescaracteristiques de ces composants,nous developperons plusieurs appli-cations. La premiere, qui termine lepresent article, est un gadget photo -musical, auquel nos lecteurs sauronttrouver maintes applications.

CREATIONDE PAIRESELECTRON-TROU

Chaque atome constituant les diffe-rents elements de la matiere est formed'un noyau (assemblage de neutronsnon charges, et de protons porteursde charges elementaires +e), autourduquel gravitent des electrons, dontchacun porte la charge electrique -e.

Ces electrons se repartissent en diffe-rentes « couches », dont chacune estcaracterisee par son energie de liaisonavec le noyau (fig. 1).Un solide resulte de l'empilage, gene-ralement organise de fawn periodi-

que dans trois dimensions (cristal),d'un tres grand nombre d'atomes. Laliaison, entre atomes voisins les unsdes autres, se trouve assuree par lamise en commun d'un, ou de plu-sieurs, des electrons peripheriques


electrons

nirsaux (insulin

au

Le noyau avec les di)erentes cou-ches d'electrons.

mimosa common des

electrons de valence

norms

Le noyau et les e electrons de va-lence ».

(ceux qui ont la plus faible energie deliaison avec le noyau), et qu'on ap-pelle « electrons de valence » (fig. 2).Dans un semiconducteur, du siliciumpar exemple, on peut arracher ceselectrons de valence a leurs noyaux,condition de leur fournir une energiesuffisante. Les electrons ainsi deta-ches deviennent libres (c'est-a-dire li-bres de se &placer au sein du solide).Ils y transportent donc des chargeselectriques, et on les appelle des« electrons de conduction ».Remarquons que la place laissee videpar un electron passé dans la « bandede conduction » se comporte commeune charge electrique +e, baptisee« trou ». Ainsi, la creation d'un elec-tron libre s'accompagne obligatoire-ment de celle d'un trou : on dit qu'il ya formation d'une « paire electron-trou ».

QU'EST-CE QUE L'EFFETPHOTOVOLTAIQUE ?

L'energie necessaire a la creationd'une paire electron-trou peut etrefournie sous differentes formes, parexemple par elevation de tempera-ture : l'agitation thermique rompt lesliaisons.

Or la lumiere, visible, ultraviolette ouinfrarouge, est constituee de grainsd'energie, les photons. Ainsi un pho-ton suffisamment energetique peut-il,lorsqu'il penetre dans un semicon-ducteur, y creer une paire electron-trou. Le phenomene est particuliere-ment interessant lorsqu'il intervientau sein d'une jonction semiconduc-trice PN, comme celle de la figure 3.En effet, le champ electrique interne ala jonction entraine alors le trou versla region P, et l'electron vers la regionN.

photon

(lumiere incidents)

inaction

La jonction PN.

II apparait ainsi, aux bornes du dispo-sitif, une difference de potentiel, quidonne naissance a un courant, si onbranche un circuit exterieur. Ce phe-nomene constitue l'effet photovoltai-que, et la jonction devient une photo -pile.

DU SILICIUMCRISTALLINAU SILICIUMAMORPHE

Le silicium reste, actuellement, le ma-teriau semiconducteur le plus utilisepour la fabrication de photopiles. De-puis maintenant longtemps, it donnelieu a des realisations industriellessous sa forme cristalline. Or, si le sili-cium lui-meme, largement repandudans la nature (le sable est de la silice,c'est-A-dire de l'oxyde de silicium), serevele peu couteux, sa preparationsous forme monocristalline, enechantillons de dimensions suffisan-tes, revient au contraire fort cher.

Silicium pur et insertion d'atomesd'hydrogene

Ces considerations ont conduit leschercheurs a tenter, depuis 1975,d'employer le silicium amorphe. Orcclui-ci, a l'etat pur, se montre inutili-sable pour la fabrication des photopi-les, ce qu'on explique par l'examen desa structure (fig. 4) : le reseau atomi-que comporte de nombreuses liaisonscassees, faute d'atomes suffisammentproches pour &hanger des electrons.Par contre, si on arrive a inserer desatomes d'hydrogene (un seul protonet un seul electron) dans le reseau, onremplit les liaisons cassees, comme lemontre la figure 5. Le materiau ainsiobtenu prend le nom de « siliciumamorphe hydrogene », et donne nais-sance a l'effet photovoltaique. On ycree les zones N de la jonction ensubstituant, a certains atomes de sili-cium, des atomes de phosphore, tan-dis que les zones P resultent de l'in-troduction d'atomes de bore.

STRUCTURED'UNE PHOTOPILESOLEMS

On la trouvera schematisee a la fi-gure 6. La jonction presente unestructure PIN, avec interpositiond'une couche de materiau intrinseque(I), entre les zones P et N de la jonc-tion. Cette disposition est necessairepour ameliorer le rendement, en pro-fitant de la bonne conductivite dumateriau intrinseque. Les epaisseurssont, typiquement, de 12 nm pour lacouche P, 600 nm pour la couche I, et50 nm pour la couche N.

si

111111infe

yarns

P

N

-SnO2

-Al

Structure dune photopile.

L'ensemble est depose sur un supportde verre, transparent a la lumiere(c'est-i-dire aux photons), avec inter-position d'une couche d'oxyded'etain Sn 02. Cette derriere consti-tue I'une des electrodes (l'autre estform& par une couche d'aluminium/nickel soudable Al), et sert en memetemps de couche antireflet.


SOLEMS

Aspect d'un panneau de la plus grande dimension.

LA FABRICATIONDES PHOTOPILES

Les procedes de fabrication apparais-sent trop complexes, et trop eloignesde preoccupations purement electro-niques, pour que nous les decrivionsici en detail. lndiquons simplementque, dans un bati a vide, on cree par&charge electrique un plasma, dansdes vapeurs de silane SiH4, pour de-poser le silicium hydrogens sur sonsupport de verre. Les zones N et P dela jonction s'obtiennent respective-ment en decomposant des vapeurs de

Le kit « Melodie solaire ».

phosphine PH3, et de diborane B2116.Cette technique se prete facilementla realisation de cellules elementairesde grande surface, donc capables de&biter des intensites assez elevees, etdelivrant chacune de 0,4 a 0,8 V.Pour des tensions plus grandes, onconnecte en serie plusieurs elements,afin de constituer des modules.Solems utilise, et a brevet& le procedeillustre par la figure 7. Les differentscaissons, donc chacun forme une cel-lule du module, sont isoles par mas-quage. La couche d'aluminium quirecouvre chaque diode est en contactelectrique avec l'electrode en oxyde

L:Syr1

aluminium

4-4\

VSn°2

itranspanst

steme brevete de Solems.

Vsandwich

Si amorphs

I I

I I

wrra

d'etain de la diode suivante, ce qui as-sure la miss en serie.

Apres fabrication, chaque module estprotégé, du cote de l'electrode en alu-minium, par une resine d'encapsula-tion.

CARACTERISTIQUESDES PHOTOPILESAU SILICIUM AMORPHE

L'une des caracteristiques qui interes-sent les utilisateurs, donc lesconstructeurs, de photopiles est le

rendement de la conversion d'energielumineuse en energie electrique. Desconsiderations theoriques, qui depas-seraient le propos de cet article, mon-trent qu'on pourrait atteindre un ren-dement maximal de l'ordre de 15 %.En pratique, diverses limitations pu-rement technologiques limitent a 5environ les valeurs accessibles en pro-duction industrielle. Des recherchesse poursuivent activement pour ame-liorer ces resultats.

Sous une lumiere solaire d'une puis-sance de 1 kW par m2 (c'est ce qu'on

NS1ON

Caracteristiques courant/tensionpour 1 cm2.

86 N° 103 ELECT RONIQUE PRATIQUE

obtient, sous nos latitudes, par unejournee d'ete, et cela correspond a uneclairement voisin de 100 000 lux), laforce electromotrice de chaque ele-ment atteint 0,8 V, et le courant decourt -circuit est voisin de 10 mApour 1 cm2 de surface de cellule. Lescourbes de la figure 8 precisent d'ail-leurs, toujours pour un element de1 cm2, la forme des caracteristiquescourant/tension, pour diverses va-leurs de l'eclairement.Une qualite, fort interessante, desphotopiles au silicium amorphe re-side dans leur faculte de delivrer en-core du courant, meme aux tres fai-bles eclairements, ce qui n'est pas lecas du silicium monocristallin. Parailleurs, la relation entre l'eclaire-ment et l'intensite de court -circuit ap-paralt remarquablement lineaire,comme en temoigne la courbe de la fi-gure 9. Cette caracteristique permetd'utiliser les photopiles en metrolo-gie, pour des mesures d'eclairement(par exemple pour des applicationsphotographiques), et nous auronsl'occasion d'y revenir.Enfin, la reponse spectrale, c'est-a-dire les variations de l'intensite deli -wee, a eclairement donne, en fonc-tion de la longueur d'onde, serapproche beaucoup de celle de l'ceilhumain, comme en temoignent lescourbes de la figure 10. Cette caracte-

"3,a

10

102 10. 10

IC A I e (100)

relation eclairement et intensite decourt -circuit.

Reponse spectrale.

ristique, tres differente de celle du si-licium cristallin (male figure), semontrera interessante dans certainesapplications.

LES PRODUITSSTANDARDS DESOLEMS

La societe Solems fabrique mainte-nant, en production de serie, un cer-train nombre de modules, que leurscaracteristiques respectives destinenta toute une variete d'applications.La plupart de ces modules, concuspour un usage en interieur, sont limi-tes a de faibles puissances. Deposessur un support de verre de 2 mmd'epaisseur, ils se raccordent par sou-dure, sans aucune preparation, sur lesfils de sortie, et sont protégés par unecouche resine epoxy-polyamide. Letableau I reunit leurs caracteristiques,en donnant la force electromotriceVco, le courant de court -circuit lcc, etla puissance maximale Pmax, pourdeux valeurs de l'eclairement : 50 lux,et 1 0001ux.

Un autre module, de plus grandepuissance, avec sorties en laiton et en-capsulation sous verre, est prevu pourun usage exterieur. On trouvera sescaracteristiques, pour des puissanceslumineuses de 5 mW/cm2 et100 mW/cm2 respectivement, dans letableau H.

UN PREMIERMONTAGE PRATIQUE

Comme indique dans l'introduction,Electronique Pratique, au fil de sesprochains numeros, proposera plu-sieurs montages utilisant les photopi-les Solems. Nous commencons au-jourd'hui par un petit kit dedemonstration, propose par la societeelle-meme, et baptise « melodie so-laire ».II s'agit d'un petit montage tres sim-ple, alimente par une photopile So-lems de reference 05/048/016 C, et li-vre sous blister, avec son circuitimprime. L'ensemble comporte es-sentiellement un circuit integre gene-rateur de sons, qui genere les notesd'une petite melodic bien connue. Lasortie s'effectue sur un buzzer piezo-electrique.

L'appareil est fourni avec un schemade montage et une petite notice expli-cative. On lui trouvera facilement desapplications diverses : badge musical,detecteur sonore de lumiere, etc.

R. RATEAU

Le kit « Melodie solaire » est notam-ment commercialise par Selectronic,11, rue de la Clef 59800 Lille, au prixde 75 F, ainsi que les divers produitsSolems.

ReferencesNombre

de diodesen serie

ep-(mm)

VpF*(volts) 4 A*

L(mm)

1

(mm)

05/048/016 5 8 I,3 80 48 16

07/064/048 7 8 2,6 220 64 48

09/048/016 9 4,7 3,9 30 48 I6

12/064/048 12 4,7 5,2 100 64 48

* Valeurs minimales a 25 °C eta 1 000 lux.

ReferencesNombrede diodesen serie

eP-(mm)

VpF**(volts) mA**

L(mm)

I

(mm)

28/300/300 28 8 13,5 200 300 300

** Valeurs minimales a 25°C avec spectre AM 1,5 et a 1 000 W/m2 (100 000 lux).


L

ALARMS DECOUPURE SECTEURLes coupures secteur que chacun subit lors deshivers rigoureux peuvent, si elles sont de longueduree, avoir des consequences facheuses surcertaines installations par temps froid(congelateur, chauffage, cumulus, etc.).

orsque les habitantssont presents, it leur estsouvent possible deprendre des disposi-

tions pour remedier a cette situation.Dans le cas contraire, lors des sportsd'hiver par exemple, la coupure sec-teur entrainera l'arret du congelateur,de la chaudiere avec gel de l'ensembledu chauffage central, et deteriorationdu cumulus...L'electronique pourra facilement de-tecter cette situation et permettred'appeler un voisin proche ou vous-meme, si vous etes equipes d'untransmetteur telephonique de mes-sage.Le montage que nous vous proposonsne requiert que des composants clas-siques, facilement disponibles chezvotre revendeur. Sa mise au point fi-nale ne demande aucun appareil par-ticulier, si ce n'est un modeste tourne-vis, et la trotteuse de votre montre !

I - PRESENTATIONDE L'APPAREIL

Notre montage est relie en perma-nence sur le secteur a controler. Si ce-lui-ci est present, le dispositif est aurepos. Dans le cas ou le 220 V vien-drait a manquer, nous controlonsqu'il ne s'agit pas d'une coupure decourte duree afin de ne pas &rangerin utilement.Un chronometre interne au montageest mis en marche, et est aliments parune pile de secours. Si la coupure sec-teur &passe la duree que l'utilisateura programme, un relais est actionnefugitivement ou en permanence selonl'application souhaitee.

Des lors, la coupure secteur sera me-morises et une action manuelle sur unpoussoir sera indispensable pour l'ef-facement.Si le secteur reapparait avant le de-clenchement du relais, le compteurinterne decompte le temps en sens in-verse jusquI revenir a sa position ini-tiale. Ainsi, apres 10 mn d'absencesecteur, it faudra 10 mn au compteurpour retrouver sa position normale.Cette disposition permet de prendreen compte effectivement les temps depresence et d'absence du secteur.

II - SCHEMASYNOPTIOUE

Il est represents a la figure 1. Notremontage &ant aliments par le sec-teur, it est facile de verifier si celui-ciest present. Bien stir, cela nous obligea prevoir une pile de secours en cas decoupure du secteur.Les detections « presence secteur o et« coupure secteur o sont temporiseesafin d'eliminer les coupures secteurfugitives et les parasites secteur. Lecceur du montage reside dans un

70 W 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

DETECTION

COUPURE

SEC T EUR

DETECTION

PRESENCE

SEC I EUR

TEMPORISATION

BASE

DE TEMPS

TEMPORISATION

COMPT EUR

DECOMPTEUR

0 15

ALIMENTATION

SECT EUR

PROGRAMMATIONSCION

RETARDD'AL ARM E

SOUHAIT E

ALIMENTATION

SECOURUE

PAR PILE

DETECTION

POSITIVE

15

BLOCAGEDU COMPV

DECOMPT.15a

COMMANDS

ME MOIRE

REGULATION5V

COMMANDSPERMANENTS

OU

IMPULSIONNELLEDU RELAIS

RELAIS

SIG NALISATIONLUMINEUSE

MEMOIRE

EFFACEMENTMANUELL E

DE LAMEMOIRS

Synoptique du montage. Fig. 1

Photo 2. - La carte imprimft epouse les dimensions du coffret ESM.


720V

0"

PAr9V

56

5 6 14. 13 15 2

04. OS 06 01 00 09 010 012 0 3 014

3

04

Vital T

IC2OSC

11

IR 17

012

O 1314

O 14 44

0 15 p4

6 11 14 2

15 0A as OC OD C

0

07

uPJn IC 3

JA JO JC JD

Pr

CO

if --01 tit.

7

16 19 I3 14 112 13

79

R16

D0

A.B.C.D IC <

E,F,G.H ICS

Schema de principe. Fig. 2

compteur/decompteur qui peut occu-per une position de 0 a 15.Au repos, le compteur est a la posi-tion 0, tandis que l'alarme est &clen-ch& lorsqu'il atteint la position 15.Le changement de position du comp-teur s'effectue par une base de temps.Celle-ci fournit 9 frequences differen-tes selectionnees par un commutateurrotatif regle par l'utilisateur (retardde 58 s A 8 h).La coupure secteur entraine un comp-tage du compteur/decompteur. Cedernier va se rapprocher progressive-ment de sa 15e position. Si, parcontre, le secteur venait a reapparai-tre, it fonctionnerait alors en &comp-teur. A chaque signal d'horloge, saposition se rapprocherait du 0.En supposant que le compteur attei-gne Ia position 15, cette situation estmemorisee. Le compteur reste bloqueA 15. Simultanement, par l'interme-diaire d'une interface, le relais estcommande : l'utilisateur peut obtenirun fonctionnement temporaire du re-lais (reglage) ou permanent. Tout de-pend de !'utilisation envisagee.

Une LED de controle permettra devisualiser Ia memoire, et une actionsur un poussoir sera la seule possibi-lite pour effacer cette memorisation.

III - FONCTIONNEMENTELCTRONIQUE

Lors de la premiere mise sous ten-sion, le compteur/decompteur IC3 est« prepositionne » a 0 grace a 11.

Rappelons qu'une impulsion positiveest necessaire. Dans notre cas, les en-trees de prepositionnement (JA a JD)ont, bien stir, ete placees a 0 V.Le secteur &ant present, nous obser-vons une tension de 15 V environ auxbornes de RI. De ce fait, D5 conduitet alimente le regulateur. D6 est blo-quee : 15 V sur cathode et 9 V sur!'anode. La pile ne &bite pas. La sor-tie du regulateur nous fournit le 5 Vnecessaire aux circuits logiques.C3 se charge progressivement a + 5 Vpar R3 et R4 car D11 est bloquee(15 V sur sa cathode). Nous retrou-vons bientot un etat 1 en 5/6 de A. La

sortie 4 passe a 0 : IC3 passe en mode« decomptage » et le monostable B, Cest &clench& La sortie B11 passe a 1.C9 se charge par B11, C9 et RH. Du-rant cette charge, Cio presentera unniveau bas. Celui-ci est applique enD2. La sortie D3 nous effectuera uneremise a zero de la base de temps IC2via R16.La sortie CO de IC3 presentera un ni-veau bas (voir table de verite), assu-rant ainsi le maintien du niveau 1 enD3. L'oscillateur IC2 restera bloqueen permanence. Cette dispositionevite au compteur IC3 de &passer laposition 0.Supposons des lors que le secteurmanque. C1 va se &charger rapide-ment. R1 &ant de faible valeur parrapport a R3, C3 va se &charger pro-gressivement dans R1 via R4 et DII.Apres un certain retard, la porte A vabasculer, et nous trouverons un etathaut sur A4. Le compteur IC3 passeen mode « decomptage ».La sortie CO de IC3 reprend un etathaut, tandis que le monostable realiseautour des portes NOR E et F est de -


clench& En sortie Fl 1, nous auronsdonc une impulsion positive courte,l'issue de laquelle l'oscillateur d'IC2ne sera plus bloque. Avec les compo-sants utilises, sa frequence est de4,26 Hz soit une periode de 0,2343 s.La premiere sortie disponible sur IC2est Q4. Cela revient a dire que nousretrouvons notre horloge, dont la pe-riode a ete doublee 4 fois soit t= 0,2343 x 24 = 3,75 s. Cette sortienous commande l'allumage de laLED de contrede H, temoin du fonc-tionnement de la base de temps et fa-cilitant, comme nous le verrons, le re-glage de l'oscillateur.Le curseur du commutateur rotatifselectionne une sortie de IC2. Desqu'un, niveau 1 est detecte, IC3avance d'une unite car it est actif aufront montant du signal horloge. Aus-sitot, l'oscillateur IC2 est force a 0grace a D7, afin d'obtenir une perioded'horloge toujours constante.Tant que IC3 n'a pas atteint la posi-tion 15, une au moins des sorties QA aQD est basse. De cc fait, la presencedes diodes D12 a D15 impose un etatbas en G5/6. La sortie G4 est a 1, ga-rantissant l'extinction de la LED me -moire.Des que la position 15 est atteinte,toutes les sorties QA a QD sont a 1.Les diodes D12 a D15 sont bloquees.Un kat haut est applique en G5/6 parR9. La sortie G4 presente alors unkat bas, assurant l'allumage de laLED rouge de memoire.Simultanement, cet kat bas permet lacharge de C10, via R12 et R13. Pen-dant ce temps, H8/9 recoivent un &atbas. La sortie HIO, en passant a 1,permet de polariser Ti via R14. T1 de-vient passant et assure l'excitation durelais.Si le strap « S » n'est pas en place,nous sommes en mode fugitif : desque Clo s'est charge, les entrees 8 et 9de H retrouvent leur kat haut. La sor-tie H 10, a 0, ne permet plus la polari-sation de Ti et le relais revient au re-pos. En revanche, si le strap « S » estprevu, les entrees H8 et H9 recoiventen permanence l'etat bas de G4 : lerelais reste excite en permanence.Nous avons vu que le niveau appli-qué en 05 et G6 est haut A la 15e po-sition. II est appliqué a l'entree CId'IC3. Cette borne permet de validerou non les signaux horloge. II est clairque dans notre cas, ce niveau haul an-nulera l'effet des signaux sur l'entreehorloge. Notre compteur ne pourraavancer et restera donc en position 15definitivement. Cette borne 5 nous

.

..-

ik . _ -= 'Photo 3. - Etrier de fixation de la pile 9 V.

donne ainsi la possibilite de realisertres simplement la memoire.Le compteur IC3 etant a 15, l'oscilla-teur et diviseur IC2 est force au repospar D9. La seule possibilite de deblo-cage de ('ensemble ne resume pas l'ac-tion sur le poussoir effacement par re-mise a zero d'IC3.La resistance Ri6 permet d'eviter dedeteriorer la sortie D3 lorsque celle-ciest basse alors qu'un niveau haut estenvoye par D7, D9 ou D19. Parcontre, l'etat bas sur 12 d'IC2 ne peutprovenir que de la sortie D3 via R16-Nous avons prevu un interrupteur de-chargeant C3 de fawn a faciliter le re-glage en evitant de solliciter la pile desecours (simulation d'absence de sec-teu r).

IV - REALISATIONPRATIQUE

a) Le circuit imprime

La figure 3 represente le trace retenupour cette realisation. L'emploi de lamethode photographique est vive-ment conseille afin d'eliminer toutrisque d'erreur. Si vous souhaitez ce-pendant pratiquer la gravure directe,it sera indispensable d'effectuer letrace a l'aide de symboles transfertMecanorma.La gravure de la plaque sera realiseeavec notre habitue' perchlorure defer, que I'on aura prealablement pre-chauffe. A l'issue de cette operation,

un rincage soigneux, puis un sechageseront necessaires.Prodder alors aux percages : 1 mmpour les petits composants, 1,2 mmpour les elements plus encombrantset 3 mm pour les differentes fixa-tions. Prodder alors au reperage destosses de sorties avec un marqueurfin permanent, afin de gagner untemps appreciable lors du cablage.L'insertion des composants se feraconformement a la figure 4.Commencer par les elements bas :straps, diodes, resistances, supportsde CI, etc., pour terminer par le trans-formateur. Ne pas monter encore lescircuits integres sur leur support. Dememe, ne pas raccorder la pile.Effectuer un controle complet du tra-vail effectue. Les risques d'erreurs nesont pas negligeables. Verifier qualitedes soudures, valeur des composants,orientation des elements polarises(diodes, condensateurs, etc.).

b) Preparation ducoffret-cablage

Le fond du coffret sera perce selon lafigure 5. La face avant du boitier sera« delicatement » travaillee conform&ment a la figure 6. Nous termineronsnotre fastidieux travail de tolerie parla figure 7 qui represente les cotes dupetit etrier metallique permettant demaintenir la pile de secours.Reperer la face avant a l'aide de sym-boles transfert pour une bonne pre-sentation. Prevoir, a l'arriere du boi-

W 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 73

Fig. 3 Tract du circuit imprime et im-et 4 plantation a rechelle.

tier, un domino d'electricien a 5

bornes, avec les 5 trous de passage defil 0 2.Mettre en place la pile sans la raccor-der electriquement. Effectuer la fixa-tion des elements de la face avant :LED verte d'horlogc, et LED rouge dc

memoire collees a l'Araldite, poussoiret interrupteur. Pour ce qui concernele commutateur rotatif, it sera neces-saire de limiter sa course a 9 positionsavec la rondelle speciale de blocagefournie avec le commutateur.Proceder alors au cablage internedonne a la figure 8. Une bonne solu-tion est de commencer le cablage dela plaquette sur table avec du fil de

couleur pour terminer par un toronunique vers la face avant. Sachantqu'il n'existe pas 18 couleurs diffe-rentes, it faudra « sonner » chaque fil(Ics supports de Cl sont toujours vi -des !) afin d'eviter toute erreur.Ce precablage effectue, fixer la cartedans le coffret en la surelevant legere-ment avec le fameux systeme vis,ecrou, contre-ecrous, 0 3 en guise


d'entretoise. II ne restera plus qu'a ef-fectuer le cablage cote face avant. Nepas oublier que les LED sont polari-sees. Ne pas hesiter a controler le re-percage des cosses du commutateurrotatif en cas de doute.Effectuer une derniere verification envous aidant, au besoin, avec leschema de cablage et le schema deprincipe.

V - MONTAGE FINAL

Mettre en place les circuits integrescorrectement orientes sur leurs sup-ports respectifs. La pile n'est toujourspas raccordee. Mettre en place le re-lais, puis le strap « S ».Placer le commutateur sur 15 mn.Raccorder le secteur puis mettre soustension. Basculer l'interrupteur sur« essai ». Agir sur le poussoir. On doitconstater le clignotement (lent) de laLED verte. Le seul reglage consistera circuit regulateur.

Photo 4. - Section alimentation avec son A obtenir une periode de 3,75 s. La fi-gure 9 precise la facon d'effectuer pre-cisement ce reglage. 11 est possible del'affiner sur un cycle de 10 allumagespar exemple (t = 37,5 s).

Basculer le commutateur sur 56 s.Agir sur le poussoir eff. Des lors, ondolt constater apres environ 1 mnl'allumage de la LED rouge de me -moire, l'extinction de la LED verte, etle collage permanent du relais. La re-mise au repos s'effectuera par actionsur « eff ».

Faire le meme essai en retirant lestrap « S ». La duree du collage du re-lais dependra de R13.

Agir a nouveau sur le poussoir : laLED verte clignote. Apres 30 s, bas-culer l'inverseur sur « normal ». En-viron 30 s apres, on doit constater leretour au repos par l'extinction de laLED verte.

Raccorder la pile de secours. Effec-tuer un controle d'absence secteur surposition 56 s en supprimant le 220 V.La mise au point du montage est alorsterminee.Il est interessant de pouvoir disposerd'un appareil avertissant que la dureed'une coupure secteur est trop impor-tante. II vous evitera bien des facheu-ses surprises a votre retour. L'inves-tissement est bien limit& en regarddu prix actuel d'un chauffage central.

Daniel ROVERCH

Fig. 5 Plan de percage du coffret et etrier

et 6 de fixation.


Ph N

0 0 0

0

0

0

0

0

0 4 0 I C 2

led "N"

Ph

N

14

-01 015 13

1 3 5 1

112°4160% 0 0

P- P o

2 4 5 6

M

T

0 R

M

0

0 0t__t

3 K 13 1,

K0- A

K0

LAMemoire

poussoir

5 4._ 1 6 3A 4,-- -4- 5 2

Interrupteur

11_

allumir

reqtage i : 3,75 s I 00 70 t : 37 S s pour plus do priovon I par Rs

Fig. 8 Plan de cdblage.

Fig. 9 Oscillogramme, caracteristiques.

Fig. 10 Autre oscillogramme.

LISTE DES

COMPOSANTS

RI : 2,7 k12 (rouge, violet, rouge)R2: 1,5 AM (brun, vent, rouge)R3: 100 kft (brun, noir, jaune)R4: 100 /di (brun, noir, jaune)R5 : 470 kS2 (jaune, violet, jaune)R6 : ajustable 10T 100 alR7 : 180 1d1 (brun, grin, jaune)R8: 100 kJ (brun, noir, jaune)R9: 10 kg (brun, noir, orange)R io : 1,5 k12 (brun, vert, rouge)

: 100 Id/ (brun, noir, jaune)Ri2 : 2,7 kg (rouge, violet, rouge)R13 : ajustable I MO horizontalR14: 10 at (brun, noir, orange)RI5: 100 162 (brun, noir, jaune)R16: 100 kS2 (brun, noir, jaune)R17: 100 kI2 (brun, noir, jaune)C : 22012F 25 V chimique verticalC2 : 470 nF plaquetteC3:47µF 10 V chimique verticalC4 : 220 ALF 25 V chimique verticalC5: 100 nF plaquetteC6: 10 nF plaquetteC7: 470µF 16 V chimique verticalC8: 100 nF plaquetteC9: 10 nF plaquetteC : 470 ALF 16 V chimique verticalC : 10 nF plaquetteD 1N4004D2: 1N4004D3: 1N4004D4: 1N4004D5 : 1N4004D6: 1N4004D7: 1N4148D8: 1N4148D9: 1N4148Dip : 1N4148Djj : 1N4148 : 2N2222


En ree Sortie Pose

H Cl Prep 1314c CO GA C113 Clc 0 D

x 1 1 1 0 0 0 0 0

/ 0 0 1 1 1 o 0 0 0

1 1 0 1 1 1 o o 0 1

I o 0 1 1 0 1 0 0 2

/ 0 0 1 1 1 1 0 0 3

.1 o o 1 0 o 1 0 4

J 00 1 1 1 0 1 o 5lo o 1 1 o 1 1 o 6

1 0 o 1 1 1 1 1 0 7

_to o 1 1 0 0 0 1 8

Jo o 1 1 1 oo 1 9

/ 0 0 1 1 0 1 0 1 10

I 0 0 1 1 1 1 0 1 11

I 0 0 1 1 0 0 1 1 12

/ 0 0 1 1 1 0 1 1 13

/ 0 0 1 1 0 1 1 1 14

I 0 0 1 0 1 1 1 1 15

..# 0 0 1 1 0 0 0 0 0

borne broche niveau fonction

Prep 1 0 Fond t normal

1 preposition selonle code entree JA :3 Jo

C i S 0 Compt/ decomptagenormal

1 arret

BIN/ DEC 9 1 Fonction Dinaire

0 Fonction decimal

COMPI/OCCOMPT 10 1 COMP TAG E

0 DECOMPIAGE

Base

Collecteur

2N 2 2 2 2

Emetteur

Vue de dessous

anodet ithode

IC1: regulateur 7805IC2: 40601C3 : 4029IC4: 4011105 : 4001

anodecathode

0

7805

I I

.1Entree

Masse

Sortie

4029

4001

4011

LE -0-11- -111-11-111-01012 013 014 06 OS 07 04

4060

El E2 S

0

0

0

0

0

El E2 S

0

0

'1

0

0 0

0

0

2 supports DIL 142 supports DIL 161 relais europeen 6 V1 support relais europeen1 circuit imprime1 colfret ESM EC 18/07 FA1 domino 5 bornesI commutateur rotatif 12P 1C1 inverseur IC 2PI poussoir travailI LED 0 3 verteI LED 0 3 rouge1 prise pour pile 9 V1 pile 9 V1 etrier pour pile1 transfo 220/12 V (ou 2 x 6 V) 1,7 VAFils, vis, picots, etc.

atrick Gueulle, qui ex-perimente et pratiquedepuis longtemps rou-tes les techniques de

conception et de realisation des cir-a usage amateur ou

professionnel, des plus rudimentairesaux plus elaborees, a rassemble pourvous, dans ce livre, son experience.

Apres une analyse rigoureuse des be-soins, l'auteur expose en termes sim-ples les principales notions d'optiqueet de photochimie necessaires pourveritablement comprendre ce quel'on fait.

Il passe ensuite en revue tous les pro-duits et materiels existants afin depermettre au lecteur de choisir libre-ment ceux qu'il devra acheter ou fa-briquer lui-rnerne, a moins qu'il n'endispose déjà sans s'en douter (mate-riel photo, photocopieuse, etc.) !

II traite ensuite les cas reels les pluscourants a l'aide d'exemples expli-ques pas a pas et abondamment illus-tres.

Que vous soyez novice ou non, passeza l'action et vous constaterez imme-diatement que, grace a ce livre, reus-sir ses circuits n'est ni complique nicofiteux.

Editions Techniques et ScientifiquesFrancaisesPrix : 110 FDistribution : Editions Radio, 9, rueJacob, 75006 Paris.


L

SURVEILLANCETELDu plus simple au plus complique, on trouvemaintenant de nombreux dispositifs pouvant seraccorder directement sur une ligne telephoniQue.Apres les nombreux montages, déjà decrits danscette revue (repondeur, simulateur de presence,sonnerie supplementaire...), nous vous proposonsci-apres la description d'un nouveau dispositif.

a vocation premiere dece systeme est de pou-voir surveiller discrete-ment vos enfants a dis-

tance lorsque vous vous absentez devotre domicile.-Branche sur votre li-gne telephonique, it commutera auto-matiquement un petit ampli et un mi-cro a chacun de vos appels, ce qui

vous permettra d'entendre a distancece qui ce passe chez vous (le silence sivos enfants dorment, des cris et despleurs dans le cas contraire). Apres undelai d'une dizaine de secondes, it yaura ensuite raccrochage.La deuxieme vocation de ce petit dis-positif est d'offrir un effet dissuasifcontre un eventuel cambriolage. Cha-

cun sait que le telephone reste l'undes moyens de prospection preferedes cambrioleurs. C'est facile, c'estsans risque et ca permet de s'assurerde l'absence des proprietaires de l'ap-partement convoite. Le dispositif de-crit ci-apres vous remplacera pendantvos vacances et simulera votre pre-sence lorsque l'on telephonera a votre


circuit decouplage

ducombind

Vers bone P T T

Vers ample

04

Photo coupteur

cadran

ddcrochagedu

combine

R11

domicile. La personne qui vous ap-pellera entendra d'abord dans sonecouteur un signal de sonnerie, puis,apres le decrochage, le silence de vo-tre appartement. Dix secondes apres,it y aura raccrochage.

I - LE SCHEMA

Avant d'examiner le schema, it n'estpeut etre pas inutile de rappeler a noslecteurs le principe de fonctionne-ment d'un telephone (fig. 1).1.-e poste telephonique classique quevous possedez chez vous peut se de-composer en quatre parties :- le circuit de sonnerie,- le circuit de couplage du combine,- une resistance R pour le reglage ducourant dans la ligne telephonique,- le cadran.

_R3

RS

MAN`

C 2

sonnerie

R2

5

ligne

tetephoniqu Fiche femelie

vue de rexterinn

Schema synoptique d'un tele- 1

phone.

C4 8.11

16

R4

R6

135-.1

Retais Re

Transistor T

Lorsque le combine est raccroche, lesdeux contacts II et 12 sont ouverts. Lemicro et l'ecouteur sont isoles dureste du circuit et it ne circule aucuncourant dans le poste telephonique.Lorsqu'un correspondant vous ap-pelle, le central telephonique dontvous dependez geographiquement ge-nere une tension alternative. Ce si-gnal « traverse » le condensateur etactionne la sonnerie de votre poste.Le fait de decrocher votre combine vaformer les deux contacts II et 12, etpar la meme commuter le micro etl'ecouteur a la ligne telephonique. La


Aspect du micro « electret ».

80 N°103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

sonnerie cesse. C'est maintenant uncourant continu qui circule dans la li-gne et dans la resistance R, courantauquel se superpose la modulation.Voyons maintenant comment va seraccorder notre dispositif. Exami-nons le schema de to figure 2. Nous yretrouvons certains elements consti-tuant votre poste telephonique : la re-sistance R, le condensateur C1, lecontact I. Au repos, ce dernier(commande par le relais Re) est ou-vert, et it ne circule aucun courantdans la ligne PTT. Lorsqu'un corres-pondant ou vous-meme appelez a vo-tre domicile, le signal alternatif desonnerie est applique au condensa-teur CI et au pont de diodes. Le signalredresse obtenu est ensuite dirige versla diode electroluminescente conte-nue dans le photocoupleur. Le resul-tat est simple. En ]'absence de sonne-rie, cette LED est eteinte et it necircule aucun courant dans le photo -transistor. En presence d'un signal desonnerie, cette LED s'illumine et pro-voque la conduction du phototransis-tor. En definitive, on peut recueillirau point A soit un niveau bas, soitune serie d'impulsions dont ]'ampli-tude est de 12 V.Le reseau R3 -C2 est indispensable, carit protege le systeme contre les declen-chements intempestifs dus aux para-sites de commutation (au moment dela fermeture du contact I par exem-ple). Avec la constante de tempsadoptee, it transforme les salves is-sues de la sonnerie en creneaux regu-

hers, mais it ne transmet pas les para-sites isoles.Nous trouvons ensuite le circuit inte-gre C. Il s'agit d'un double monosta-ble, mais nous n'utiliserons ici quel'une des deux parties. Pour chacunde ces monostables, nous trouvonsdeux bornes d'entrees (l'une sensibleaux fronts montants, l'autre auxfronts descendants), deux bornes desorties complementaires (quand l'uneest a un, l'autre est a zero et viceversa), une borne de RAZ, et deuxbornes pour le raccordement descomposants necessaires a la determi-nation des temporisations (condensa-teur et resistance).Le fonctionnement de cet ensembleest tres simple. Tout d'abord, une pe-tite remarque s'impose concernant laborne de remise a zero. Pour evitertout declenchement intempestif de latemporisation lors de la mise soustension, nous avons relict cette bro-che, non pas au pole positif de l'ali-mentation, mais a un reseau constituede R6 et C4. Ce reseau retarde legere-ment la montee en tension de ce pointpar rapport au reste du montage etbloque pendant quelques instants lefonctionnement normal du monosta-ble.Lorsqu'il y a un signal de sonnerie,l'entree Ca, passant du niveau bas aun niveau haut, provoque le departde la temporisation. La duree est de-terminee par les elements R11 et C3. Lasortie Q (broche 6), initialementl'etat bas, passe donc pendant une du-

ree t a l'etat haut, puis revient ensuiteA zero. C'est elle qui commande letransistor T et par IA meme le relaisRe, provoquant la fermeture ducontact I et donc le raccordement a laligne telephonique de la resistance Ret du transformateur du couplage Te.Les signaux issus du micro et des am-plis A et B peuvent maintenant tran-siter sur la ligne PTT et parvenir jus-qu'a votre oreille.

- Les amplis (fig. 3)

Le premier element de cet etage estun petit micro a electret. D'un emploitres facile, ce type de micro presentecependant un petit inconvenient : itest polarise et doit etre alimente parune tension continue. C'est la le rolede la resistance Rg. Apres passage atravers le condensateur CS et la resis-tance R9, le signal alternatif est en -suite appliqué a l'une des entrees ducircuit integre A. Il s'agit du tres clas-sique 741, un amplificateur opera-tionnel cable ici en amplificateur in-verseur. Son gain est determine par lerapport des resistances Rio et R9 (45fois dans le cas present). L'entree +est maintenue a un potentiel egal a lamoitie de la tension d'alimentationgrace au pont diviseur forme par R11et R12.Le signal est ensuite applique a ]'en-tree - du second circuit integre. Ils'agit toujours d'un 741 et it est cablede la meme maniere que le precedent.L'ensemble est donc equivalent a un

Micro

R 10

11111"R8 R11

C5

R12

Trans to .15 V

Sec teur

220 V

C6

R14

Ponte dediode

Led

R18 8 C9

C 7

Bobine

220 V

Requlateur 12 V

E

Schema de principe de l'ampli et Fig. 3de !'alimentation.

Bobine24 V

Vers resistance R et ligne P T T

Vera contact travail du relaiset ligne PTT

C1011 T11

1, 12 V

N.103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 81

circuit integre unique qui presenteraitun gain tres eleve (45 x 45 = 2 025).Le signal ainsi amplifie est ensuite ap-pliqué au transformateur TC chargéde la liaison avec la ligne PTT.Son primaire est en fait le bobinage220 V d'un classique transformateurd'alimentation. Le secondaire (donele bobinage 24 V) est a relier en serieavec l'un des contacts du relais etavec la resistance R.- L'alimentation est classique etn'appelle que peu de commentaires.La tension du secteur est dans un pre-mier temps abaissee grace au trans-formateur. Elle est ensuite redressee,filtree, puis appliquee a ]'entree d'unregulateur. A sa sortie, nous dispo-sons alors d'une tension continue de12 V parfaitement stabilisee. Lesdeux condensateurs C9 et Cio ne sontpas indispensables, mais ils amelio-rent le fonctionnement du regulateur.

II - LA REALISATION

- Le circuitIl a ete realise sur une plaque en verreepoxy 155 x 105 mm. Son dessin estdonne a la figure 4. Avant d'encommencer la realisation, nous vousconseillons de vous procurer tous les

Gros plan sur le point de diodes 1N4007.

composants et surtout le relais, carvous n'etes pas sur de trouver lememe modele que celui de notre ma-quette.

Toutes les connexions sont faitesl'aide de pastilles de diametre2,54 mm et de la bande ayant une lar-geur de 0,8 mm. Pour les liaisonsavec le circuit integre, it sera bon

d'utiliser des pastilles speciales ayantun ecartement entre elles de2,54 mm. La plaque sera ensuite atta-quee au perchlorure puis nettoyee.Nous n'insisterons pas davantage,toutes ces pratiques ayant déjà faitl'objet d'articles detailles.

Fin. 4 Trace du circuit imprime al'echelle.

82 N°103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Led

Secteur220 V

O

Implantation des elements. Fig. 5

0"`JJ13VF11.12

Transfo de

couplage

T C

R

Rela is

-CM- D5

C. ci

4111171-

+ 1;1 ;II 0

0Photo coupleur4

C2O

LignePTT

- Le cablage (fig. 5)

Tous les composants &ant reperespar un numero, it suffit de se reportera la nomenclature pour avoir leur va-leur. Souder en premier lieu les deuxstraps de liaisons. Bien veillerl'orientation des condensateurschimiques, des diodes, du transistoret des circuits integres. Se souvenirque les C-MOS sont fragiles et exigentquelques precautions lors des opera-tions de soudage. Ne pas hesiter a em-ployer un support pour celui-ci.

- La mise en coffret

Nous vous conseillons d'utiliser lememe coffret que celui de notre ma-quette. Nous ne donnons pas de plande percage &ant donne la simplicitedu travail a effectuer : sur la faceprincipale, deux trous a percer pourla LED et pour le micro ; sur la facearriere, deux trous pour les deuxpasse-fils (0 10 mm) et, sur le fond,quatre trous pour la fixation du cir-cuit imprime. Les quelques photos ci-jointes vous eclaireront plus que delongues explications.

Le montage en coffret Teko.


- Les essais, le branchement

Le seul reglage a effectuer consistedeterminer la valeur de la resistanceR. Quand le contact I est term& lecourant continu circulant dans la li-gne telephonique (et donc dans la re-sistance R) doit etre compris entre 40et 50 milliamperes sans toutefois de-paser cette limite. La valeur de R de-pend du lieu d'utilisation et pourra'e'tre comprise entre 1 00012 et quel-ques centaines d'ohms. Choisir unmodele de 2 W. Pour le raccordementA la ligne, nous vous suggerons d'utili-ser une prise telephonique classique.Notre dispositif se branchera au mo-ment opportun a la place de votrecombine habituel. Nous vous rappe-Ions cependant que tout branchementest interdit sur le reseau public. Pourpouvoir utiliser ce dispositif, it fauten principe demander I'autorisationaux services competents des PTT. Parcontre, rien ne vous interdit de lefaire fonctionner sur un reseau prive.

Ph. GASSER

LISTE DES COMPOSANTS

Resistances(1/4 ou 1/2 W sauf pour R)

Ri : 8,2 1(11 (gris, rouge, rouge)R2 : 330 Id2 (orange, orange, jaune)R3 : 15 kil (marron, vert, orange)

: 1 MO (marron, noir, vent)R5 : 100 kit (marron, noir, jaune)R6: 2,2 kit (rouge, rouge, rouge)R7: 15 kft (marron, vert, orange)R8: 47 Id/ (jaune, violet, orange)R9: 22 kg (rouge, rouge, orange)Rio : 1 MS2 (marron, noir, vert)R11, R12 : 15 kit (marron, vent, orange)R13 : 22 i62 (rouge, rouge, orange)R14 : 1 Mil (marron, noir, vert)Ris, Rio : 15 1d2(marron, vent, orange)R17 : 68 kit (bleu, gris, orange)R18 : 2,2 IciZ (rouge, rouge, rouge)Resistance R : voir texte - modele 2 W

Condensateurs

Cl : 0,47 AF - 200 VC2: 2,2 AF - 16 ou 25 V - tantaleC3 : chimique 15 AF ou 22 p.F - 16 ou25 V

: chimique 47µF -16 ou 25 VC5 : tantale 2,2 AF -16 ou 25 V

Co, C7 : 0,33 ALFC8 : chimique 470 µF- 25 V min.C9, : 0,22µFCtl : chimique 100 AF 16 ou 25 V

Semi-conducteurs

Di a D5 : diodes 1N4004 ou equivalentPont de diodes : BY 164 ou equivalentTransistor T : 2N2219 ou NPNPhotocoupleur : 4N33 (ou MCA 230,HI1B1 ou TIL113)Circuits integres A et B : 741Circuit integre C : CD4528Regulateur integre 12 V genre 7812

Divers

Transformateur d'alirnentation 15 VTransformateur TC : 220 V - 24 V - 1,8ou 3 VARelais Re: 12 V- 1 contact travail.2 supports pour circuits integres2 x 4 broches1 support pour circuits integres 2 x 8 bro-ches1 micro a electret2 passe-fils1 LED e 5 mm, 1 prise telephonique1 border Teko type 363 (forme pupitre)Epoxy, fils, vis, entretoises...

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rzYd100 /gr 11

Te, 4 n 04 2E3 06


E

AMPL/TUNER FMPSEUDO STEREOTSM 205n effet, la qualite deskits produits (plus de200) permet aujour-d'hui a TSM d'etre

meme present sur le marche ameri-cain.Du serieux et une presentation origi-nals sont a la base du succes remportepar ce type de produit.Le kit TSM 205 se presente, commetous les autrcs de la gamme, avec uncircuit imprime, entierement pre-pare, perce et serigraphie en couleurs.Comme vous pouvez en juger par l'il-lustration grandeur nature, le 205pourra, grace a son alimentation parpile 9 V, servir de « balladeur », oubien alors d'ampli-tuner.

LE SCHEMADE PRINCIPE

La figure 1 propose le schema de prin-cipe general de l'ensemble construitautour de trois circuits integres.Le montage fait appel du cote recep-tion a une structure desormaisconnue et eprouvee, a savoir !'utilisa-tion du TDA 7000 suivi du circuitpseudo -stereo TDA 3810.L'originalite repose cependant surl'emploi d'un nouveau circuit integreBF a 8 broches, le TDA 7050.La partie reception n'appclle pas decommentaires particuliers. La bobined'accord fait partie integrante du cir-cuit imprime en formant une grecquequc vous apercevez dans un coin de lacarte. L'autre bobine est fournie toutefaite, un noyau permettra d'etaler labande 88 A 108 MHz.Pour !'accord, le fabricant a retenul'emploi d'un potentiometre multi -tour, indispensable compte tenu de lamultiplication des stations.Les composants associes aux TDA7000 et au TDA 3810 sont en fait

La gamme des kits TSM vient de s'enrichir d'unnouveau modele reference 205, ampli tuner FMpseudo -stereo.L'evolution spectaculaire de cette entreprise n'estpas etrangere au dynamisme de ses dirigeants.

ice

conformes aux cahiers des charges duconstructeur. Vous trouvez donc plu-sieurs condensateurs de differentesvaleurs autour du circuit principal.En revanche, pour la section BF, leTDA 7050 presente un schema deprincipe a couper le souffle, deux en-trées, deux sorties, une alimentation.Entrées au niveau des brochcs 2 et 3,sorties par les broches 6 et 7, on nepeut rever plus simple. Dans le caspresent, ces sorties permettent d'ali-menter un casque stereo 32 S2 (nonfourni dans le kit).Enfin, le tout s'alimente entre 9 et

12 V de tension avec une consomma-tion insignifiante et pour une sortiesous 812 de 150 mV.

REALISATION

Comme precise, le kit comprend tousles elements necessaires a la realisa-tion. La piece maitressc rate le cir-cuit imprime tout pret a l'emploi.La tache de ('amateur se resume alorsA la mice en place des differentscomposants conformement a la no-tice jointe et selon une procedurebien &abbe.


Le fabricant recommande en effet lemontage des resistances, et puis descondensateurs ensuite.Les figures 2 et 3 precisent, a titre in-dicatif, le trace du circuit imprimegrandeur nature et l'implantation deselements. En tout etat de cause, it fau-dra prendre soin de bien placer lesquelque 26 condensateurs de valeursdifferentes. Quant aux autres compo-sants polarises, ils reclament l'atten-lion que vous connaissez.A ne pas oublier, cependant, les deuxstraps de liaison realises avec l'exce-dent des connexions d'une resistancepar exemple. Apres l'ultime verifica-tion, vous pourrez brancher votre piled'alimentation et enfoncez votre cas-quc dans la prise miniature stereoprevue a cet effet.Immediatement, un souffle se fait en-tendre, vous reglez alors le volume araide de P1 et les stations a l'aide deP2. Si vous n'etes pas centre sur lagamme FM, vous pouvez ajuster lege-rement Lt.

Fig. 1 Schema de principe. Trace du cir-

a 4 cult imprime et implantation deselements a Raccorde-ments.

+9.C14

CI. CIRCUITIMPR IME

tr"ra:s1";

5` "11="azzepk.:-.6% lily pi. 311

e;

v7v)14:1 *-4111he, Ir-. j1P11.-=-11 '71r:1r?

NM MI

Mr/..."6. 41'411 FilJtadirktiQ I iA:100:

r .6'o 01 1

1 l 611

k .IP I II, ' 4., L*II

C22R2 [Hi

PRIStiE 2

reglage stations

antennebout de fil de 1Menviron

TDA 3810 et TDA 7000, deux circuits dest ines a la reception FM.


LISTEDES COMPOSANTS

Circuit imprimeResistances

R : 391(0 (orange, blanc, orange)RI : 22 Id/ (rouge, rouge, orange)R2 : 51 0 (vert, marron, noir)R3 : 22 kg (rouge, rouge, orange)R4 : 12 0 (marron, rouge, noir)R5 : 33 kft (orange, orange, orange)R6 : 33 kg (orange, orange, orange)R7 : 47 kti (jaune, violet, orange)R8 : 82 kg (gris, rouge, orange)R9 : 82 kg (gris, rouge, orange)R10 : 39 kfl (orange, blanc, orange)RI : 12 0 (marron, rouge, noir)R12 : 47 kit (jaune, violet, orange)1213 : 10011 (marron, noir, marron)R14: 47 kit (jaune, violet, orange)R15 : 51 S2 (vert, marron, noir)

Condensateurs polarisesC15 : io a 15 !IF C22 : 221: 100µFC29 : 220µF C23 : 6,8 µFC21: 22 a 100 µF C26 : 22 a 100µF

Condensateurs non polarises: 3,3 nF C4 : 180 pF

C2 : 39 pF C5 : 330 pFC3 : 4,7 nF C6 : 3,3 nF

C7 : 150 pFC8 : 47 pFC9: 4,7 nFC10 : 330 pF

: 220 pFC12: 4,7 nFC13 : 1 nFC14: 100 nF LCCClo : 2,2 nFLCCC17 : nFCis : 220 nFLCCC19 : 220 nF LCCC24 : 220 nF LCCC25 : 220 nF LCCC27 : 150 nF LCCC28 : 22 nFLCCC29 : 10 nF LCCC30 : 100 nF LCC

Self

: self n° 210 ou equivalent

Regulateur

Ti: 78 L 05

Potentiometres

Pl : 100 Id/ multitourP2 100 kit multitour

Presentation originale des kits TSM.

Diodes

Di : BB 105 diode Varicap

Supportsde circuits integres

2 supports 18 broches1 support 8 broches

Prise Jack

3,5 stereo pour circuit imprime (casque)

Circuits integres

IC/ : TDA 70501C2: TDA 38101C3 : TDA 7000

LA TOLERIEPLASTIQUE

stadenous

vec cette firme, unenouvelle generation decoffrets arrive.En effet, aussi bien au

amateur que professionnel,avons besoin de coffrets elec-

troniques qui soient pratiques et quise travaillent facilement pour l'ela-boration des maquettes ou prototy-pes.Les coffrets standards de la TOLE-RIE PLASTIQUE repondent a cescriteres, et de plus s'inscrivent dansune gamme de prix modeste.Polystyrene, ABS, PVC, metacry-late, filmage aluminium constituent

une technique souple qui permetmeme a cette firme de realiser descoffrets personnalises a partir de300 pieces.Les principales references du cata-logue s'accordent parfaitement avecl'esprit de nos realisations.CI : 30 x 50 x 80C2 : 40 x 60 x 90C3 : 50 x 70 x 110PRG1 : 20/60 x 130 x 160PRG2 : 35/70 x 230 x 160reversiblePRG3 : 35/77 x 290 x 190reversibleDIO : 50 x 100 x 110D20: 35 x 145 x 170D30 : 40 x 120 x 170D40 : 70 x 110 x 145D50 : 60 x 160 x 170D60 : 100 x 180 x 210D70 : 70 x 200 x 215GA1 : 93 x 280 x 160Face avant film alu Ep. 4 mmGA2 : 140 x 400 x 205Face avant film alu Ep. 4 mmBA4 : 20 x 85 x 120Film aluminium

La Merle Plastique3 a 7, rue Pierre-Semard76000 Le HavreTel.: 35.53.10.11

E

DETECTEUR D.ELECTRICITESTATIQUEn effet, un peigne passedans les cheveux, uncrayon plastique frottesur de la laine, une per-

sonne qui traine les pieds sur une mo-quette synthetique, tels sont les phe-nomenes les plus courantsd'apparition de charges electrostati-qua que notre detecteur vous reve-lera.

LE SCHEMA DE PRINCIPE

Le cceur du dispositif fait appel a untransistor a effet de champ (FET)dont les exigences en courant sont in-signifiantes et !'impedance d'entreetres elevee, ce qui constitue pour lapresente realisation des caracteristi-ques interessantes.Les tensions provoquees par le champelectrostatique sont captees par unepetite antenne d'une vingtaine decentimetre (fil electrique isole).Le transistor FET constitue le &tee-teur proprement dit. Sa porte ou« gate » est en consequence non pola-risee, elle se trouve en l'air. Une resis-tance de 2,2 Mit la protege toutefoispour le cas ou des tensions trop im-portantes ou decharges electrostati-ques interviendraient.Precisons que le transistor en ques-tion, du type 2N3819, se trouve egale-ment protégé interieurement. Monteen source commune, electrode de re-ference par rapport a la masse, on re-trouve les signaux au niveau du drainchargé par la resistance R2.Deux transistors NPN monies en dar-lington complete, l'ensemble. Uneliaison directe autorise la mise en evi-dence du phenomene par l'illumina-tion d'une diode LED.L'alimentation s'effectue a l'aided'une pile de 4,5 a 9 V.

REALISATION

La figure 2 precise la mise en placedes divers composants a l'echelle. Onutilisera un support isolant commedu carton, par exemple, que l'on de-coupera aux dimensions de la figure.On collera d'un cote ce croquis et del'autre, en parfaite coincidence, letrace des diverses liaisons a realiserl'aide du stylo a cabler.On procedera au percage du carton al'aide du perforateur, de preference

A l'aide du stylo a cabler desormais connuCircuigraph, vous allez pouvoir realiser tresfacilement un detecteur d'electricite statique.

du cote des liaisons. Ensuite on pas -sera a la mise en place des elementstout comme pour un veritable circuitimprime. II faudra bien veillerl'orientation des transistors.A la mise sous tension la diode LED

s'illumine, it faut attendre alorsl'equilibre des charges electrostati-ques. Une fois eteinte, l'approched'un stylo plastique &one contre untissu provoque ('illumination a 40 ou50 cm.

Ant_

LISTE DES COMPOSANTSRt : 2,2 Mil (rouge, rouge, vert)R2 : 4, 7 kg (jaune, violet, rouge)R3 : 47012 (jaune, violet, marron)Ct : 10 a 22µF/10 VTi : 2N3819 effet de champT2, T3 : NPN quelconqueLED : rouge 3 ou 5 mm

L E D

.b.c

.e bT2 .e,

T3

4,5 V

NO 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE 89

SONDE LOGIQUELa sonde que nous proposons ici integre dans lememe boitier un testeur de transistors et diodesainsi qu'un detecteur de niveau « 1 ».

n effet ces fonctionssont tits souvent utili-sees par l'amateur quiconcoit un montage

avec des composants de recuperation.Mais it est malcommode d'effectuerces controles avec un multimetre, ins-trument fragile qui necessite une at-tention particuliere et plusieurs mani-pulations.

LE SCHEMADE PRINCIPE (fig. 1)

L'alimentation de l'ensemble se fait apartir d'une pile de 9 V.Le testeur de transistors utilise deuxportes NAND, qui forment un oscil-lateur 1Hz. Ainsi, pour un NPN enbon etat, la base sera polaris& durantle front haut du signal, ce qui aurapour consequence de faire clignoterLED 2. Pour les PNP, it suffit de tenir

01 R6 12

13

R7

11 10

R2


R9

71

DELI DEL 2R300C1

BUZZER

R4

R5

le raisonnement inverse. Les diodesse verifieront en connectant leurs pat-tes aux bornes C et E. Le clignote-ment de LED 2 en sens direct (anodesur C et cathode sur E) et celui deLED 1 en sens indirect indiquent queis jonction du semi-conducteur estbonne.Les deux portes restantes du 4093sont utilisees pour le detecteur de ni-veau « 1 », qui presente une grandeimpedance d'entree grace a R6 et R7.DI serf a proteger les portes logiquescontre les tensions negatives par rap-port a la masse. Quand un niveauhaut se presente sur l'entree, le buzzerse fait entendre et la LED 3 s'allume.En fait, elle n'est la que pour visuali-ser les pics positifs ou le buzzer n'apas le temps de reagir. Le connecteuret la pointe de touche seront realisesconformement a la figure 2.


Jack 0 3,5

C;CE1 [7/450 cr-7

Stylofeutre

Fig. 2 Gobbet tours et pointer de touche.Photo 2. - Pour la mise en bottler, il.faudra prevoir deux encoches sur le circuit.

CIRCUIT IMPRIME (fig. 3)

II n'appelle pas de commentaire par-ticulier, et sa simplicite permet de lerealiser a l'aide de transferts du typeMecanorma, qui permettent une gra-vure directe au perchlorure de fer.Eventuellement, on pourra l'etamer afroid et terminer par le percage avecun foret de 1 mm.

REALISATION

On fera simplement attention au sensde la diode DI et du transistor. Le cir-cuit integre sera monte sur un sup-port. Le cablage des differentscomposants exterieurs se fera avec dufil de couleur, ce qui facilitera les re -*ages au moment de souder. Bien

comme dans toute realisation,plus le montage est soigne, meilleurssont les resultats !Apres verification, le circuit sera in-troduit dans un boitier Teko P/1 onl'on placers une cloison qui servira delogement a la pile. La face avant estdessinee a l'encre sur un papier Can -son puis coil& sur la plaque. On re-couvrira le tout avec un papier auto-collant transparent (protege -document). Le montage doitfonctionner des la mise sous tension,sans reglages.Cette sonde pourra certainement ren-dre service a l'amateur, en levant ledoute sur l'etat des semi-conducteursdouteux, et ce, pour un prix modique.Enfin, nous avons IA un exerciced'initiation interessant et utile.

D. PAGNOUX

Fig. 3 Trace du circuit imprime et im-et 4 plantations des elements.

.A

K

Vue de dessous

DE L1 DEL 2

C

C1

9V0

.. BUZZ ER

MATERIEL

Resistances 1/4 W - 5

Rt : 10 kl2(marron, noir, orange)R2 : 470 1c32 (jaune, violet, jaune)R3 : 101(12(marron, noir, orange)R4 : 33012 (orange, orange, marron)R5 : 3300 (orange, orange, marron)R6: 100 k12 (marron, noir, jaune)R7: 470 k52 (jaune, violet, jaune)R8 : 33012 (orange, orange, marron)R9: 10 kit (marron, noir, orange)C : 2,2 aF/40 VD : 1N4148 ou equivalentTt : 2N2222LED1 rouge 0 3 mmLED2 verte 0 3 mmLED3 jaune 0 0 3 mmIC : CD 4093

2 prises jack stereo, femelle chassis 3,51 prise jack stereo male1 prise jack mono maleI buzzer 9 ou 12 V1 coffret Teko P/1I inter miniatureCircuit imprimis, etc.

Photo 3. - Aspect d'un connecteur.


LE MOLT/METREISKRA DM 5000Le parc Iskra des multimetres - déjàgenereusement fourni tant dans le domaine dunumerique que dans celui de l'analogique -s'agrandit encore, avec ce modele referenceDM -5000.

resente dans la tradi-tion des produits de lasociete : un elegantboitier gris, un com-

mutateur rotatif pour la selectiondes fonctions et des gammes claire-ment indiquees sur des plages auxteintes pastel, le DM -5000 appar-tient a la categorie des 2 000 points,avec affichage sur 3 1/2 digits. Leschiffres, de 13 mm de hauteur, fontevidemment appel a la technologieLCD, ce qui confere une large au-tonomie sur une simple pile minia-ture de 9 V.Avec une impedance d'entree tradi-tionnellement normalisee a 10 MIl,le DM -5000 offre des precisions quis'echelonnent de ± 0,25 % ( ± 1

MULTIMETER DM -5000

digit) en fonction voltmetrecontinu, a ± 1,5 % sur quelquesgammes de mesure de tensions al-ternatives ou d'intensites. Seuls, lescalibres 20 A, utilisables par lebiais d'une entrée speciale, y fontexception, avec ± 2 % en continuet ± 3 % en alternatif.Le tableau ci-contre resume les ca-

ractoristiques essentielles. Ajoutonsque tons les calibres sont integrale-ment protégés. En particulier, uneclateur a faible capacite limite lessurtensions.Voici, dans le domaine des appa-reils a usage multiple, un modelequi ne deparera pas le laboratoire.

R.R.

TENSION CONTINUE

Calibre Resolution200 mV 100µV

2 V 1 mV20V 10 mV

200V 100 mV1 000 V 1 V

TENSION ALTERNATIVE

Calibres200 mV

2V20 V

200 V200 V750 V

Precision Protection± 0,25 % 1 000 V =

de la ou cretelecture± 1 digit Temps de reponse 1 sec.

Rejection Mode Normal 46 dB a 50 HzRejection Mode Commun 100 dB a 60 Hz

Precision

± 0,5 % de lalecture

± 2 digits

1 % de la lecture± 2 digits

Tension d'entree max. autonsee 750 V.RMSTps de reponse 3S calibration en RMS pour tension sinusoidale.

Resolution100µV

1 mV10 mV

100 mV100 mV

1V

INTENSITE CONTINUE

Calibres Resolution Precision

200µA 100 µA2 mA 1µA

20 mA 10µA200 mA 100 AA

20A 10 mA

± 0,5 % de la lecture± 1 digit± 0,75% de la lecture± 2°/.3 de lecture

Frequence45 Hz - 400 Hz45 Hz - 400 Hz45 Hz - 400 Hz45 Hz - 400 Hz45 Hz - 400 Hz45 Hz - 400 Hz

± 1 digit± 5 digits

Chute de tensionpar calibre

0,25 V0,25 V0,25 V0,5 V0,3 V

Protection : Entrée mA fusible 2 A/250 V rapideEntrée 20 A pas de fusible : jusqu'a 20 A pendant 15 sec.

Temps de reponse : I sec.

INTENSITE ALTERNATIVE

Calibres Resolution Precision200µA 100 AA

2 mA 1µA20 mA 101A

200 mA 100 AA20A 10 mA

Frequence 45 a 60 HzProtection identique aux calibres intensite continue.

RESISTANCESCalibres Resolution Precision200 Ohms 100 m Ohms ± 0,5 %

2 K Ohms 1 Ohm ± 0,3% de la lecture20 K Ohms 10 Ohms ± 0,3 % ± 1 digit

200 K Ohms 100 Ohms ± 0,3 %2000 K Ohms 1 K Ohm ± 0,75 %20 M Ohms 10 K Ohms ± 1,5%

Tension maximum ou circuit ouvert 3 VTemps de reponse 3 sec. sauf calibre 20 MU 8 sec.

± 0,75% de la lecture± 5 digits

± 3% de lecture ± 5 digits

Chute de tensionpar calibre0,25 V RMS0,25 V RMS0,25 V RMS0,25 V RMS0,3 V RMS

Protection250 V contou RMS

Oit UN PESONA AFFICHAGEDIGITALL'electronique se caracterise par des applicationsdans les domaines les plus varies. Celui que nousabordons aujourd'hui est celui de la pesee.

a realisation devant res-ter simple et a la port&du plus grand nombred'amateurs, nous avons

retenu le principe de la deformationd'un ressort mesuree a ('aide d'un dis-positif electronique approprie, plutotque le recours a des techniques plussophistiquees telles que les jauges decontraintes.Le montage ne fait appel qu'i descomposants courants et disponiblesaupres de tous les fournisseurs.

I - LE PRINCIPE

a) Masse et poids

Avant d'aborder les explications rela-tives a notre montage, it n'est peut-etre pas inutile de rappeler quelquesnotions fondamentales de physique.Un corps (solide, liquide ou gazeux)peut se caracteriser par sa masse quirepresente en fait une notion dequantite de matiere. Pour un memevolume, tous les corps n'ont pas lameme masse ; c'est la raison pour la-quelle on a Mini une grandeur pro -pre a chaque corps : la masse volumi-que. L'unite utilisee pour exprimer lamasse est le kilogramme (kg) tandisque celle qui mesure la masse volumi-que est le kilogramme par metre cube(kg/m3). Souvent, on utilise des sous -multiples de ces unites tels que legramme (g) ou le gramme par centi-metre -cube (g/cm3).La masse est donc une unite &finis-sant un corps donne quel que soitl'endroit it se trouve. II n'en estpas de meme pour le poids. En effet,le poids est la force s'exercant au cen-tre de gravite d'un corps et qui l'attirevers le centre de la terre. Cette force

est fonction de la gravitation du lieuon cette attraction se produit. L'unitede gravitation, encore appelee accele-ration, s'exprime en metre par se-conde a la seconde (m/s/s). A Paris,elle est de 9,81 m/s/s ; a requateurelle est plus faible. Le poids s'exprimeainsi en toute logique en newtons (N),par la relation PN = Mkg X gm/s/sAinsi, it serait plus correct de direqu'un individu pese 735 N (75 x 9,81)plutot que 75 kg. En realite, et dans lelangagc courant, on continue d'utili-ser le kg pour exprimer le poids. C'estegalement le principe que nous avonsadopte pour la determination des pa-rametres de notre peson.

b) Les ressorts (fig. 1)

Il en existe de differents types : a la-mes, en boudin ou spirale, en volute.Its se caracterisent tous par leur elas-ticite qui est la propriete de se &for-mer sous l'action d'une force et de re-venir a leur position d'origine lorsquecette force cesse.Examinons plus particulierement unressort a spirale destine a travailler al'extension. Dans sa position de re -

La carte imprimee principale et Ia partiemecanique.

Fig. 1 Rigidite/raideur d'un ressort.

pos, it se caracterise par une lon-gucur 10. Maintenons-lea un pointfixe a l'une de ses extremites et appli-quons a l'autre des forces fournies parle poids de masses M progressive-ment croissantes.

(mm;

r

It

At

A f

Limited'elasticite

Rupture duressort

Limite derupture

Zone d'elasticite permanente I Zane j. de -1

deformationpermanente

r

1 ARaideur Nim A f]

F (Newton)


Etablissons un graphique dans lequell'axe des abscisses (horizontal) estdestine au report des forces progressi-vement appliquees, donc en newtons,Landis que l'axe des ordonnees (verti-cal) servira au releve des longueurscorrespondantes du ressort.En reliant les points images des expe-rimentations successives entre eux,on constate que ces derniers sont ali-gnes dans la zone appelee zone d'elas-ticite permanente du ressort. C'est lazone normale d'utilisation du res-sort : des que cesse ('effort, celui-ci re-trouve sa longueur lo d'origine.La relation entre &placement etforce est lineaire. On definit ainsi laraideur du ressort (qui est en fait l'in-verse de l'elasticite) par lc rapportexistant entre une variation de forceAf et la variation correspondanteL'unite de raideur ou de rigidite d'unressort s'exprime en newtons/metre(N/m). Plus un ressort est « elasti-que », plus ce nombre est petit et in-versement.Si on continue d'exercer des effortsplus importants, it arrive un momentoil le ressort se &forme sans revenir asa longueur d'origine lorsque la forcedisparait : c'est la zone de deforma-tion permanente du ressort;Enfin, si l'on intensifie encore cetteforce, le ressort se rompt lorsque la li-mite de rupture est atteinte.

c) Principe de fonctionnementdu peson electronique (fig. 2)

Notre peson comporte trois ressortsen spirales A spires jointives destineesA travailler en extension. Il s'agit doncde traduire une grandeur physique,qui est une force, en grandeur electro-nique. Nous avons eu recours pourcela au &placement du curseur d'unpotentiometre aligne, assujetti a celuide l'extremite non fixe des ressorts.Une base de temps fournit des ere-neaux attaquant des compteurs-divi-seurs successifs. A chaque fois que lescompteurs concernes par l'affichagesous la forme de 2 digits passent parzero, un signal prend son depart ; laduree de ce dernier est proportion-nelle a la resistance du potentiometre,donc au &placement du ressort,c'est-A-dire en definitive a l'intensitede la force appliquee sur l'extremitedu ressort. La valeur alors occupeepar les compteurs se trouve aussitotmemorisee et l'affichage est remisjour en consequence. la periodicite deces prises de mesure est de l'orde de lademi-seconde. Si la valeur de la

Signalisationde depassement

de capacite

Detection de

depassement

de capacite

Base detemps

Compteur-

diviseur

Detection dela fin descentaines

Signal decommande de

la mesure de R

Synoptique de fonctionnement. Fig. 2

Multiplex age

Decodage

Signal de

memorisation

Af fichage2 digits

Extinc ion del'affichage sidepassementde capaciti

masse appliquee &passe 9,9 kg, l'af-fichage cesse et une signalisation indi-que que la capacite du peson vientd'etre &pass& : it faut revenir a uneffort nul pour rearmer ]'ensemble.Enfin, un dispositif de multiplexagelimite la consommation du montage.

II - FONCTIONNEMENT

(fig. 3, 4 et 5)

a) Alimentation

Le peson devant etre totalement auto-nome, la source d'energie sera consti-tuee d'une pile dc 9 V. La consomma-

tion de ('ensemble est de I'ordre de60 mA. En fait, dans la maquette pre-sentee, l'alimentation est command&par un microcontact fcrmant lc cir-cuit au moment oil l'extremite nonfixe des ressorts accuse un debut de&placement. La pile ne &bite doncdu courant que pendant ]'utilisationeffective du peson. La coupure est au-tomatique des que l'on decroche lepoids a determiner. Grace a cette dis-position, la consommation se trouvereduite au strict necessaire et le risqued'oublier de couper l'interrupteur demise en marchc sc trouve &art& Lescapacites C1 et C2 assurent un filtragedu circuit compte tenu des diversesfrequences de comptage et de multi-plexage en presence.

A cote des deux afficheurs. la LED de depassement.


Fig

. 3Sc

hem

a de

pri

ncip

e.

Rite

9

IM

icro

con

tact

d'al

imen

tatio

n

Cl--

C2

+V

108

5

+V

CO

+LT

163

BL - 4

5 - LE

a

cc

1

cd

f

14

2%d

AF

I(u

nite

s I 1/6

-

ab

c

1312

1110

ICE

L_ -

_

6

9

fg -

1514

AC

D

1/6 10

54

AF

2(d

izai

nes)

7

(NI

a

+LT

a Ib

cdf

l9

163

1312

1110

r--

LIIC

7 _5

1514

LE

1/ 2

1C

1

R9

4

C9

R8

6

1/4

IC 2

R4

10C

LA

=am

C4

1/2

ICI

5C

8

R

I

C.1

A

+V

EN

AQ

1B32

8Q

3BQ

4B

1 1

162

1112

1314

IIC

3I

L

109

8

Q4A

EN

B

C7

=L

.

15

+V

10

EN

A

+V

BL

A 0.1A

B Q2A

C Q3A

C-4

,4 IE

N9

2

7

16 15

r L IC

4 9 1/ 4

C

1

13

11

10

Q19 12

RII

C10

P

+V

R17

vW+

14o

+V

R16

R15

+V

T2

1/4

IC 2

I

/41C

2

13

DI

D2

R10

3

13

1211

b) Base de temps

La base de temps est constituee parles portes NAND HI et IV de ICI,montees en multivibrateur. On peutd'ailleurs en rappeler tres brievementle fonctionnement. Placons-nousdans un endroit du cycle ou la sortiedu multivibrateur (sortie de la poneIV) se trouve a un etat bas, et donccelle de la pone III, a un etat haut.

La capacite C3 se charge ainsi pro-gressivement a travers R2 + A et lepotentiel disponible au niveau des en-trées reunies de la porte III croft de lameme maniere. Aussitot que le poten-tiel des entrees de la porte III atteintune valeur environ egale a la moitiede la tension d'alimentation, cettederniere bascule. Sa sortie passe al'etat bas tandis que celle de laporte IV presente un etat haut. Le po-tentiel disponible aux entrees de lapone III monte brusquement a 3 U/2qui est l'addition de la valeur U deli-vree par la sortie de la porte IV et dela valeur U/2 provenant de la chargeprecedente de C3. Celle-ci se &chargemaintenant dans R2 et A a contre-sens. Le potentiel aux entrees de lapone III diminue donc progressive-ment, et, lorsque la valeur atteintU/2, la pone III rebascule : sa sortiepasse de nouveau a un etat haut tan-dis que celle de la porte IV presenteun etat bas. Le potentiel au niveaudes entrees de la pone III « sautebrutalement a - U/2 qui est la sommealgebrique de + U/2 (charge piece -dente) et de - U. L'ensemble se re-trouve donc au point de depart de cesexplications ; un cycle complet estainsi revolu. La periode des creneauxdelivres par la sortie du multivibra-teur s'exprime par la relation T(R2 + A) C3. Dans le present montageet lorsque le curseur de A est en posi-tion median, cette derniere est del'ordre de 250 As, ce qui correspondune frequence de 4 kHz. La resistanceR1 n'intervient pas a proprement par-ler dans le calcul de la periode ; on lechoisit generalement 5 a 10 fois plusgrande que l'ensemble (R2 + A). Sapresence confere a l'ensemble davan-tage de stabilite et de fiabilite.

Compte tenu du mode de sollicitationde C3, on notera que cette derniere nesaurait etre du type polarise.

La pone AND III de IC2 constitue untrigger de Schmitt. Son role consistedonner aux creneaux delivres par lemultivibrateur des fronts ascendantset descendants bien verticaux.

a ) Base de temps

3U/2

U

U/2IC1

-U/2

E IC,

IC1

71N 250ps

L kHz

b) Mesure du deplacement du curseur

E lc<

ics

El lc

tt IC5

11 IC2

IC2

N 0,5 second. j100 unitesde mesure I

kmesure <140Limits

decapacite

Limits decapacitedepassee

:

i

Memorisation derat fichage

1

N 20 ps

`-t

Signalintiondu *augment

Fig, 4 Oscillogrammes caracteristiques.

En effet, au moment oil la pone ANDcommence son basculement d'un etatbas vers un etat haut, la resistance R4introduit dans le systeme une reac-tion positive, par un apport supple-mentaire de potentiel sur les entreesreunies. De meme, lors du passage del'etat haut vers l'etat bas, cette memeresistance R4 introduit encore unereaction par une « fuite » de potentieldes entrées vers la sortie des le debutdu basculement.Dans les deux cas, le trigger assureainsi une acceleration du bascule-ment, d'ou une « verticalisation » descreneaux.Ces derniers sont ainsi aptes a atta-quer sans probleme l'entree de comp-tage du compteur plan en aval.

c) Les compteurs-diviseurs

Les compteurs reperes IC3 et IC4 sontdes circuits integres CD 4518 ; its'agit en fait de deux compteurs BCDintroduits dans le meme boitier et to-talement independants l'un de l'au-tre. Chaque compteur comporte qua-tre sorties reperees Q1 a Q4 et troisentrées : Enable, Clock et Reset. Lors-que l'on soumet l'entree Enable a unetat haut, le compteur avance aurythme des fronts montants des cre-neaux de comptage, presentes surl'entree Clock. Au contraire, si on re -lie l'entree Clock a un etat bas, lecompteur avance au moment desfronts negatifs des creneaux de comp-tage attaquant dans ce cas l'entreeEnable. Dans les deux cas, l'entreeReset doit rester soumise a un etatbas. Si cette entree recoil un etathaut, meme bref, les quatre sorties QiA Q4 se placenta un etat bas : c'est la


CD 4518 Double compteur BCD

L

+VRESET

0.48049 038 028 018 BC8OCK

CLOCK ENABLE 001A

A A

CD 4511

+V f

A 0,3A 0.4A RESETA

Decodeur BCD 7 segments

a b c d

B C LT BL D ATROBE

Afficheur 7 segments

a cathode commune

( MAN 78 A - 445 C )

Ligende

X Etat indifferent

* , Depend des ni_veaux ABCD aumoment ou LEetait I l'etat bas

, A 04 03 02 CO

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

LE BL LT D C B A a b c d e f g Affichage

XX 0 XXXX 1 1 1 1 1 1 1 BX 0 1 X X X X 0000000 Eteint

0 1

,0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0

0 1 1 0 0 0 1 011 0 0 0 0

0 1 1 0 010 11 011 01 20 1 1 0 0 11 1111 0 01 30 1 1'01 0 0 011 0 011 LI

0 1 1 01 01 1 011 011 S0 1 1 0110 0 011111 60 1 1 0111 111 0 0 0 0 10 1 1 10 0 0 1111111 80 1 1 1 0 01 111 0 0 11 90 1 1 1 010 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

1 1 1 XXX X * *

Brochages et tables de verite.eLt50

remise a zero du compteur. La fi-gure 5 rappelle les principes du comp-tage BCD (Binaire Code Decimal).On remarque en particulier que lepassage de la valeur 9 a la valeur 0 setraduit par un front descendant sur lasortie Qa. C'est la raison pour laquellela sortie Q4A attaque l'entree EnableB de IC3, Clock B etant relict a l'etatbas. II en est de meme pour que Q4Bde IC3 avec Enable A de IC4, ainsique Q4A et Enable B de IC4. Notonsqu'au moment de la mise sous ten-sion du montage, la capacite C5 secharge a travers R. II en resulte unebreve impulsion positive sur toutesles entrées Reset des compteurs, cequi initialise l'ensemble a zero. Cha-cun des quatre compteurs effectue

donc une division par 10. Il en resultepour IC3:- a la sortie Qi A, des signaux perio-diques de 500 As soit 2 kHz ;- a la sortie Q4A, des signaux perio-diques de 2,5 ms, soit 400 Hz ;- a la sortie Q4B; des signaux perio-diques de 25 ms, soit 40 Hz.Concernant le circuit IC4, on releve :- a la sortie Q4A, des signaux perio-diques de 250 ms, soit 4 Hz ;- a Ia sortie Q1 B, des signaux perio-diques de 500 ms, soit 2 Hz.

A noter que les sorties Q2B, Q3B etQ4B ne sont pas utilisees. En defini-tive, et comme nous le verrons ulte-rieurement, si l'on considere que lescreneaux emis par la base de tempsrepresentent l'unite, l'affichage serapreleve sur les sorties de IC3 et IC4 re-presentant respectivement les centai-nes (Q B a Q4B de IC3) et les mille(Q1A a Q4B de IC4).Etant donne que la fin du signal issu

de la determination du &placementdu curseur peut se produire a n'im-porte quel moment (paragraphe sui-vant), le choix consistant a prendre lechiffre des unites de la valeur d'affi-chage comme equivalent de 100 uni-tes issues de la base de temps, confereA l'ensemble une meilleure precisionet une stabilite des indications pourune position dorm& du curseur dupotentiometre d'assujettissement.

d) Mesure du &placementdu curseur du potentiometre

A chaque fois que la valeur prise encompte pour l'affichage (qui n'est pasla valeur affichee) atteint la valeur« 100 », ou plus exactement «00 », lasortie Q 1 B change d'etat. Mais la bas-cule monostable constituee par lesportes NOR I et II de IC5 n'est sensi-ble qu'aux fronts montants achemi-nes sur son entrée de commande. Ilen resulte que celle-ci ne se trouvesollicitee qu'une fois sur deux passa-ges a la valeur zero des sorties prele-vees pour l'affichage. Comme nousl'avons déjà evoque plus haut, la pe-riode de ces sollicitations est de 0,5seconde soit 2 Hz.Mais rappelons rapidement, pour unemeilleure comprehension, le fonc-tionnement d'une bascule monosta-ble constituee de portes NOR. A l'etatde repos, la sortie de la porte I ainsique l'entree 5 de la porte H sontl'etat bas. La sortie de la porte II ainsique les entrées reunies de la porte Isont done a l'etat haut. La capaciteC6, dont les armatures sont reliees aumeme potentiel, est done entierementdechargee. Des qu'un etat haut se ma-nifeste sur l'entree 6 de la bascule, lasortie de Ia porte H passe aussitotl'etat bas. 11 en est de meme pour lesentrees reunies de la porte I, etantdonne que, dans un premier temps, lacapacite C6 se comporte comme uncourt -circuit.La sortie de la bascule presente alorsun etat haut. Au fur et a mesure de lacharge de C6 a travers R6 et P, le po-tentiel croft sur l'armature positive etsur les entrees de la porte I. Lorsquela valeur atteint la moitie du potentield'alimentation, la porte I bascule : sasortie passe a nouveau a l'etat bas.Par la suite, l'entree 6 passe egale-ment a l'etat bas et la bascule re-trouve son etat de repos qui permetC6 de se &charger et de se trouverprete pour la sollicitation suivante.La duree du signal de reponse est toutA fait independante de celle du signalde commande. L'etat haut de Ia sortie


La carte imprimee sera maintenue en hauteur a !'aide d'equerres de fixation.

a une duree s'exprimant par la rela-tion T 0,7 (R6 + P) x C6. Etantdonne que la valeur de R6, qui sert icide resistance -talon, est tres faible parrapport a celle de P, on peut conside-rer que « T » est directement propor-tionnel a la valeur de P, c'est-A-direau &placement du curseur par rap-port a sa position d'origine.Les portes NAND I et II de ICI for-ment egalement une bascule mono -stable. A la difference de la premiere,celle-ci est uniquement sensible auxfronts descendants. A son etat de re-pos, elle presente donc un etat hautsur sa sortie. Chaque fois qu'il se pro-duit sur son entrée de commande unetat bas, la sortie delivre un impul-sion negative dont la duree ne dependque des valeurs de R7 et de Cg. Le lec-teur reconstituera sans probleme lefonctionnement d'une telle basculepar un raisonnement analogue a celuique nous avons vu pour la basculeprecedente.En definitive, la fin de l'impulsionpositive delivree par la bascule mo-nostable NOR I et II de IC5 corres-pond au debut de remission de l'im-pulsion negative par la basculemonostable NAND I et II de ICI.Cette impulsion est tres breve : del'ordre de 20 its. Le trigger constitueque la porte AND II de IC2 luiconfere des fronts bien verticaux.

Nous vcrrons ulterieurement que cesignal correspond a la memorisationde la valcur d'affichagc.

e) Depassementde capacite de mesure

s'agit ici de &teeter s'il y a &passe-ment de la valeur 99 et de le signaler.La porte inverseur NOR IV de IC5presente au niveau de sa sortie :- un etat bas pendant que la valeurprelevee pour raffichage occupe ('unedes positions 00 a 99, bornes compri-ses, pendant la phase de mesure ;- un etat haut pour les memes va-leurs, mais pendant la phrase sui-vante on la mesure est neutralisee.La pone AND IV de IC2 a l'une deses entrees 'Thee a la sortie de cetteporte NOR, tandis que l'autre entreeest en relation avec la sortie de la bas-cule monostable NOR I et II de IC5.Tant que la duree de la phase de me -sure ne &passe pas celle on la sortieQ113 est a retat haut, la sortie de laporte AND IV de IC2 presente un etatbas permanent. En revanche, lorsquela phase de mesure devient trop lon-gue (cas d'un &placement trop im-portant curseur du potentiometre),les deux entrées de la porte AND IVde IC2 se trouvent a un momentdonne soumises simultanament a unetat haut. En consequence, la sortie

r 4

presente des etats hauts periodiquesd'autant plus longs en duree que ledepassement de la capacite nominaleest important. Ccs digs hauts repeti-tifs subsistent aussi longtemps que lecurseur occupe une position trop eloi-gnee de son point de repos.La pone AND I de IC2 est montee enpone de memorisation. Son entrée 1est constamment soumise a un etathaut par le biais de R11. En tempsnormal, sa sortie est a retat bas ; it enest de meme pour ce qui est de sonentree 2, grace a la resistance RIo.Des que la premiere impulsion posi-tive issue de la sortie de la porteAND IV se manifeste sur rentree 2 dela porte I, par rintermediaire de ladiode -signal DI, la sortie passe a retathaut et y reste, meme si la sortie de laporte IV repasse provisoirement aretat bas, ceci grace a la diode de ver-rouillage D2. II y a donc bien memori-sation de ('information. Pour clever-rouiller la porte I, it est necessaire decouper l'alimentation pendant quel-ques instants. A son retablissement,et grace a la charge de C10 a traversRH au moment de l'apparition del'alimentation, rentree 1 subit uneimpulsion negative assurant un etatbas a la sortie de la pone de memori-sation. Bien entendu, cette dernierene reste a son etat bas normal quedans la mesure on ma surchage qui a


donne lieu au depassement de capa-cite a disparu.On remarquera que ('apparition d'unetat haut sur la porte AND I a deuxconsequences:- d'une part, la saturation du transis-tor T1 et l'allumage de la LED de si-gnalisation L montee dans son circuitcollecteur en serie avec la resistancede limitation R13 ;- d'autre part, le blocage du transis-tor PNP 12 et l'absence du courant dejonction base-emetteur dans le tran-sistor T3, ce qui provoque son blo-cage. Cela a pour effet l'extinction desdigits d'affichage &ant donne queleurs indications ne presentent plusd'interet dans ce cas.

Concernant ce dernier point, le lec-teur verifiera qu'un etat bas sur lasortie de la porte AND I de IC2 assurela saturation de T2, donc la presenta-tion d'un potentiel voisin du « plus »de l'alimentation sur le collecteur. Ilen resulte la saturation de T3 et l'allu-mage normal des deux afficheurs.

f) Decodage BCD 7 segments

Les boitiers reperes IC6 et IC7 sontdes circuits MOS CD 4511, dont lebrochage et le fonctionnement sontrappeles en figure 5. Un tel circuitcomprend 7 entrees et 7 sorties. Toutd'abord, it y a les 4 entrees ABCD re-cevant les informations BCD a deco-der. L'entree LT (Lamp Test) est nor-malement a soumettre a un etat haut.Si on la relie a un etat bas, on obtientl'allumage -des 7 segments de l'affi-cheur correspondant afin d'en veri-fier l'etat de bon fonctionnement.L'entree BL (Blanking) doit normale-ment etre soumise a un etat haut. Sion la soumet a etat bas, les segmentsde l'afficheur s'eteignent, sans pourautant perturber le fonctionnementnormal du decodeur. Enfin, l'entreeLE -STROBE, qui est l'entree de me-morisation, a les effets suivants sur lefonctionnement du decodeur : sou-mise a un etat bas, le decodeur afficheles valeurs decodees sur l'afficheurconcerne en evoluant au rythme desvariations des valeurs BCD sur les en-trees. Par contre, si on soumet cetteentrée LE a un etat haut, le decodeuraffiche la derniere valeur &cod& aumoment précis du front ascendant :c'est la memorisation de l'affichage.Dans le present montage, cette entreeest soumise a un etat haut la plupartdu temps, y compris lors de la phasede mesure. A la fin de cette phase, itse produit une impulsion negative

On apercon nettement les ressorts.

tres breve, et au moment du front po-sitif, l'afficheur se fige sur la valeurdecoct& a ce moment. Cette impul-sion negative est en fait un releve pe-riodique du compteur afin de proce-der a Ia mise a jour, le cas echeant, dela valeur indiquee par les afficheurs.Les 7 sorties a, b, c, d, e, f et g corres-pondent a Ia notation normalisee dessegments de l'afficheur. A noter quesi l'on presente sur les entrees A, B, C,et D, une valeur binaire superieure a1001 (9 en decimal), les 7 sorties pre-sentent simultanement un etat bas :c'est ('extinction de l'afficheur.

g) Multiplexage

Le but de cette operation est de limi-ter la consommation des digits graceA l'exploitation d'une propriete parti-culiere de Neil humain : la persis-tance retinienne. L'entree BL du de-codeur IC6 se trouve reliee a la sortieQ1A de IC3 qui delivre, rappelons-le,des creneaux de 2 kHz de frequence.Il en resulte l'allumage des segmentsde l'afficheur pilote par IC6, unique-ment pendant les demi-periodes oftl'entree BL recoil un etat haut. L'en-tree BL de 1C7 recoit ces memessignaux, mais inverses par la porte in-verseuse NOR de IC5. En conse-quence, l'allumage des 2 afficheursAEI et AF2 se realise alternativementau rythme de la frequence decommande du multiplexage qui est del'ordre de 2 kHz. L'ceil humain est in-

capable de discerner ces allumages etces extinctions repetes et enregistreau contraire une luminosite moyennedes segments. Grace a cette disposi-tion, l'intensite necessaire a l'affi-chage a pu etre reduite de moitie.Notons que si l'on avait par exempledouble la valeur des resistances de li-mitation R18 a R31, on aurait egale-ment pu diviser par deux l'intensiteabsorb& mais on aurait obtenu uneluminosite bien plus faible que cellefournie par le multiplexage. En effet,dans ce dernier cas, une luminositeelevee frappe, lors de chaque impul-sion, la reline de : c'est toutl'avantage de ce procede.

h) Les afficheurs

Compte tenu des decodeurs mis enoeuvre, ils doivent etre obligatoire-ment du type a cathode commune. Lecourant alimentant les segments estlimite par les resistances R18 a R31.L'afficheur correspondant aux dizai-nes a en plus le « point » alimente parR17 de faeon a obtenir un affichaged'une valeur a deux chiffres significa-tifs avec une decimale (de 0,0 a 9,9)pour indiquer en fait des kg. La capa-cite maximale de notre peson estdonc limitee a 9,9 kg. Notons enfinque le courant de retour de tour lessegments des afficheurs transite par letransistor NPN T3, qui controle de cefait l'allumage ainsi que nous l'avonsdéjà evoque precedemment.

102 PP 103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

ill - REALISATIONPRATIQUE

a) Circuit imprime (fig. 6)

Le circuit imprime se caracterise pardes pistes ayant une configuration re-lativement serree. Il est donc exclud'avoir recours au feutre special. Leselements de transfert Mecanormadonneront de bien meilleurs resultats.On peut les appliquer directement surIa face cuivre prealablement degrais-see de l'epoxy. 11 est naturellementogalement possible de confectionnerauparavant un « Mylar », toiujours al'aide des memes elements de trans-fert, et de poser ce dernier sur Ia facepresensibilisee de l'epoxy avant expo-sition au rayonnement ultraviolet.Apres attaque au perchlorure de fer,et un abondant rincage, toutes les

Fig. 6et 7

MC

Trace du circuit imprimeet implantation des elements.

pastilles seront percees a l'aide d'unforet de 0,8 mm de diametre. Cer-tains trous correspondant aux pastil-les les plus grosses seront a agrandir1 ou 1,3 mm suivant le diametre desconnexions des composants a implan-ter. Enfin, pour finir, les pistes pour-ront avantageusement etre etameesdirectement a l'aide du fer a souderpour augmenter lour resistance meca-nique et surtout chimique. A cette oc-casion, on verifiera dans les moindrescoins et recoins si aucune piste necomporte de microcoupure souventmoins importante que l'epaisseurd'un cheveu, ou encore de contact ac-cidentel avec une piste voisine.

b) Implantation des composants(fig. 7)

On procedera dans un premier tempsA la mise en place des straps de liaison

111111110

PILE 9 V


qu'il a fallu prevoir, lors de la concep-tion du circuit imprime, dans le butd'eviter a l'amateur le recours a latechnique du circuit imprime a dou-ble face qui reste relativement proble-matique. Ensuite, on implantera lesdeux diodes, les resistances, l'ajusta-ble; curseur place en position me-diane, et les capacites. Par la suite, onsoudera les transistors, la LED et lesdeux afficheurs. Concernant ces der-niers, it est plus prudent de se les pro-curer avant la realisation du circuitimprime. Ainsi, si l'on n'a pas reussi

Plexiglass LEO

obtenir des afficheurs ayant le memebrochage que ceux utilises par l'au-teur, on pourra prodder aux rectifi-cations necessaires au niveau du tracedu circuit imprime.En dernier lieu, on soudera les cir-cuits integres en veillant a amenagerun temps de refroidissement suffisantentre deux soudures consecutives surles broches d'un meme boitier.

Exemple de realisation de Pen-.semble.

Afficheur

3 tubes PVC0 20

Micro -contact Pile

aures.0111MOMMAIIV,T,WW11111111109111 EN,a4Roulimesstunt,,.4,Adimputhindiii-

Potentiometre a glissiere

4 equerresde

fixation

Crochet

3caraiditreessortsCollage

Axed'articulation Curseur Tige filetee 0 3

°0 0 7'

i Traverses

Micro

--.._______ decontact fixation

tir\-

L_ 0 ,,FigVA?,(e,Ciii,. r,7 0

ila 0 0 0Languette de mine

en marche_

II

35

12

15

40

35

03,5

Travail du couvercle

Chape

Reglagedu

curseur

Bien entendu, on veillera surtout abien respecter l'orientation de tousles composants polarises. Toutc er-reur a ce niveau est fatale pour lefonctionnement, et bien souvent pourle composant concerne, de meme quepour celui qui y est fonctionnellementlie.

c) Partie mecanique etmontage dans le boitier (fig. 8)

La figure 8 illustre un exemple de rea-lisation possible. En fait, it convientde partir des pieces mecaniques debase que l'on aura pu se procurer.Dans la maquette realisee par l'au-teur, le parametre de base etait la ca-pacite maximale d'une pesee limitee a10 kg. D'autre part, le potentiometrea glissiere et dont la progression de laresistance doit etre imperativementlineaire se caracterisait par unecourse utile de 58 mm. Il s'agissaitdonc de disposer d'un dispositif elas-tique dont I'allongement pour unecharge de 10 kg reste nettement infe-deur a une valeur de I'ordre de40 mm.En quincaillerie, on trouve assez faci-lement des ressorts a spirale a spiresjointives de l'ordre de 150 a 200 mmde longueur a l'etat de repos.A l'aide d'un seau rempli d'eau tare a10 kg en utilisant une bascule de me-nage, des essais d'allongement ontmontre qu'il etait necessaire de dispo-ser 3 ressorts en parallele pour obte-nir un allongement de I'ordre de42 mm pour une charge de 10 kg. Cestrois ressorts ont ete loges dans troistubes PVC traversant les faces avantet arriere d'un boitier Teko P3, a lapanic inferieure du boitier. Les tubes,a I'ajustement serre, ont ensuite ateconsolides par un collage a I'Araldite.A chaque extremite des ressorts, a etapassé un axe sur lequel trois sillonscirculaires ont ete prealablement exe-cutes pour maintenir la spire de fixa-tion de chaque ressort. De plus, aumilieu de chacun des axes, a ete enfi-lee une chape comportant un crochet.Du cote fixe du peson, l'axe a ate fixesur le boitier a l'aide de deux plaquet-tes en aluminium, vissees sur la facearriere. Cette disposition ne sertqu'en maintien du boitier sur l'extre-mite fixe des ressorts. En effet, l'ef-fort, quant a lui, s'exerce sur les res-sorts eux-memes &ant donne que lepoint fixe (crochet superieur) est soli-daire de l'axe transversal superieur etque le crochet inferieur est fixe surl'autre axe. Le boitier ne subit donc


Points d'attache des ressorts.

aucun effort mecanique lors de l'utili-sation normale du peson. Le poten-tiometre sera fixe a l'aide de deux tra-verses de maintien elles-memesmaintenues par des vis et des ecrousformant entretoises, par le fond duboitier. Le curseur du potentiometrerecoit une petite chape en tolecomportant un axe d'articulation. Lachape est fix& a une tige filet& de3 mm de diametre dont l'autre extre-mite aboutit dans un trou per& dansl'axe transversal inferieur du peson.Deux ecrous, de part et d'autre del'axe, permettent le reglage et la fixa-tion de la tige filetee.

Le curseur du potentiometre, en posi-tion de repos, vient en contact avec lalanguette d'un microcontact egale-ment fixe sur le fond du boitierl'aide d'une traverse. Les trous defixation de cette traverse sont Mien-tionnellement °valises de maniere apermettre un reglage longitudinal dumicrocontact. Ce dernier doit couperle circuit d'alimentation lorsque lecurseur est en position de repos etetablir le courant des que le curseurarnorce un &placement.Par ailleurs, les ressorts &ant totale-ment detendus, le curseur du poten-tiometre devra occuper la position ex-treme de repos, position que l'onreglera et que l'on consolidera a l'aidedes ecrous de la tige filet& de 3.A ce moment, la resistance releveel'ohmmetre sur les bornes appro-priees du potentiometre doit etrenulle. On verifiera, toujours avec

l'ohmmetre, que la resistance aug-mente bien si l'on exerce une tractionsur les ressorts du peson.Les liaisons reliant le module au po-tentiometre et au microcontact &antrealisees, le module, fixe sur 4 equer-res elles-memes maintenues sur les fa-ces laterales du boitier par des vis etdes ecrous. Le vissage du module est aeffectuer a l'aide de vis autotaraudeu-ses.Le couvercle du boitier recevra une&coupe rectangulaire permettant lalecture des afficheurs. On peut coller,sur la face interne, un plexiglasstransparent ou colore pour une meil-leure protection. On n'oubliera pas depercer le trou de passage de la LED.

d) Reglage

C'est une operation tres simple. Enetablissant l'alimentation sans &pla-cement du curseur, c'est-à-dire parshuntage du micro -contact de mise enmarche, les afficheurs doivent indi-quer la valeur « 00 ». Si tel n'etait pasle cas, le curseur serait mal regle me-caniquement et n'occuperait pas saposition de repos.Par la suite, on prepare un poids par-faitement connu, par exemple del'eau dans un seau que l'on peseral'aide d'une bascule de menage et quel'on ajustera a 8 a 9 kg.Ensuite, on positionne a fond, et dansle sens inverse de la rotation des ai-guilles d'une montre, l'ajustable A.On accroche le poids prepare ci-des-sus au peson. On constatera alors une

indication de valeur inferieure a celleque l'on devrait obtenir. Le curseurde l'ajustable A sera alors tourne len-tement dans le sens de rotation des ai-guilles d'un montre jusqu'a l'obten-tion, au niveau de l'affichage, de lavaleur requise.

Robert KNOERR

LISTE DES

COMPOSANTS18 straps (12 horizontaux, 6 verticaux)RI : 470 kg (jaune, violet, jaune)R2, R3 : 10 Id/ (marron, noir, orange)R4: 100 kSt (marron, noir, jaune)R5 : 33 kit (orange, orange, orange)R6: 1 /di (marron, noir, rouge)R7, R8: 10 kg (marron, noir, orange)R9: 100 kIt (marron, noir, jaune)R10 a R12: 33 k0 (orange, orange,orange)R13 : 680 II (bleu, gris, marron)R14, Rj5 : 10 al (marron, noir, orange)Rio : 3,3 kIt (orange, orange, rouge)Ri7 a R31: 680 S2 (bleu, gris, marron)A : ajustable 220 kIt (implantation hori-zontale, pas de 5,08)P : potentiometre a curseur de 470 kg, li-neaire (course 60 mm)Di et D2: 2 diodes signal IN 4148, IN914C : 220 µF/10 V, electrolytiqueC2: 0,22 siF MilfeuilC3 et C4: 2x I nF MilfeuilC5: 2,2 µF/I0 V electrolytiqueC6: 1 gF/10 V electrolytiqueC7: 1 nF MilfeuilC8: 4,7 nF MilfeuilC9: 1 nF MilfeuilC10 : 10 µF/10 V electrolytiqueT : transistor NPN BC 108, BC 109,2N2222T2 : transitor PNP 2N 2907T3 : transistor NPN 2N 1711, 2N 1613AF1 et AF2 : 2 afficheurs 7 segments a ca-thode commune (MAN 78 A-445 C)L : LED rouge 0 3IC1: CD 4011 (4 portes NAND a 2 en-trees)IC2 : CD 4081 (4 portes AND a 2 entrees)IC3 et IC4: 2 x CD 4518 (double comp-teur BCD)ICs : CD 4001 (4 portes NOR a 2 entrees)IC6 et IC7 : 2 x CD 4511 (decodeur BCD

7 segments)MC : microcontactPile 9 V 6 LR 61 (50 x 25 x 15) (de prefe-rence alcaline)Coupleur de pileFils en nappeRessorts, tiges filetees (voir texte)Bolder Retex plastique (155 x 90 x 50)ou Teko P3


UN BANCDE MONTAGES

Pour entreprendre la mise au point de petitesmaquettes electroniques, it est tres interessant etbeaucoup plus rentable d'utiliser une plaquette deconnexion (kt DEC...), plutot que de realiserun circuit imprime ou un cablage en l'air ou surplaquettes pastillees.

'avantage de la pla-quette de connexionest crdtre rbutilisablea volonte et de pouvoir

corriger en cours de route son ca-blage. Au lieu de bandes impri-mees, on utilisera des fils de ca-blage fins associes aux contactsinternes de la plaque, les reliantaux composants.Il etait donc interessant de la mon-ter sur un petit pupitre de montageauquel on incorporerait des acces-soires utiles tels que : alimenta-tion... (chaque accessoire etant pro-tege en cas de mauvaisesmanipulation). Le plan de travailetant incline, on pourra aisementverifier son travail et it ne reste qu'ainstaller a cote un controleur oumieux un oscilloscope pour pouvoirverifier vos propres cogitations.

En se reportant a la figure 1, ondistingue aussitot les blocs fonction-nels principaux. Un premier trans-formateur alimentera une alimenta-tion symetrique de ± 12 V capablede delivrer 100 mA, ainsi qu'un ge-nera teur de courant constant(550 µA a 55 mA). Un secondtransformateur sera reserve a l'ali-mentation de « puissance et al'amplificateur BF. On disposeraaussi d'une sortie 50 Hz remise enforme.

Celui-ci est donne en figure 2.Comme pour le synoptique, on vadissocier les differents blocs. Toutd'abord l'alimentation symetriquela tension issue du transformateurTR1 est redress& par le pont DPIet filtr& par CI et C2. On obtientainsi deux tensions d'environ 20 V,au signe pits. ICI regulera et stabi-lisera cette tension a +12 V et C4 etC6 la filtreront. La Del D3 indi-quera la presence de la tension. IIen est de meme pour la branchenegative (-12 V/IC1...). Sur cettealimentation, on a greffe un genera-teur de courant constant. La ten-sion aux bornes de D1 -D2 etant fixe(5,6 V + 0,7 V), it en est de meme

avec celle aux bornes de R1 -P1, d'ouun courant constant proportionnella valeur de P1. La plage de reglagesera de 550 I.LA. a 55 mA environavec une tension maximum de 35 Venviron.

Un second transformateur de puis-sance plus elevee, TR2, est utilisepour l'alimentation reglable. Le re-dressement est assure par le pont dediodes DP2, le fitrage par C3 et laregulation par IC3. Ce circuitLM317 permet a l'aide d'un pontdiviseur R9-Pz de regler sa tensionde sortie. Avec ces valeurs, la ten-sion evoluera de 1,2 V a 20 V. Cg etC9 filtrent les ondulations residuel-les. Le role de R8 est de permettrela mesure du courant de sortie pour


Secteur

.12V

Generateur courant

le visualiser sur l'appareil de mc-sure VU. Ce dernier est un banaldouble vu -metre, 250 AA/440 SI au-quel on aura insere des nouvellesgraduations sur une simple petitefeuille de papier. Si un autre mo-&le est utilise, R12 sera calculeepour obtenir la deviation maximumA la tension de sortie maximum, dememe pour R11 mais pour un cou-rant maximum de 1A.Un second regulateur est connectesur le meme pont de diodes. Il serid'alimentation stabilisee a l'ampli-ficateur constitue par ICa,LM 380N-8, qui malgre sa petitetaille pourra delivrer 2,5 W aumaximum. Le reglage de volume sefera par P3, ainsi que la mise en

marche de l'ampli, mais le haut-parleur limitera la puissance a0,5 W.D6 indiquera la mise sous tensionde l'appareil par K1 et F1 assureraune protection plus securisantequ'utile. On disposera de creneauxd'amplitude 20 V environ et de fit-quence 50 Hz aux bornes de T2, si-gnal issu du transfo TR2 et remis enforme.A noter les masses distinctes desalimentations symetriques / varia-bles. Elles pourront bien stir etrereliees le cas echeant. Par contre, legenerateur de courant constant estflottant et ne doit jamais etre retie ala masse de ]'alimentation symetri-que.

Fig. 1

Fig. 2

220 V

A

T1

Synoptique.

Schema de principe.

K1

VU

DPI


ICI Trace du circuit imprime

REALISATIONPRATIQUE

Le circuit imprime sera realise surune plaque de verre epoxy de di-mensions 100 x 110 mm. Les figu-res 4 et 5 en representent respecti-vement le trace et l'implantationdes composants, a rechelle 1. II

sera reproduit sur la plaque par di -verses methodes dont la plus preciseet la plus simple est le transfert

photographique U. Une fois letransfert et la revelation effectuee,on passera a la phase de gravure.La plaque baignera dans un bain deperchlorure de fer porte a 40° Cpour une action plus rapide qui evi-tera d'attaquer les zones protegees.Apres un bon rincage a l'eau cou-rante et sechage (chiffon...), on per-cera les trous avec un foret de 0,8ou 1 mm, sauf pour ceux de fixation( 0 3,2 mm) et des cosses poignard( 0 1,2 mm). On pourra alors pro-teger le circuit d'une projection devernis (SK10...) pour eviler touteoxydation future de cuivre.On commencera a souder les resis-tances, les supports de circuit inte-gre dans le cas ou vous en utilise-riez, puis les capacites, pour finir

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R2

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050Hz

/fP1 00 /0 +0-I0 0 v0+12v

_12vo

Y y

96mm

+

0radiateur

C12

C11

-C=". 0--f R10 I --

C9

IC5

implantation des elements.

lc, 0 I

01C2

100mm ou plus

avec les transistors, diodes et cir-cuits integres. Prudence avec lesens des elements polarises. La fi-gure 3 rappelle le brochage des

110 mm

106mm

D6

EntreeL BF

Fig. 3sants exterieurs a la plaquette (D3,D4, D6, HP, P1, P2...) seront reliesconformement a l'implantation.Le montage s'effectuera dans unboitier incline de type Tekoref. 363. La disposition reste libre avotre choix, hormis le circuit im-prime qui sera fixe sur les pieds-supports moules a l'interieur duboitier. On se reportera a la photoqui presente un montage possible.

a

2N2905j

A noter le HP colle sur le cote dontles trous de pergage laissent passerle son. La plaquette de connexionsera imperativement montee sur leplan incline, face a l'utilisateur.L'auteur conseille de monter uneplaque d'epoxy non gray& au dos-I I I-

IN 4148 de la plaquette de connexion, pourB maintenir les contacts et faire un

plan de masse. Ce sera bien stir lasemi-conducteurs utilises. Les face isolee qui sera en contact avecconnexions seront realisees par le les contacts. Veiller aussi a ne pastruchement de cosses poignard aux choisir des transformateurs trop vo-points de connexion. Les compo- lumineux ± Preferez des modeles


moules prevus pour une implanta-tion sur circuit, quitte a refaire unepetite plaque imprimee comme sup-port. Le fusible sera monte sur laface arriere si vous en eprouvez lanecessite. Attention avec la liaison220 V (isolement).

MISE EN CEUVRE

II n'y a pas de reglages. On yeti-fiera le branchement correct deselements polarises et le cablage220 V. On mettra alors l'appareilen marche et on verifiera les ten-sions en divers points : VC1 : + 18a + 22 V ; VC2 : - 18 a - 22 V ;VC3 : + 18 A + 22 V ; VC6 :+ 12 V ; VC7 : - 12 V ; VC9 :+ 1,2 a + 20 V suivant P2 ; VC13 :+ 12 V.L'alimentation symetrique sera uti-lisees pour tout montage avec desampli-op. On se limitera a un cou-rant consommé maximal de100 mA. On pourra aussi n'utiliserqu'une des deux alimentations sansproblemes.L'autre alimentation pourra ali-menter des circuits TTL, C.MOS...puisqu'elle est reglable de 1,2 a20 V par P2 et tient jusqu'a 1 A ;mais, attention, si la tension de sor-tie est faible, la puissance dissipeepar le circuit devient trop elevee etit disjoncte (protection) pour se re-tablir a une temperature plus fai-ble, d'ou la raison d'un bon radia-teur ! Le double galvanometredonnera une valeur approximativede la tension et du courantconsomme.La sortie 50 Hz sera utile comme

horloge » associee a des comp-teurs ; mais, attention, le signal desortie vane de 0 a + 20 V environ !Placer une zener de 5,1 V sur la.

sortie, anode a la masse pour limi-ter a 5 V environ, le cas echeant !L'amplificateur permettra de ren-dre certains signaux audibles pourune appreciation auditive. Pi re-glera le volume, mais la taille duHP limitera bien sur la puissance.On pourra l'utiliser comme signal -tracer, associe a un oscillateurmonte sur la plaque de connexion.Le generateur de courant constantpermettra de controler la polarited'une diode, Del ou afficheur (etl'eclairement suivant I), zener(<36 V). Attention a ne jamaisl'utiliser associe a ('alimentation sy-metrique sous peine de detruire lepont P1.La plaquette de connexion sera uti-lisee avec des fils fins rigides(0 0,8 mm) denudees a chaque ex-tremites sur 10 mm. D'autres filsseront relies a des fiches pour seconnecter au pupitre. Attention ane pas utiliser des composants dontle diametre des connexions excede1 mm sous peine de detruire lapince interne qui etablit le contact.Voici donc un montage qui devraitpermettre bien des experimenta-tions tout en evitant un encombre-ment d'appareils et le gaspillage deplaques d'epoxy qui, apres de nom-breux dessoudages, sont justesbonnes pour decorer le fond de lapoubelle.Rien n'empeche, sur la meme idee,de realiser un pupitre plus completet associant plusieurs plaquettes deconnexion, mais attention aux prix !Pourtant, it serait alors possible detester des montages associant beau -coup de circuits integres et de com-posants discrets, quoique I'emploisoit plutet reserve aux montages lo -gigues...

P. WALLERICH

NOMENCLATURE

Semi-conducteurs: 78L12 regulateur +12 V 0,1 A

IC2: 79L12 regulateur -12 V 0,1 AIC3: LM317 regulateur ajustable 1,5AIC4: LM380N-B ampli 2,5 WIC5: 7812 regulateur 12 V 1,5 A : 2N2905T2 : BC547... : 1N4148D2: Zener 5,6 V 0,4 WD3, D4: Del rouge 0 4 MMD5: 1N4148D6 : Del rouge 0 3 mmDP, : pont de diodes 0,5ADP2: pont de diodes 2A(B250 C3200/2200)

Elements passifs

: 100 SI 112 WR2: 3,3 IcS1 112 WR3, R4: 1 ki/ 1/2 WR5, R6: 10 kg //4 WR9: 120 52 1/2 WR7: 2,2 k121/2 WRo: 0,33 SI 2 WRio: 1 Sl 1/2 WRI : cf. texte, 1 kit 114 WR12: cf. texte, 82 1c11 114 WR13: 1 kSZ 1/2 W : 10 OA (lin.)P2: 2,2 ki2A (liIL)P3: 47 kIlA (lin.)C,, C2: 470 µF125 V axialC3: 1 000 µF125 V axialC4, Cs : 0,114FC6, C7 : 47 µFP 6 V axialC8: 0,1 ALFC9: 22 µF125 V axialCio: 0,1 µF :0,1 µFC12: 470 µF116 V axialC,3 : 100 0'116 V axialC14: 0,1 ALF

Divers

HP : haut-parleur 8 St 112 WTR! : transfo 2 x 15 V5 VATRI : transfo 15 V 15 a 25 VAVU: vu -metre double 440 S2 250 pA2 prises jack chassis7 prises bananes : interrupteur MIA : porte-fusible + fusible 0,4Acircuit imprimebottler Teko 363plaquette connexion (DEC...)visserie, flu de cablageradiateurs pour IC3(plaque alu) et Ti (pour TO5)


ALARMS POURSAC A MAINDans la rue et les endroits publics en general, it estune activite qui devient malheureusement de plusen plus florissante : c'est celle du vol de sacs amain que l'on arrache brusquement a leursproprietaires au moment ou celles-ci s'y attendentle moins.

e dispositif decrit ci-apres est destine a etreloge dans le sac a maina proteger. Lorsqu'un

individu s'enfuit avec ce dernier, unson strident et persistant proche de lasirenc se fait aussitot entendre en pro-venance de ]'objet &robe. Surpris, levolcur, incapable d'arreter cette de-rangeante emission sonore, ne tarderapas a lacher ce sac encombrant etbruyant dont la presence merne le de-signe et le repere dans la foule.

A - FONCTIONNEMENTELECTRONIQUE(fig. I et 2)

10 Mise en marchedu dispositif

Le principe de la mise sous alimenta-tion du montage reside dans ('utilisa-tion d'une embase femelle Jack quimaintient le circuit ouvert tant que lafiche male s'y trouve introduite.Cette derniere est reliee par l'interme-diaire d'un flu en nylon ou d'une pe-tite chainette a une bague, a un brace-let ou simplement a un doigt ou aupoignet de la proprietaire du sac amain. Si on arrache ce dernier, la fi-che male se &gage aussitot et met lemontage sous tension.La source d'energie utilisee est unepile de 9 V, petit modele, peu encom-brante mais dont la capacite et laconstitution permettent de delivrer

de facon soutenue un courant de l'or-dre de 100 a 120 mA pendant quel-ques minutes.L'ensemble, pile et composants, a puetre loge dans un petit boItier Teko nedepassant pas la taille d'un paquet decigarettes.

2° Generation de la frequencemusicale de base

Cette mission incombe a un circuitintegre extremement celebre et cou-rant, maintes fois cite dans notre re-

vue, it s'agit du « 555 » repere IC2 surle schema. Sur sa sortie, on releve descreneaux dont la periode depend es-sentiellement de R5, de R6 et de C4.En fait, la presence de R4 joue egale-ment un role ; nous en parlerons plusloin. En faisant abstraction de Ra, onrecueille sur la broche n° 3 de IC2 unsignal crenele de periode :

T = 0,7 (R5+ 2 R6) x C4.

Ce dernier constitue la frequence mu-sicale de base de notre dispositif so-nore.


'Cl

,c,

0C3

1C2

R1 RAZ

DECH. 4 g7IDLL.

2 LfC11r--- -I 3

1 6SEUIL

REF

C2

5

S

T1

R3

--C3

R5

R6

RAZ

DECH.74

8

C6DLL. 'IC2'

3.071.111

6

R4 SEU1L5 1

REF.

C4"0"

I.N 0,7 s.

s"."NPI s".."\P"-/f faible f plus elevee f faible

Effet de sirene

C7

HP

Fig. 1

et 2Schema de principe et oscillogrammes.

3° Amplification

Le transistor NPN T2 recoil la fre-quence musicale ainsi Oiler& sur sabase par l'intermediaire de C6. Unhaut-parleur de faible impedance estdirectement monte dans le circuit del'emetteur du transistor, en consti-tuant ainsi un montage en collecteurcommun, essentiellement amplifica-teur en intensite, donc en puissance.La diode D permet la &charge perio-dique de C6 pendant les phases du cy-cle on la sortie de IC2 presente un etatlogique bas.

4° Creation de l'effet de sirene

Un autre circuit integre, ICI - encoreun 555 -, delivre au niveau de sa sor-

tie un signal en forme de creneaumais dont la periode est beaucoupplus importante : environ 0,6 a 0,8 s.

Ce signal est achemine sur la based'un transistor T1 egalement monteen collecteur commun. Lorsque lasortie de ICI presente un etat haut, lacapacite C3 se charge progressive-ment a travers R3, ce qui a pour resul-tat une croissance quasi lineaire depotentiel disponible sur l'armaturepositive de C3. Par l'intermediaire deR4, les durees elementaires des char-ges periodiques de C4 diminuent. 11cn resulte une croissance progressivede la frequence musicale ernise.

Inverserrient, quand la sortie de IC2est a l'etat bas, la capacite C3 se d& -charge progressivement a travers R4.La frequence musicale issue de IC2diminue donc graduellement.

Ainsi, les « dents de scie » delivreespar ICI generent au niveau du sonemis par le haut-parleur un veritableeffet de sirene tel que l'on peut l'en-tendre sur les voitures de la policeamericaine, abondamm-ent mis enevidence dans maints feuilletons tele-vises...

B - REALISATIONPRATIQUE

10 Le circuit imprime(fig. 3)

La configuration des pistes est un peuserree etant donne l'absolue necessited'aboutir a une miniaturisation suffi-sante. II est donc deconseille d'userdu feutre, fut-il special. Mieux vautemployer les transferts Mecanorma

en les appliquant directement sur laface cuivree et prealablement bien de-graissee de l'epoxy. Apres attaque etgravure dans le traditionnel bain deperchlorure de fer, on procedera a unrincage abondant a l'eau tiede. Par lasuite, tous les trous correspondantaux pastilles seront perces a l'aided'un foret de 0,9 ou de 1 mm de dia-metre.On pourra egalement &tamer les pis-tes directement au fer a souder, lourtenue aux agressions chimiques ensera grandement amelioree.

Trace du circuit imprime et im-plantation a 1Whelle.

Fig. 3et 4


On remarquera la decoupe du circuit imprime.

C8te cuivre Collagecirculaire

Module

Trous (passagedu son)

Coticomposants

Collage du HPsur fond

0

Couvercle

0

Embase JACK

Agencement a l'interieur du cof-fret. Fig. 5

2° Implantation des composants(fig. 4)

On implantera d'abord les resistan-ces, la diode et les capacites. Ensuite,ce sera le tour des transistors et descircuits integres.Attention a l'orientation de tous cescomposants polarises. Toute erreur ace niveau est fatale et compromet de-finitivement le fonctionnement del'ensemble.Le haut-parleur est directement coneet se trouve loge dans la &coupe cir-culaire prevue a cet effet dans le mo-dule en epoxy.Attention egalement a la polarite desraccordements a la pile d'alimenta-tion.

3° Montage dans le boitier Teko(fig. 5)

La figure est suffisamment expliciteet illustre un exemple possible demontage. A noter que le haut-parleurest collo sur la face arriere du boitierdans lequel des trous de passage duson auront prealablement ete prati-ques.II ne reste plus qu'a loger le dispositifdans le sac a main en esperant toute-fois qu'il n'aura pas trop souventjouer son role...

C - LIS TEDES COMPOSANTS

I? : 10 /di (marron, noir, orange)R2 : 100142 (marron, noir, jaune)R3 : 3,3 kfl (orange, orange, rouge)R4 : 10 Id2(marron, noir, orange)R5 : 33 k1 (orange, orange, orange)R6: 100 IcS2 (marron, noir, jaune)D : diode 1N4004 ou 4007C : 4,7 AF/10 V electrolytiqueC2: 15 nFMilfeuilC3 : 47µF/10 V electrolytiqueC4 : 4,7 nFMilfeuilC5: 15 nFMilfeuilCo : 2,2 i.LF/10 V electrolytiqueC7: 220 µF/10 V electrolytiqueTh T2: 2 transistors NPN, 2N1711,2N1613IC 1, IC2: 2 x NE 555HP : haut-parleur 4 ou 8 SZ, 0 50Coupleur pour pilePile 9 V (45 x 25 x 15) de preference al-calineEmbase femelle JackFiche male JackFil souple isoleBoitier Teko alu 72 x 58 x 28


TRANSFORMATEURSTORIQUESCID EL IF

ELECTRONICS

ar construction, letransformateur toriqueILP est proche de la de-finition theorique

ideale. De ce fait, les performancessont excellentes : dimensions et poidsreduits (pres de la moitie d'un trans-formateur conventionnel), bruit etchamp de fuites magnetiques nes fai-bles.Ces excellentes caracteristiques fontde ce type de transformateur le com-posant ideal pour les alimentations etequipements compacts. Les techni-ques de production permettent au-jourd'hui de realiser ccs transforma-teurs toriques a des prix equivalents,voire meilleurs, que les transforma-teurs conventionnels.

TECHNOLOGIEET PERFORMANCES

Le noyau est un ruban spirale de toleau silicium a grains orientes. II n'y apas d'entrefer, pas de toles libres pourproduire du ronflement.- Les penes fer sont tres faibles (va-leur typique 1,1 W/kg) : lc courantmagnetisant et donc l'echauffementsont reduits.- La densite de flux est plus eleveeparce que le flux magnetique estOriente dans la direction de la tolespiral& a grains orientes, d'oU uneconsiderable reduction du poids et duvolume du noyau.- Tous les enroulements sont repar-tis de fawn symetrique sur la totalitedu noyau, les longueurs de fil en sontplus courtes.- Une meilleure densite de courantdans les enroulements est permise,car ils utilisent la totalite du noyaucomme surface d'echange thermique.- L'economie de materiaux participeA la competitivite du produit.

Aux modules bipolaires de puissance, Mosfet,preamplificateurs et melangeurs ILP, distribuespar Williamson Electronique, s'associe dans lememe esprit de qualite une gamme complete detransformateurs toriques.

CONSTRUCTION

ET SECURITE

Chaque transformateur subit un testd'isolement primaire/secondaire4 000 V AC. Cet isolement est realisepar une triple couche d'un ruban po-lyester et les Chemins de fuite auxpoints de sorties sont conformes a laCEI 65.- L'isolement des secondaires est su-perieur a 500 V AC.- Toutes les tensions sont definiesa pleine charge. Le taux de regulationpermet de calculer les tensions a vide.La tolerance de bobinage est de

± 5 % conformement aux normesBS 3535 et CEE 15.- L'accroissement de temperature apleine charge en regime permanentpeut atteindre 65° au-dessus de l'am-biante, la temperature du transforma-teur ne devant pas &passer 105°(maximum admissible par les isolantsPVC).- Sur les transformateurs standards,les enroulements secondaires syme-triques peuvent 'etre connectes en se-rie ou en parallele, en vue de doublerla tension ou le courant suivant le cas.- Les sorties ont une longueur de20 cm isolees PVC, denudees sur1 cm environ.


34

Rondelleforme cuvette

Isolant extern -

BobinagesecondaireIsolantprimaire/secondaireBobinageprimaire

Taille 0, 15 VA062

I

I I

t_-VIS MA

Tailles 1 e19, 30 a 625 VA

A

Couronnede protection

ROSE

ROSE

Rondelleneoprene

ROUGE

JAUNE

BLEU

GRIS

V c.c. = 0.707xV d.c.I a.c. = 1.61 xI d.c.

MONTAGE

Le transformateur, isole entre deuxrondelles de Neoprene, est fixe direc-tement au chassis par une seule viscentrale s'appuyant sur une coupelleen acier. On veillera a ne pas relier lesdeux extremites de la vis centrale auchassis pour eviter un court -circuitmagnetique. Tous les acccessoiressont livres avec le transformateur.

PROTECTION

Le courant d'appel a la mise sous ten-sion est normalement plus eleve qu'a-vec les transformateurs convention-nels. Il est done recommande demonter un fusible secteur. Ce fusiblesera un modele « temporise » ou« thermique ».Distribution :WILLIAMSON ELECTRONIQUE

15 VARegulation 19%Dimensions (A x BxC)62x 34 x 34 mmFixation vis M4 x 12 mm(von- figure 1)Poids 0,35 kgFusible 0,5 A

861 V sec lett

01010 6+601011 9+901012 12+1201013 15+1501014 18+1801015 22+2201016 25+2501017 30+30

1 250 830 630500 420 340.300 25

30 VA 1010 6+6 250Regulation 18% 1011 9+9 1 66Dimensions (A x B x C) 1012 12+12 I 2570 x 35 x 37 mm 1013 15+15 1 00Fixation vis M5 x 50 mm 1014 18+18 0 83(you figure 2) 1015 22+22 068Poids 0.45 kg 1016 25+25 060Fusible 0,5 A 1017 30+30 050

50 VA 21010 6+6 4 16Regulation 13% 21011 9+9 2.77Dimensions (A x B x C) 21012 12+12 20880 x 40 x43 mm 21013 15+15 166Fixation vis M5 x 50 mm 21014 18+18 138(you figure 2) 21015 22+22 113Poids 0.9 kg 21016 25+25 100Risible 0.5 A 21017 30+30 083

80 VA 31010 6+6 6-66Regulation 12% 31011 9+9 4 44Dimensions (A x B x C) 31012 12+12 3.3395x40x43 mm 31013 15+15 266Fixation vis M5 x 50 mm 31014 18+18 2 22(you figure 2) 31015 22+22 1 81

Poids 1,0 kg 31016 25+25 1 60Fusible 0.5 A 31017 30+30 133

120 VA 41010 6+6 10 00Regulation 11% 41011 9+9 666Dimensions (A x B x C) 41012 12+12 50095x 45 x 50 mm 41013 15+15 400Fixation vis M5 x 50 mm 41014 18+18 3 33(voir figure 2) 41015 22+22 2 72Folds 1.2 kg 41016 25+25 240Fusible 0 5 A 41017 30+30 200

41018 35+35 I 71

160 VA 51011 9+9 8 89Regulation 8% 51012 12+12 666Dimensions x B x C) 51013 15+15 5 33110x45x5Omm 51014 18+18 4 44Fixation vis M5 x 50 min 51015 22 +22 3 63(you figure 2) 51016 25+25 3 20Poids 1.8 kg 51017 30+30 266Fusible 1,25 A 51018 35+35 2 28

51026 40+40 200

225 VA 61012 12+12 9.38Regulation 7% 61013 15+15 750Dimensions (A x B x C) 61014 18+18 6 25110x50x55mm 61015 22+22 511Fixation Ins M5 x 60 mm 61016 25+25 450(you figure 2) 61017 30+30 3.75Poids 2.2 kg 61018 35+35 3 21Risible 1.25 A 610.26 40+40 2.81

61025 45+45 25061033 50+50 2.25

300 VA 71013 15+15 10 00Regulation 6% 71014 18+18 8.33Dimensions (A xBxC) 71015 22+22 682110x57x62mm 71016 25+25 6.00Fixation vis M5 x 60 mm 71017 30+30 500(voir figure 2) 71018 35+35 4.28Poids 2.6 kg 71026 40+40 3.75Fusible 2 A 71025 45+45 3 33

71033 50+50 3.00

500 VA 81016 25+25 10.00Regulation 5% 81017 30+30 8 33Dimensions (A xBXC) 81018 35+35 7 14135 x 60 x 65 mm 81026 40+40 6 25Fixation vis M8 x 70 mm 81025 45+45 555(vou figure 2) 81033 50+50 5.00Poids 4.0 kg 81042 55+55 454Fusible 2.5 A

625 VA 91017 30+30 10 41Regulation 4% 91018 35+35 892Dimensions (A X BxC) 91026 40+40 7 81140 x 70 x 75 mm 91025 45+45 6.94Fixation vLs M8 x 90 mm 91033 50+50 6 25(voir figure 2) 91042 55+55 5.68Folds 5.0 kgFusible 3 A


TRANSFORMATEURSEDRESSEMENTILTRAGE

lus de 90 % des alimen-tations en electroniqueutilisent des transfor-mateurs. Nous allons

donner quelques notions tres simplesainsi que deux astuces pour que vouspuissiez vous debrouiller avec untransformateur ne portant pas d'indi-cations ou etant de provenance dou-teuse.Nous allons raisonner tout au long decet article avec un transformateurabaisseur 220 V/xV avec x < 220 V.

La formule de Boucherot, en physi-que, nous donne la valcur de la ten-sion d'un enroulement :U = 4,44 latmax.N.S.Favec :F : frequence du reseauS : section du circuit magnetique dutransformateurN : nombre de spires de l'enroule-ment considersBmax : valeur maxi de ]'induction.mais comme F, S et Bmax sontconstantes pour un meme transfor-mateur, on aura alors :111= K ni et U2 = K n2avec K = 4,44 Bmax S . FOn en deduit que le nombre de spiressera proportionnel a la tension. C'estpourquoi dans un transformateurabaisseur, le primaire comporte plusde spires que le secondaire.

Certaines personne, a priori, pen -sent que l'enroulement comportant leconducteur de la plus forte section estle primaire. Ce qui amene parfoisdes experiences facheuses pour les fu-sibles et le transformateur. (A ses de-buts, l'auteur en a fait les frais !)En effet, pour le transformateur, on ala relation suivante :S -U1.11 U2.I2.Ayant U1 > 12, on en deduit que lecourant secondaire sera plus impor-tant qu'au primaire.

Dans ce premier article, nous allons etudier lestrois principaux elements que l'on trouvecouramment dans une alimentation, avantstabilisation, et nous vous expliquerons commenteffectuer leur choix et leur calcul.

Sachant de plus que la section d'unconducteur electrique est proportion-nelle a l'intensite qui le traverse, ceciexplique pourquoi la section la plusimportante est celle du conducteur del'enroulement secondaire.

REPERAGE

Nous allons maintenant vous donnerdeux astuces permettant de reperer leprimaire du secondaire.

1° Avec un ohmmetre

Ce qui a ete dit precedemment sur lenombre de spires ne pourra vous scr-vir si les enroulements ne sont pas vi-sibles ou accessibles. Cependant, sa-chant, d'apres ce qui a ete vu, que leprimaire comporte plus de spires et aune section de conducteur plus faible,it aura donc une resistance plus die-vee.On peut donner, pour avoir un ordred'idee, l'exemple d'un transformateur220 V/24 V - 25 VA, avec une resis-tance relevee a l'ohmmetre de 97 S2 auprimaire et 1,4 S2 pour Ie secondaire.

2° avec une ampoule

II faut real iser le schema de la figure 1en fil volant en isolant obligatoire-ment toutes les parties conductrices,car celles-ci sont evidemment relieesau reseau.On n'oubliera pas non plus que l'on adu 220 V au bout des pointes de tou-ches!

On utilisera une ampoule de 60 a80 W. En sondant chacun des enrou-lements, on pourra faire les deduc-tions suivantes :- si le transformateur ronfle et que lalampe est eteinte : l'enroulementsonde est le primaire ;- si le transformateur ne ronfle pas :it n'y a pas contact electrique entre lesdeux points ;- si l'ampoule s'allume fortement,l'enroulement sonde est un enroule-ment basse tension ;- si l'ampoule s'allume a moitie,l'enroulement sonde est un enroule-ment 110 V.

CHOW

II sera effectue en fonction de troiscriteres principaux :1° La tension au primaire : elle devraetre egale a celle du reseau electriquesur lequel on se connecte (220 V dansIa plus grande partie de Ia France).

N. 103 ELECTRONIQUE PRAT1QUE 117

2° La tension disponible en sortie, ausecondaire : comme nous le verronsplus loin, le filtrage et la regulations'effectuent en relation avec la ten-sion maximale, c'est-a-dire la tensionde crate.Dans les deux cas de redresseurs quiseront etudies tout de suite apres, onaura :U crete -V .30 Le courant absorbe par le mon-tage : en faisant une approximation,on aura : I = S/V. On s'arrangera pourne pas travailler a la limite en prenantS un peu superieur.

REDRESSEMENT

Contrairement aux electrotechni-ciens, on utilise principalement deuxtypes de montages redresseurs.

a) Le montage va et vientou parallele (P2) (fig. 2)

Il a l'avantage de n'utiliser que deuxdiodes. On doit cependant disposerd'un transformateur a point milieu,mais it est plus efficace pour les re-dressements de faibles tensions(chute de tension des diodes moinsimportantes).

Chacun des diodes conduisant une al-ternance sur deux, elles supportent entension inverse :Uinv = 2.v. 1/7

b) Le montage en pont de Gractzou parallele double (PD2) (fig. 3)

C'est de loin le plus utilise. Ilcomporte quatre diodes, mais permetde travailler avec un transformateurcomprenant un seul enroulement se-condaire. De plus, on trouve dans lecommerce, facilement et pour pascher, des ponts moulds tout faits.Sur chaque alternance, les diodesconduiront cette fois-ci par deux, endiagonale. Elles supporteront en ten-sion inverse :Uinv = V .

CHOIX

II dependra de deux criteres : La tension inverse appliquee auxdiodes, fonction du type de montageet de la tension delivree par le trans-formateur. Le courant traversant la diode, de-pendant principalement de la chargeappliquee en aval.

FILTRAGE

Comme on peut le voir sur l'oscillo-gramme 2, la tension en sortie d'unmontage redresseur n'est pas conti-nue. On a en fait un signal de fre-quence 100 Hz ayant la seule particu-larite d'etre toujours positif ou nul(100 fois par seconde). Les circuits in-tep,res et autres composants n'appre-cieront pas du tout ceci.II va donc falloir filtrer ce signal. Onutilisera pour ce faire un composantpassif bien connu : le condensateur.D'apres le montage de la figure 4, onreleve l'oscillogramme 3. Le fonction-nement est simple : lorsque la tensionen sortie du pont augmente, lecondensateur se charge et emmaga-sine de l'energie. Lorsque la tensiondiminue, it la restitue. C'est pourquoion fait souvent appel a la notion decondensateur-reservoir.En fait, la valeur de la capacite &pen-dra du courant absorbe et du AV.

lUs

T RPT 1

CALCUL DUCONDENSATEURRESERVOIR

On a, pour une capacite, la relationsuivante :

Q=C . U, U =

Ayant une variation AU, on aura :

AQC

Sachant que Q, la charge, est aussi leproduit du courant absorbe par letemps t de &charge, on aura :

U -A t . I

AU =

Uab

U

a

U

t

0 Us Nr...."\r"..""\r'-.1.-"s". AV

Etant donne que la &charge durequasiment pendant toute la periode,soil environ 10 ms (0,01 seconde), onaura :

A UI . 0'01 1

C 100 . CDans cette relation, le AU est donneen volts, le courant en amperes et lacapacite en farads (1 ALF = 0,000001farads).Exemple :Si l'on desire un AU maxi de 0,5 Vavec un courant moyen de 110 mA,on aura :

I 0,11C = 100 . U 100.0,5

C = 2 000 Adarads.

CHOIXDE LA TENSION

DE SERVICE

On prendra toujours U > U re-dress& en sortie du pont, soit :U > v . V-2- (avec v = tension en sortiede l'enroulement secondaire du trans-formateur).

I EN CONCLUSION

Nous avons vu qu'il etait relative-ment facile de determiner le transfor-mateur, le redresseur et la valeur de lacapacite de filtrage.

Christophe PICHON

118 N.103 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LA STABILISATIONNous avons vu dans un precedent articlecomment calculer et determiner letransformateur, le redresseur et le filtrage dansune alimentation. Nous allons maintenant etudierdifferentes manieres de stabiliser une tension.

STABILISATIONSHUNTAVEC ZENER (fig. I

n des frequents re-flexes que l'on a, lors-que l'on desire faire lastabilisation d'une

tension non variable, est d'utiliserun regulateur type 78XX ou 79XX.C'est en fait du gachis si la puis-sance a fournir est assez faible. IIexiste cependant un moyen pluseconomique et tout aussi simple, laZener.Etude: une diode Zener correcte-ment polarisee nous fournit une re-ference de tension.A vide (interrupteur ouvert).D'apres la loi d'Ohm, on aura :

-I

UeRiUz= lz MaX

Izmax =

ax Zr-Ter7

d'ou RI - Ue - Uz1-11-lax

En charge (avec Rch mini doncmaxi).Il faudra prendre un courant de po-larisation dans la Zener minimale.On le prendra arbitrairement de5 mA.

e -UIz mix + /charge max =

Li z

I z

Ue Uz

CrOil Ich max =Ue Uz

5 x 1 VA- -1R

D'autre part, la puissance de R1sera :P R1 (Ix max)2

On choisira parmi : 1/4 W, 1/2 W,1 W, etc.

Exemple :On veut &biter 40 mA sous 12 V.On prendra une Zener de referenceBZX C85 12 de caracteristiquesU= 12 V, P = 1,3 W.

On aura :

Uz MAX112 \\N

0,108 A Ich + 5 mA= :Si l'on prend U, = 16 V,on aura :

RI - 16 V-12 V = 100110,04 AOn aura :P71 = R1 I2=100 (0,04)2 = 0,16 W.On prendra R1 = 100 SI, 1/4 W.

REGULATIONDE TENSION FIXE

Ces petites betes a trois pattes per-mettent de disposer d'une tensionregulee a + ou -5 % sous 1 A, cecien positif ou negatif.Elles disposent de nombreux avan-tages :- Limitation interne du courant desortie, evitant la destruction parcourt -circuit.- Limitation en fonction de la tem-perature du circuit en cas parexemple de mauvais refroidisse-ment.- Facilite d'emploi simplifieel'extreme.II faudra simplement prevoir en en-tree une tension :

Uo U rigu.ateur + 2 a 3 Ven ne depassant pas 35 V, pourUrCguIateur < 18 V et 40 V pourUreg uiateur 20 V. Les schernas de


branchement sont donnes en fi-gure 2 et les brochages en figure 3.La diode branchee en parallele in-verse sur les regulateurs permet la&charge des condensateurs a l'ar-ret, sans passer par les circuits in-ternes des CI, qui pourraient etreendommages sans cela.11 est a noter qu'il est facilementpossible d'obtenir une tension d'ali-mentation non normalisee, avec unregulateur existant deja.

Bottler

a la masse 078 XX

EM

1?!

79XX

MES

!!!

Boitier relie a

la troche d 'entree

Exemple :On desire obtenir 10 V.On prendra alors un 7805 (regula-teur positif 5 V) et l'on dopera laconnexion de masse avec une Zenerde 5,1 V, 0,5 W, suivant la figure 4.Nous donnerons a la fin de cet arti-cle, le schema complet d'une ali-mentation symetrique + 12 V,- 12 V, avec les calculs de tous leselements.

Uo

?.12V

78 05

M

ZenerS V1

110 V

LELM317

C'est un circuit integre regulateurde tension positif ajustable de 1,2 Va 37 V avec un courant maximumde 1,5 A. 11 est extremement simplea utiliser et dispose aussi de securi-tes internes le rendant stir :

- limitation de courant,- limitation inter.ie en fonction dela temperature,- controle de la courbe de dissipa-tion du CI.Il faudra simplement respecter latension differentielle (entre l'entreeet la sortie) qui devra 6tre compriseentre 3 V mini et 40 V maxi.

Le brochage et le schema de mon-tage sont en figure 5.

La tension de sortie sera donne parla relation :

Vs = Vref (1 + R2/RI)


Uo

entree

220nF

LM 317

R2

ka

R1.220,2

100nF

avec Vref comprise entre 1,2 V et1,3 V.On prendra Vref typique = 1,25 V.

Exemple :En prcnant RI = 220 12 et R2= 4,7 kSl , Vs pourra varier entre1,25 V et 28 V pour U entree com-prise entre 31 Vet 41 V.Il est a noter que le LM 337 estidentique au LM 317 mais fournitune tension negative.

Us

Requlee variable

AJUST

O

LM 311

1 2 3

!!!sortie

Brochage

U entree

Pour le calcul de la capacitede filtrage, on prendra unAu de [17,9 V - (Ur6gulateur + 2 V)],soit Au = 3,9 V.

Soit C =1 A

100 AU 100 x 3,9= 2 564 pf

On choisirasoit 2 200 µF (si I < 0,85 A),soit 3 300 µF.

Fig. 6

220V

112

V

TR PT 2

1 N 4001

14

CI iLJ 220 nF

T220 nF

7812

7912

041N4001

. *12 V1100 nF

100 nF

T

0v

12V

Application :realisation d'une alimentationsymetrique + 12 V - 12 V - 1 AOn prendra le schema de la fi-gure 6.Pour le choix de la tension des en-roulements secondaires du transfor-mateur, it faudra tenir compte :- de la variation de tension du re-seau 220 V a + ou - 10 %,- de la chute de tension des diodes,- de la valeur de la tension a stabi-liser.On aura d'autre part un courant de1 A par enroulement. Si l'on choisitun transformateur 220 V -2 x15 V, it faudra effectuer le calculsuivant :Um. = 15 V X %= 21,2 V,- 10 % = - 2,1 V- chute de tension des diodes= - 1,2 V,soit 17,9 V (correspondant aucas le plus defavorable).

La tension de service sera de 25 Vminimum, le pont redresseur seraun 50 V - 1 A, le transformateursera un 220 V, 2 x 15 V, 30 VAminimum.

CONCLUS Witt

Nous venons de voir qu'il etait rela-tivement simple de calculer et deconstruire une alimentation. Cet ar-ticle est Bien loin d'être exhaustif.Nous n'avons fait que de donnerquelques exemples. Il existe en effetd'autres circuits integres tres into-ressants comme le AA723 et leL200.Nous vous invitons a vous reporteraux nombreux articles parus dansEP a ce sujet.Et maintenant, chers lecteurs, a voscalculatrices !

Christophe PICHON

APPLICATIONdes AOP's

Ce mois-ci, nous utiliserons les AOP's dans desmontages assez particuliers, mais dignes d'interet.La theorie sera souvent esquivee, car l'etude&passe largement le cadre de la revue.

MULTIPLICATEURDE CAPACITE (fig. 1)

II est parfois necessaire de disposerd'une capacite de valeur tres elevee.Un tel condensateur serait beaucouptrop encombrant, aussi ce montagepermettra-t-il de simuler cette capa-cite electriquement. II convient denoter que son utilisation ne sera paspossible pour realiser le decouplaged'une alimentation, par exemple. Lesphenomenes physiques mis en ceuvreetant complexes, on ne retiendra queles caracteristiques de ce montage. Lacapacite simulee sera egale a la valeurde la capacite de C multipliee par lerapport de resistances RI/R3. II exis-tera un courant de fuite (Ir) et une re-sistance en serie relativement eleveeen serie avec Cx.

R3

111

R3

%IDS RI IDSR3

Fig. 1

Rs = R3

AN R110M0 R200Nin R3,1kn C.1pF_Cxeq.10000

MULTIPLICATEURDE CAPACITE NEGATIVE(fig. 2)

On reconnait une variante du mon-tage precedent. Quel est le role d'unecapacite negative, me direz-vous ? Onl'utilisera dans des montages tres par-

ticuliers tels les gyrateurs, dans desasservissements... On retrouvera surla figure la definition des caracteristi-ques du condensateur simule Cx,et R. La note d'application duconstructeur preconise un LM108,mais moyennant quelques essais etmanipulations, d'autres AOP's de-vraient convenir.

MULTIPLICATEURDE CAPACITE VARIABLE(fig. 3)

On utilise de moins en moins lescondensateurs variables ou ajustablescar une diode a capacite variablepourra aisement jouer ce role. Maisquand la variation se situe autour

d'une valeur elevee, tel l'exempledonne, it n'existe pas de composantsatisfaisant. D'ou ce montage mettanten ce u v re, cette foil, deux amplis ope-rationnels et deux condensateurs. Lavaleur de la capacite dependra de laposition du curseur du potentiometreR2.

INDUCTANCE SIMULEE(fig. 4)

Puisqu'on s'est « amuse » a simulerune capacite, alors pourquoi pas uneinductance ? La aussi, le montage sejustifie par la taille de la self, propor-tionnelle a son inductance. L'amplioperationnel choisi est un LM301,muni de sa correction en frequence

Cx

Cx<=>

Cx-_R1C- R3

If _ VoseR1 losR3

Rs_ at)Zin AvOAN R1.10Mo R210Mn R3:1ko C.,1pF y Cx eq...10fIfF

R3

"Cl

<=>

Cx ARIA 2 ) C 1(R1.R211 - .0)

T

depend de la position du CUISOUr

R2

R3C2

A.N.R1,11(0 R2,10k0 R3. 2,2k0 C1.0,1,,F C2.10pF Cx eq : 0,1.F itl.F

Fig. 2

Fig. 3

N° 103 ELECTRON IQUE PRATIQUE 121

Lx R1 R2 C1

Rs- R2

RI) RI

A N RUM. R2.100n R3.10M0 R4.10ko C1.Q1,,F C2 330pF C3.33pF Lx.100mH

2 N3685111 R2

ve

Vs_ R2 ( RIRI ROS

Fig. 5

C3. L'adaptation reste toutefois possi-ble avec d'autres modeles d'AOP's.L'inductance sera egale au produitRI, R2, C1, mais it existera une resis-tance de fuite parallele et serie, Rp etRs, comme dans le modele equivalentreel. Comme les trois autres monta-ges, celui-ci se destine surtout a desapplications de filtrage ou de traite-ment de signal necessitant descomposants reactifs (R, C) de valeurselevees. Ces montages sortent toute-fois un peu du cadre de la revue, maisit peut etre interessant d'en connaitre('existence.

ATTENUATEURVARIABLE (fig. 5)

Combien de fois vous etes-vous de -man& comment realiser un potentio-metre electronique commit& parune tension, ce qui permettrait parexemple une commande identiquesur deux ou plusieurs voies. Ce mon-tage fait appel a la propriete du FETlors de faibles signaux entre le Drainet la Source. Dans ce cas, la resistance

dynamique Rds varie selon la tensionappliquee en Vgs. La polarite &pen-dra du type de FET (enrichissementou appauvrissement). En utilisant un2N3685, cette resistance sera lineairesur plusieurs decades et sera au mini-mum de 80012. Le montage est un ba-nal montage inverseur, ou une des re-sistances est remplacee par R1 + Rds,Rds &ant variable. En ecrivant le re-sultat sous la forme indiquee, on voitque le terme R2/R1 determinera legain maximum et que R /(R i+Rds)aura pour limites 0 et I. Des manipu-lations permettront de choisir toutautre FET, mais it convient de se rap-peler que l'amplitude des signauxd'entree doit etre faible. A noter queces signaux pourront etre alternatifs !

AMPLIFICATEUR POURINSTRUMENTATION(fig. 6, 7)

Un amplificateur d'instrumentationest tout simplement un amplificateurdifferentiel, destine a extraire et am-plifier de faibles signaux differentiels

Fig. 6

Av- Vs 1

-1644-(e-) - R2

R2 1kn R1 :100kn Av.101trmc: 80d8

Fig. 75kn1% R2 5kn1% R3 50kn 1%

111

, R2 appairees

R3,R4,R5 appalreits

mais avec un taux de rejection demode commun tres sieve. On se rap-pelle que le mode commun est Minipar le terme ((e+)+(e-)) dans ]'equa-tion reelle et l'amplification : -K1 . ((e+) - (e-))+ K2 ((e+)+(e-)). Plus K2 est faible,meilleur sera l'amplificateur.Le premier montage auquel on pen -sera est celui de la figure 6. L'ampli Aest non inverseur, avec un gain de1,01. Le second ampli est inverseur etson gain est eleve (100). Les gains sure+ et e- sont donc sensiblement egaux(101). Si RI = R2. le circuit ne Tenon-dra qu'au signal differentiel, le modecommun &ant rejete a environ 80 dB.L'impedance d'entree reste tits ele-vee. Le gain du montage vaudra =

I + (R 1/R2) Vs /((e+) - (e-)).Le montage de la figure 7 est une va-riante. R1, R2 et R3, R4, R5 seront« appairees » ce qui determinera letaux de rejection du differentiel, alorsque les tensions en mode communpeuvent approcher les 100 V (+ ou -).

AMPLIFICATEURDIFFERENTIEL POURINSTRUMENTATION(fig. 8)

Ce montage ressemble plus a celui quiest desormais tres employe. Les en-trees sont recopiees par deux ampli-op's montes en suiveur, ce qui permetune impedance d'entree elevee. Onapplique ces signaux a un amplifica-teur de difference. En effet, Vs =(e+) . R3 . (R2+R4)/((RI+R3) R2) -(e-) . R4/R2.Si R4/R2= R3/R1, on aura :Vs= ((e+) - (e-)) (R4/R2).Les signaux d'entree etant faibles, unreglage d'offset est preconise. Chaqueampli-op sera donc affects de son re-glage qui vane selon le type d'AOPchoisi. Une solution permet de faire


el I

410

Fig. 8114_ R3

R2- RI

Av. R4R2 reglage d'offset

COMMUR

0

deux reglages en meme temps, si lescaracteristiques des ampli-op's d'en-tree restent semblables. Cette solu-tion conviendrait a des 741 « appai-res dans leurs &faits d'offset ».

AMPLIFICATEURDIFFERENTIELPLUS PERFORMANT(fig. 9)

Variante de la figure 8, ce montagepermet de beneficier d'une masse vir-tuelle flottante. les amplis montes en

tree et eventuellement la terre dugenerateur d'entree, pour reduire lesinterferences parasites, vue !Impe-dance d'entree tits elevee, mais nesera en aucun cas reliee a la masse del'alimentation du montage apiplifica-teur differentiel. Les connexionsd'entrees seront si possibles torsadeespour reduire l'influence de leur capa-cite parasite. Un seul boitier, tel leTL074, suffira pour realiser ce mon-tage, comme quatre ampli-op's sontutilises. Le gain du montage sera :G = (1+(R1/112)) (R4/R3).

A RI VFW

Fig. 9

Vs k Ve VREF

k depend du choo de L.R1.R2.R3.R4

Fig. 10

suiveurs sont remplaces par des am-plis non inverseurs de gain egal a 1 +(RI/R2). La liaison commune des re-sistances R2 forme une masse vir-tuelle flottante. Pour l'exploiter, onintercalera un montage suiveur, evi-tant les erreurs dues aux courants depolarisation. Cette masse sera utiliseepour le blindage des connexions d'en-

MULTIPLICATEURDE TENSIONS (fig. 10)

Pour multiplier deux tensions, descircuits specialises ont ete realises it ya quelques annees dejA. 11 existe tou-tefois une solution tits simple, enconservant un niveau de performan-

ces acceptable. Le principe est sim-ple : une tension est convertie en in-tensite lumineuse qui fera varier legain etabli sur l'autre tension. La se-conde tension Vref attaque un mon-tage inverseur classique, hormis R2qui est une photoresistance. Commele gain de cet etage vaut - R4/R2, siR2 est eclairee, sa resistance diminueet le gain augmente, donc Vs aug-mente et vice versa. La relation restelineaire dans la plage de variation deR2.La premiere tension V, attaque unmontage inverseur un peu bizarre.RI, photoresistance, assurera lacontre-reaction pour conserver unerelation lineaire entre l'intensite lu-mineuse delivree par l'ampoule et latension Ve. R1 sera bien-sur du memetype que R2. Le choix de l'ampouledependra de la tension d'alimenta-tion du montage, mais sera sinon sansimportance grace a la contre-reactioneffectuee par RI. On pourra utiliserun double ampli-op, tel le TL082. Lechoix des differents elements, de RI,R2, et selon le montage physique deces trois elements.

AMPLIFICATEURDE NORTHON (fig. 11)

Un amplificateur de Northon se dif-ferencie des amplificateurs operation-nels, car it fonctionne en courant etnon en tension. Le symbole differe unpeu par le signe entre les deux en-trées. On peut realiser un ampli deNorthon en montant deux transistorsen miroir de courant sur les entrées.La propriete d'un miroir de courantest la recopie du courant de collecteurd'un transistor dans l'autre collecteur.Le LM3900 est un quadruple amplifi-cateur de Northon, alors prenezgarde ! Certains montages classiquesavec les ampli-op's ne fonctionnerontpas !

FLIP-FLOPA AMPLI DE NORTHONs(fig. 12)

Une application des amplificateursde Northon serait, par exemple, unFlip -Flop, bascule changeant d'etatde sortie a chaque impulsion d'en-tree. Une impulsion sur Ve fourniraun pic de courant sur les deux entreesdes amplis. Selon leur etat de sortie,le basculement de cet kat sera diffe-


Aop de Norton

1/4 LM 3900,...

Fig. 11

Fig. 12

LM 3900 - AMPLI DE NORTHON

Faible courant de polarisation : 30 nA.Courants d'entree max. (en -) : 20 mA.Gain en continu : 70 dB.Taux dc rejection mode commun.Slew rate : 0,5 V/)..S.Bande passante (gain unite): 2,5 MHz.Consommation (du boitier)Tension d'alim. max.: + 4 a + 36 V ( ± 2 V a ± 18 V).Tension d'entree max. : + 0.7 V!Large plage de tension de sortie (IV -1 VI)Alimentation double facultative.Economique.Courant de sortie (5 mA-source/0,5 mA-Sink).

4,7nF R1 100ko R2 114o

Ve2R2 2Mo

+V (e.) (e+) (e-)

(e+) (e+) (e-)

(e-)

(e-) _V

Vs_ R2Ve R1

1Vs

exemple ampli inverseur

rencie par les circuits RC paralleles.Un tel montage est desormais peu uti-lise car les circuits logiques sont tresrepandus ! Mais si vous avez un am-pli de Northon qui traine, cela vaut lecoup de le depoussierer pour fairel'essai !

ET QUELQUES DOCS....-

On passera en revue les caracteristi-ques principales des amplificateursde Northon LM3900 et MC340 I,ainsi que celles d'un amplificateuroperationnel souvent utilise par noslecteurs, le MCI558.

N'oublions pas de remercier les tech-niciens des constructeurs de circuitsintegres qui ont su regrouper ces ap-plications dans leurs data -books !

P. WALLERICH

MC 3401/LM 3401 - AMPLI DE NORTHON

Faible courant de polarisation : 30 nA.Courants d'entree (en -) max. : 20 mA.Gain en continu.Taux de rejection mode commun.Slew rate : 0,5 V/55.Sande passante (gain unite) : 2.5 MHz.Consommation (du boitier).Tension d'alim. max. : + 4 a + 36 V ( 2 V a ± 18 V).Tension d'entree max.: + 0,7 V!Large plage de tension de sortie.Alimentation double facultative.Equivalent au LM 3900.Economique.

47nFR1

Ve

(e+) (e+)

(e+) (e-)

(e-)

(e-) _V

Vs R2

Ve R1

Vs

ex c,. : ampli non_ inversetr

MC 1558/LM 1458 - AMPLI-OP

Faible courant de polarisation : 80 A 20 nA.Tension d'offset faible : I mV.Gain en continu :120150 A 160 V/mV.Taux de rejection mode commun : > 70 dB.Impedance d'entree : 300 kft A I MR.Consommation (du boitier) : 5,6 mA max. A ± 15 V.

Tension d'alim. max.: ± 22 V (LM 1558) (± 18 V(LM 1458)(.Tension d'entree differentielle max. : ± 30 V.Protege contre les courts -circuits.Grande plage d'entree mode commun et differenticl.Faible consommation.

(0) (e.)

(el (e.) _V


CONNAITRE ET COMPRENDRELES CIRCUITS INTEGRES

Dans la fiche technique n2 9, nous avons decrit uncircuit integre relativement performant dans ledomaine de l'affichage « 7 segments » : leCD 4026. Ce dernier a un grand frere, possedantencore d'autres avantages ; it s'agit du CD 4033.

1- CARACTE-TIOUES

GENERALES

ompteur-codeur 7 seg-ments.Alimentation 3 a 18 V.Logique positive sur les

sorties.Capable de fournir un courant de sor-tie pouvant atteindre 20 mA sous10 V d'alimentation.Non-affichage des « zeros » non si-gnificatifs.Possibilite de test des segments del'afficheur.Frequence maximale de comptage :6 MHz.

1111 l - BROCHAGE (fig. 1)

Le boitier CD 4033 comporte 16 bro-ches « dual in line ». La broche no 16correspond au « plus » alimentationtandis que la broche n° 8 est a relierau « moins ».11 comprend cinq entrées :- CLOCK (1), qui recoit les signauxde comptage ;- CLOCK INHIBIT (2), qui permetde neutraliser volontairement les ef-fete des impulsions de comptage ;- RESET (15) destinee a la remisezero du compteur ;- LAMP TEST (14) permettant d'ef-fectuer un essai de tous les 7 segmentsde l'afficheur ;- RIPPLE BLANKING IN (3) inter-venant dans le cas ou l'on ne desirepas afficher les zero non significatifs.Ses sorties sont au nombre de neuf

- les sorties a, b, c, d, e, f et g que l'onpeut relier aux segments d'un affi-cheur a cathode commune ;- CARRY OUT (5) destinee a etrereliee a l'entree CLOCK d'un secondcompteur qui devient ainsi le comp-teur de dizaines ;- RIPPLE BLANKING OUT (4) quiest a relier a l'entree RIPPLE BLAN-KING IN du compteur amont tou-jours dans le cadre du non-affichagedes « zeros » non significatifs.

CLOCK

CLOCKINHIBIT

RIPPLEBLANKING IN

RIPPLE

BLANKING OUT

CARRY OUT

Fig, 1

RESET

LAMP TEST

111 - FONCTIONNEMENT(fig. .2 et 3)

Le compteur avance au rythme desfronts montants des creneaux presen-tes sur l'entree CLOCK. Cette avancereste toutefois conditionnee par lasoumission de l'entree CLOCK IN-HIBIT a un etat bas. Si on relie cettederniere entree a un etat haut, lecompteur cesse d'avancer : it y a neu-tralisation, meme si les signaux decorn ptage se poursuivent.

L'entree RESET doit etre normale-ment reliee a un etat bas. Toute im-pulsion positive, meme breve, surcette entrée, a pour effet immediat laremise a zero du compteur. Si onmaintient cette entree a un etat haut,le compteur cesse d'avancer et restesur la position zero.Notons qu'il est egalement possiblede faire avancer le compteur aurythme des fronts descendants pre-sentes dans ce cas sur l'entreeCLOCK INHIBIT, etant entendu quel'entree CLOCK sera a relier a un etathaut.Les sorties a, b, c, d, e, f et g, qui pre-sentent une logique positive de deco-dage, peuvent 'etre directement relieesaux segments correspondants d'un af-ficheur A cathode commune, et celasans inserer des resistances de limita-tion de courant, cette fonction &antassuree par le circuit integre lui-meme.L'entree LAMP TEST est egalementrelier a un etat bas, dans le cas gene-ral, pour obtenir l'affichage normalde la position du compteur. Si on sou -met cette entrée a un etat haut, tousles 7 segments de l'afficheur s'allu-ment (affichage du chiffre 8), ce quipermet d'effectuer un test du bonfonctionnement de ce dernier.La sortie CARRY OUT presente un&tat haut pour les positions 0, 1, 2, 3et 4 du compteur et un etat bas pourles positions 5, 6, 7, 8 et 9. Le passagede la position 9 a la position zero setraduit donc par un front montantqui, achemine sur l'entree CLOCKd'un second compteur, incrementerace dernier a ce moment.


Fig, 2

CLOCK 10 U

(C L Ib11 111.

CLOCKINHIBIT

13

9 - d

(CI)11 e

Lll

RESET 15 6

(RES)L. 0

9

LAMP1TEST

( LT ) CARRYOUT ( CO)

RIPPLE RIPPLEBLANKING OUTBLANKING IN

(RBI) ( R B 0

a!D b

ellcd

.Lorsque l'entree RIPPLE BLAN-KING IN est soumise a un etat haut,it se produit I'affichage systernatiquede la position du compteur, y comprisla position zero.Si cette entree est reliee a un etat bas,it y a extinction de l'afficheur pour lavaleur zero.La sortie RIPPLE BLANKING OUTpresente :- un etat haul permanent pour toutesles positions du compteur si ('entreeRIPPLE BLANKING IN est soumisea un etat haut ;- un etat haut pour les positions 1 a 9du compteur et un etat bas pour la po-sition zero, dans le cas ou ('entreeRIPPLE BLANKING IN est soumiseA un etat bas.Imaginons trois compteurs avec leursafficheurs correspondants montes enserie : U (unites), D (dizaines) et C(centaines). L'entree de comptageetant bien sea ('entree CLOCK de U,

Fig. 3 1- -it-111-111111REs

CI

LT

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a

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RBO

Affichege 0 Ell I a 3 LI 6 -I 090 I I 2895 El -I El 9 1 --,1 i_


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30 a 60 Hz

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C D 4033 CD 4 033RBO RGi

RES Ci LT RES

dont Ia sortie CARRY OUT est relieea l'entree CLOCK de D et ainsi desuite. L'entree RIPPLE BLANKINGIN de C est a relier au <4 moins » ali-mentation. La sortie RIPPLE BLAN-KING OUT de C sera reliee a l'entreeRIPPLE BLANKING IN de D, et Iasortie RIPPLE BLANKING OUT deD est a relier a l'entree RIPPLEBLANKING IN de U.En appliquant les regles precedem-ment mises en evidence, le lecteur ye-rifiera par exemple que l'affichage dunombre 3 se realisera bien sous cette

forme et non sous Ia forme 003. Enrevanche, le nombre 103 apparaitrabien ainsi avec affichage du « zero »des dizaines.En definitive, it y a bien non-affi-chage des « zeros » non significatifs.

IV - UTILISATION

L'exemple de Ia figure 4 presente sur-tout !Inter& de l'utilisation d'affi-cheurs a cristaux liquides. On peutnoter que le fonctionnement normalde ces derniers necessite des creneaux

a basse frequence (30 a 60 Hz). Rap-pelons egalement que le fonctionne-ment d'une pone « OR exclusif » estle suivant :- etats differents sur les deux en-trées : etat haut a la sonic ;- memes etats sur les deux entrées :etat bas a la sortie.Bien entendu, et ainsi que nousl'avons déjà evoque precedemment,les boitiers CD 4033 peuvent egale-ment etre relies directement a un affi-cheur lumineux a cathode commune.

UNE ENTREPRISE « EN TETE »Vous pouvez voir, depuis le debut de l'annee, unepublicite de la dynamique societe Jelt-CM avec,en titre, « Jelt en Tete ».

Nous aeons demande aupresident de Jelt-CM,M. J. -L. Tarrade, denous parler en « tete a

tete * de sa societe et de ses produits.Electronique Pratique : Votre societeexiste depuis combien de temps ?J. -L. Tarrade : Depuis six ans et a vuson chiffre d'affaire multiplie par 13en 5 ans !E.P.: Belle performance ! Combienproduisez-vous d'aerosols par an ?J.-L.T. : En 1986, plus de 3 millions,dans trois usines en province, occu-pant plus de 100 personnes. Le siegecommercial reste cependant en regionparisienne a Suresnes.E.P.: Et la recherche et mise aupoint ?J.-L.T. : Deux laboratoires disposantdes moyens les plus performants ga-rantissent la qualite des produits.Quant a la recherche : pits de 100nouveautes en 3 ans, qui dit mieux ?E.P. : Et l'export ?J.-L.T. : Nous vendons directement

dans 35 pays et sommes presents, parl'intermediaire de clients O.E.M.,dans plus de 100 pays !E.P.: Bien que ce soit l'electroniquequi nous interesse le plus, avez-vousd'autres gammes ?J.-L.T. : Bien stir ! Jelt-CM fabriquedes produits pour le batiment, Iaplomberie, l'industrie, l'informati-que, etc. : des centaines de referencesdifferentes...E.P.: Avec un tel dynamisme, vousavez surement beaucoup de projets.Pouvez-vous nous en parler ?J.-L.T. : En 1987, Jelt-CM va pour-suivre sa croissance dans des domai-nes encore plus varies : produits phy-tosanitaires, parfumerie, etc.Enfin, dans l'electronique, notre nou-veau vernis conducteur au nickelFDLC 3053 recoit déjà un accueil en-thousiaste de la part de vos lecteurs,pour notamment I'enduction des pa-raboles antennes TV qui se generali-sent. En conclusion, en 1987, nous se-ront encore plus u en tete » !

IMISES AU POINTGENERATEUR DE HASARD

N° 99, Nouvelle Serie, p. 60

11 convient d'ajouter le condensatcur chimique de fil-

trage 100 uF sur l'implantation des composants. Ce der -flier apparait en couleur sur la photo de la page 62 (le +sera place cote pile 9 V).

GRADATEUR A QUATRE SEUILSN° 101, Nouvelle Serie, p. 123

La liste des composants comportait une erreur et deuxoublis. II fallait lire R12 = 12 kg (marron, rouge, orange)1/4 ou 1/2 W, R13 = R14 = 121d2 (marron, rouge, orange)2W, et Di3 = zener 12 V.

GENERATEUR ETALONN° 98, Nouvelle Serie, p. 72

Le regulateur ICI a ate dessine a l'envers vis-a-vis de salanguette de refroidissement. Les photographies le mon-trent bien.

La page du courrierLe service du Courrier des Lecteurs d'Electronique Pratique est ouvert a tous et

est entierement gratuit. Les questions d'a inter* commun » feront I'objet d'unereponse par l'intermediaire de la revue. Il sera repondu aux autres questions par desreponses directes et personnelles dans les limites du temps qui nous est imparti.COLLABORATION DES LECTEURS

Tous les lecteurs ont la possibilite de collaborer a e Electronique Pratique a. IIsuffit pour cela de nous faire parvenir la description technique et surtout pratique d'unmontage personnel ou bien de nous communiquer les resultats de ('amelioration quevous avez apportee a un montage déjà public par nos soins (fournir schema de principeet realisation pratique dessines au crayon a main levee). Les articles publics serontretribues au tarif en vigueur de la revue.PETITES ANNONCES33 F la ligne de 33 lettres, signes ou °spaces, taxes comprises.Supplement de 30 F pour domiciliation A la Revue.

Toutes les annonces doivent parvenir avant le 5 de cheque moisa la Ste AUXILIAIRE DE PUBLICITE (Sce EL Pratique), 70, rue Compans, 75019 ParisC.C.P. Paris 3793-60. Praire de joindre le montant en cheque C.P. ou mandat poste.

HORLOGE MAXI -DIGITSN° 96, Nouvelle Serie, p. 105

Le reperage A (anode) et K (cathode) a eta malencon-treusement inverse a la figure 9. L'examen du schema deprincipe permet de lever le doute.

ERRATUM concernant la publi- Le prix de ('oscilloscope Matrixcite TERAL, Om° de couverture OX 710 C est de 2 995 F au lieudu nurnero 102 de Mars 1987. de 3 540 F

Composition

Photocomposition :ALGAPRINT, 75020 PARIS

Distribution :E.M. TRANSPORTS PRESSE

Le Directeur de la publication :

M. SCHOCK

DepOt legal :AVRIL 1987 N° 994

Copyright is 1987Societe des PUBLICATIONS

RADIOELECTRIQUES et SCIENTIFIQUES

La reproduction e l'utilisation meme partielles de rout article (commu-©nications techniques ou documentation) extrait de la revue a Electroni-que Pratique a sons rigoureusement interdites ainsi que tout procede dereproduction mecanique, graphique, chimique, opaque, photographi-que, cin ematographique ou Electronique. photostat tirage, photographic,microfilm, etc.

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