electronique pratique - n°227 - 1998 07 08 · n° 231 -decembre 1998 i.s.s.n. 0243 4911...

NUMERO 231- DECEMBRE 1998

DOMOT QUEComisande d'eciairage

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M Jean-Pierre VENTILLARD

Mine Paule VENTILLARD

President du Conseil dAdministration,

Directeur de la PublicationPetite VENTILLARD

Vice President

Jean-Pierte VENTILLARD

Directeur general adjoin: Jean-Louis PARROT

Directeur Graphique Jacques MatonDirecteur de la redaction Bernard FIGHIERA (34 65)

Maquette . Jean-Pierre RAFINICouverture R. auralAvec la parttopatIon de U. Bouteveille, G. Durand,A. Garrigou, B. Giffaud, G. Isabel, F. Jongbloet,R. Knoerr, M. Laury, L. Lellu, E. Lemery, P. Morin,P. Oguic, A. Sorokine, C. Soulard, C. Tavernier.

La Redaction d'Electronique Pratique declineWitte responsabilite quant aux opinionsformulies dans les articles, celles-ci n'engagentque tears auteurs.

marketing : Corinne RILHAC 01,44.84.84.52Diffusion Sylvain BERNARD ".. 01.44.84.64.54Inspection des Venter

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Directeur commercial Jean-Pierre REffER (84.87)Chef de publicite Pascal DECLERCK (84.92)

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Electronique Pratique, ISSN number 0243 4911, is

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Ce numeroa etc tirea 58 800

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Macau de Vertheateelde la Publacile

REALISIUVOUS-MEME

34 Commande domotique d'eclairage43 Stimulateur anti-douleur49 Thermometre graphique horodate58 Maquette d'etude de ('amplification classe B et AB67 Minuterie intelligente pour banc a insoler85 Filtre rejecteur d'ultra sons89 Barriere IR

DOMOTIQUE

ELEC. PROG.

ROBOT

MONTAGES FLASH RAm°

74 Sequenceur de mise en marche

75 karaoke avec echo

78 Potentiometre numerique

89 Indicateur de rythme

27 INFOSOPPORTUNITESDIVERS

30 Internet Pratique64 Alimentation serie AFX2900S d'ACCELDIS

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GADGETS

10INITIATION

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29 ELECTRONIQUE PRATIOUE 231

Fidele a notre habi-tude, notre rubriquesera divisee en deuxgrandes parties. Lapremiere s'interes-sera a un site pre-sentant un robotoriginal. Nous nousdirigerons ensuitevers le site de Ca-dence, leader desoutils de concep-tion assiste par ordi-nateur pour l'elec-tronique.

La robotique fait partie des activitesque les amateurs d'electronique af-fectionnent tout particulierement. El -le a la particularite dallier le plaisir dela construction mecanique a l'etudede circuits de controle. Le montagesert alors aux traitements des signaux

UN SITE ORIGINAL.

recus par les capteurs eta la prise dedecision d'actions (sur des moteurspar exemple). Contrairement a ceque Ion pourrait croire, it est relative-ment facile et peu coOteux de fabri-quer de petits robots. Une fois la par -tie mecanique realisee, la partieelectronique peut alors evoluer pourpasser d'un tout petit montage a unsysteme plus ambitieux integrant unmicrocontroleur par exemple. Cettesolution est d'ailleurs tres souvent uti-lisee par les amateurs de robotiquequi se plaisent a tester differents al-gorithmes qu'ils integrent directe-ment dans le microcontroleur. Ainsi,ils peuvent realiser des robots pou-vant changer de comportementsquand bon leur semble. Avec ('ap-parition des composants de typeISMOOK, il est de plus tres faciled'ajouter la parole au systeme. En ef-fet, ces composants permettentd'enregistrer et de restituer plusieurssequences sonores de quelques se-condes. Le robot pourra alors "dire"plusieurs phrases en fonctions desactions qu'on lui fait subir.

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Le site que nous vous presentonsdans cette premiere partie utilisecette technique et propose un robotqui "pare" sous ('action de l'ouver-ture et de la fermeture dune bate.II est disponible a l'adressehttp://www.gecicities.com/South-Beach/8877/Yoda_project.html sousle nom de "The Yoda Project" (voir fi-gure 1). En effet le robot a rte coif-fe d'un masque a l'effigie de Yoda,celebre personnage de "la guerredes etoiles".La page d'introduction explique lefonctionnement general du robot.En resume, Yoda attend l'ouverturede la boite dans laquelle it est enfer-me avant de parler. Un micro est pla-ce a proximite du haut-parleur et unconvertisseur analogique numeriquerenvoi ('information vers un micro-controleur. Ce dernier traite alors leson et actionne un servomoteur quifait bouger la bouche de Yoda. On aainsi vraiment ('impression que le ro-bot parte. L'ouverture de la bdite estdetectee tout simplement par uneLDR (resistance dont la valeur chan-ge en fonction de la quantite de lu-miere qu'elle recoit).

Le site est divise en deux parties.Tout d'abord une phase theoriquedecrit les differents elements utilises(servomoteur, CAN, LDR, ISD). L'au-teur decrit ensuite dans les moindresdetails la fabrication du robot. IIcommence par la partie mecanique

SCHEMA DE PRINCIPE

LE SITE CADENCE.

(voir figure 2) avant de se penchersur le systeme de controle. Le sche-ma de principe est propose en cou-leur (voir figure 3). Chacune decelles-ci definit une partie du mon-tage. La couleur or est utilisee pourtout ce qui conceme la gestion duservomoteur, le bleu pour la gestiondu CAN, le rouge pour l'ISD et le vertpour le systeme de detection de lalurniere. Au niveau pedagogique, cetype de colorisation est une veri-table reussite.L'auteur enumere ensuite la liste descomposants utilises avant de s'atta-quer au programme source du mi-crocontroleur. Ce dernier est tresbien documents ce qui permettraune comprehension facile. De plus,le merne code couleur que pour leschema de principe a rte utilise. Onpeut donc voir instantanement quelbloc controle telle ou telle partie dumontage.En conclusion, ce site nous a beau -coup plus car le montage etait lu-dique mais surtout pour son aspectpedagogique indeniable.

Comme nous vous l'annoncionsdans notre introduction, la deuxie-me partie d'Internet Pratique nousemmenera vers le site de Cadence.L'electronique moderne utilise dessystemes que les amateurs connais-sent peu. En effet, l'electroniciend'aujourd'hui n'a presque plus de

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31 ELECTRONIOUE PRATIOUE 231

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or SPICE.I.

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ET DE DOCUMENTS PDS

contacts physiques avec les corn-posants et encore moins avec un fera souder. Tout se fait a l'a ide de puis-santes stations de travail et d'outilsde CAO (Conception Assist& parOrdinateur). Ce phenomene prendencore plus d'ampleur dans l'elec-tronique numerique ou merne lesschemas de principes sont genresavec des langages de haut niveau(VHDL ou Verilog par exemple). Lemétier d'electronicien rejoint alorscelui d'informaticien.Les principaux outils des ingenieurssont donc des logiciels de treshautes performances. Ceux-ci per-mettent de generer des composants(ou des circuits imprimes), de les va-lider par des simulations, puis decreer les films permettant leur fabri-cation.Cadence est l'un des editeurs les plusactifs de ce type de logiciel. Son siteest disponible fort logiquement aI'adresse http://www.cadence.com.La page d'accueil du serveur est pre-sentee sous la forme dune photo decouverture d'un magazine (voir figu-re 4). Pour visualiser les pages de cedemier, i I suffit de cliquer sur l'un desnombreux liens disponibles. On peutvoir sur cette premiere page que Ca-

dence propose aussi ses services entant que createur de `composants. Eneffet, la societe a choisi d'offrir desprestations en plus de la vente de seslogiciels. Cette activite a d'ailleurstendance a prendre une part de plusen plus importante au sein de la so-ciete.La gamme des produits de la socie-te est presentee a l'adressehttp://www.cadence.com/softwa-re. On peut alors y choisir le type delogiciel que Ion desire etudier. Cha-cun de ceux-ci est presente sous laforme de pages HTML et de docu-ments PDF telechargeables (voir fi-gure 5). Le HTML a l'interet d'etre di-rectement lisible depuis lenavigateur alors que le PDF permetdes impressions de qualite et des vi-sualisations hors ligne.Du point de vue de la presentation,le site nous a semble un peu pauvre.En effet, les pages sont souvent peuhomogenes (premiere page surfond noir, les autres sur fond blanc)et les elements graphiques de quali-te inegale. L'accent a donc ete por-te sur le contenu du site qui nous asemble, par contre, assez complet.

II ne nous reste plus qu'a vous don-ner rendez-vous le mois prochainpour de nouvelles decouvertes.

L. LELLU

LE TELEPHONERADIO -COMMUNICATION -TELEMATIQUE3EME EDITION

i ari=Le telephone

Radiocornimunicatton

Tatoo, Alphapage, Tam -Tam,GSM, Transpac, Mittel, Fax, In-ternet... autant d'applicationsqui prennent leur source dansce bon vieux telephone, unedes innovations majeures duvingtieme siecle. La troisiemeedition de cet ouvrage fait lepoint sur les derniers perfec-tionnements connus en la ma-tiere.L'auteur il lustre sa demonstrationpar de tres nombreux graphiqueset schemas de principe et nouspermet ainsi de bien comprendrele multiplexage des voies telepho-niques, le reseau cable, les fibresoptiques, les differents reseaux etautres sortes de radiocom-munications.L'auteur ouvre ainsi au plus grandnombre, du specialiste de la tele-phonie au grand public interessepar le domaine, les portes secretesde l'univers mysterieux des tele-communications.

R.C. HOUZE - DUNOD338 pages - 350 F.


DOMOTIQUE

DES COMMANDESD'ECLAIRAGE TRESDOMOTIQUES

Un probleme fre-quent se pose achaque fois quel'on desire substi-tuer a un eclairagecommande par uninterrupteur, uneminuterie ou un te-lerupteur. En effet,la canalisation quiaboutit a l'inter-rupteur ne compor-te generalementpas le troisieme filnicessaire. Alors,plutot que de de-chirer le papierpeint dans larecherche desboites de deriva-tion ou mime cas-ter le piastre, nousvous proposonsdeux montages :une minuterie et untelerupteur/minute-rie qui se branchentsimplement en lieuet place de l'inter-rupteur.

Le principe

Dans les deux cas, l'energie neces-saire au fonctionnement des mon-tages est prelevee par I'intermediai-re d'une faible resistance chutrice,inseree dans le circuit d'eclairage,sans que ce dernier ne se trouve af-fecte par cette mini chute de po-tentiel

Minuterie

En appuyant sur le bouton-poussoir,la lumiere command& s'allume. Elles'eteint au bout d'une duree re-glable de 1 a 15 mn. Le montagecomporte en outre un disjoncteur,egalement reglable, qui coupe ledispositif en cas de surintensite oude courts -circuits.

Telerupteur/minuterie

En appuyant brievement sur le bou-ton-poussoir, le montage fonctionneen minuterie cornme evoque ci-des-sus. Au contraire, si l'operateur ap-puie un peu plus longuement sur lebouton-poussoir, le systeme fonc-tionne en mode telerupteur Un se-cond appui long est alors necessai-re pour eteindre l'eclairage. Commele premier montage, celui-ci com-porte egalement un disjoncteur in-teme.

Le fonctionnement

Montage minuterie/disjoncteur(figure 1)

AlimentationsLai imentation est prelevee du secteur220V par la mise en oeuvre d'une re-sistance chutrice de 10 W insereedans l'alimentation de l'ampoule. IIs'agit donc dune auto -alimentation.Pour une ampoule de 100 W, l'inten-site efficace absorbee est egale a :

P 100 W

U= 220V0,454A.

Cette intensite genere aux bornes dela resistance R1 une chute de poten-tiel de :R x I = 10 CI x 0,454A = 4,54V.II s'agit d'une tension efficace. Lesmaxima de l'altemance se determi-nent par la relation :Ueff 42= 4,54V x'.12 = 6,42V.Les deux alternances sont redres-sees par le pont de diodes. Comptetenu des valeurs des potentiels dejonction des diodes montees enpont, it convient de retirer, a la valeurcalculde precedemment, un poten-tiel de 1,2V (2 fois la valeur du po-tentiel de jonction dune diode ensilicium, soit 2x0,6V). II reste alors unpotentiel quasi continu, puisque ni-tre par Cl, de I'ordre de 5,2V. La LEDL1, dont le courant est limite par R2,signalise la mise sous tension dumontage. La puissance dissipee parR1 peut se determiner par la relation :P = U xl= 4,54V x 0,45A = 2 WNous avons retenu une puissance de3 W caracterisant R1. Notons egale-ment que la faible chute de tensionengendree par R1 est sans incidencesur l'alimentation de l'ampoule.

MinuterieEn appuyant sur le bouton-poussoirbranche en parallels sur les contactsdu relais d'utilisation, l'alimentations'etablit au niveau du montage. Lecircuit integre reference IC2, qui estun compteur binaire a 14 stages, de-vient aussitat operationnel. Au mo-ment de l'etablissement de l'alimen-tation, la capacite C3 se charge atravers R7. II en resulte une breve im-pulsion positive au niveau de l'en-


tree . RESET . du CD4060, ce qui apour consequence la remise a zerod'initialisation. En particulier, la sortieQ14 presente un etat bas. Dans unpremier temps, nous admettronsque Ia sortie de la porte NOR I pre-sente un etat bas, ce qui est le casnormal comme nous le verrons ulte-rieurement. La sortie de la porte NOR

220V . SCHEMA DE PRINCIPEDE LA MINUTERIE-DISIONCTEUR.

II vBPREL

II presente donc un etat haut. Le tran-sistor T se sature. II comporte, dansson circuit collecteur, le bobinaged'un relais 1RT qui se ferme aussitot.Ainsi, lorsque l'on rel6che le bou-ton-poussoir, l'al i mentation continued'etre auto-maintenue. A noter quele relais SIEMENS utilise comporteune diode interne, montee sur lesbornes du bobinage. Sa mission estde proteger le transistor T des effetsde surtension de self qui se manifes-

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R31k

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Al220k

tent essentiellement lors des cou-pures. II en resulte que ('alimentationdu bobinage du relais est polarisee.Le circuit IC2 comporte un osc i I lateur

dont la periode de base, celle quicaracterise les creneaux carres dis-ponibles sur la broche 9 est reglablesuivant la position angulaire du cur-seur de l'ajustable A2. En position deresistance minimale, cette periodede base est de I'ordre de 4,8 ms. El -le passe a 56 ms en position de re -

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La biennale de relectronique

Intertronic 99L'informationvisuelle estirremplacableLes afficheurs, les ecrans,les voyants, la signalisation engeneral envahissent notrequotidien. Nous les retrouvonsdans les secteurs aussi diversque la telephonie, ('automobile,la monetique, relectromenager,('audio et la video, la secant&la domotique, la bureautique, etc.

Affichage et signalisation fontappel a des technologies de

Vous voulez exposer a Intertronic 99 ?Recevoir une invitation ?3 moyens pour nous contacter : Tel. : 33 (0)1 47 56 52 04 - Fax : 33 (0)1 47 56 21 40

Par Internet : www.intertronic.com

fit \111Ici I

differentes natures : Leds, cristauxliquides, plasma, etc. et integrentdes composants de gestionspecialises.

L'utilisateur se trouve donc facea une offre multiple qui dolts'accompagner d'une informationfine et les composants appartenanta ce domaine meritent une placede choix qu'Intertronic leur dedieen creant le satellite «Affichage»,l'un des satellites associes a lasection «Composants» qui en com-porte cinq autres :

Interconnexion

Energie/Puissance

13-16 avril 1999Paris Expo - Porte de Versailles - Hall 3

-0 Commutation

--0 Protection/Cem

-0 Cartes Oem

Mais les equipements deProduction et de Test, la Sous-Traitance, Ia Distribution, presentsa Intertronic, font de ce salon,le seul en Francecouvrant('ensemblede la filiere 0,1/1.1*electronique.

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sistance maximale. Au niveau de lasortie Q14, la periode du signal car -re se determine au moyen de la re-lation :T = 214 x TO (avec TO, la periodeenregistree sur la broche 9).La duree au bout de laquelle lasortie Q14 passe a un eat haut estdonc egale a la demie periodeevoquee ci-dessus, soit TO x 213.Ainsi, suivant la position angulai-re du curseur de A2, cette dureeest reglable de 40 s a 15 mn. Aubout de ce delai, la sortie Q14de IC2 passe a l'etat haut. II enresulte un etat bas sur 0 sortiede la porte NOR II. Le transis-tor T se bloque et le relaisd'utilisation s'ouvre. L'alimen-tation du montage cesse etl'eclairage s'eteint.

DisjoncteurUne diode DZ (zener) de 4,7V estinseree en serie avec R3 dans le cir-cuit d'alimentation du montage. Ases bomes, un potentiel de 3,3V estdonc disponible. Grace a l'ajustable

it est possible de prelever unefraction plus ou moins importantede cette valeur.A titre d'exemple, partons du Princi-pe que la position angulaire du cur-

4komLE MODULENUTEUR-DISJONCTEUR.

seur de Al est tellequ'au niveau des entrées reunies dela Porte NOR III, le potentiel releveest de 2,8V. Le potentiel d'alimenta-tion etant de 5,2V, la valeur de 2,8Vest superieure a la demie tensiond'alimentation, ce qui revient a direque les entrees de 0 porte NOR enquestion sont considerees commeetant a un etat haut. La sortie de laporte NOR III presente donc un etat

I bas. Celle de 0 porte IV est a l'etathaut, et 0 sortie de la porte NOR IIpresente un etat bas. C'est la situa-

tion normale.lmaginons qu'une surintensi-te se produise au niveau de('alimentation de ('ampoule

d'eclairage, ou encore que lapuissance de ('ampoule soittrop importante (2 lampes de100 W par exemple). II est evi-

dent que dans une telle situa-tion, la puissance dissipeedans RI deviendrait trop im-portante, sans compter le faitque la chute de tension intro-duite commencerait a devenirobservable au niveau de l'eclai-rement des ampoules. Dans cecas, le potentiel d'alimentationdu montage augmente. II passerapar exemple a 8V. Mais grace a lazener, le niveau de potentiel pre-

sente sur les entrees reunies de laporte NOR III reste bloque aux 2,8Vevoques precedemment, c'est-a-di-re a une valeur, cette fois, inferieure ala demie tension d'alimentation. Lasortie de la porte III passe alors al'etat haut. II en est de mdme en cequi concerne la sortie de la porteI. La sortie de la porte NOR II passealors a l'etat bas. Le transistor T se

La biennale de I'electronique

Intertronic 9913-16 avril 1999

Paris Expo - Porte de Versailles - Hall 3

Fenner, ouvrir,basculer, commuter,des termes familiersa relectronidenDepuis le simple interrupteurjusqu'au clavier sophistique,en passant par les relais etles semi-conducteurs, c'est touteune famine de cornposants etsous -ensembles qui intervientdans ce qu'il est convenud'appeler «Commutation».

Si certains d'entre eux ne sontperceptibles que par leurs carac-

teristiques fonctionnelles, d'autres,ceux accessibles a l'utilisateur,doivent repondre a des criteres derobustesse, d'esthetique et d'ergo-nomie en plus de leurs caracteris-tiques strictement electroniques.C'est le cas des interrupteurs,claviers, dalles tactiles, etc. quele concepteur ne selectionnequ'apres avoir «vu » et atouche».

Ces composants meritentune place de choix qu'Intertronicleur dedie en cr6ant le satellite«Commutation» l'un des satellitesassocies a la section «Composants»qui en cornporte cinq autres :

- Interconnexion- Energie/Puissance

- Carte OemAffichage

Protection/Cem

Mais les equipements deProduction et de Test, la Sous-Traitance, /a Distribution presentsa Intertronic font de ce salon,le seul en France couvrantl'ensemble de la filiereelectronique. r

0116

.Vous voulez exposer a Intertronic 99 ?Recevoir une invitation ?3 moyens pour nous contacter : Tel 33 0,1 47 56 52 04 - Fax 33 k011 47 56 21 40

Par internet : www.intertronic.com 00

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jii \ 1: Aer Frcvman4 Mal.. 037 ELECTRONIQUE PRATIQUE 231

bloque et le relais s'eteint. Le dispo-sitif a reagi a la maniere d'un dis-joncteur.tors de la mise sous tension de ('am-poule d'eclairage, le filament de cedemier etant froid, on note toujoursune pointe d'intensite qui pourraitaboutir a une disjonction. Cette der-niere ne se realise pas etant donneque ('impulsion d'initialisation due ala charge de C36 travers R1, evoqueeau paragraphe precedent, a pour ef-fet de neutraliser les consequencesde cette detection de surintensitepar un forcement temporaire de lasortie de la porte NOR I a l'etat bas.

Montage minuterie/telerupteur/disjoncteur (figure 2)

AlimentationsL'alimentation du montage est reali-see suivant le meme principe quecelui qui a ete explicite lors de ladescription du montage precedent.La mise en marche de ('alimentationse realise par I'appui temporaire surle bouton-poussoir BP qui compor-te deux series de contacts separes :('alimentation 220V et un second cir-cuit basse tension que nous evo-querons ulterieurement.

MinuterieEn appuyant brievement sur le bou-ton-poussoir, la capacite C2 n'a pasle temps d'atteindre un niveau decharge suffisant pour enclencherdes operations que nous examine-rons au paragraphe suivant. Commedans le montage precedent, ('ali-mentation basse tension, issue de lachute de potentiel aux bomes de R1,s'etablit. La sortie de la porte NOR IVest a l'etat haut. Concemant l'entrée12 de la porte NAND IV, signalonsque la situation normale est un etatpseudo-haut. II resulte un etat bassur la sortie de la porte NAND IV. Letransistor PNP se sature et le relais

2 Bascules bistables

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08 256 t 014 16384 t

d'alimentation est ferme. Au boutdune duree reglable de 40 s a 15mn, la sortie Q14 de IC4 presente uneat haut. La sortie de la porte NORIV passe a l'etat bas. II s'ensuit un etathaut au niveau de la sortie de la por-te NAND IV. Le transistor T1 sebloque et le relais d'alimentations'ouvre. L'ec la irage cesse. Commedans le montage precedent, au mo-ment de ('apparition de ('alimenta-tion, la charge rapide de C96 traversR8 a pour effet de real iser la remise azero du compteur IC4.

TelerupteurEn appuyant plus longtemps sur lebouton-poussoir de mise en marche(au moins pendant 3 6 5 10e de se-conde), la capacite C2, qui se char-ge a travers R2, voit le niveau de po-tentiel de son armature positivearriver a une valeur superieure a lademie tension d'alimentation ce quifait basculer les portes NOR III etNAND III. En particulier, sur la sortiede la porte NAND III, on observe unfront montant qui est aussitOt pris encompte par le dispositif de deriva-tion C3, Re, D1. La charge rapide de C3a travers R4 a pour effet la presenta-

BROCHAGE. MeMal=.

tion dune breve impulsion positivesur l'entrée de la bascule mono -stable formee par les portes NOR I etII. Cette derriere delivre sur sa sortieun bref etat haut d'une duree del'ordre de 150 ms. Cette impulsionest aussitot prise en compte par letrigger de Schmitt que constituentles portes NAND I et II et de leurs re-sistances peripheriques R6 et Rro. Cetrigger confere un signal ainsi traitedes fronts montants et descendantsbien verticaux.Le circuit integre reference IC3comporte deux bascules bistablesdont une seule a ete mise a contri-bution. Compte tenu des regles defonctionnement (rappeldes en fi-gure 3) d'une telle bascule, la sor-tie Q1 change d'etat pour chaquefront montant enregistre au niveaude rent& CLOCK 1 L'impulsiond'initialisation evoquee au para-graphe precedent a egalement eucomme effet d'assurer la remise azero prealable de cette sortie Q1.Par l'intermediaire de la diode D9,l'entrée 13 de la porte NAND IV estalors soumise a un etat haut. Ellel'etait deja par l'intermediaire deD3. Le transistor Ti reste sature. L'en-

ETAT INITIAL

CL

ETAT SUIVANT

Entrees Sortie SORTIES

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X 1 0 0 1 __/- 0 1

X X 0 0 X ---\_._ Ne change pas

X X 1 0 X X 1 0

X X 0 1 X X 0 1

X X 1 1 X X 1 1

A Gliangement de niveau

X Etat indifferent BROCHAGE.


UTILISATION D'ELEMENTSSTANDARDS.

tree 13 de la porte NOR IV passeprogressivement a un etat haut, aufur et a mesure de la charge de C,travers R5. Ce retard volontaire per -met a l'etat haut transmis par D9 des'etablir de maniere stable. Apresce mini delais, la sortie de la porteNOR IV passe a ['eat bas ce qui nechange rien quant au maintien de lasaturation du transistor Ti. L'eclaira-ge est maintenu. Au bout d'un cer-tain delai, la sortie de Q14 passe al'etat haut comme déjà evoque auparagraphe precedent. Cela n'a au-cune incidence sur ('auto-maintiendu relais d'alimentation etant don-ne que celui-ci est assure via la dio-de D2.Pour eteindre l'eclairage, it

convient d'appuyer de nouveaupendant la duree requise(quelques 10e de seconde) sur BP.Comme evoque precedemment,cela a pour resultat la presentationd'un front montant sur ('entree« CLOCK 1 de IC3, d'o0 un passa-

TRACE DU CIRCUIT IMPRIME.

ge a l'etat bas de la sortie Q1. Lasortie de la porte NAND IV pas-se alors a l'etat haut et le tran-sistor Ti se bloque. Le relaisd'alimentation s'ouvre etl'eclairage cesse.A noter que la mise en servi-ce de la fonction « telerup-teur est materialisee parI'allumage de la LED L dontle courant est limite parR13. Si l'utilisateur venait acouper l'eclairage avantque le delai imposepar la minuterie n'arri-

ve a son terme, l'entree13 de la porte NOR IV reste

maintenu a un etat haut grace a la de -charge lente de C7 a travers R5. La sor-tie de la porte NOR IV reste donc al'etat bas pendant cette transition.L'entree 13 de la porte NAND IV pas-se ainsi franchement a l'etat bas cequi provoque le blocage de Ti.Notons enfin, qu'au moment del'etablissement de la tension d'ali-mentation, ('impulsion positive d'ini-tialisation neutralise provisoirementla bascule monostable NOR I et II, cequi evite tout declenchement inde-sirable de cette derriere.

DisjoncteurLe dispositif de protection par dis-joncteur fOnctionne suivant le memeprincipe que celui qui a ete decritdans le montage precedent. Si latension d'alimentation s'eleve anor-malement, l'entrée 12 de la porteNAND IV passe a un niveau inferieura la demie tension d'alimentation. IIest donc a assimiler a un etat bas. IIen resulte un etat haut sur la sortie decette porte NAND, d'ou le blocagede T1 et I'ouverture du relais d'ali-mentation.

Realisation

Circuits imprimes (figure 4)

La realisation des circuits imprimesappelle peu de remarques, mis apart que la configuration des pistesest serree pour d'evidentes raisonsd'aboutir a des modules de dimen-sions reduites, propres a pouvoiretre montes sous un couvercle debolte de derivation. Cette dernieres'installe alors en lieu et place de l'in-terrupteur mecanique existant.On pourra reproduire les circuits im-primes, soit en confectionnant pita-lablement un typon ou, encore, enusant de la methode photogra-phique consistant a prendre les mo-dules publies comme modeles.Apres gravure dans un bain de per-chlorure de fer, les modules sontrincer soigneusement et abondam-ment dans I'eau tiede. Par la suite,toutes les pastilles sont a percer aI'aide d'un foret de 0,8 mm de dia-metre. Certains seront a agrandir demaniere a les adapter aux diametresdes connexions des composantsauxquels ils sont destines.

Implantation des composants(figure 5)

Apres la mise en place des straps deliaison, on implantera les diodes, lesresistances et les supports des cir-cuits integres. On poursuivra par lasoudure des capacites, des transis-tors et on terminera par les compo-sants les plus volumineux. II va de soiqu'il convient de bien respecter('orientation des composants polari-ses. Le montage « minuterie/tele-rupteur/disjoncteur u est constituede deux modules superposes et re-lies electriquement entre eux par lemoyen de connecteurs male et fe-

IMPLANTATION DES ELEMENTS.

220V ALT.0-

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melle. L'ecartement et la tenue me-canique de ('ensemble sont realisespar des vis de 3 mm de diametre etdes ecrous faisant office d'entre-toises.

Reglages

SecuriteDune maniere generale, itconvient de rappeler quetoutes les parties conduc-trices des modules sontpotentiel de 220V par rap-port a la terre. II convientdonc de bien faire atten-tion : semelles de chaus-sures isolantes et gants en,caoutchouc constituentune protection efficacelorsque Ion travaille sur lesmodules sous tension.

M o n t a g e« minuterie/disjonc-teur »Dans un premier temps, le curseur del'ajustable Al est a placer a fond dansle sens anti-horaire. Concernant le


4

0-220V ALT. J 100W

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CONNECTEUR MALE SOUDE COTE CUIVIRE

ASPECT DU MODULE INTERIEUR.

curseur de l'ajustableA2, la duree de la temporisation aug-mente lorsque l'on toume le curseurdans le sens horaire. La plage s'etenddune valeur de 1 mn a la valeur de 15mn. Une fois ('ampoule d'utilisation

- 1-2- 3

456


de 100 W allumee, on tourneralentement le curseur de l'ajustableAl dans le sens horaire. A un mo-ment donne, ('ampoule clignoteou « gresille H. C'est le seuil de de-clenchement de la fonction . dis-joncteur ». II convient alors de re-venir assez franchement dans sensanti-horaire de maniere a donnerau dispositif une bonne stabilite,notamment au moment du debutde I'allumage de ('ampoule.

Montage « minuterie/telerup-teur/disjoncteurLa rnethode est la meme pour lesajustables Al et A9 qui portent lameme reference et dont les sensde rotation du curseur agissent sui-vant les memes regles que celles

evoquees ci-dessus.

R. KNOERR


0 -(D211- (-C4 )

-IR 01- C=- 1

- 2-3-4-5-

( CS) R41-

- -1ID1i-CONNECTEUR FEMELLE


Nomenclature

Minuterie + disjoncteur

3 straps (2 horizontaux,1 vertical)121: 10 S2 3 W vitrifieeR2: 1,5 kS2(marron, vert, rouge)R3: 1 kS2(marron, noir, rouge)R4, Rs : 10 Ili).(marron, noir, orange)R6: 1 MS2(marron, noir, vert)R7: 22 ki).(rouge, rouge, orange)Al, A2: ajustables 220 kS2miniaturesPont de diodes 500 mAL : LED rouge 03 hauteluminositeDZ : diode zener 4,7V/0,5 W

: 1 000 pF/16V electroly-tique sorties radialesC2: 0,22 pF ceramiquemulticouchesC32 : 22 pF/10V electrolytiqueT : transistor NPN BC108,2N2222ICI : CD4001 (4 portes NOR)IC2: CD4060 (compteurbinaire 14 etages)1 support 14 broches1 support 16 brochesBP : bouton-poussoir pourcircuit imprime, contacttravailREL : relais SIEMENS 5V 1RT1 bornier soudable 2 plots

Minuterie + telerupteur+ disjoncteur

Module superieur

1 strapR1: 10 S2 3 W vitrifieeR2, R3: 10 1(12(marron, noir, orange)R9: 100 Iti2(marron, noir, jaune)

ASSEMBLAGE DES MODULES.

R12: 1 k52(marron, noir,

rouge)R13: 1,5 ki2(marron, vert,rouge)

R15: 47 kS2(jaune, violet,orange)

: ajustable220 k.0. miniature

Pont de diodes 500 mAL : LED rouge 03 haute

luminositeDI : diode zener 4,7V/0,5 WCl: 1 000 pF/16VelectrolytiqueC2 : 47 pF/10V electrolytiqueTi: transistor PNP 2N2907T2 : transistor NPN BC108,2N2222REL : relais SIEMENS 5V 1RTBP : bouton-poussoir doublecontact/coupure (NEC)1 bornier soudable 2 plots1 connecteur male 6 broches

Module inferieur

11 straps (5 horizontaux,6 verticaux)R4, R6 a R8: 10 kS2(marron, noir, orange)Rs, R14: 47 kS2(jaune, violet, orange)R1,3: 100 kS2(marron, noir, jaune)R11: 470 kS2(jaune, violet, jaune)R16: 1 PC.2(marron, noir, vert)A21: ajustable 220miniatureD1 a D3 : diodes signal1N4148C3: 0,1 pF ceramiquemulticouchesC4, Cs : 1 nF ceramiquemulticouchesC6: 10 pF tantaleC7: 100 pF/10V electrolytiqueC8: 0,22 pF ceramiquemulticouchesCy : 10 pF/10V electrolytiqueIC, : CD4001 (4 pones NOR)IC2: CD4011 (4 portesNAND)IC3: CD4027 (double basculebistable)IC4: CD4060 (compteurbinaire 14 &ages)2 supports 14 broches2 supports 16 broches1 connecteur femelle6 broches

JARGONOSCOPE

DICTIONNAIREDES TECHNIQUESAUDIOVISUELLESTELEVISION -VIDEO - AUDIO -INFORMATIQUENUMERIQUE

Fabien Marguillard

JargonocopeDictionnaire

des techniques audiovisuelleilTelevision - Video - Audio

Info ue nun*" ue

Les utilisateurs des techniquesvideo, audio et informatiqueconnaissent les difficultes lieesau vocabulaire scientifique, et aun jargon technique souventdomine par l'anglais.Dans ce dictionnaire tres completqu'est le Jargonoscope, l'auteurrappelle, a travers les definitions, lesprincipes fondamentaux du son etde l'image. II presente les differentsstandards de codage des signauxanalogiques et numeriques, ainsique les supports et les formatsd'enregistrement. II decrit egale-ment les materiels et les systemesadaptes aux differents secteursd'activite. Enfin, it presente les prin-cipaux types de circuits, compo-sants et connecteurs.Veritable overage de reference, leJargonoscope est 6 la fois une sour-ce de documentation et un outil detravail pour les professionnels destechniques video, audio et informa-tique, ainsi que pour les utilisateursqui s'interessent au langage tech-nique des medias audiovisuelscontemporains.

F. MARGUILLARD - DUNOD400 pages - 250 F.


DOMOTIQUE

STIMULATEURANTIDOULEUR« LIKE ACUPUNCTURE

Nous vous avonspropose dans unprecedent article unstimulateur antidou-leur utilisant le prin-cipe dit du "gatecontrol". Le stimula-teur decrit dans leslignes qui suiventpoursuit le mimeobjectif mais utiliseun principedifferent.

Avertissement

Les informations qui suivent ont eterecueillies dans la litterature medicaleou aupres de professionnels de lasante, puis mises sous une formecomprehensible par tous. L'objectifn'est pas de vous donner un proto-cole de traitement destine a soulagertel le ou tel le pathologie, nous n'avonsd'ailleurs pas la competence neces-saire. Nous souhaitons simplementvous faire decouvrir un aspect del'electronique medicale a travers unerealisation qui reste simple. Cet appa-reil n'est pas un gadget et est exclusi-vement destine a une experimenta-tion personnelle; un medecin ou unkinesitherapeute sera a mime devous donner des conseils d'utilisationpour soulager telle ou telle douleur.

Generalites

Le stimulateur que nous avions de-crit dans le numero de janvier der-nier faisait appel a un mode d'actionappele "gate control". II empechaitle cheminement de ('information

SPrCIUPE

SIMPLIFIEEDE LA MOELLE EPINIERE.

douleur jusqu'au cerveau. L'interetde ce systeme residait, entre autres,dans une action rapide contre ladouleur, ('inconvenient etant un ef-fet peu durable apres la stimulation.Le systerne propose aujourd'huin'agit pas de la mime facon,

n'empeche pas le cheminement de('information vers le cerveau. II estinteressant car son action est beau -coup plus durable mais, revers de lamedaille, son action est beaucoupmoins rapide. Les deux methodesse completent donc parfaitement.


Pourquoi le terme "like acupunctu-re"? Nous vous l'expliquerons lorsdes conseils d'utilisation, mais noteztout de meme qu'il ne s'agit pas d'unappareil de stimulation dedie a('acupuncture. II s'agit du terme utili-se par les professionnels pour desi-gner ce genre de stimulateur. Nousallons essayer de vous exposer defacon simple la theorie ayant coursdepuis de nombreuses annees pourexpliquer son mode d'action.

Notions de physiologie

La classification et le role des diffe-rentes fibres nerveuses vous sontrappeles dans le tableau 1. Alors quenous nous etions precedemmentpreoccupes des informations tac-tiles, nous allons cette fois nous inte-resser au cheminement de ('informa-tion de type "douleur". Afin demieux situer nos explications, nousvous donnons en figure 1 une cou-pe simplifiee de la moelle epiniere.Vous pouvez voir en figure 2 que lesfibres A delta et C penetrent dans lamoelle epiniere par la come poste-rieure. D'ici, le message remonte jus-qu'au thalamus et au cortex. II seraalors interprets comme etant unedouleur avec toutes ses conse-quences (reflexes, memoire de cettedouleur, stress...). Ce qui n'est plusune simple information nerveusemais une douleur va alors provoquerune reaction dont le but est de dimi-nuer la force du message d'origine.Pour ceci, ('hypothalamus va libererdes substances morphinomime-tiques qui iront inhiber ce messageau niveau de son entrée dans la cor-ne posterieure de la moelle epiniere.Bien que ceci soit un peu hors du su-jet qui nous interesse, cette reactiondu corps genre aussi d'autres sub-stances qui pourront provoquer desdesordres au niveau des visceres.Ces desordres sont souvent qualifiesde psychosomatiques.La fonction du stimulateur que nousvous proposons va donc etre de sti-muler les fibres A delta et C a la limi-te de la douleur pour provoquer laproduction et ('accumulation de cessubstances morphinomimetiques.Pour exciter ces fibres, it faut des im-pulsions generees a tres basse fre-quence, dont la duree sera pluslongue que pour les fibres sensi-tives. Des durees tres variables sontgeneralement utilisees, allant de0,2 ms jusqu'a 10 ms! Toutes sontaptes a exciter les fibres visees, lecourant necessaire devenant moinsimportant lorsque la duree croft. Uneduree importante se traduit aussi par

Vole descendante(endorphines)

Moelle epiniere(substance grise)

VOTES MONTANTESET DESCENDANTIS,

une sensation plus desagreable.Apres essais, nous avons fixe notrechoix sur 6 impulsions de l'ordre de800 ps/seconde. Ces valeurs ne sontpas critiques.

Schema synoptique

Ce schema vous est donne en figu-re 3. Le cceur de l'appareil est la ba-se de temps chargee de delivrer desimpulsions de 800 ps environ, l'inter-valle entre deux impulsions etantd'environ 0,15 secofide. II est ne-cessaire d'elever la tension de la pi-le a environ 50V. Cette fonction estremplie par le bloc "generateur HT".Cette tension continue est decou-pee en impulsions par le bloc "eta-ge de sortie", lui-meme pilots par labase de temps. La pile figure dansce synoptique afin de souligner que('alimentation dolt etre autonome.

Vole montante(influx)

Infflux nerveux

FibresA delya et C

PeaLl

SYNOPTIQUE.

UN RACCORDEMENT AU SECTEUREST ABSOLUMENT EXCLU, memepar l'intermediaire d'une alimenta-tion de laboratoire. Notre generateurutilise des electrodes optimisant lecontact avec la peau, une fuite d'untransformateur d'alimentation pour-rait provoquer une electrocution...Donc, ne prenez pas de risque; unepile (ou un accumulateur) est la seu-le solution sure a 100 %!

LA CARTE REALISEE.


Analyse du schema(figure 4)

Generateur haute tension

II est construit autour dune pompediodes que nous avons decrite endetail dans ('article déjà cite. Nous ne

SCHEMA DE PRINCIPE.

reviendrons donc pas sur lui et les rai-sons de ce choix. Vous pourrez tou-tefois remarquer que nous avons cet-te fois trois portes en parallele au lieude deux. Ceci est necessaire pourpouvoir del ivrer I 'energ ie necessa i re ades impulsions relativement longues.[astable qui foumit le signal cane a lapompe a diodes est constitue de

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LU

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0) u_0 0

m>rn

deux portes inverseuses. Sa periodeest fixee par R8 et Cc.

Base de temps

Construite autour de Us qui est un555, elle delivre les impulsions cali-brees dont la duree et la frequencesont fixees par Ro, R, et C10. La sortiede ce 555 est aussi utilisee pour pi-loter la LED DB par l'intermediaire de2 portes inverseuses. II est ainsi faci-le de visualiser le bon fonctionne-ment de la base de temps.

Etage de sortie

La aussi, le montage etant sensible-ment le meme que dans Particle

Z precedent, nous ne redonneronsCL pas ('explication detaillee du fonc-

tionnernent. Nous rappellerons quele condensateur C14 a un role tres im-portant permet d'avoir un signaldont la valeur moyenne est nulle(voir figure 5). Le bilan energetiqueau niveau de la peau est alors nul,evitant tout phenomene d'electroly-se pouvant se traduire par une rou-geur et meme une brulure sous leselectrodes dans les cas extremes.Ce composant ne devant pas avoirde courant de fuite, ('usage dunecapacite chimique est exclu.

Realisation

La gravure directe semble difficile0a conseiller vu la relative densite

du circuit irnprime (figure 6). Poureliminer tout risque d'erreur, laphotogravure est souhaitable(photocopie sur calque, puislation aux UV dune plaque pre-

' sensibilisee). Certains annonceursde la revue sont aussi en mesure degraver le circuit a partir dune pho-tocopie du typon. Sur le schemad'implantation (figure 7), vouspouvez constater que pour facili-

o ter votre approvisionnement, nousavons prevu plusieurs emplace-

- ments pour C14. La valeur totale de-vant faire environ 4 a 5 pF vouspouvez l'obtenir par plusieurscombinaisons : 1 capacite de4,7 pF ou 2 capacites de 2,2 pF ou5 capacites de 1 pF. Dans tous lescas, vous devrez utiliser des

0)

CA

condensateurs mylar 63V.Soyez tres attentif au sens d'implan-tation des circuits, a celui desdiodes et a celui des chimiques.[utilisation de supports pour les cir-cuits integres vous simplifiera gran -dement la tache en cas de depan-nage. Attention aux eventuellesmicro coupures de piste et auxponts de soudure imprevus entreles pattes des circuits ! Les transistors


CIRCUITS INTEGRES CLASSIQUES.

55 V -

45 V -

0,7 a 0,8 ms

-4 V -Environ 10 ms


Environ 160 ms

SIGNAL A OBTENIR (SUR UNERESISTANCE DE1Ki2).

J

utilises sont courants, n'essayez pasde les remplacer par des types ap-proximatifs, vous iriez au devant dedeboires. Pour l'alimentation, vous

pourrez prevoir un interrupteur clas-sique ou mieux, un interrupteur cou-ple au potentiometre de reglage ducourant. De cette facon, lors de lamise sous tension, le courant seraforcement a sa valeur minimale sansrisque de fausse manoeuvre.

Essais

Le montage ne comporte aucunelement ajustable. II n'y a donc pasde mise au point a prevoir, le fonc-tionnement dolt etre immediat s'iln'y a pas d'erreur de cablage. Desla mise sous tension, vous devezvoir clignoter rapidement la LED aune frequence de l'ordre de 6 Hz.Si ce n'etait pas le cas, inutile d'al-ler plus loin, it faut tout reverifier depres. Un essai se fera sur une resis-tance de charge de 1000 12 qui si-mulera la resistance du corps hu-main entre les electrodes. Unoscilloscope est indispensablepour visualiser la tension auxbornes de cette resistance. La ten-sion mesuree devra etre conformea la figure 5 pour le potentiometreen position maximale.

Utilisation

Les electrodes a utiliser sont lesmemes que pour le precedent ap-pareil (souples, surface de l'ordrede 150 mm9). La facon la plussimple de stimuler est de placer lesdeux electrodes de part et d'autrede la zone douloureuse. Ce n'estpas forcement la plus efficace. Parexemple, le nerf sciatique descendjusqu'au pied. Pour soulager une"sciatique", it pourra 'etre plus judi-cieux de stimuler une partie dunerf ou la douleur ne semble pour-tant pas localisee. II n'y a pas de re-cette universelle en la maniere, etc'est la qu'intervient ('experiencedu kinesitherapeute ou du mede-cin. On peut, en particulier, stimu-ler a distance par des "triggerpoints" (ou points gachettes)connus des praticiens. Ces pointscorrespondent souvent a despoints d'acupuncture. Les resultatsde la stimulation ne sont pas force -merit ceux que procure ('acupunc-ture, mais le terme "stimulateur likeacupuncture" est pourtant genera-lement employe.Avant de mettre les electrodes enplace, it peut etre bon de degraisserla peau avec un peu d'alcool, lecontact sera mieux assure. Lors-qu'elles seront en place en plaquantbien sur toute leur surface, verifiez


- -

PILE 9 VOLTS

ECTF;(


soigneusement que le potentio-metre est en position minimale, met-tez sous tension puis augmentezdoucement le reglage du courant.Vous allez avoir la sensation decoups tres rapproches. Augmentezle courant pour ressentir une fortesensation. Les beta endorphines

LES ELECTRODES SOUPLES.

vont commencer a se mettre en che-min pour relever le seuil douloureux!Lorsque la sensation diminue, aug-mentez de nouveau le courant, nou-velles beta endorphines, nouvelleaugmentation du seuil douloureux,etc.Pour avoir un resultat interessant, it

faut stimuler au moins 10 a 15 mi-nutes. On peut arriver jusqu'a une re-lative insensibilite de la zoneconcemee, avec un seuil de douleurreleve pour plusieurs heures. Le pa-radoxe de cette methode est queplus la stimulation est desagreable,plus it y a production de substances

morphinomimetiques, et plus le re-sultat est rapide et durable. Ceci neveut pas dire qu'il faut a tout prix sefaire tres mal pour se sentir enfinmieux lorsque ca s'arrete! Ne reveztout de meme pas, si la douleur asoulager est vraiment trop forte, cesmethodes d'electrostimulation sontun outil precieux parmi d'autres maisne sont pas forcement le traitementmiracle parfois decrit. En fin de sti-mulation, ne coupez pas brusque-ment la tension, mais diminuez pro-gressivement le courant, ceci vousevitera un petit choc desagreable.

Indicationset contre-indications

Comme deja precise, et n'etant pasmedecin, ne nous est absolumentpas possible de vous donner des in-formations precises. Ce genre d'ap-pareil est utilise cheque jour par desmedecins et des kinesitherapeutes,peut donner des resultats spectacu-laires en etant bien utilise, mais peutaussi ne rien donner. De fawn tresgenerale, de bons resultats sont ob-tenus dans le soulagement de dou-leurs chroniques, de lombalgies, enmedecine du sport... Si vous pen-sez pouvoir etre soulage par cettetechnique, consultez au prealablevotre medecin qui pourra vousconseiller utilement.COte contre-indications, it va de soique ni une personne cardiaque ouen mauvaise sante, ni une femme en -


fibres Afibres A betafibres A delta

fibres C

influx sensibi liteinflux tactile

influx douleurinflux douleur

conscience de l'effortinformations tacti lesdouleurs localisees

douleurs fortes et diffuses

DIFFERENTS TYPESDE FIBRES NERVELISES.

ceinte ne doit etre soumise ace gen-re de stimulation. Rappelons aussique merne chez une personne enbonne sante, stimuler la zone car-diaque est dangereux.

Conclusion

Si grace a cet appareil vous faitesdisparailre ou attenuez une douleur,soyez conscient que vous n'en avezpas supprime la cause. La douleurest un signal d'alarme qui nous estnecessaire et qu'il ne faut pas igno-

rer en le masquant simplement. Cegenre d'appareil peut rendre d'ap-preciables services, mais seulementapres consultation d'un medecin, lesignal d'alarme ayant ete pris encompte et n'ayant alors plus la me -me utilite.Nous souhaitons que ces deux ar-ticles, en vous initiant aux meca-nismes de la douleur, vous aurontdonne l'envie d'en savoir plus. II

s'agit toujours d'electricite et unelectronicien n'a donc aucune rai-son de se sentir deroute!

G. DURAND

Petit lexique des termes medicaux utilises

Cortex : centre nerveux central et siege de la penseeHypothalamus : place a la base du cerveau, it est le centre regulateur desgrandes fonctions vitalesThalamus : relais sensitif et centre regulateur des fonctions vegetativesSubstances morphinomimetiques : substances ayant les proprietes an-talgiques de la morphineEndomorphine : substance morphinomimetique secretee par ('hypotha-lamus.

Nomenclature

220 kO.(rouge, rouge, jaune)R2: 1 ki).(marron, noir, rouge)R3: 1,8 k1.1(marron, gris, rouge)R4 : 2,7 1(12(rouge, violet, rouge)Rs : 8,2 kQ(gris, rouge, rouge)Rs: 4,7 kS2(jaune, violet, rouge)R7: 1 MQ(marron, noir, vert)Rs: 150 kQ(marron, vert, jaune)R9 : 1,5 MS?.(marron, vert, vert)R10: 22 Q(rouge, rouge, noir)Rli : 330 K2(orange, orange, marron)C1 a C6, C12: 100 nF/63VmylarC7: 4,7 pF/63V chimique

C3 : 100 pF/50V chimiqueC9: 1 nF/63V mylarC10: 220 nF/63VC11: 22 nF/63V mylarC13 : 10 pF/35V chimiqueC14: 4x1 pF/63V mylar ou1x4,7 pF/63V mylar (voirtexte)U 1 a U4: 4049Us : NE555Ql: 2N1711Q2, Q3 BC549CQ4 : EIC559CD1 a D7: 1N4148D8: LED : potentiometre 10 k.Q. lin61 a B4: tosses poignard1 plaquette epoxy112x86 mm1 support 2x4 broches4 supports 2x8 broches2 electrodes souples+ cordons de liaisonadequats2 douilles 2 mm1 connecteur pression 9V

,1 pile pression 9V type 6F22

0111.1111111111.111111111.1r...

DETECTEURSET AUTRESMONTAGESPOUR LAPECHELoisir tres populaire, la Ocheest en constante evolutionquant aux techniques et mate-riels utilises. L'electronique aapporte a cette pratique denombreuses ameliorations no-tamment pour ce qui concerneles detecteurs de touche, in-dispensables a Ia Oche mo-derne de Ia carpe.

Detecteurset autres

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la peche

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Cet ouvrage vous propose des rea-lisations simples et detaillees, avectempo, avec memoire, pour car-nassiers, avec centrale de regrou-pement ou signalisation sans fil parmodules MI POT.Afin de faciliter le quotidien despe'cheurs, de nombreuses autresmaquettes sont decrites : pour laconservation des vifs, la mesure dela temperature ou de la pressionatmosphenque, la recharge desaccumulateurs au Cd-Ni, etc.Autant de montages, real isablespar le debutant en electroniquecomme par I 'a mateur confirm&qui vous permettront de comple-ter au moindre tout votre equipe-ment de pecheur.

G. ISABEL - ETSF/DUNOD128 Pages - 139 F

48 ELECTRONIOUE PRATIQUE 231

FOURINIAW3E3iga

Generalement toutle monde a chez soiun thermometre quiindique Ia tempera-ture interieureou exterieure.Vindication estdorm& par leniveau d'un li-quide dans unecolonne ou sous laforme d'une valeurnumerique pour lesmontages electro-niques qui nous in-teressent. Avec lemontage que nousvous proposons derealiser, vous aurezvotre disposition unthermometre nume-rique et graphiqueainsi qu'une horlogecalendrier. Le graphepermet d'afficher lestemperatures sousforme de barresdans une grille de20 points de largesur 16 de haut. Du mifait de Ia hauteur 'IImaximum du graphe,les temperaturessont affichees parrapport a la tempi-rature presente.

Description

Ce thermometre est construit avecdeux sondes de temperature. Nousutilisons deux circuits integresDS1620 pour realiser cette fonction.Pour prelever, toutes les heures, lestemperatures, nous employons uncircuit horloge : PCF8583. Ce demierdispose dune memoire que nousexploitons pour saver les tempera-tures. Un afficheur LCD deux fois sei-ze caracteres permet d'afficher les

THERMOMETREGRAPH IQU EHORODATE

informations sous forme numeriqueou graphique. Pour cela nous utili-sons la possibilite de definition desmatrices de caractere offertes avecces afficheurs. Enfin, un microcon-troleur ST6225, associe a un pro-gramme, pilote tous les Oh-pheriques indiques ci-dessus. Sixtouches permettent de dialogueravec le micro suivant un programmesous forme de menu (figure 1).

Le convertisseur detemperature DS1620

Ce convertisseur numerique de tem-perature est capable de mesurer des

Six

touchesclavier

temperatures pouvant al ler de -55 °Ca +125 °C avec une precision de0,5 °C. II est integre dans un bolder a8 broches. Aucun autre composantn'est necessaire pour son bon fonc-tionnement.D'autre part ce circuit n'a pas besoind'etre etalonne pour fournir uneconversion exacte. L'information surla temperature est transmise via unport serie sous forme de neuf bits encomplement a deux. Cette valeur,codee en complement a deux, re-presente la temperature en uniteCELSIUS. Trois broches du circuit

PLAN DE MONTAGE.

Aft:hour Lcd 2 x 16 modems

MicrocontroleurST 6225

-1171411111===,..7\.

DS1620

Capteur(SC) int.

DS1620

Capteur("C) ext.

.111

Horloge

CalendrierPCF8583


DS1620 ont pour fonction la com-munication de celle-ci. Dans notremontage, nous utilisons deux cir-cuits DS1620 : un pour la temperatu-re interieure, it est place sur la carte,I'autre, pour la temperature exterieu-re, it est eloigne d'environ 50 cm enutilisant un cable a cinq brins. Troisde ces brins sont utilises pour lacommunication sere et les deuxautres pour ('alimentation (voir sche-ma structure) figure 8). Dans notremontage, ('unite CELSIUS est utiliseepour afficher les temperatures sousforme numerique. A titre d'informa-tion, vous pourrez consulter la tablede transposition entre les unites detemperature existantes sur lafigure 2.

L'horloge PCF8583

Nous utilisons ce circuit pour nousfoumir une horloge calendrier. Ellenous permet de prelever a intervalleregulier les temperatures. Ces inter-valles sont fixes a une heure dansnotre montage. En employant lePCF8583 nous avons a notre disposi-tion une memoire de sauvegarde de256 octets.Cette demiere nous sert de memoi-re tampon pour stocker les tempera-tures interieures et exterieures. Cecircuit communique par l'interme-diaire d'un port I2C. La mise a l'heu-

Matrice de caracteresdefinissable : 5 x 8 points

tullummulum MIlllull"FHEIMMIIII!!!!!:num :gum u:Inmunclinucicessun

Fenetre graphique construite avec 8matrices de caracteres definIssables.

MATRICE GRAPHIQUE.

GRAPHIQUE DES VARIATIONS.

laskiiiiala INT + 16,5°C

" Baisse

hi:...... EXT + 19°C

44. Baisse

Celsius (C°) -20 -10 0 10 20 30 40Fahrenheit (F°) -4 14 32 50 68 86 104Kelvin (K°) 253 263 273 283 293 303 313

Relation entre les unites :((x) K°)-273 = ((x) C°) = ((x)°F)-32

100 100 180

RELATION ENTRE LES UNITESDE TEMPERATURE.

re de cette horloge se fait avec leprogramme microcontroleur associeaux touches et apres avoir valider('option designee du menu LCD.Grace a la capacite de sauvegardeC10, une fois programmee, l'horlogecontinuera de fonctionner apresd'eventuelles remises a zero de ('ali-mentation principale. L'heure est dis-ponible ainsi que la date sur I'affi-cheur LCD.

L'afficheur LCD2x16 caracteres

Nous employons un afficheur LCDdeux fois seize caracteres de typeLTN211 ou compatible. En exploi-tant la possibilite de definition descaracteres CGRAM, nous aeons unefenetre graphique de 20 points delarge sur 16 de haut, figure 3. Huitmatrices de caracteres, definiespoint par point, sont aisposees pourformer une fenetre graphique.Malgre la discontinuite separant lesmatrices de caracteres, on presente-ra de jolis graphiques sur les varia-tions de temperatures, figure 4.Pour afficher les temperatures sur cetableau de 20 points de large sur 16de haut, nous avons donne une re-presentation de 0,5 °C par point enhauteur et d'une heure par point enlargeur. Une variation de 8 °C sur20 heures est donc representable.A cause de ces limites, la represen-tation graphique est toujours faitepar rapport a la demiere valeur detemperature prelevee. Cette demie-

II faisalt 18°CSept heures avant

re se situe toujours au milieu, moinsun point, du cote droit du graphe.Ce point est l'origine de notre repre-sentation graphique. Par rapport acette origine, qui correspond a laderniere temperature prelevee, lescolonnes se situant a gauche repre-sentent les variations des tempera-tures des heures passees. Une diffe-rence de'n'point, par rapport aupoint d'origine, correspond une dif-ference de'n'fois 0,5 °C, figure 5. Lavaleur numerique de la dernieretemperature prelevee est affichee enplus du graphe. On a donc, sur lesvingt heures passees, un bon ordrede grandeur sur variations de tem-perature ecoulees.

Le microcontroleur

Nous utilisons un microcontroleurde chez SGS THOMSON le ST6225qui, associe a notre programme, pi-lote l'afficheur, I'horloge, les conver-tisseurs de temperature et lestouches. Sur un de ses ports sontconnectees les touches. Ce port,PC4, est programme en entree ana-logique. En fonction des touchesenfoncees le niveau de cette entreese fixe a des valeurs determinees.Les resistances R1 a R6 et R9 formentun pont diviseur ajustable sur ('en-tree analogique PC4. Voir figures 6et 7 pour le mode de calcule de cesniveaux.Les temperatures sont prelevees parle microcontroleur pour etre affi-chees et stockees. Corn me nousl'avons vu auparavant, el les sont sau-vees dans l'horloge. Deux brochesdu micro, PC6 et PC5, emulent unport I2C pour pouvoir dialoguer

- II Isbell 17,5°C deux heures avant- II taisait 17°C une heure avant

Temperature actuelle 16,5°C(origine du graphe)

ME.EME

...IIN:171(

MMMMMMM ME

mu um mum ..... sE MMEN

E WES

INT + 16,5°C<=> Baisse

..... ..... ... .....

S0 ELECTRONIQUE PRATIQUE 231

Vcc

R1

R2

1 R2Vconvertlsseur = Vcc *

(R2 + R1)

Entree du convertisseuranalogique du ST6225

avec l'horloge. Pour dialoguer avecle DS1620 trois broches (PB2, PB3,PB4, PB5) communiquent, les de-mandes et les receptions, des infor-mations sur les temperatures. Onpourra se reporter, pour plus d'infor-mation sur le DS1620, sur ('article deM. Laury (E.P.N°208) decrivant leprotocole de communication. L'affi-cheur est commande directementen mode 8bits en utilisant le portPax, PBO et PB1.

Le programme offre plusieurs me-nus pour pouvoir afficher, sous dif-ferentes formes, la temperature in-terieure ou exterieure ainsi que ladate. Un mode d'affichage, dit en`roulemenr, fait succeder alternati-vement les temperatures sousformes numeriques et graphiquesainsi que la date.

Le montage

Le schema structure! en figure 8 faitapparaTtre tous les composants pe-ripheriques, decrits plus haut, autourdu microcontroleur. Deux quartzsont necessaires, un bien entendupour l'horloge IC2 qui est de32,768 kHz et l'autre de 8 MHz pourcadencer le microcontroleur. Celuide l'horloge pourra etre stabilise, sivous souhaitez avoir une meilleureprecision, avec un condensateur va-riable de 25 pF (*).L'alimentation dolt fournir 10 mAsous 9V. Un regulateur 78L05 en bd-tier1092 associe a une pile 9V ou aun bloc d'alimentation suffit ample-ment. La diode D2 protege le monta-ge contre les inversions de polaritequi pourraient survenir lorsqu'onconnecte ('alimentation sans respec-. TRIANON SUR ISOM* DU

CONVIRTISSIUR IN FONCTIONDI LA TOUCNI ENFONCEL

ter la polarite du branchement. A tra-vers la diode D2, le condensateur desauvegarde Clo se charge. Cette dio-de empeche le condensateur de sevider dans tout le montage pour seu-lement alimenter que l'horloge IC2lorsqu'il y a coupure d'alimentation.Un potentiometre de 4,7 kS2 (Pi)permet de rester le contraste de l'af-ficheur LCD. Avec le connecteurCN4, on pourra se relier sur un portserie d'un-PC. Cette demiere possi-bilite permet de lire les 256 octetssauvegardes dans l'horloge.

Realisation pratique

Le montage est realise avec un cir-cuit imprime simple face figure 9associe a la nomenclature de corn-posants. II n'y a aucun strap pour cecircuit simple face. Nous utilisons uncable nappe de cinq brins avec unelongueur d'environ 50 cm pour de -porter le capteur de temperatureexterieur. Les cinq brins sont direc-

tement soudes sur le DS1620 avecun condensateur de 100 nF, C11, dedecouplage, voir schema structurelet d'implantation (figures 8 et 10)pour la connexion du cable. Le cir-cuit integre est place dans un boutde tube, d'un diametre suffisantpour loge le DS1620, le tout estnoye dans une pate silicone (ex :pate d'etancheite). Ce cable est re -lie a un bomier a vis pour circuit im-prime, par l'intermediaire d'une bar-rette de neuf picots au pas de 2,54,dont les picots 2, 4, 6, 8 ont ete sup -primes pour pouvoir etre inserer labarrette dans le connecteur. De parla longueur de ce cable, II faudra si-tuer le montage pret dune ouvertu-re de votre maison.L'afficheur LCD 2x16 caracteres estconnecte directement sur une ran-g& de 16 tulipes males a males. Surle circuit imprime, pour le recevoir,une superposition de deux rangeesde 16 tulipes femelles est disposeedont une est soudee CN3. Les cir-cuits integres sont montes sur sup-

Vbp1 = OvVbp2 =

Vbp3 =

Vbp4 =

VbpS =

Vbp6 =

121

+ (R4 + KS + R4)

R1+ R2

(R1 + R2) + (R4 + + R6)

R1 4- R2 + R3

(121 + RO + R3) + (R5+ R6)

121 + 124 ± R3

(R1 + R2 + R3) 4- (R6)

+ R2+ R3

x Vcc = 1,25V

x Vcc = 2V

x Vcc = 3V

x Vcc = 3,75V

x Vcc = 4,45V(R1 + K2+ }(3) + ((K4+ R5+ K6)11R9)


AFFICHEUR LCD

0 + Vo RS RW E DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0

0000000 000 00000

P1

4,7k

Cl22pF

I

C2 _L Q1

22pF T 8MHz

II1

)

O

D21N4148

0 01C10

T0,1tIF

C9*5 a 25pF

(voir texte)

o IQ2

32,768kHz

CN3

Tinterieurii 11FIC3 = DS16201

DO CU< RST

SONDESExterieur

FIC4 =13816201

DO

CN2

CLK RST

ss : PAO 1 2 3 4 5 6 PA7 iP130 1 2 3I. JL

rIdi = ST622511

1

5 PC4 i ri PB7 6 BP5Ep

(7.) 8O 0O 0

1"

z I PG7 6

co

) I IC2 = PCF8583-1

O

111100nF 100nF 100nF 100nFC3 C4 C5 C6i

0

0

'

717

C11100nF

D3

Zener 4,7V

R84,7k

1

1=1R7

4,7k

CN4

-0O

00R6Ri R2 R3 R4 R5 4,7k

4,7k 4,7k 4,7k 4,7k 4,7k

-*-1=F*4=1-4-1=--=-8-=1-BP1 BP2 BP3

0 0 0

M It I 4-

Tx

RxMasse

R82,2k

BP4 BPS I BP6

O 01 Valide I Menu

D1

INV1 Marche1N4148

REG78L05

port. Nous avons monte les touchessur des supports tulipes pouvoir lessurelever ce qui n'est nullementobligatoire.Pour la realisation proprement dite,apres la gravure et ('inspection duresultat de celle-ci, on respectera('implantation en figure 10. II fautcommencer par souder les resis-tances suivis des condensateurs etdes supports circuits pour terminerpar les bomiers, CN1/2/4. En ce quiconcerne la programmation du mi-crocontroleur ST62E25, it faut dis-poser du starter kit ST622X de SGSTHOMSON et choisir dans le logi-

0 Arret

C71

C8100nT

16V

CN170

-0P777; P717;

ciel de programmation le type demicro ST62E25 (le microcontrOleuravec fenetre EPROM). Le program-me pour notre montage est contenudans le fichier TGH5.HEX, c'est aveclui qu'il faut programmer le micro-controleur.

Utilisation pratique

Apres la mise sous tension, un me-nu a huit options est disponible surl'afficheur (figure 11). En utilisantles touches identifides par lesfleches montantes et descendantes,

SCHEMA DE PRINCIPE.

on parcourt le menu principal. Lesdeux touches avec la fleche mon-tante et la fleche descendante per-mettent de changer d'options dansle menu principal ou, dans l'optionprogrammation horloge, de chan-ger de valeur numerique. Les deuxautres touches, avec les fleches ho-rizontales, ont pour role dans l'op-tion mise a heure de I'horloge, deselectionner le digit a modifier. Latouche 'M'fait revenir le programmeau menu principal et la touche 'V'va-lide l'option pointee par la flecheclignotante figurant sur l'afficheurLCD. Cette touche a aussi pour role,


cifNom..e-e'17 ficc-/tTim

8 80-3 0071 13 ren

ca

-9°C;c9;c9 9

1 8 8 8

9/ 9/ 9

8 8 8

TRACE DU CIRCUIT IMPRIML


lorsqu'on est dans ('option pro-grammation horloge, de sortir decette option. Pour mettre a l'heurel'horloge, on selectionne ('option 7

SONDE EXTERIEURE

IS 61E12 +

dans le menu principal. Avec lestouches verticales, on modifie le di-git pointe par la fleche clignotanteet selectionne avec les touches ho-rizontales. Seules l'heure et les mi-nutes sont programmable. Enfin, onsort en appuyant sur la touche vali-dation 'V'. Pour programmer la date,on procede comme pour l'heuremais avec ('option 8 du menu prin-cipal. Le menu principal offre plu-sieurs options d'affichage des don-nees voir figure 11 pour ladescription de celles-ci. La plus in-teressante est ('option 'Mode tour-nant'qui fait se succeder en boucle,l'heure avec la date, les tempera-tures numeriques suivies de leursgraphes.L'option 6 permet de vider la me -moire de sauvegarde contenu dansle PCF8583. II faudra confectionnerun cable comme indique figure 10du schema d'implantation. On utili-se le petit programme QBasic en fi-gure 12. Celui-ci est disponiblesous DOS dans la majorite des PC.On tape les quelques lignes directe-ment sous l'editeur QBasic. Atten-tion, si vous utilisez le port de com-munication COM2, it faudra changerla notification COM1 figurant dans lelisting par COM2.Pour le transfert, it faut respecterl'ordre qui suit : valider ('option 6'connexion PC'dans le menu princi-

ALINENTATION

+7 Pi 12V

OV

TX

RXCONNEXION PC

10 0 0 0 0,0 0 0 0 0 of

\,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 o/

DB25 I

(VUE COTE SOUDURE)

, DESCRIPTIONDU MENU PRINCIPAL.

Option dans le Menu Principalsur I'afficheur LCD

Role apres validation de l'optiondu Menu principal

1 -Date et Heure2 -Temp INT & EXT3 -Graph INT4 -Graph EXT5 -Mode tournant6 -Connexion PC7-Reglage Heure8-Reglage Date

Affichage de la date et de l'heureAffichage numerique de la temperature ext. et int.Affichage du graphe + digit de la temperature int.Affichage du graphe + digit de la temperature ext.Affichage option 1 puis 2 puis 3 puis 4 en boucleVidage memoire de sauvegarde des temperaturesReglage de l'horloge PCF8583Reglage de l'horloge PCF8583


' Programme de lecture des 256 octets du PCF8583 par liaison sine d'un PC

CLOSE #1

OPEN "COM1 : 4800,N, 8,1, BIN, CDO, CSO, DSO, OPO, RS, TB2048, RB2048" FOR RANDOM AS #1ON COM (1) GOSUB INTRXCOM (1) ON

CLS

ligne = 1colonne = 1

PRINT #1, "2"; demande de vidage

bou:GOTO bouEND

INTRX :

LOCATE ligne, colonnePRINT HEX$(ASC (INPUT$(1, #1)))colonne = colonne + 4IF colonne > 63 THEN ligne = ligne + 1 colonne = 1RETURN

PROGRAMME DE LECTURE.

pal et seulement ensuite lancer leprogramme QBasic. Une temperatu-re est transmise avec deux octets.Seul 9 bits sont utiles. L'octet fortcontient le bit de signe puisque lestemperatures sont codees en com-plement a deux. Voir figure 13 pourla description des octets recus. Atitre d'information, les 8 premiers oc-tets transmis contiennent la copiedes registres intemes du PCF8583.

Conclusion

Ce montage vous donnera une re-presentation plus riche en informa-tions sur les variations de tempera-ture qu'un thermometre classique.Vous aurez une indication sur ('iso-lation de votre maison en compa-rant ('amplitude des courbes exte-rieures et interieures. Le modetoumant offre en plus une horlogece qui donne au montage un role de

point d'information a l'interieur de lamaison.

C. SOULARD

DESCRIPTIONDES OCTETS RECUS.

le octet au 8e Status Seconde Seconde Minute Heure An/date Jour/mois TimerPcf8583 Pcf8583 Pcf8583 Pcf8583 Pcf8583 Pcf8583 Pcf8583 Pcf8583

9e au 16e - - - -

17e au 24e Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low(temperature) °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext. °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext.25e au 32e Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low(temperature) °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext. °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext.33e au 40e Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low(temperature) °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext. °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext.41e au 48e Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low(temperature) °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext. °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext.Etc... ... . . . . . . . . . ... ...249e au 256e Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low Oct. High Oct. Low(temperature) °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext. °C Int. °C Int. °C Ext. °C Ext.

Interpretation des octets de temperature :

Bit oct. Hight Bit oct. Lowbit7_bit0 bit7_bit0

ex. : 0000 0001 1111 11119 bits utiles : ---- ----1 1111 1111

Bit de signe : (x)(x) = 0 : Si bit de signe egale a 'O'alors la temperature (°C) est positive et est egale a la

valeur binaire contenue dans Bit_Low.(x) = 1 : Si bit de signe egale a l'alors la temperature (°C) est negative et est egale a la

valeur inversee bit a bit de Bit_Low plus un.Pour notre valeur d'exemple, la temperature est equivalente a -1 °C


Nomenclature

12, a 128: 4,7 k.Q. 1/4 W(jaunt, violet, rouge)R9: 2,2 Id2 1/4 W(rouge, rouge, rouge)

: 4,7 kQ ajustablehorizontalCi, C2: 22 pFC3 a C3: 100 nF/63V MKFCa : 47 pF/16V electrolytiqueC9: 5 a 25 pF ceiramiqueajustable (*facultatif)Clo: 0,1 pF/5,5V electrolytique(sauvegarde donmies)

: 100 nF/63V MKTD1, D2 : 1N4148D3: zener 4,7VREG : 78L05 100 mA

: ST62E25 UVPROMprogramme avec fichierTGH5.HEXIC,: PCF8583IC3, IC4: DS1620 (semi-conducteur de chez DALLAS)Afficheur LCD 2x16caractires de type LTN211Q, : Quartz 8 MHzQ2 : Quartz 32,768 kHz

: Micro inverseur DIPSWITCHBP, a BP6: Touches KSACN, : Bornier a vis 2 plotsCN,: Bornier a vis de 2+ 3 plotsC114: Bornier a vis 3 plots

LA CARTE PRINCIPALE.

0 0 000 000000000riot

CN3: Barrette tulipes+ barrette tulipe male amale1 support 28 broches3 supports 8 brochesCircuit imprime simple face100x80.

(,^81109-J C -11111119-9t -0111N-, C-$199-')

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AUDIO

MAQUE'TTE D'ETUDEDE L'AMPLIFICATIONCLASSE B ET AB

Mime si Ia quasi-to-talite des amplifica-teurs de puissancede classe B ou ABque I'on rencontreactuellement dansles amplificateursHI -Fl se presententsous forme de cir-cuits integres spe-cifiquement concuspour remplir cettefonction, it est inte-ressant pour letechnicien, de sa-voir comment cegenre d'amplifica-teur fonctionne, neserait-ce que parsimple curiosite in-tellectuelle.La maquette propo-see permet d'etu-dier plusieurs struc-turesd'amplificateursclasse B et AB diffe-rentes. L'examendes oscillogrammesde Ia tension desortie pour les dif-firentes configura-tions envisageespermet a l'utilisa-teur de se rendrecompte de I'effetdes modificationset de l'interet decelles-ci.

Rappels sur les classesd'amplification

Pour definir la classe de fonctionne-ment d'un amplificateur de puissan-ce, it suffit de determiner la dureependant laquelle les transistors depuissance sont conducteurs, parrapport a la periode des signaux am-plifies. Quand l'etage de sortie pos-sede un seul transistor et que celui-ci conduit pendant la totalite dechaque periode, on est en presenced'un amplificateur classe A. Si l'eta-ge de sortie necessite 2 transistorscomplementaires travaillant tour atour pendant une demi periode, onest en presence d'un amplificateurclasse B ou le plus souvent, de clas-se AB. La difference entre ces 2classes est liee a la polarisation des 2transistors, destinee a supprimer les

lb Iba PB

PA

0

VBEa

effets nefastes du seuil de conduc-tion de la jonction base-emetteurqui engendre de la distorsion deraccordement.En nous appuyant sur la caracteris-tique lb=f(Vbe) d'un transistor NPNau silicium, on peut dire que les troisclasses d'amplification A, B, AB cor-respondent respectivement auxpoints de repos PA, PB et PAB de lafigure 1. Pour un transistor PNP, lespolarites de lb et Vbe sont oppo-sees.On reconnait a la figure 2 le schemade principe d'un amplificateurtransistor unique travaillant en classeA, dont la polarisation de base estassuree par le pont resistif Ra, Rb. Ces2 composants doivent etre calculespour qu'en ('absence d'excitation(ve=0), la tension Vbeo soit egaleVbea (valeur relevee a Ia figure 1).Les defauts majeurs d'un amplifica-teur classe A etant qu'il consommeune puissance importante meme aurepos et que son rendement maxi-mum n'excede pas 25%, on lui pre-fere les amplificateurs de classe B etAB qui ont un rendement bien su-perieur (78% au maximum) et dontla consommation au repos est nulleou insignifiante.

POLARISATION D'UN TRANSISTOREN FONCTION DE SA CLASSED'AMPLIFICATION,


Vcc

SCHEMA DE PRINCIPED'UN AMPLI CLASSE A.

Le schema de la figure 3 donne lastructure generale d'un amplificateurclasse B sans aucune sophistication.Les bases des 2 transistors comple-mentaires T1 et T2 sont reliees entreelles, et a la source ve(t). Aucunepolarisation n'est assuree au niveaudes bases et donc, en ('absence designal de commande (ve(t)=0), latension Vbeo est bien nulle. Lorsqueve(t) presente une alternance positi-ve d'amplitude superieure au seuilde conduction de -11, un courantd'emetteur lel, que l'on peut consi-derer en premiere approximationcomme egal au courant de collec-teur 1c1 (=(31 lb) apparait dans lacharge. Pendant ce temps, le transis-tor Tv de type PNP est bloque. Cette

vs (v)

11111)/ DISTORSION IMPORTANTEA BAS NIVEAU.

0' DISTORSION A FAIBLE NIVEAU"]EMILE.

vs (v)

10

10

Ve (t)

NPN

Vs

Rc

T2PNP

ic2

SCHEMA DE PRINCIPED'UN AMPLI CLASSE B.

situation s'inverse lorsque ve(t) pre-sente une alternance negative, 12 de-venant conducteur et T1 se blo-quant. A la chute de tension desjonctions base-emetteur pres, on re-trouve la tension d'entree ve(t) auxbornes de la charge. L'amplificationen tension dun etage classe B est le-gerement inferieure a 1, par contre,son amplification en courant peutetre importante puisque les courantsd'entree et de sortie sont egaux auxcourants de base et d'emetteur destransistors.Pour des tensions d'entree ve(t)d'amplitude faible (quelques Volts),le seuil de. conduction des transis-tors entraIne une distorsion impor-tante du signal de sortie qui s'atte-nue en valeur relative lorsque('amplitude de ve(t) augmente (fi-gures 4a et 4b).Pour reduire cette distorsion, onpolarise legerement les bases des 2transistors, le montage precedentprenant ('aspect de la figure 5.Nous sommes en presence d'unamplificateur travaillant en classeAB. La circulation du courant 11dans les diodes Di et D2 produitleurs bornes une chute de tension

GROS PLAN SUR LA RESISTANCEVITRIFIEE R.

SCHEMA DE PRINCIPED'UN AMPLI CLASSE AB. 111

qui polarise les transistors Ti et -12 aupoint PAB (figure 1). Cette prepola-ri sat i on supprime le seuil deconduction des jonctions base-emetteur de T1 et T2. Le signal desortie vs ressemble a ve(t). Le termede prepolarisation convient mieuxque polarisation, car on se place enun point o0 le transistor ne conduitpas, ou tres peu, celui-ci etant pre-pare pour conduire.Le passage de la classe B a la classeAB ne necessitant qu'un nombre li-mite de composants permettant dereduire le taux de distorsion des am-plificateurs de puissance, it est evi-dent que la quasi-totalite de ceux-cis'appuient sur cette structure qui nese presente pas toujours sous la for-me proposee, mais dont les mul-tiples variantes ont toujours le memebut.

Caracteristiquesde la maquette

Celle-ci s'alimente a partir d'une ali-mentation symetrique de ±15V parrapport a la masse, pouvant delivrer1A. La charge est une resistance R de


Masse

+Vcc

R815k

Aj110k

G4/100pF R7

Vcc

7rA 100R2 CRG12k VENS S

PolarisationR312k

R915k

VE

--C=1

C5100nF

K1

SCHEMA DE PRINCIPE.

C310011F

10 S2 de puissance nominate mini-mum de 5 W. Bien que modeste,cette valeur non negligeable permetdeja d'apprehender un certainnombre de problemes lies al'echauffement de la charge ou destransistors de puissance qui sont parailleurs munis de refroidisseurs.Le changement de structure : pas-sage de Ia classe B a la classe AB,necessite le deplacement de pe-tits cavaliers du meme type queceux utilises en informatique. Onnotera au passage que ('amplifica-teur de puissance peut aussi etreassocie a un amplificateur opera-tionnel afin d'etudier les ameliora-tions apportees par le branche-ment de la chaine de contrereaction aux bornes de la charge(contre reaction globale).

Schema de Ia maquette

On reconnait a Ia figure 6 certainsdes sous -ensembles que nousavons evoques dans la premierepartie de cet article, ne serait-ceque les transistors T, et T2. Precisonsque ces elements sont des Darling-ton (figure 7), ce qui a pour effetde limiter la valeur du courant decommande lb vu que leur amplifi-cation en courant 13 depasse 1000alors que des transistors de puis-sance ordinaires ont un b qui a sou -vent du mat a atteindre 100. Lacontrepartie de ce choix est uneaugmentation du seuil de conduc-tion des transistors (2 fois 0,6V) qui

0 -CRP

6

7 I IC1I TL081 I

R6100

cc4,7kR4

C6220p7K3 0

0

TB1 0

R51,8k

Aj2

474.0

D11N4148

D2J3 1N4148

Ojaune D3

1N4148

ABO

O0 K5B

TRC

1 AB

TB2 0

T32N2905

OB

00 K4

AB

RE11

D4

1'4004

T1TIP 120

TE1

J6

© +15Vrouge

RC

RE2

CC

permet de mieux apprecier les de-fauts d'un amplificateur classe B afaible niveau, mais dont it faut tenircompte dans le choix du systemede polarisation pour passer en clas-se AB.Par rapport aux schernas theoriquesdes figures 3 et 5, on voit apparaitre2 resistances d'emetteur (RE, et RE2)destinees a stabiliser le fonctionne-ment de l'etage de sortie visa vis desvariations de temperature. En effet,en supposant que le courantd'emetteur ait une valeur lel pour latemperature el, si cette derniereaugmente alors que le courant debase est constant, on constate quele courant le augmente. La puissancedissipee par le transistor augmentant

C21000pF

717;

J4OSortieVs

verteJ5

Masse10 noire

TE2

T2TIP 127PNP

D5 J8

H OO -15v1N4004 bleue

J7

VBE seuil =1,2 V

Masse

TRANSISTOR S DARLINGTON.

LE TL 081.


a son tour, cela provoque une nou-velle elevation de la temperature. Sion n'y prend garde, cet effet boulede neige peut rapidement provo-quer la destruction du transistor. Eninserant la resistance RE, toute aug-mentation du courant moyend'emetteur recluit la tension de re-pos Vbeo, donc aussi le courant lbet par voie de consequence le cou-rant d'emetteur et la puissance dissi-pee par le transistor. La reduction dela puissance dissipee par le transis-tor, abaisse sa temperature, ce quicompense ('augmentation de tem-perature initiate.Le circuit de prepolarisation destransistors Ti et Ip fait maintenant in-tervenir 3 diodes car les transistorssont des Darlington dont le seuil deconduction est double de celuid'un transistor normal. En theorie, iifaudrait monter 4 diodes entre les 2bases de TI et T2. Neanmoins, la pra-tique montre qu'avec 3 diodes po-larisees a 0,7V, on prepolarise cor-rectement les 2 transistors a environ1V (2 fois 0,5V) ce qui est suffisantcar la prepolarisation ne doit pasprovoquer la mise en conductiondes transistors, mais simplement lespreparer a conduire. Toute sur-pola-risation entrainant une dissipation depuissance aution retenue est donc tout a fait sa-tisfaisante. En agissant sur l'ajustableAl2 monte en pprallele sur D1 et D2,

0 TRACE DU CIRCUIT IMPRIME.

on modifie le courant qui traverseces diodes. La chute de tension aleurs bornes se modifie permettantainsi d'adapter au mieux la tensioninter -base de Ti et T2.Le circuit de prepolarisation est reliea l'emetteur du transistor T3, dont labase recoit les signaux de sortie deI'AOP IC1. Ce demier est cable enadditionneur inverseur (eventuel le-ment amplificateur pour les signauxd'entree quand on utilise la resistan-ce Rib au lieu de RIO. L'une des en-trees de ICI recoit une tension depolarisation (modifiable par Ali),alors que la seconde entree recoit lesignal que l'on veut amplifier (ve(t)).Quand ('amplitude maximale des si-gnaux delivres par le GBF qui ali-mente cette maquette ne depassepas 5V, on amplifie ceux-ci (3 fois=R2/121b) en positionnant le cavalierde l'inverseur K1 vers le bas. Si le GBFfournit un signal d'amplitude attei-gnant au moins 10V, cette amplifica-tion est inutile. On positionne alorsK1 vers le haut (amplification -R2/Ria=-1).La resistance de contre reaction (129)de I'AOP peut e'tre connect& di-rectement a sa sortie (cavalier K2 enposition basse = contre reactionpartielle CRP), ou au point chaud (S)de la charge Rc (contre reaction glo-bale CRG). Notons pour en termineravec les particularites de cet etage aAOP que son alimentation s'effec-tue au travers des resistances R6 et R7decouplees respectivement par C3et C4. Ces filtres passe -bas ont pourfonction de reduire les eventuelles

fluctuations de la tension d'alimen-tation generale a forte puissance.Sans cette precaution des oscilla-tions parasites pourraient prendrenaissance dans le montage, surtoutsi la source d'alimentation est unpeu juste en courant. C'est pour lesmemes raisons que les lignes d'ali-mentation ±15V sont decoupleespar les condensateurs C1 et C2 defortes valeurs.Le condensateur C6, en parallele surR4 (resistance de base de T3), recluitles risques d'entree en oscillation HFde ce montage dont le gain en cou-rant est eleve.Les diodes D4 et D5 servent de pro-tection en cas d'inversion de polari-te sur ('alimentation.


Le circuit imprime dont le typon estpresente a la figure 8 supporte tousles composants du montage. Soncablage ne pose aucune difficult& IIsuffit de respecter la dispositionproposee a la figure 9.La realisation des "commutateurs"qui assurent le changement de struc-ture fait appel a des barrettes de pi-cots males secables au pas de2,54 mm. II faut 3 picots par inver-seur.Les radiateurs des transistors de puis-sance sont des modeles TV21 main-tenus en place par des vis de 3 mmde diametre. La disposition adopteepour les transistors sur ces radiateursimpose un percage qui s'apprecie

AMPLI CLASSE B FJ

0 0


' 7 "

R8-4 I --

PolarisationC3

0 TGRG

R21 I-

C = CRP

R3

Ent

Masse

J2

IB

AB

R9 -I I -

C4

K2

OT

00

c.

TJ_

TB2IV"

K3

+15V Masse -15V

0 T2 0

J5

au moment de la mise en place.Pour faciliter les echanges ther-miques, it est souhaitable de surele-ver les resistances RE1, REq et la char-ge Rc d'au moins un millimetre parrapport au circuit imprime.Les differentes bornes femelles de4 mm pour chassis permettent d'ef-fectuer les liaisons avec le mondeexterieur (GBF, alimentation conti-nue). Quelques points tests (TB1,TE1, etc.) permettent de visualiserles signaux presents en differentspoints du montage.

Utilisation

Essentiellement destine 6 mettre enevidence les differents aspects de('amplification de puissance enclasses B et AB, les mesures que l'onpeut effectuer sur ce montage sontassez nombreuses : observation dela forme des signaux presents en dif-ferents points du montage pour dif-ferentes structures, mesure de tauxde distorsion, de courant absorbe,puissance de sortie, calcul de ren-dement, limites de fonctionnementetc.

Mesures generales

Certaines mesures peuvent etre ef-fectudes pour les differentes struc-tures : forme et mesure du taux dedistorsion du signal de sortie, niveaud'entree maximum conduisant a lasaturation d'au moins un des transis-tors de sortie, mesure de la puissan-ce de sortie (Ps), de la puissance ab-sorb& (Pf) par le montage, calcul durendement.L'observation des signaux necessitebien evidemment ('utilisation d'unoscilloscope. La mesure de leur tauxde distorsion peut s'appuyer sur lamaquette d'etude des filtres a capa-cites commutees dont nous avons&011ie le fonctionnement et ('utili-sation au cours des mois prece-dents.La puissance de sortie repond a laformule Ps=Vs2eff/Rc. Sa mesure ne-cessite un voltmetre efficace vraiplace aux bornes de la charge Rc,surtout quand le signal de sortien'est pas sinusoidal ce qui est le casde la classe B non compensee. Lacharge Rc ayant une valeur de 10 SI,it faut une tension efficace de 7V(soit une valeur crete de 10V en re-gime sinusoidal) pour atteindre unepuissance de 5 W dans la charge.Pour mesurer la puissance delivreepar les alimentation (Pf=Vcc(I* + I )),on interpose un amperemetre conti-nu, un par alimentation, entre celles-

ci et la maquette. La connaissancede Ps et Pf conduit au calcul du ren-dement du montage n=Ps/Pf. Lerendement theorique maximumd'un amplificateur classe B est de78%. Nul doute que cette valeur nesera pas atteinte (sauf erreur de me -sure ou de calcul). L'ecart entretheorie et realite peut se justifier par('existence des tensions de seuildes transistors, par le fait que leVcesat de ces memes transistorsn'est pas nul, ainsi que par la pre-sence des resistances d'emetteurqui ne sont pas prises en comptedans le calcul theorique du rende-ment maximum.On fera attention au fait que l'etageAOP introduit une rotation de phasede 180° quand it est en service, cequi est normal puisque celui-cifonctionne en inverseur.

Les differentes structures

Chaque fois que l'AOP IC, est utili-se, it faut faire attention au fait quela polarisation continue introduitepar l'ajustable A.11 intervient sur lepoint de fonctionnement de l'etagede puissance. II convient donc deverifier que la tension Vs aux bornesde la charge est nulle au repos, etce a chaque changement de struc-ture.L'amplificateur classe B de base(semblable au schema de la figure 3mais avec des resistances d'emet-


R2 OKCRG

AVEC UNE CONTRE-REACTIONGLOBALE (CRG), LE TAUXDE DISTORSION DIMINUE.

teur en plus) s'obtient en placant lescavaliers de K4 et K5 vers la borned'entree J3. Si le GBF delivre un signald'amplitude atteignant au moins10y, celui-ci pourra etre relict direc-tement a cette entree (J3) et a la mas-se bien sir, en ayant soin d'Oter lecavalier de K3 ou de le placer (vers lebas) afin de ne pas imposer le signaldelivre par le GBF a la sortie de l'AOPIC,. Si ('amplitude du signal de sortiedu GBF est insuffisante, on peut en-voyer ce signal sur ('entree J, et ('am-plifier en placant K, vers le bas. Nepas oublier de placer Kg vers le bas(CRP) et K3 vers le haut pour que le si-gnal de sortie de IC, debouche sur laborne J3.Pour observer ('influence de lacontre reaction globale (schematheorique partierde la figure 10), itsuffit de basculer le cavalier Kg vers lehaut. L'effet de cette modificationest assez spectaculaire sur la formedu signal de sortie qui ne sembleplus presenter aucune distorsionmeme a bas niveau. Cette structure

Nomenclature

Kw R2, R3 : 12 kQ(marron, rouge, orange)Rib : 3,9 ki,2(orange, blanc, rouge)R4 : 4,7 kQ(jaune, violet, rouge)R3 : 1,8 1(0

(marron, gris, rouge)R6, R7 : 100 Q

(marron, noir, marron)Rs, R9 : 15 kt2(marron, vert, orange)PEI, RE, : 1 Q, 1 a 2 Wresistances vitrifies

Arte VccVs

Rc

T2vo.

T

permet en effet d'abaisser le seuil deconduction des transistors a une va-leur egale a Vseui I/A, expressiondans laquelle A represente ('amplifi-cation de l'AOP ICI en boucle ou-verte. Comme A vaut environ100000, les transistors T, et T9 sontamens a conduire des que la ten-sion d'entree &passe quelques pV.Cette valeur est si faible que laconduction semble permanentepour l'observateur. Dans cette struc-ture particuliere, ('amplification entension VsNe du montage est egalea -129/121, ('association de l'AOP et del'amplificateur classe B formant unAOP de puissance.Le passage de la classe B a la classeAB s'effectue en modifiant la posi-tion des cavaliers K3, K4 et K5. Le pre-mier de ceux-ci est amend vers lebas, les 2 autres etant eloignes aumaximum de la borne J3. Le signal aamplifier est applique a la borne J1.Quand on choisit cette structure,on commence par agir sur AJ, pourque la tension de sortie Vs soit nul-le au repos. On applique ensuite unsignal Ve(t) sinusoidal, et on obser-ve ('influence du reglage de AJ2 surla forme du signal de sortie. Quandla distorsion de raccordement est

Rc : 10 Q, 5 a 10 W vitrifieeAll : 10 kf.2 ajustablehorizontal Piher pas 5,08AJ2 : 470 Q ajustablehorizontal Piher pas 5,08C1, C2 : 1000 pF/25Vchimique radialC3, C4 : 100 pF/25V chimiqueradialC5: 100 nF/63V milfeuilC6: 220 pF ceramiquedisqueD1, D2, D3 : diodes 1N4148D4, D5 : diodes 1N4004

: TIP 120 ou 122Darlington NPNT2 : TIP 127 Darlington PNP

bien compensee, it est souhaitablede verifier a nouveau les cordon -flees du point de repos de l'etagede sortie. On agira eventuellementsur AJ, si Vs est non nulle alors queve(t) I'est. On devra aussi s'assurerque la chute de tension aux bornesdes 2 resistances d'emetteur RE, etRE2 ne &passe pas 10 ou 20mV(soit un courant d'emetteur de 10ou 20mA). Dans le cas contraire, ce-la signifierait que les transistors nesont pas simplement prepolarises.Un retour sur le reglage de AJ2 estsouhaitable si cette eventualite seproduit, quitte a perdre un peu enqualite sur la forme des signaux desortie. Cette legere deteriorationpeut par ail leurs etre compensee entravaillant avec une contre reactionglobale au lieu d'une contre reac-tion partiel le (par Ks).Nous insistons sur le fait que toutemodification de structure doit s'ac-compagner d'un reglage du pointde repos de l'etage de sortie parAJI. Sans cette precaution, les tran-sistors T1 et 12 risquent de chaufferanormalement, meme en ('absencede tout signal present a ('entree dumontage.Ces quelques idees directrices doi-vent permettre a l'uti I isateur de corn-prendre les avantages de certainesstructures par rapport aux autres etainsi de mieux apprehender le fonc-tionnement des amplificateurs depuissance classe B et AB.

F. JONGBLOET

T3 : 2N2905 (PNP).11 a J2 : bornes femelles4 mm pour chassisK1 a Ks : 3 plots de barrettesecable male au pas de2,54 mm5 cavaliers informatiques aupas de 2,54 mm6 tosses poignard1 support pour C.I. 8 pattes2 straps en fil nu de 0,6 mmde diametre2 radiateurs TV214 vis et ecrous de 3 mm dediametre


MESURES

LES ALIMENTATIONSDE LA SERIE AFX2900S

Les alimentations dela side AFX2900Ssont des appareilsqui, bien que d'unprix de revient at-tractif, possedentdes caracte-ristiques tres inte-ressantes qui ne sesont disponibles, enprincipe, que surdes alimentationsde haut de gamme.

Cette serie propose plusieurs mo-deles permettant differentes va-leurs de tensions et courants desortie, valeurs indiquees dans letableau donne ci-apres :

ModeleTensionCourant

sio

AFX2920SB5A AFX2930SB2A0 20V 0 - 30V0 - SA 0 - 2A

Le schema de principe de ('alimen-tation 5A est represents en figure1. Lorsque l'on examine l'electro-nique inteme, on comprend les ex-cellentes caracteristiques annon-cees par le constructeur. Bien que

AFX2930SB3A0 - 30V0 - 3A

de structure classique, c'est unmontage qui a fait ses preuves : la

regulation de tension et de courantest confiee a des amplificateursoperationnels configures en corn-parateur. Les transistors de puissan-

AFX2930SB5A0-30V0-5A

AFX2940SB3A0 - 40V0 3A

ce qu'ils commandent sont desclassiques 2N3055 reputes pourleur robustesse.

Caractitistiquesillectriques

Tension d'entree :Tension de sortieCourant de sortie :Regulation en source :

Regulation en charge

Ondulation et bruit :

Protection :'Indication des valeurs de Vet de APrecision de l'affichage :

Temperature de fonctionnement :Temps d'utilisation :

220V ±10% / 50Hz ±2Hzvoir tableauvoir tableauCV1 X 10-4 + 1mVCC2 X10-3+ 1mACV </.= 1 X 10-4 + 2mV ( I <1= 3A)CV <1= 1 X 10-4 + 5mV ( I > 3A)CC <1= 2 X 10-3 + 3mA ( I </= 3A)CC <1= 1 X 10-3 + 5mA ( I > 3A)CV <1= 0,5mV Vrms (I <1= 3A)CV <1,0mV Vrms (I > 3A)par limitation du courant de sortieafficheur LCD de 3 digits pour la tension et le courantvolts, ±1% + 2 digitsAmperes, ±2% + 2 digits0 - 40°C, humidite relative > 90%fonctionnement continu pendant 8 heures.


EQUIPEMENT DE CLASSIQUESRN3055.

La face avant de ces alimentationscomporte 2 indicateurs numenques,un pour la tension et l'autre pour lecourant de sortie. Les schemas deprincipe en sont donnes en figure2. Les circuits integres utilises sont lestres classiques ICL7106 d'INTERSIL,permettant de disposer d'une bon-ne precision sur des afficheurs LCD.Les alimentations possedent evi-demment d'autres reglages tres pra-tiques dont voici un bref apercu- ajustage fin du courant de sortie,- ajustage norrnal du courant de sor-tie,- ajustage fin de la tension de sortie,- ajustage normal de la tension desortie,- indicateur de la fonction courantconstant : une LED s'i I lurnine lorsque('alimentation est dans ce mode,- indicateur de la fonction tensionconstante : une LED s'illuminelorsque l'alimentation est dans cemode,- interrupteur de mise sous tension,- borne pour sortie +,- borne pour une eventuelle mise ala masse du boitier,- borne pour sortie -.

Ces appareils sont equipes dunetres bonne protection contre lescourts -circuits par une limitation ducourant de sortie. La puissance dis-sipee alors par les transistors de sor-tie etant maxirnale, it conviendra demettre hors tension ('alimentation etde remedier au probleme sur lemontage electronique en test.En conclusion, ces alimentations deconstruction classique, ce qui ga-

411110, SCHEMA DE PRINCIPE

1:4,

0

rantit une grande robustesse et unetres bonne fiabilite, offrent un excel-lent rapport qualite/prix. Nous avonsaime la simplicite de mise en oeuvreet la facilite des reglages tension etcourant. Les multiples indicateursgarantissent une utilisation confor-table de ces appareils.(AFX 2930 SB, prix public : 889 F)

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UNE FABRICATION SERIEUSE.

SCHEMAS DE PRINCIPE DE L'ALIMA INDICATEURS NUMERIQUES.

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R10510141

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LCD voltage meter

16 16 19 20 21 22 23 17 14 15 24 25 26 13 10 29 31 9 3 2

40-432

14102 30EDS803A

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N202EDS803A

4 5 a 8 28 33 34 35 36 37 38 39 16 40

30

11

27

MESURES

MINUTERIE INTELLIGENTEPOUR BANC A INSOLERBien trop souvent,les bancs a insolervendus dans le com-merce sont equipesd'une minuterie me-canique. Pourtanton peut ameliorersensiblement lefonctionnement dece type d'equipe-ment a ('aide d'unpetit montage a mi-crocontroleur. C'estce que nous vousproposons de rein-ser avec nous cemois-ci. La minuterieque nous vous pro-posons est equipied'un capteur de lu-minosite ce qui per -met de controleravec precision letemps d'expositionet de vous avertir encas de probleme.

L'appareil propose dans ces pagesvous permettra de controler avecprecision les temps d'exposition devos circuits imprimes (ainsi que pourvos films pour face avant). Selon lapuissance du banc a insoler, lestemps d'expositions varient genera-lement entre 2 et 3 minutes. Mais se -Ion l'opacite du film qui sert de ty-pon it est quelques fois necessairede descendre legerement en des -sous de deux minutes. Dans ce casde figure, quelques secondes enplus ou en moins sur le temps d'ex-position commencent a compter.A titre d'exemple, l'auteur realise sesfilms avec une imprimante laser danslaquelle it place du papier calquesatin (70 g/e) au format A4. Celafonctionne assez bien, meme

lorsque ftdessin comporte desaplats relativement importants, acondition que la cartouche d'encre(toner) soit bien remplie. En contre-partie de ('utilisation de ce supportbon marche, it convient de bienmaTtriser les temps d'insolation et defaire quelques essais avec un circuitimprime de marque bien connue(pour garantir la reproductibilite).Par exemple, avec un banc a insolerde type BI1000 et des plaques pre-sensibilisees KF de 16/10e l'auteurarrive aux meilleurs resultats pour untemps d'exposition de l'ordre de105 secondes.C'est dans des cas comme celui-cique notre appareil devient un outil

Bus 120

SDA

appreciable. A la mise sous tensiondes tubes, it s'ecoule toujoursquelques secondes avant que cesdemiers ne soient correctement allu-mes (a cause du starter). Notre mon-tage utilise un capteur de luminositeafin de commencer le compte a re-bours une fois que les lampes UVsont bien allumees. Si vous jugezque le capteur de luminosite n'estpas vraiment utile, l'appareil accep-te de s'en passer grace a un pare -metre a modifier (c'est l'avantage del'utilisation d'un microcontroleur).

Affichage4 Digits

SCL

1

SYNOPTIQUE.

MemoirsEEprom

MicrocontrOleur

Capteur deluminosite

Commutation(Triao)

Alimentation

67 ELECTRONIQUE PRATIGUE 231

CN

3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

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VI

Le montage a ete concu pour s'in-terfacer avec un banc a insoler sansavoir a trop bricoler ce dernier (cequi est toujours appreciable). IIvous suffira de shunter la minuteriede votre appareil. Vous pourrez, parexemple, cabler un interrupteur enparallele sur la minuterie, de sorteque votre banc pourra facilementetre utilise comme auparavant (voirla figure 8). En ce qui concerne lecapteur de luminosite it vous suffirade le maintenir sur un coin de la vitrea ('aide d'un adhesif. Pour en termi-ner avec les avantages que vous pro -

AFF1I HDSP-5551 I

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celoasarssaa33

L'ENSEMBLI REALISE»

curera ce montage, ajoutons qu'ildispose d'une memoire EEPROMqui permet d'enregistrer 8 tempsd'exposition differents. L'appareilpourra ainsi memoriser a votre placeles temps d'exposition qui convien-nent le mieux a votre banc a insoler,selon le foumisseur du circuit impn-me que vous utilisez.

Schema

Le schema synoptique de notremontage est reproduit en figure 1tandis que les schemas electro-niques sont reproduits en figures 2et 3. Une fois n'est pas coutume, lemicrocontroleur retenu pour notrerealisation est un modele de la fa-mi I le 8051 avec une EPROM interne :it s'agit d'un modele 87C51. Labroche EA (patte 31) du microcon-trOleur doit etre portee au potentielVCC pour assurer le bon fonctionne-ment de ce demier, contrairement ace qui est fait avec les modeles80C31 depourvus d'EPROM.La cellule de remise a zero du mi-crocontroleur est relativement som-ma ire puisqu'elle est composeed'un condensateur et dune resis-tance (RI et C3). Pour un montageaussi simple, un superviseur d'ali-mentation qui genere le signal de re-mise a zero n'est pas indispensable.L'oscillateur interne du microcontro-leur est mis en oeuvre au moyend'un quartz (QZ1) et des condensa-teurs associes (C, et C2). Les valeursdes composants retenus pour cemontage permettent d'utiliser indif-feremment un modele de micro -

SCHEMA DE PRINCIPEDE L'AFFICHAGE.

69 ELECTRONIQUE PRATIOuE 231

!

controleur CMOS ou un modeleNMOS. Les microcontroleurs de lafamille 8051 sont tres repandus et itnest pas rare de trouver des 8751H(technologie NMOS) en boitier a fe-netre (donc effacable aux UV) dansdes vieux claviers de PC. Avis auxchineurs!Pour l'affichage des donnees, nousavons fait appel a 4 afficheurs 7 seg-ments a anodes communes (voir lafigure 3). Afin de simplifier le monta-ge au maximum, nous avons choisiun circuit SAA1064 pour gerer les af-ficheurs. Le circuit en question in-tegre des sources de courants. Lecircuit est pilote par un bus I2C, cequi permet de se passer totalernentdes resistances de limitation de cou-rant habituelle. De plus le circuit per -met de multiplexer l'affichage (pargroupe de deux afficheurs) ce quipermet de reduire la consommationdu montage dans des proportions

MINUTERIE POUR BANCA INSOLERCC) MP

r7A%fill!!!! S

interessantes (l'affichage representele plus gros consommateur du mon-tage).Le microcontroleur que nous avonsretenu pour ce montage ne disposepas de la logique necessaire pourpiloter un bus l2C de facon 'native'.Le programme du microcontroleurse chargera de simuler le protocoledu bus 12C. Dans la mesure ou le mi-crocontroleur est le seul maitre dubus l2C, cela ne pose pas de pro-bleme majeur Le bus fonctionneraune vitesse inferieure a la vitesse no-minale du bus I2C, voila tout.Puisque nous disposons d'un busI2C, le choix dune memoire EE -PROM PCF8582E s'impose de lui-meme.Les deux boutons poussoirs asso-cies a la carte d'affichage seront uti-lises pour permettre a I'utilisateur deprogrammer l'appareil. Les boutonspoussoirs sont relies tout simple-

1:AffICIIAGE.

ment aux ports 'P1.2'et 'P1.3'du mi-crocontroleur, ce dernier disposanten interne des resistances de main-tient a VCC sur le port P1. Un petittransducteur piezo-electrique(BUZZ) est utilise pour produire desavertissements sonores. La resistan-ce R9, cablee en parallele avec letransducteur piezo-electrique, estindispensable en raison de la struc-ture a col lecteur ouvert du port'P3.5'. Sur un plan electrique, it fautsavoir qu'un transducteur piezo-

electrique se comporte un peucomme un condensateur. Sans la re-sistance R9, le transducteur piezo-electrique emettrait un signal sonorede tres faible amplitude, la dechar-ge du condensateur correspondantetant alors tres lente. La resistance R9

permet de decharger rapidement lecondensateur equivalent.Le capteur de luminosite que nousavons retenu pour ce montage est uncircuit TSL235 de chez Texas Instru-ment. Ce composant produit un si-gnal TTL periodique dont la frequen-ce est proportionnelle a la lumiererevue par le capteur. Pour traiter le si-gnal, it suffit d'utiliser l'entree ducompteur TO integre dans le micro-controleur et le tour est joue. Le res-te nest plus qu'une affaire de pro-grammation.

TRACE DU CIRCUIT IMPRIME DELA CARTE CPU.


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Pour les lampes UV, nous avons faitappel a un triac associe a un opto-triac pour simplifier au maximum leschema. L'optotriac retenu pour lemontage dispose d'un circuit decommande synchronise avec ('ins-tant de passage a 0 de la tensionsecteur, ce qui permet de limiter austrict minimum les perturbationselectriques generees par le monta-ge. Pour pi loter la LED de l'optotriac,nous avons fait appel a un transistorNPN lui-meme commande par leport P0.0 du microcontroleur(broche 39). Le port en questiondispose d'une sortie a collecteurouvert mais ne dispose pas de re-sistance de `Pull -Up', ce qui n'estpas genant avec notre schema. Ladiode LED DL1, montee en serieavec la LED de l'optotriac, permetde visualiser l'etat du signal decommande.L'alimentation du montage est articu-lee autour du regulateur REG,. Letransformateur TRSFI abaisse la ten-sion du secteur a 12V environ. Latension ainsi produite est redress&par le pont de diode DD1, puis elleest tilt& par C4 afin de permettre auregulateur REG, de travailler dans debonnes conditions. En sortie deREG,, un petit condensateur de10 pF stabilise le fonctionnement duregulateur. De plus, les condensa-teurs C76 C9 filtrent la tension VCC auplus pres des broches d'alimenta-tions des circuits les plus importants.

Realisation

La realisation du montage necessitedeux circuits imprimes de dimen-sions raisonnables. Le dessin du cir-cuit imprime de la carte CPU est re-produit en figure 4. La vued'implantation associde est repro-duite en figure 5.Le dessin du circuit imprime de lacarte d'affichage est reproduit en fi-gure 6. La vue d'implantation cor-respondante est reproduite en figu-re 7.

0 IMPLANTATION DES ELEMENTSDE LA CARTE CPU.

Les pastilles seront percees a l'aided'un foret de 0,8 mm de diametre,pour la plupart. En ce qui concemeDD1, REG,, TR1 et les connecteurs, itfaudra percer les pastilles avec unforet de 1 mm de diametre. Pour letransformateur, it faudra percer les

LE MICROCONTROLEUR 87C51.


TRACE DU CIRCUIT IMPRIME DELA CARTE D'AFFICHAGE. 40

IMPLANTATION DES ELEMENTSDE LA CARTE D'AFFICHAGE.

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pastilles avec un foret de 1,5 mm dediametre et, enfin, pour le porte-fu-sible it faudra percer les pastillesavec un foret de 2,5 mm de dia-metre.Avant de realiser le circuit imprime,it est preferable de vous procurer lescomposants pour vous assurer qu'ilss'implanteront correctement. Cetteremarque concerne particuliere-ment le porte fusible, le transforma-teur et les boutons poussoirs.II n'y a pas de difficulte particulierepour ('implantation. Soyez tout dememe attentifs au sens des conden-sateurs et des circuits integres. Res-pectez scrupuleusement le decou-plage des lignes d'alimentations sivous voulez eviter les surprises. Vousnoterez la presence de quelquesstraps qu'il est preferable d'implan-ter en premier pour des raisons decommodite (7 straps sur la carteprincipale et 1 strap sur la carte d'af-fichage).Le regulateur REG, sera monte sur undissipateurayant une resistance ther-mique inferieure a 18 °OW pour evi-ter d'atteindre une temperature dejonction trop elevee (en particulier sile microcontroleur est un modeleNMOS).

Le microcontroleur U, sera program-mee avec le contenu d'un fichierque vous pourrez vous procurer partelechargement sur notre site Inter-net. Le fichier 'INSOL. ROM'est le re-flet binaire du contenu a program-mer dans le microcontroleur tandisque le fichier 'INSOL. HEX'corres-pond au format HEXA INTEL. Si vous

n'avez pas la possibilite de telechar-ger les fichiers, vous pourrez adres-ser une demande a la redaction enjoignant une disquette formatee ac-compagnee d'une enveloppe self-adressee convenablement affran-chie (tenir compte du poids de ladisquette).Le montage est relativement simple 6utiliser grace a la presence du mi-crocontroleur. A la mise sous ten-sion, le montage effectue un test desafficheurs puis it affiche le pas deprogramme actuellement dispo-nible (1 a 8). Notez qu'a la premieremise en service, la memoire EEPROMsera programmee automatiquementpar le microcontroleur avec les va-leurs par defaut pour les 8 pas deprogrammes (temporisation regleesur 120 secondes, presence du cap-teur de luminosite prise en compte).Pour lancer la minuterie appuyez surla touche SW1. L'appareil affiche lemessage' ' en attendant de de-tecter que les lampes sont allumees.Si les lampes ne s'allument pas (suitea un probleme), vous pouvez inter-rompre ('operation en appuyant surle bouton SW2. L'appareil retoumealors au menu principal. Lorsque leslampes sont enfin allumees, lecompte a rebours commence. Vouspowez interrompre la minuterie enappuyant sur la touche SW1. L'appa-reil eteint alors les lampes UV et af-fiche le temps restant a decompter.Pour reprendre le compte a rebours,appuyez une nouvelle fois sur SW1ou bien, appuyez sur SW9 pourabandonner definitivement ('opera-tion en tours. Bien entendu, lorsquele compte a rebours reprend, l'ap-

411 LE CAPTEUR DE LUMINOSITE.


o 0

5'

Capteur de lurninoelte

60u:

D

00pareil attend a nouveau que leslampes soient allumees.Pour modifier le numero du pas deprogramme actif, appuyez sur SW2lorsque l'appareil est au repos. Lemontage affiche alors le message'Step'. Appuyez sur SW, pour vali-der cette option. Le montage affichele message '--' suivi du numero dupas courant. Le message clignotepour vous indiquer que la saisie esten cours. Pour modifier la valeur, ap-puyez sur SW,. Lorsque la valeur af-fichee vous convient, appuyez surSW2 pour.valider. Vous revenez alorsau menu. Appuyez sur SW2 pourpasser a I'option suivante du menu.L'appareil vous propose ensuite demodifier le temps associe au pas deprogramme courant (message 'Ti-me'). Appuyez sur SW, pour valider

Nomenclature

Carte Principale

BUZ, : Transducteur Piezo-electrique au pas de 7,5 mm(par exemple MURATAreference PKM13EPP-4002).JP, : Jumper au pas de2,54 mmCN1, CN2: Borniers deconnexion a vis 2 plots, aupas de 5,08 mm, a souder surcircuit imprime, profil basCN3: Voir CN, sur la carted'affichageC1, C2: 33 pF ceramique aupas de 5,08 mmC3, Cs : 10 pF/25V sortiesradialesC4: 470 pF/25V sortiesradialesC6: 2,2 nFC7 a C9: 100 nFDD, : Pont de diodes BR32 ouequivalent (200V/3A)DL, : Diode LED rouge 3 mm

: Fusible 2A (dimension

cette option. Le temps est affiche enseconde avec le point decimal pourindiquer les dixiemes de seconde.Pour remettre la valeur a zero, ap-puyez sur SW, et SW2 en memetemps. Pour faire progresser la valeuraffichee, maintenez la touche SW,enfoncee. L'appareil gere trois vi-tesses de defilement differentes(lente, moyenne et rapide), a condi-tion de maintenir la touche SW, en-foncee suffisamment longtemps.Lorsque la valeur affichee vousconvient appuyez sur SW2. Vous re-venez a nouveau au menu.Appuyez une nouvelle fois sur SW2pour passer a I'option suivante.L'appareil vous propose de modi-fier la prise en compte du capteurde luminosite. Une fois de plus, va-lidez I'option avec la touche

5x2Omm) + porte fusible asouder sur circuit imprimeOPT, : Optotriac MOC3041QZ, : Quartz 12 MHz enboitier HC49/UREG, : Regulateur LM7805(5V) en boitier TO220+ Dissipateur thermique18 C/W (par exempleSHAFFNER reference RAWA400 9P)121, R9: 10 1(12 1/4 W 5 %(marron, noir, orange)R2: I ki2 1/4 W 5 %(marron, noir, rouge)R3: 330 i2 1/4 W 5 %(orange, orange, marron)R4: 150 i21/4 W 5 %(marron, vert, marron)Rs a Re: 4,7 kS2 1/4 W S %(jaune, violet, rouge)TRSF, : Transformateur220/2x12V/6VA a souder surcircuit imprime, par exemplereference OEP 81812TR, : Triac BTA12-7

: 2N2905

BI 1000 ,

ij

.CABLAGE D'UN INTERRUPTEUR ENPARALLtLE SUR LA MINUTERIE.

1

Mint 220V

ou bien appuyez sur SW2 pour re-venir au debut du menu (attente demise en marche). Pour vous indi-quer que vous allez modifier I'op-tion de prise en compte du capteurde luminosite, l'appareil affiche lemessage 'Lum' suivi du chiffre 'O'ou'1'. La valeur 'O'indique que vousn'utiliserez pas le capteur de lumi-nosite. Appuyez sur SW, pour pas-ser successivement de la valeur 'O'ala valeur '1 'et vice et versa. Lorsquela valeur affichee vous convient, ap-puyez sur SW2.A l'aide de ce petit montage, vousvoici maintenant a meme de realiserun peu plus facilement des circuitsimprimes parfaitement insoles.

P. MORIN

12, 13: 2N1711U, Microcontroleur 87C51avec EPROM interne(cadence a 12 MHz)U2: SAA1064U3 : Memoire EEPROM 12CPCF8582EU4: Convertisseur OptiqueTSL235 + Bornier deconnexion a vis, 3 plots, aupas de 5,08 mm, a souder surcircuit imprime, profil bas

Carte d'affichage

AFF, a AFF4: Afficheurs7 segments faibleconsommation a anodescommunes, reference HDSP-5551 (mime brochage que leTIL321)CN, : Barrette sicable22 contacts coudes a 90"SW1, SW2: Touches contactITT SHADOW serie SE,fonction poussoir (referenceSET O-904-0A)

73 ELECTRONIGUE PRATIOUE 231

MONTAGESI

Sequenceurde mise en marche

A quoi ca sert?

Que ce soit dans une installationhaute fidelite ou bien dans unsysteme informatique, it est deplus en plus frequent que l'ondoive mettre en marche un cer-tain nombre d'appareils alimen-tes par le secteur dans un ordredonne et immuable. Cette opera-tion oblige a manceuvrer unnombre important d'inter-rupteurs qui sont places dans desendroits dont l'accessibilite estparfois loin d'etre parfaite, sur-tout pour ce qui est des installa-tions informatiques et de leursperipheriques.Pour simplifier tout cela, nousvous proposons de real iser ce se-quenceur de mise en marche quiassure tout seul la mise sous ten-sion de un a quatre appareilsdans un ordre bien defini et avecun certain delai.entre chaque. Dela meme fawn, it arrete ces ap-pareils dans l'ordre inverse deleur mise en marche, de facontout aussi automatique.

Comment camarche?

II existe de multiples methodespour realiser ce type de fonctionmais celle que nous avons utiliseeest tout a la fois simple et origina-le. En effet, elle fait appelnon pas a un timer commeI'on pourrait s'y attendremais a un LM3914, circuitdestine a commander l'allu-mage de 1 a 10 LED enfonction de sa tensiond'entree. Voyons sans plustarder comment nous avonsdetourne ce circuit de safonction premiere.Notre LM3914, repere IC, sur la fi-gure 1, mesure la tension pre-sente aux bornes du condensa-teur C2. Ce dernier se chargelentement au travers de R2lorsque l'interrupteur Si est placedu cote marche. De ce fait, lessorties de IC, passent au niveau

bas les unes apts les autres aurythme de la charge de C2. Au lieude commander une simple LED,ces sorties agissent sur les LEDcontenues dans les phototriacs,ou relais statiques si vous prefe-rez, TR1 a TR4, dont les sortiespeuvent commuter jusqu'a 12 Asous 220V si necessaire.Lorsque Si est place en positionarret, C2 se decharge au travers deR2 et les sorties de IC, reviennentprogressivement au niveau hautce qui bloque tour a tour TR., aTR1. Le temps total d'arret ou demise sous tension est fixe par lecouple R2/C2 que vous pouvez li-

D1

1N4004

+V 0 H

M1.470,44

C1

0AR

n R1U 4,7k

brement modifier en fonction devos desirs.L'alimentation n'a pas besoind'etre stabilisee et peut etreconfiee a un bloc secteur u prisede courant u dont la tension desortie sera reglee sur 9V.

La realisation

Bien qu'il puisse commanderquatre appareils, le circuit impri-me que nous avons realise estparticulierement compact. II fautdire que nous n'y avons pas pre-. SCHEMA DE PRINCIPE.

-L C2-FILIOLpF

470k 6

2IC1

I LM3914

18

1741-3

4

1k 8

16

15

14

+ A-40-0AlTR1

0-1 i-TR2

-0A2-0

13

+TR3 A3

*12 TR4+ ti

11-10

--0A4

--0


CC -r--CL C.r)


vu la place pour les radiateurs desti-nes a TR, a TR4. En effet, pour un usa-ge en haute fidelite ou en informa-tique, ces composants vont avoircommuter des courants de l'ordrede 1 a 2 A au maximum. Ils n'ontdonc besoin d'aucun radiateur dansce cas.Les composants utilises ne posentpas de probleme d'approvisionne-ment sauf peut-titre TR, a TR4. Sachezque vous les trouverez au moinschez Selectronic.La realisation est a faire dans I'ordreclassique : composants passifs puiscomposants actifs. Les optotriacsTR, a TR4 sont a intercaler en serieavec les alimentations secteur desappareils a commander. Pour simpli-fier le cablage, une bonne solutionconsiste a les placer en parallele surles interrupteurs marche/arret de cesappareils. Comme cela, en positionarret les appareils fonctionnent en

+V

M

automatique et sont pilotes par lesequenceur, alors qu'il reste toujourspossible si necessaire de les forceren marche en basculant leur inter-rupteur sur cette position.Compte tenu de la presence du sec-teur aux bornes de TR, a TR4, vousprendrez bien evidemment toutesles precautions utiles et le montagesera place dans un boltier isolant oudans un bolder metallique retie a laterre.Avec les valeurs de R2 et C2 propo-sees, it s'ecoule environ 7 secondesentre la mise en marche de chaqueappareil et environ 15 secondesentre l'arret de chacun. Si vous jugezcela trop long, vous pouvez recluireC2 ou R2 en consequence. Avec10 pF pour C2 on descend ainsimoins d'une seconde entre chaquemise en marche et a environ 1,5 a2 secondes entre chaque arret.

C. TAVERNIER

Al

A2

A3

A4


Nomenclature

IC, : LM3914TR, a TR4: 5212501 SHARP(Selectronic)D i: 1114004 : 4,7 ki-2 1/4 W 5 %(jaune, violet, rouge)R2: 470 kS2 1/4 W 5%(jaune, violet, jaune)R3 : 1 k12 1/4 W 5 %(marron, noir, rouge)

: 470 pF/25V chimiqueradialC2 : 100 pF/25V chimiqueaxial1 support de CI 18 pattesSi : commutateur 1 circuit

Micro karaok6 avec echoA quoi ca Bert?

Merne si vous ne frequentez pas as-sidOment les bars « branches vousdevez savoir qu'un karaoke est unsysteme permettant de chanter surun fond musical, plus ou moinsbarrasse des paroles du chanteurinitial. Pour vous adonner a cetexercice en prive, ce qui est parfoisutile avant de s'y lancer en public,it faut disposer d'un amplificateurequipe d'une entree micro pou-vant titre melangee avec celle de lasource musicale (cassette, CD,etc.) ce qui n'est generalement pasle cas des amplificateurs dechains haute-fidelite.L'acquisition dune table de mixa-ge est evidemment une solution

envisageable mais elle estassez onereuse pour ceseul usage. Nous vousproposons donc de rea-liser ce montage flash,

75 ELECTRONIOUE PRATIQUE 231

compatible de tout amplificateurdisposant dune entree ligne ouhaut niveau (tuner, magnetopho-ne, CD), permettant de melangerles signaux en provenance d'unmicro avec la source musicale devotre choix mais, aussi, d'ajoutera votre voix des effets d'echo re-glables en profondeur et en du-ree. Si vos cordes vocales ne sontni celles de Johnny, ni celle deLuciano (Pavarotti), voila de quoileur donner un peu plus debrio...

Comment camarche?

Le montage comporte deuxparties bien distinctes : unepartie purement audio qui as-sure le melange des signauxprovenant du micro avecceux dune source haut ni-veau, et une partie numeriquerealisant l'effet d'echo.Voyons tout d'abord la partieaudio. Le signal en provenan-ce du micro est dose par P1avant d'etre amplifie parqui l'applique a la partie nu-merique via R4 et C4 et au me-langeur audio via Rs et Co. Cemelangeur est realise autourde IC lb. II recoit en entree le si-gnal haut niveau via l'entreeligne et le melange avec le si-gnal direct provenant du mi-cro ainsi qu'avec le signald'echo delivre par IC2 au tra-vers du potentiometre P3 quipermet d'en doser le niveauet donc l'effet. La sortie deICit, est a haut niveau de fawna pouvoir 'etre connectee atoute entree du meme typed'un amplificateur. Un atte-nuateur eventuel est prevu,grace a R9 et R10, pour pouvoiradapter le montage a toutes

quanta lui, permet de doser la re-injection du signal d'echo dans lecircuit et donc de regler sa pro-fondeur.L'alimentation du montage estconfiee a un bloc secteur « prisede courant n del ivrant une tensionde 12V environ. Cette tension estfiltree via Rig et CI, pour al imenterla partie analogique. Elle est sta-bilisee a 5V grace a IC4 pour ce

qui est de la partiepurement nume-rique.

0

H

I

tr)9

I c0- IU-0) c

5 ° o ca

111-co u-

oo.0

w

N

1111--

La realisation

Afin de simplifier au maximumcette realisation, nous avons des -sine un circuit imprirne qui sup-porte tous les composants, po-tentiometres compris, ce quiminimise le cablage. Les compo-sants necessaires ne posent pasde probleme d'approvisionne-ment. Le circuit HOLTEK IC2, assezpeu repandu, est disponiblechez SELECTRONIC ainsi que lamemoire RAM IC3.

Cr) NIn

Ct_

8L_.-

T C9

O o.)

Kr

co

N.

if)

les situations.La partie numerique estconfiee a IC2 qui est un circuitspecialise de la firme HOLTEK,associe a une memoire RAM dy-namique IC3. Sans entrer dans ledetail, precisons que ce circuitnumerise le signal en provenancedu micro puis le stocke en me -moire avant de venir le relire uncertain temps plus tard pour leconvertir a nouveau en analo-gique. C'est ce « certain temps nqui realise l'effet d'echo et dontla duree se regle grace a Pa. P2,

SCHEMA DE PRIMA.

in

(00

coI-

ci0L_.

aTr-7171-

CD a

CrC

co

co

U).1.

-r

I -0 opLic,) -

CO cs,

0

N.

a crr0

> I as

o=I=

pY

0 LL >It)00 CM

LL


Le montage est a real iser dans l'ordreclassique : supports de CI, compo-sants passifs puis composants actifs.Respectez bien le sens des chi-miques et celui des circuits integresqui seront places dans leurs sup-ports respectifs en demier. Dans unpremier temps, remplacez R9 par unstrap.Apres un demier controle, reliez lemontage a votre installation audiode la facon suivante :- micro a ('entree micro (attentionutilisez un vrai micro complet, dyna-mique ou a electret, mais pas unecapsule a electret seule qui ne seraitalors pas a I imentee),- Platine cassette, platine CD ou sor-tie magnetophone de votre ampli hi-fi a l'entrée ligne (EL). Cette entreeadmet de 100 mV a 4V efficaces etne risque donc pas la saturation,- Sortie ligne du montage (SL) a uneentree haut niveau de votre amplifi-cateur haute fidelite ou a son entreemagnetophone.Reliez le montage a un bloc secteur

prise de courant regle sur 12V. Laconsommation etant tres faible (del'ordre de 25 mA) tout modele debloc convient. Une inversion de po-larite est sans danger pour le monta-ge grace a Di.Mettez P2 et P3 au minimum et aug-mentez doucement P1. Le son captepar le micro doit etre audible. Aug-mentez alors doucement P3 et vousdevez constater-('apparition d'unecho, plus ou moins rapide et plusou moins prononce. Ajustez alors P4pour regler la vitesse de cet echo etP2 pour en regler Ia profondeur.Si vous trouvez que le signal prove-nant du micro est trop faible par rap-port au signal musical, memelorsque P1 est au maximum, dimi-nuez la resistance R2. Vous pouvez larecluire jusqu'a 10 k.C1 si necessaire.Si Ia sortie de notre montage sature('entree haut niveau de votre amplifi-cateur, ce qui est tout de meme as-sez peu probable, remplacez lestrap mis a la place de R9 par une re-sistance de 22 kaPour une utilisation pratique, vouspourrez loger ce montage dans unpetit boitier, de preference metal-lique pour le soustraire aux in-fluences parasites externes. Desprises CINCH conviendront pour lesentrée et sortie lignes, un jack de6,35 mm sera utilise pour ('entree mi-cro et un de 2,5 ou 3,5 mm pour lebloc secteur.A vous de jouer ou plutOt... dechanter!

C. TAVERNIER

-CI

! TL,elgs2-Yeditaill

cE_V-111

DJ3 Ejjr 172:33Dej r:MX

U DC

TRACE DU CIRCUIT IMPRIME. IMPLANTATION NS iiiMINTS.

II

I

o Ia

AIL

I C19

c18R 91-

1

oo

II al III

P4

HR161-,1R15 H

IC16 p- T T

P2

I C15 I

IC4

H R12

C14

C2111cc

P3

I C17

P1

ci MIC

RM

H I-

R8 e>"-- EL0-- M

C9 0---- SL

-M0 +V

Nomenclature

IC, 4558, 1458ICa : HT 8955A (HOLTEK, voirtexte)IC3: 41256 ou equivalent(DRAM 256 K x 1 bit)IC4: 781.05 (regulateur +5 volts100 mA baler TO 92)

: 1N 4004R1, Rlo : 10 ki2 1/4 W 5%(marron, noir, orange)R2 : 47 kl2 1/4 W 5 %(jaune, violet, orange)R3: 470 Iti2 1/4 W 5%(jaune, violet, jaune)R4 a R8, R11, R13 : 100 1(12

1/4 W 5 %(marron, noir, jaune)R9: strap (voir texte)R12 : 560 kl2 1/4 W 5%(vert bleu, jaune)R14, R16 : 150 kS). 1/4 W 5 %(marron, vert, jaune)R15 : 5,6 kS2 1/4 W 5%(vert, bleu, rouge)R17: 12 ki2 1/4 W 5%(marron, rouge, orange)R18 : 100 52 1/4 W 5 %(marron, noir, marron)Ri9 : 4,7 S2 1/4 W 5 %(jaune, violet, or)

C1, C2, C8, C9: 1 pF/25Vchimique radialC3 : 68 pF ceramiqueC4 a C7, C13, C16: 0,1 pF mylarC10 : 10 pF25V chimiqueradialCii, C14, C21 : 100 pF/25Vchimique radialC12 : 470 pF/25V chimiqueradialC15: 3,3 nF ceramique oumylarC17: 680 pF ceramique -C18, C19: 10 nF ceramiqueC20: 0,22 pF mylar

: potentiometre rotatiflogarithmique de 10 kS2implanter sur circuit imprimeP2, P3 : potentiomietresrotatifs liniaires de 100 k12a implanter sur circuitimprimeP4 : potentiometre rotatiflindaire de 470 IES2

implanter sur circuit imprint.1 support de CI 8 panes1 support de CI 16 pattes1 support de CI 24 panes*anon (ou 2 x 24 pattes enbandes de contacts tulipesa souder)


Un pptentiometrenumerique

A quot ca sert?

A l'aide d'un simple petit circuitintegre a 8 broches propose parXICOR, it est possible de rempla-cer le classique potentiometre,habituellement destine aux corn-mandes de volume, graves, aigusou balance, et actionne par la ro-tation d'un bouton ou le deplace-ment d'un curseur sur le modele adeplacement lineaire. Nous nouscontenterons ici de deux pous-soirs charges d'incrementer ou dedecrementer la valeur globale dela resistance. La variation en32 pas sera du type lineaire sur lemodele propose et la position dereglage est meme memorisee('extinction dans une memoire EE -PROM. Ce composant pourra ai-sement etre associe a une tele-commande ou etre pilote par uncircuit a microprocesseur.

Comment ca marche?

Avec un peu d'imagination, unepiste de potentiometre n'est ja-mais que la mise en serie de nom-breuses resistances elementaires,sur lesquelles vient frotter le cur -

+9V 0

r,. RegulateurL IC1/7805

Masse 0

E

seur mobile. Avec la quasi -genera-lisation des boitiers de telecom-mande sur les televiseurs, magne-toscopes, chains HI -Fl et autres,on trouve confortable et normalde n'avoir plus a manipuler le bou-ton de volume ou de luminosite,alors qu'il est si facile de changerde chain TV a l'aide d'une simpleaction sur le chiffre souhaite. Lepotentiometre numerique est neet, outre le fait qu'il soit telecom -mendable, it presente quelquesautres avantages : la suppressionde toute piece mecanique fait dis-paraitre les problemes de crache-

ment et de la l'usure normale despistes. II est possible egalementde memoriser un reglage particu-lier ou de mettre hors d'usagemomentanement la commandede volume si par exemple on sou-haite utiliser un combine telepho-nique a proximite.Le principe du reglage potentio-metrique est similaire a ('utilisationd'un compteur/decompteur corn-portant de nombreux pas pourune variation bien progressive.Deux commandes independantesUP et DOWN sont prevues et pour-ront, en association avec d'autres

C1100µF

C2 mew100nF

R1

10kR210k

SCHEMA DE PRINCIPE.

Incremente

D1

1N4148

R3

327k

0-0-E-EA

D21N4148

R427k

C41nF

C31nF

8

C31 I

X9313WI XICOR I

Vcc

U/D

IC2 II

C/Mos 4093

+V

14T13 SUlllf

11

12

3

ITc

D

I

C5 R51µF 220k

Astable

CS 3VH

----5 o VW

mili/

---0 VL

INCVss

4

6

SortieanalogiqueP=10k



broches du circuit, commander la va-riation de la resistance interne ducomposant choisi. Notre circuit XI-COR porte la reference X9313WP, cequi equivaut a une resistance maxi -male de 10 IcS2 en une variation de 32pas avec des elements resistifs d'uneresolution de 1 %. La tension d'utili-sation sera comprise entre 3 et 5Vpour une consommation maximalede 3 mA. Au repos, cette valeur nesera que de 500 pA.Le schema propose a la figure 1 lais-se apparaltre le regulateur integre7805 et ses condensateurs de filtra-ge. Les broches utiles du potentio-metre digital sont disponibles auxbomes 3, 6 et 5, cette demiere cor-respondant au curseur (WIPER= Vw). La broche 1 notee INC repre-sente ('entree de comptage qui re-cevra les creneaux reguliers d'unebascule astable construite autour dela porte NAND trigger C.Les composants R5 et C5 determinenta eux seuls la frequence exacte dusignal emis. Toutefois, ce signal nesera valide qu'a la condition que labroche 13 de IC2 soit haute; lesbroches 1 et 2 de la porte NAND Asont forcees a l'etat haut a travers lesresistances R1 et 129. De ce fait, la sor-tie 3 est basse lorsque les deuxpoussoirs + et - sont au repos, c'esta dire non actives. La broche 2 ducircuit IC3, qui determine le sens decomptage, est elle aussi au niveauhaut, preparant un comptage vers lehaut par defaut, sauf si c'est le pous-soir de decrementation qui est ac-tionne. Pour faire evoluer le poten-tiometre vers le haut, it suffira demaintenir le doigt sur le poussoir+ avec pour consequence de mettrela sortie de la porte A a l'etat haut se -Ion les regles immuables de Ia lo -

1001 IMPLANTATION DES ELEMENTS.

0ICI

E R5J--C5 + IC2

I C2 I

Cl

0 0 0UTILISATION

-1 R2 R4 F--I R1 f - F-

e e

R3 I--

01

gigue de BOOLE. Loscillateur as-table est valide et delivre des impul-sions positives regulieres sur labroche INC du circuit IC3. L'entreeU/D est restee haute et determine lesens croissant de la resistance.Quant a la broche CS, elle est resteebasse grace 6 ('inversion apporteepar Ia porte NAND B. Les diodes etautres composants annexes appor-tent un leger retard dans l'etablisse-ment des divers niveaux logiquespour un fonctionnement optimal.Une autre pression sur le poussoirMOINS occasionne les memes ac-tions, a la difference pres que labroche U/D reste basse et provoqueune diminution de la resistance.Cette broche 7 est d'ailleurs impor-tante pour memoriser la valeuratteinte par le curseur du potentio-metre digital. L'ordre d'ecriture enmemoire EEPROM est donnelorsque l'entrée d'horloge presenteun etat haut ET pendant le front mon-tant sur cette broche 7 de IC3. Leconstructeur annonce fierementdans la description de son produitune memorisation proche de centans! Ce type de memoire presentebien des avantages par rapport auxsimples memoires EPROM qui ne-cessitent un bain d'U.V. pour oublierleur contenu.


Cette maquette n'a d'autre but que devous proposer un produit interessantet de vous permettre de le tester a ('ai-de d'un circuit plutot didactique.C'est pourquoi le circuit imprime pro-pose a la figure 2 est dune taille plusimportante que celle d'un potentio-metre normal. Le trace des pistes n'est

+ -(DE 6 A 9 VOLTS)

guere touffu et la confection de la pla-quette sera chose aisee. L'alimentationet les sorties recevront de solidesbomes a vis; les poussoirs de corn-mande pourront etre eloignes du cir-cuit au moyen de trois fils seulement.Le regulateur IC, pourra etre remplacepar un modele plus simple en boitierplastique sans metal. Sachez encoreque le modele X9314WP propose, lui,une variation logarithmique de 10 k.(1,toujours en 32 pas.

G. ISABEL

IlrNomenclature

IC, : regulateur integre 5Vpositif 7805 boitier TO220IC2: quadruple NAND triggerde Schmitt CMOS 4093IC3: potentiometre digital10 kS2 (XICOR : mediaelindaire ref. X9313, modelelogarithmique ref. X9314)Di, D2 : diodes commutation1N4148

119 : 10 kit 1/4 WR3, R4: 27 kS2 1/4 WR5: 220 ki2 1/4 WC1 : 100 pF/25V chimiqueverticalC2 : 100 nF/63V plastiqueC3, C4: 1 nF/63VC5: 1 pF/25V chimique tantale1 support a souder14 broches1 support a souder 8 brochestulipe2 poussoirs miniature pourC.I.2 blocs de 2 et 3 bornesvisse-soude, pas de 5 mm


-6.51.111110111

SynchroBeat!

A quoi ca serf?

Le Synchro Beat propose ici est undouble indicateur de rythme, jldetecte et indique le rythme destempos des signaux issus de deuxtables de lecture ou de deux lec-teurs de CD. Lorsque deux tempsforts sont synchronises, une diodeverte s'allume et donne le feu vertpour l'enchainement des mor-ceaux de musique.

Comment ca marche?

Le montage se compose de deuxindicateurs de rythmes iden-tiques. Les signaux entrent sur descondensateurs qui isolent lescomposantes continues. Deuxcellules RC commencent le filtrageavec une pente a 6 dB par octave,ensuite, nous avons un secondetage, de type Sallen et Key ousource controlee, ce filtre a un Qrelativement important. Ces deux

Cl10pF6,3V

10k'El 0-1 +

00

C3 +

0,33pF6,3V

R8100k

C210pF R2 R4 R66,3V 10k 150k 150k

E2 0-13

C40,33p F

6,3V

R3150k

-1105

cellules constituent un filtre18 dB par octave coupant les fre-quences situees au-dessus de100 Hz. La polarisation de cet eta-ge est confide a une cellule depolarisation utilisant, non une dio-de zener basse tension, mais unediode electroluminescente, corn-posant beneficiant dune resistan-ce dynamique extremement bas -se. Un condensateur acheve lastabilisation en abaissant ('impe-dance aux frequences les plushautes. Les resistances R7 et R8 po-larisent l'entrée non inverseuse,Ril et R19 rent& inverseuse.La composante alternative traver-se C9 et Clo sOivant le canal consi-

22nF

R5150k

C722nF

R7100k

R9/I Ok

2

I Cila 1R11 1"3680P1 R13 r10k 150k L

C94,7p F6,3V

+11

P1/100k

dere, la resistance Ri3 ou R14 po-larise l'entrée non inverseuse deCl1 ou Cl2b. Les circuits Cli et 2t,sont montes en diode sans seuilet servent de detecteur. La ten-sion redressee charge lescondensateurs C13 ou C14 et ali-mentent les bases des transistorsTi et T2 par les resistances Ri5 etR16. Les diodes electrolumines-centes D3 et D4 vont s'allumer enpresence d'une tension de fre-quence basse sur les entrées desfiltres.

R1910k

D1

N1N4148

GlibLM3580P I

D3rouge

R15 (I10k

+cii

Ti"6,3V

C1347pF

T 6,3V

1N4148A

2,2k

D5 "m

08jaune

u R224,7M

D61N4148 4im

R17150

T1BC548

D7verte

R23150

T3BSS98

R1210k R10/10k

-C=1-*--i

Cl2aI. M35807,1

C722nF T C6/22nF

150k

C104,7pF6,3V

I

R14 [

P2/100k

R2010k

D2

1N4148

1 Cl2b[LM3580PI

R16

D4rouge

1R18150

T2BC548

0+


Le transistor 13, un Mosfet de petitepuissance, commande une troisie-me diode electroluminescente. II

recoit une polarisation positive parR22 et, comme son impedanced'entree est tres elevee, une resis-tance de haute valeur convient par-faitement. Les diodes D5 et D6constituent une Porte ET en lo -gigue cablee, le transistor T3 seraconducteur si les cathodes desdeux diodes sont simultanement 6un potentiel positif, donc si les sor-ties des deux Ampli-OP b sont al'etat haut. Compte tenu du fonc-

Or TRACE DU CIRCUIT IMPRIME.

tionnement en diode des deux cir-cuits, le transistor T3 doit automati-quement presenter une tres hauteimpedance d'entree. En effet,lorsque la sortie des amplis est auvoisinage du zero, les diodes neconduisent pas.

Realisation

Le circuit imprime et ('implantationdes composants sont donnees fi-gures 2 et 3. Compte tenu de la

NomenclatureR1, R2, R9 a R12, R15, R16, R19,R20 : 10 bQ 1/4 W 5%R3 a R6, R13, R14150 k.Q1/4 W 5 %R7, R8: 100 ki21/4 W 5 %R17, Rig, R23: 150 Q1/4 W5 %R21 : 2,2 kc21/4 W 5 %R22: 4,7 MQ 1/4 W 5 %C1, C2 : 10 pF/6,3V chimiqueradial

El0

E2

C1 C5

0 :

C2

H5R7

H R1 I- 8-I R31- -571

1 R10 I- C9

: 1 :1C3-I R6 I -

H R8 1- Z3

CCs)

R4R2

C4 H H121 -CIO

-ID II -

PI C11

-18151-I R191-

-1

RR17--T1(10-R17-11D51-

-1

_1_H R22 FL

-ID211- co '_1

ID6rrThC13 Ec CO-

ccu T

D8T T2 P2

C12

densite des composants et despistes, it sera interessant de verifier('absence de courts -circuits entrepistes.Vous respecterez ('emplacementdes composants et leur orientation,nous avons ici une alimentation bi-polaire, la polarite des condensa-teurs chimiques doit etre respec-tee. La pastille carree correspond ala connexion positive du conden-sateur. La sensibilite est dunesoixantaine de millivolt dans labande passante du filtre, les po-tentiometres Pi et P2 permettent del'ajuster. Le montage peut etrebranche dans une console de

C3, C4: 0,33 pF/6,3 V tantalegoutte ou chimique radial6,3VCs a Cg : 22 nF CeramiqueC9, C10: 4,7 pF/6,3V chimiqueradialC11, C12: 1 ou 2,2 pF/6,3Vchimique radialC13 : 47 pF/6,3V chimiqueradialIC, et IC2 : LM 3580PD1, D2, D5, D6: Diodessilicium 1N4148

1411110r IMPLANTATION DES ELEMENTS.

mixage en sortie des preamplifica-teurs RIAA. L'impedance d'entreedu montage, de 10 ki), permet unbranchement direct en sortie d'unampli operationnel. La duree del'allumage peut eventuellementetre modifiee en reduisant ou enaugmentant la valeur des conden-sateurs C13 et C14.

E. LEMERY

D3, D4: diodes electrolumi-nescentes rouge 5 mmD7 diode electrolumines-cente verte 5 mm hauteluminositeD8: diode electrolumines-cente jaune ou verte 3 mmT1, T2: Transistor NPN BC548T3 : Transistor a effet dechamp canal N, BSS98 ouequivalentP1, P2: potentiometreajustable, 100 kS2


1111.11111111118.

LA TELEVISIONEN COULEURSPAL ET SECAM

Tome 1 : Principes et fonction-nement

Cette nouvelle edition, entiere-ment refondue, presente de fa -con detainee les principes defonctionnement d'un televiseuren PAL et SECAM.C'est en faisant appel au bon senstechnique, plus qu'a l'outil ma-thematique, que l'auteur guide lelecteur vers un schema -bloc, clair,facilement comprehensible et utili-sable pour toutes les marques ren-contrees en EUROPE.En presentant les connais-sances de fawn resolu-ment pedagogique, enabordant les difficultesprogressivement, ce livreconstitue un ouvrage dereference pour les techni-ciens de production et demaintenance ainsi quepour les etudiants.

Tome 2 : Maintenance etTechniques de depan-nage

Ce deuxieme tome deLa television en cou-leurs vous fait entrerde plain -pied dans lapratique. Vous y ap-prendrez a raisonnersur un circuit de base

universel, a controler les corn-posants, a revoir les fonctionsde chaque "bloc" du televi-seur, a analyser n'importe quel-le panne et a faire un diagnos-tic fiable en ne prenant que

deux mesures.Les televiseurs en Noir etBlanc, dUX normes PAS etSECAM, sont decrits de fa -con detaillee. De nom-breuses variantes tech-niques choisies par lesconstructeurs sont presen-tees, ainsi que tous lestypes d'alimentation, laHi-Fi, le NICAM, les corn-mandes a distance et lamise en memoire electro-nique.L'auteur etudie egalementles bus 12C, I25, le codeRC5, ainsi que les me-thodes de syntonisationet de recherche electro-nique. Enfin, en annexe,vous trouverez une pre-sentation des principauxappareils de depannagetels qu'un testeur univer-sel de commande a dis-

tance, un regenerateur de tube ca-thodique, etc.Pratique et pedagogique, cet ouvra-ge interessera tout technicien, ou fu-tur technicien, de production et demaintenance.

J. HERBEN - DUNODTome 1 : 336 Pages - 230 Frs

Tome 2 : 456 Pages - 230 Frs

MICRO-CONTRoLEU RST623XCet ouvrage, a l'adresse deselectroniciens amateurs commedes ingenieurs desirant dive-lopper des applications particu-lieres, thicrit la nouvelle gammedes microcontroleurs ST623X.

-2

\ ficrocontroleur

ST623X

Comme les autres membres de lafamille ST62, les deux nouveaux cir-cuits disponibles actuellement, lesST6230B et ST6232B, visent aussibien des applications simples quedes applications plus complexes.Ils sont bases sur une approche parassemblage de differents blocsfonctionnels sur une unite centralecommune entouree par un certainnombre de peripheriques a l'inte-rieur du circuit lui-rneme.L'auteur propose egalement quel-ques applications materielles et lo-gicielles et decrit les outils de de-veloppement disponibles pourcette famille.

CONFIGURATIKM MININIALE

Processeur 486Vitesse 13 MHz

AM/Disque dw i /500 MoC- C

MS-DOS 16.22 Windows 3.1 ow 95

Carte video imoniteur -VGA

Lecteur de 3'1/2disquettcs

Peripheriques

Carte son Non Modern Non Imprimante Oui Progrornmateur Non

M. LAURY - ETSF/DUNOD124 Pages - 225 Francs


Les concepteursd'equipements au-dio de qualite ontlongtemps reconnula valeur d'un etageavec un gain debruit tres faiblepour repondre auxperformances exi-gees par les audio-philes. Notre monta-ge represente unfiltre rejecteur d'uI-tra sons possedantles caracteristiquesd'un filtre passe -basde Besse! d'ordre 4.Le gain de ce filtreattenue de 3 dB a40 kHz environ.

Etude du montage

Avec ce genre de filtre, la tolerancedes composants utilises doit etre de1 afin d'obtenir une reponse enfrequence la plus precise possible.Le composant utilise pour realisernotre montage est le LM833 de chezST -MICROELECTRONICS qui se com-pose d'un double amplificateuroperationnel a usage general concuparticulierement dans le but d'obte-nir d'excellentes performances dans

+Vcc 0

-In

-Vee 0 4

AUDIO

FILTRE REJECTEURD'ULTRA SONS

les systemes audio. La figure 1 re-presente la structure interne d'undes deux amplificateurs operation-nels de ce composant.Le LM833 utilise un nouveau circuitet des techniques de traitement afinde delivrer un faible bruit, une vi-tesse rapide et une large bandepassante sans augmenter le nombrede composants externes ou dimi-nuer la stabilite; it est compense eninterne pour tous les gains a bouclefermee et est, par consequent, op-timise pour tous les preamplifica-teurs et les etages de haut niveaudans les systemes PCM ('Pulse CodeModulation' ou encore Modulationd'Impulsions Codees) et de HauteFidelite. Voici resumees ses carac-teristiques faible tension de bruiten entrée, important produit gain x

150

bande passante (15 MHz), fre-quence de balayage ('slew rate')tres eleve (7V/ps), un tres faible tauxde distorsion (0,002 % entre 20 Hzet 20 kHz), une tres grande plagedynamique (140 dB), une faibletension de bruit en entrée(4,5nV/(Hz) 1/2), une importantebande passante en puissance(120 kHz), une faible tension dedecalage (0,3 mV) et une grandestabilite avec un gain unitaire.Le LM833 est aussi, et avant tout, unamplificateur operationnel avecune excel lente marge et stabilite enphase (60°). Les charges capaci-tives au-dessus de 50 pF entraine-ront de petits changements dans

27

STRUCTURE INTERNE.

(7)0 Out


J6

Input

Gnd

+15V

Gnd

-15V

R1

8,25k

C6 1nF

R21,65k

II

C5510pF

+15V

+ C210pF :16V

-15V

SCHEMA DE PRINCIPE.

2

+15VF

o I Ul A8 I LM833 I

4

O-15V

les caracteristiques de phase desamplificateurs et ne sont, parconsequent, pas recommandees.Les charges capacitives superieuresa 50 pF doivent etre isolees de la

venir est de mettre une resistanceen serie avec la sortie. Cette resis-tance empechera aussi un exces dedissipation de puissance si la sortieest accidentellement court-circui-tee. De plus, le LM833 est compa-tible broche a broche avec lesdouble amplificateurs operation-nels standards.Le LM833 convient particulierementpour les filtres actifs comme it est uti-lise dans notre montage grace juste-ment a son produit gain/bande treseleve. La figure 2 represente leschema de notre circuit de filtre re-jecteur d'ultra sons. De maniere a as-surer une reponse en amplitude

REPONSE EN AMPLITUDE.

105

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-401

C8/270pF

II

R3 R4 U1B17,8k 11,8k LM833 I

J57 1=1 Output

C7 Nm,100pF

J3

Gnd

'parfaitement plate' dans la gammedes frequences allant de 20 Hz a20 kHz, de nombreux circuits audiosont concus pour avoir des bandespassantes s'etendant loin de part etd'autre de la gamme des frequencesaudibles.II y a de nombreux systemes dehaute fidelite, cependant, qui peu-vent etre ameliores de fawn au-dible en reduisant le gain aux fre-quences juste au-dessus et endessous des I irnites du domaine au-dible. Dans un tourne-disque, lacombinaison bras/cellule de lectu-re/disque est la source la plus im-portante d'informations basses fre-quences indesirables. Un disque 33tours voiles peut causer des signauxde grandes amplitudes a des har-moniques de 0,556 Hz.

basses frequencespeuvent etre crees a la frequence deresonance determinee par l'actionconjuguee de la cellule de lecture etde la masse effective de la combi-naison cellule de lecture/bras. Lesamplitudes des signaux basses fre-quences indesirables peuvent etresurtout importantes si la resonancecellule de lecture/bras est produiteune frequence correspondant a lavoilure du disque. Les signaux ultrasons peuvent quelques fois surchar-ger les amplificateurs et, meme en('absence de surcharge de l'amplifi-cateur, peuvent causer d'impor-tantes excursions dans les haut-par-leurs des basses woofer ') ce quien resulte une distorsion audible etmeme la destruction du haut-parleurdes basses. Les signaux a ultra sonsont tendance a causer des pro -

10 100 1k 10k 100k

Frequency (Hz)

blemes dans les amplificateurs depuissance quand ces demiers pro-duisent des mecanismes de distor-sion dus a des limitations de leur tauxde balayage ('slew rate') et autresnon-linearites aux hautes frequences.Les signaux hautes frequences lesplus genants viennent principale-ment des cellules de lecture a bobi-ne mobile et quelques fois des enre-gistreurs a bandes si les sorties deleur oscillateur de polarisation setrouvent dans le passage du signalaudio. Les signaux ultra sons pewentinjecter des phenomenes de distor-sion dans la bande audible meme siles signaux fautifs eux-memes ne sontpas audibles. Notre circuit attenueles signaux de part et d'autre de labande tout en ayant un effet minimalsur le programme audio. Notre filtreultra sons est un filtre de Bessel alignedu quatrieme ordre donnant d'ex-cellentes caracteristiques de phase.Un filtre de Bessel peut etre compa-re a une ligne a retard a l'interieur desa bande passante; aussi complexesque soient les signaux dans cettebande, les signaux passeront a tra-vers le filtre avec une alteration negli-geable de leur phase par rapport auxautres signaux de differentes fre-quences se trouvant dans cette ban -de. Notre circuit attenue de 0,65 dBa 20 kHz et de -3dB a 40 kHz environ;le temps de montee est limite a envi-ron 8,5 us. Les filtres passe-haut etpasse -bas presentent d'extremesfaibles taux de distorsion, typique-ment en dessous de 0,002 %. Tousles circuits doivent etre commandosa partir de sources basse impedance(de preference en dessous de100 SI).Des composants avec une tolerancede 5 % produiront souvent des re-sultats, mais des valeurs a 1 % de to-lerance garderont les reponses dufiltre de maniere plus precise et mi-nimiseront le desaccord entre lesdeux canaux audio. La reponse enamplitude des deux filtres en casca-de est representee a la figure 3. Anoter que lorsque deux filtres sontcascades, le filtre passe -bas doitpreceder le filtre passe-haut.

86 ELECTRONIC:WE PRATIQUE 287

TRACE DU CIRCUIT IMPRIMF. IMPLANTATION DES ELEMENTS.

J4® J3


Le cablage ne pose pas de pro-bleme ; it n'y a pas de strap a pla-cer. II est recommande de mettreun support pour le LM833 dans lecas on une experience destructri-ce surviendrait pour ce compo-sant. La figure 4 represente le cir-cuit cote soudures et la figure 5 lecircuit cote composants. Utiliserde preference des composantsayant une tolerance de 1 % corn -me il a ete recommande plus hautdans ce texte afin d'obtenir unemeilleure quake pour ce filtre.

Nomenclature

: LM833C7, Cs : 10 pF/16VC3, Ca: 100 nFCs: 510 pF/1 %C6: 1 nF/1 %C7: 100 pF/1 %Cs : 270 pF/1 %R1: 8,25 ItS2 1 % 1/4W

Conclusion

Ce montage simple avec seulementun amplificateur operationnel etquelques composants passifs autourpermet de realiser un filtre de Besseldu quatrieme ordre qui elimine les si-gnaux a ultra sons que Ion pent ren-contrer dans la majorite des systemesaudio. II est surtout tres utile pour lesanciens lecteurs comme les toume-disques on encore les enregistreurs abandes dans lesquels les techniquesutilisees pour realiser ses appareilsgenerent d'important signaux indesi-rabies qui ne se trouvent pas force-ment dans la bande audible, maisqu'il faut quand meme eliminer.

M. LAURY

Rs : 1,65 la2 1 % 1/4WR3: 17,8 ki2 1 % 1/4WRa: 11,8 ItS2 1 % 1/4W1 support DIL 8 broches7 prises de test 1 point

LESMAGNETOPHONES

TECHNIQUES DEL'ENREGISTREMENTSONOREANALOGIQUE ETNUMERIQUE

Les magnetophones, un titrequi se veut tres general car Clau-de Gendre a reussi a faire de cetouvrage une veritable encyclo-pedie qui compte ores de 200photos, schemas et illustra-tions.Non seuler-nent l'historique de laprise de son et du magnetophoneest traite avec precision, mais sontabordees egalement, dans un Ian -gage clair, toutes les techniquesdes plus fondamentales a celles,plus actuelles, de l'enregistrementnumerique. Dans cette nouvelleedition, l'auteur devoile le princi-pe et les normes des nouveaux for-mats numeriques d'enregistrementsonore : DAT, DCC, Mini -Disc, Na-gra-D.Ce qui accroit l'interet de cet ouvra-ge est son aspect pratique ; les pro-fessionnels du son ainsi que lesamateurs ont enfin a leur port& unI ivre complet qui vient combler unelacune de librairie que beaucoupdeploraient.

C. GENDRE - DUNOD200 pages -170 F.


DOMOTIQUE

BARRIERE INFRAROUGE

Void ('occasion decompleter votre ins-tallation domotiqueou, plus simple-ment, votre systemede surveillance, aveccette petite realisa-tion. Son atout ma-jeur est sa taille tressreduite qui permet-tra de Ia dissimuler,dans l'encadrementdune porte ou dansun mur, en ne lais-sant paraitre que laface sensible, even-tuellement masquiederriere un ecranpermeable aux infra -rouges. Son autreinterest est sa faibleconsommation,moins de 25 mApour l'imetteur, cequi est tress modestepour ce type decapteur sachant quel'on obtient uneport& entre l'emet-teur et le recepteurde plus de 20 m.Qui plus est, voici('occasion d'experi-menter un recepteurinfrarouge miniaturi-se, destine a Ia reali-sation de telecom-mande infrarouge.Le TFMS 5330 fabri-qui par TELEFUNKENet distribui par ME-GAMOS pour moinsde 20 F!

Principede fonctionnement

L'emetteur

II envoie en permanence son rayon-nement infrarouge, donc invisible, etlorsqu'on coupe le faisceau, on vientbloquer le transistor de sortie du re-cepteur Ce principe de fonctionne-ment est tress important puisquedans un s-ysteme de surveillance, siun cambrioleur parvient a neutraliserl'emetteur sans couper le faisceau, lesimple fait de l'interrompre declen-chera malgre tout l'alarme. Ce tran-sistor de sortie peut e'tre cable surune centrale de gestion domotiqueou sur un automate programmable.Le choix de 24V comme tensiond'alimentation du recepteur est jus-tement lie a cette deuxieme possibi-lite. Pour bien comprendre le fonc-tionnement de l'emetteur, analysonsde press le TFMS 5330. En fait, ce cir-cuit fait partie dune famille de corn-posants qui ont pour difference lafrequence sur laquelle i Is sont regles(voir tableau 1)33 kHz pour le 5330.

La figure 1 vous presente son sche-ma interne sur lequel nous revien-drons. La figure 2 vous propose leschronogrammes expliquant la formeque dolt avoir le signal envoye parl'emetteur pour qu'i I soit acceptepar le TFMS 5330. Le chronogramme

c . nous donne ('allure generale dusignal que l'on dolt lui foumir Soitdes salves a 33 kHz, rapport cy-clique 0,5 comme precise sur lechronogramme « a . regulierementespacees. Le . b . nous informe quela sortie est au plus de ('alimentationen ('absence d'emission et passe a lamasse pendant toute sa duree si lesignal est conforme.De plus, le fabriquant precise pourune transmission continue, ce qui estnotre cas, que l'on dolt respecter lerapport mit < 0,4. La figure 3 vousdonne la longueur d'onde d'emis-sion des diodes infrarouges a utiliser,soit une valeur optimale de 950 nm.Les figures 4a et 4b vous renseignentsur la directivite de ce recepteur et

NNW moss.

Input

V V

ControlCircuit

BandPass

Demodu-lator

< 20 Vs

100 k

Out


Gnd

a)

F 1.0Ee Optical Test Signal

( IR diode TSIP 5201, IF 1.5 A, 30 pulses, f = fo, T 10 ms

Ofififill 111111 10111111111

tpi *

* tpi > 400 ps is recommended for optimal function.

V° A Output Signal

b) V

Vol.

tpo = tpi ± 160 AlS

tpo

Output Function

Ee Optical Test Signal

i II 111

600 ps E- ---)0 if- 600 ps

T 60 ms

donc la distance theorique qui peutle separer de l'emetteur, celle-ci etant'lee a l'intensite que l'on fait passerdans les diodes infrarouges.Examinons maintenant le schema del'emetteur figure 6 et Je chrono-gramme associe figure 5.II faut creer deux signaux, le premiera basse frequence correspondentT dans le chronogramme 2a, nousavons choisi 250 Hz avec un rapportcyclique d'environ 0,35 et le seconda 33 kHz pour les salves. Le premieroscillateur articuld autour de Ch,

4111LE MODULE EMETTEUR.

cc3 0.4

rx 0.2

0.8

0.6

rt. 0.0800

t

permet de realiser le signal a bassefrequence. L'ICM 7555, qui est la ver-sion CMOS du classique NE 555, estcable en oscillateur astable. La fre-quence peut etre ajustee au moyende Raj1. La diode D1 permet d'obte-nir le rapport cyclique voisin de 0,35que nous nous sommes fixe. On ob-tient sur la sortie 3 le signal a figure 5.Celle-ci est cablee sur ''entree Resetdu second oscillateur, de fawn abloquer son fonctionnementlorsque le signal a est a la masse, ce-ci equivalent a la pause entre deuxsalves.Le second ICM 7555 genere donc le33 kHz avec un rapport cyclique de0,5 reconnu par le TFMS 5330. Onpeut ajuster cette frequence a l'aidede Raj2. On obtient sur la sortie 3 deCl2 le chronogramme b figure 5.Precisons maintenant qu'il est pos-

900 1000 1100

-r. - Wavelength (nm)

LONGUEUR D'ONDESD'EMISSION.

sible de se caler sur 36 kHz et d'uti-liser comme recepteur un TFMS5360 ou un SFH 506-36 du fabricantSIEMENS qui est un equivalentbroche a broche.On trouve ensuite un &age inverseurT1, puis amplificateur T2, pour piloterles deux diodes infrarouges DEL, etDEL2. La diode zener DZ, associee12 realise un generateur a courantconstant dont l'intensite est calculeea ''aide de la formule :I = (LJDzi - VBET1)/R8, soit dans notrecas, I = (9,1 - 0,7)/180 = 47 mA.Vous pouvez recalculer R8 Si voussouhaitez augmenter l'intensite et,par vole de consequence, la porterou la diminuer pour faire chuter laconsommation globale de l'emet-teur, mais en perdant un peu de por-tee. Si vous eloignez vos deux mo-dules de seulement quelquesmetres vous pourrez faire l'econo-mie dune diode infrarouge et laremplacer par un strap.Vous pouvez egalement remplacerles ICM 7555 par des 555 traditionnelsavec pour seule consequence uneaugmentation de la consommation.Enfin, le condensateur C3 permettrade diminuer 'Impedance de votresource d'alimentation en + 12V, enfournissant le complement d'ener-gie necessaire pendant les salves.Celui-ci est indispensable lors-qu'on utilise des piles ou accumu-lateurs.

Le recepteur (figure 7)

Le signal infrarouge de longueurd'onde 950 nm est donc capte puistraite par leTFMS 5330. La figure 1 vous presentetoute la chaine de traitement mise enoeuvre, pour eliminer tout parasite etgarantir un fonctionnement irrepro-chable. La sortie du demodulateurest connectee au transistor de sortiequi aura pour effet d'inverser le signalrecu, c'est-e-dire, mise a la massedans le cas dune reception valide.On obtient sur son collecteur l'inver-


-40

-10 10 20

0.8 0.4 0.2 0 07 0.4 0.8

dm! - Relative Transmission Distance

Vertical Directivity y

DIRECTIVITE VERTICALEDU RECEPTEUR.

se du chronogramme a de la figure 5.En consequence, nous avons utiliseun MOS 4049 pour la remise en for-me, mais egalement pour ('amplifica-tion. En sortie de ce dernier, on trou-ve une cellule d'integrationconstituee de D1 et C9. Celle-ci per -met de stocker l'energie necessaireau fonctionnement de Tipendant les phases derepos de la transmis-sion, environ 65 % du

R2120k

R3180k

R1

12k

1N4148

100 k

01

GinF

MKT 63V

8

Vcc

Dis.

Thr.CI 1

7555Ut

Trig.

C.V. Gnd

5

3R5

56 k

[I] R4

CHRONOGRAMMES.

Sortie3 C11 A

a)

-30

40

0.6 0.4 0 0 09 0.4 0.6

drei - Relative Transmission Distance

Horizontal Directivity ki x

DIRECTIVITE HORIZONTALEDU RECEPTEUR.

)L40,35 0,65

Sortie 3 Cl2 i 250 Hz

111111-11 111111-11

t

It

temps. D1 evite que C9 se dechargedans Cl.- lorsque la sortie 2 est a l'etatbas. On trouve ensuite un etaged'amplification constitue de Ti puis1.. L'information presence du signalinfrarouge est donc disponible sur lecollecteur de T9 et la diode LED DELIvous permettra de le visualiser.Si vous souhaitez alimenter le recep-teur en + 12V it vous suffit de rem -

DETAIL DES DIODES D'EMISSION.

+12 V0

5,6 k

8

--fl Raj222 k

270 pF

Vcc

Dis.

Cl2Thr.

7555

Trig.

Out

C.V. Gnd

5

R6

8,2 k

DZ1 R89,1 V 180

R7

120

T1

BCW 91 B

7777

C320 pF16 V

T2BCW 93 B

DELI

TSUS 5202

fi DEL2

001SCHEMA DE PRINCIPEL'EMETTEUR.


D2SCHEMA DE PRINCIPEDU RECEPTEUR.

C11

TFM 5330ou

SFH506-36

1.i- C1

4,7 pF63V

R1

330

GND

R2

100 k

placer R4, 10 k.S2 par une 2,7 ki-2.II reste la partie alimentation avec ladiode D2 qui protege le montage encas d'inversion de branchement, lefiltrage avec C3, C4 et C5 et le regula-teur C12, un 78L05 qui fixe la tensiond'al imentation du module recepteura 5V, comme preconise par le fabri-quant.RI et CI ameliorent le filtrage de ('ali-mentation pour le recepteur infrarou-ge et R2 permet de rehausser le ni-veau logique haut sur l'entrée de C3.

Instructionsde montage

Les figures 8 pour l'emetteur et 10pour le recepteur proposent le tra-ce des pistes, et respectivement lesfigures 9 et 11 ('implantation descornposants. Avant d'implanterceux-ci, pensez a realiser les de -coupes dans les circuits imprimes,si vous optez pour le coffret quenous proposons. Vous trouverezpour cela, sur le pourtour des cir-cuits imprimes, des bouts de pisteprecisant les emplacements oil it

faut jouer de la lime. Sur l'emetteurles composants sont relativementserres, aussi nous vous invitons a im-planter en premier lieu les elementsbas profils, ('unique strap, les resis-tances, la diode puis les autres partaille croissante. En vous aidant desdifferentes photographies, vous nedevriez pas rencontrer de difficulteparticuliere.

D12

I: C32,2 NF35V

R3

1N4148

CI34049

10kC2330 nFMKT 63V

C12

7805

1N4001+24 V

7'77; C4100 nF

MKT 63V

Reglages et utilisation

Une fois avoir verifie ('ensemble devos soudures et eventuellement eli-mine les residus de flux de soudureavec un peu de papier essuie toutimbibe d'acetone, ilvous reste a all-menter l'emetteur en + 12V continuset a proceder aux deux reglages. Lepremier consiste a ajuster la bassefrequence a environ 250 Hz, sortie 3de Cli, en utilisant de preference unoscilloscope. Si vous ne possedezpas un tel appareil contentez-vousde positionner Raj, aux trois quartsde sa course dans le sens horaire, ce-la conviendra parfaitement. Pour ledeuxieme reglage it est preferable deretirer CI, de son support, pour en -suite appliquer le + 12V sur ('empla-cement de sa broche 3. Cecipermettra a l'osc i I lateur C12 de

fonctionner en permanence,sans la pose correspondant a65 % du temps comme ex- DEL2plique precedemment. Vouspouvez alors ajuster la fre-quence de sortie, broche 3 DELIde C12, a 33 kHz ou 36 kHzsuivant le recepteur que vousavez choisi. Un frequence-metre peut vous etre tres utilepour cette operation. Si vousn'en possedez pas, reglez

R4

10 k DELIT1

BOW 91 B

IC:BCW91-BC 547BCW93-BC 557

463C75pFv

R5100 k

-m

E

T2

BCW 93 B

O

Sortie0

O

.

\ '13 E

O

Ulaij

0 TRACE DU CIRCUIT IMPRIMEDE L'EMETTEUR.

IMPLANTATION DES ELEMENTSDE L'EMETTEUR.

R6 H R3 I-1C -C:roC 3 C 3Cl2 C11 3C 3 Ci- C

z,

RR n4

92 ELECTRONIC:WE PRATIQUE 231

Left.'13'TRACE DU CIRCUIT IMPRIME

DU RECEPTEUR.

egalement Raj2 aux trois quarts detour dans le sens horaire. Vous affine-rez le reglage en presence du recep-teur. Attention toutefois eu fait quedans ce cas de figure le transistor T9chauffe beaucoup, aussi essayezd'être bref. Pour le recepteur, it voussuffit de l'alimenter en + 24V conti-nus et de verifier la presence du + 5Ven sortie du regulateur. Si tout estconforme remettez Ch sur l'emetteur,puis placez en regard les deux mo-dules. La LED du recepteur doit etreallumee, dans le cas contraire ajustezRaj2. Vous constaterez egalementque le recepteur possede une tresbonne sensibilite, puisqu'il se de-clenche a courte distance de Vernet-teur dans toutes les directions, cephenomene s'attenue puis disparaiten l'eloignant.

B. GIFFAUD

Type fo Type fo

TFMS 5300 30 kHz TFMS 5330 33 kHz

TFMS 5360 36 kHz TFMS 5370 36.7 kHz

TFMS 5380 38 kHz TFMS 5400 40 kHz

TFMS 5560 56 kHz

TABLEAU "FREQUENCES".

IIIINI11111111111611111110111111111.11§11iiiiii

Nomenclature

Emetteur

R1: 12 ILC2 1/4 WR2 120 Id2 1/4 WR3: 180 kS2 1/4 WR4: 5,6 10 1/4 WR5: 56 ki2 1/4 WR6: 8,2 ki2 1/4 WR7: 120 Q 1/4 WR8: 180 !.2, 1/4 WRaj, : 100 Id2 type horizontalmonotourRaj2: 22 ki2 type horizontalmonotourC1: 10 nE plastique MKT 63Vtype milfeuil pas de 5,08C2: 270 pF ceramiqueC3: 220 pF/16 ou 25Vchimique radialD1: 1N4148DZi : BZ)(85C9,1V diode ziiner9,1V 1,3WDEL,, DEL2: TSUS 5202 diodeinfrarouge TELEFUNKEN ouCQY 89-A2, CQY 99, LD271,par ordre de preference ,distribuies par SELECTRONICTi:BCW 91 B ou BC 547 B

LE MODULE RECEPTEUR.

IMPLANTATION DES ELEMENTSDU RECEPTEUR.

transistor NPNT2 : BCW 93 B ou BC 557 Btransistor PNPCI, et C12: ICM 7555 (555version CMOS)1 bornier deux points1 cosse poignard2 supports de circuit integre8 broches type tulipe ou lyre1 coffret DIPTAL P643I(couleur Noire)2 clips pour diode LEDdiametre 5 mm1 circuit imprime de 38 x52 mm

Recepteur

R1: 330 Q 1/4 WR2, Rs: 100 1(1.1 1/4 WR3, R4: 10 kS> 1/4 WCl: 4,7 pF/63V chimiqueradialC2: 330 nF plastique MKT 63Vtype milfeuil pas de 5,08C3: 2,2 pF/35V tantale goutteC4: 100 nF plastique MKT 63Vtype milfeuil pas de 5,08C5: 47 pF/63V mini. chimiqueradialD1: 1N4148D2 : 1N4001 a 4007DEL, : diode LED rougediametre 3 mmT1: BCW 91 B ou BC 547 Btransistor NPNT2 BCW 93 B ou BC 557 Btransistor PNPCI,: TFM 5330 recepteurinfrarouge TeltliC (33 kHz) ouSFH506-36 SIEMENS (36 kHz)C12: 78L05 regulateur+ 5V/100 mA TO92C13: MOS 40491 bornier trois points1 support de circuit integre16 broches type tulipe ou lyre1 coffret DIPTAL P643I(couleur Noire)1 circuit imprime de 38 x52 mm.


electronique pratique - n°227 - 1998 07 08 · n° 231 -decembre 1998 i.s.s.n. 0243 4911...

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