MARS 2007 www.electroniquepratique.com 5,00

Chargeurde batteries NiMh

KICADUn logiciel libre

Le LMD18200Tpour moteurs24V/3

Attenuateurlogarithmiquea 6 voies

avec CB220

NWNCIERELECTRONIQUE

65536 COULEURS

(c) Y.MERGY 2007Ed. TRANSOCEANIC- ELECTRONIQUE --_- PRATIQUE -=-

France : 5,00 DOM Avion : 6,40 @ DOM surface : 5,80 TOM : 800 XPF Portugal continent : 5,60 Belgique : 5,50 Espagne : 5,60 Grece : 5,60 @ Suisse : 10,00 CHF Maroc : 60 MAD Tunisie : 5200 TND Canada : 6,60 S

Sommaire N° 314

4 infos/Riouveaut-iiq

8 Internet pratique10 KICAD. Logiciel pour schemas

et circuits imprimes

Rea vous-memeMicro/Robot/Domotique

16 Picky, le robot suiveur de ligne22 Commande de puissance pour moteurs

24 V/3 A avec LMD18200T28 Chargeur de batteries NiMh34 Electronique pour domotique :

- Dedoublement d'un interrupteur par une minuterie- Signalisation a distance de la mise sous tension

d'un recepteur- Protection contre les surtensions

42 Nuancier electronique a 65 536 couleursavec CUBLOC CB220

48 Testeur de nervosite par rayon laser

AudioEt si on parfait tubes (cours n°32)Attenuateur 6 voies a 12 pas

5460

Fondateur : Jean-Pierre Ventillard - TRANSOCEANIC SAS au capital de 574 000 C - 3. boulevard Ney. 75018 Paris Tel.: 01 44 65 80 80 - Fax : 01 44 65 80 90Internet : http://www.electroniquepratique.com - President : Patrick Vercher - Directeur de la publication : Patrick Vercher - Redacteur en chef : Bernard Duval

Secretaire de redaction : Elsa Sepulveda - Couverture : Dominique Dumas - Illustrations : Alain Bouteveille SandersPhotos Isabelle Garrigou - Avec la participation de : R. Bassi, F. Giamarchi, R. Knoerr, G. Kossman, Y. Mergy, P Morin, P. Oguic, G. Samblancat, J -L Vandersleyen

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Belgique : 5.50 C Espagne : 5,60 C Grece 5.60 C Suisse : 10.00 CHF Maroc : 60 MAD Tunisie : 5200 TND Canada : 6.60 $ CAN

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LE PROCHAIN NUMERO D'ELECTRONIQUE PRATIQUE SERA EN KIOSQUE LE 5 AVRIL 2007

RF et Hyper Europe 2011-,inct rrtnrm rilAfFAN,

Le SALON DES amoonitiomcas. Des IITPCIMICINIDIOCS, EUROPE 2007NU INIFELESS. DC LA MIR NITWIT ET Of LEM APPLICATIONS

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MillERMETINglr7"4-

27, 28 & 29 MARS 2007CNIT - PARIS LA DEFENSE

3V EDITION

www.RFHyper.com

endez-vous annuel des experts des radiofrequences,hyperfrequences, de Ia fibre optique et du wireless,RF et Hyper Europe 2007 se tiendra au CNIT de Paris

La Defense les 27, 28 et 29 mars dans les halls Pierre et MarieCurie. Cette 335 edition refletera, une fois de plus, les ten -dances de la RF et des Hyperfrequences qui sont a Ia fois ledeveloppement de nouvelles architectures et produits, uneplus grande integration et une meilleure encapsulation descomposants, Ia miniaturisation et l'accroissement des niveauxde performances et des fonctionnalites des produits. Elleaccordera une large part a des conferences.Depuis plusieurs annees, les telecommunications portent lemarch§ avec notamment la 3G et l'arrivee programmee de la4G, mais egalement les transmissions sans fil avec le WiFi,Wimax, Bluetooth (qui poursuivent leurs evolutions), les liai-sons satellites, sans oublier leurs applications dans desdomaines aussi divers que le medical, le militaire, la securiteou l'avionique. Les systernes RFID continuent quant a eux leurdeploiement dans l'industrie.Pour memoire, redition 2006 de RF et Hyper Europe avait rOuni150 exposants et accueilli 3748 visiteurs.

RF et Hyper Europe 2007 - 27, 28, 29 mars 2007,CNIT-La Defense, www.RFHyper.com

Faites vos previsions meteoSe voulant resolument pratique, Construisez votre station

- meted guide ses lecteurs pas a pas dans la realisation dequelques capteurs meted et autres montages utiles, per-

mettant de mesurer notamment la vitesse et la direction du vent,la temperature et les heures d'ensoleillement, la pression atmo-spherique, le taux d'humidite et la pluviornetrie.L'amateur est invite a realiser le mesureur qui l'intAresse ou qu'il sesent capable de construire, sachant que la plupart n'exigent qu'unpeu de soin pour parvenir a un resultat exploitable.En fin d'ouvrage, l'auteur propose d'assembler judicieusement lesdifferents capteurs afin de constituer une station meted digne dece nom avec les outils habituellement presents dans un modele ducommerce.Un microcontroleur unique sera chargé de la gestion de ('en-semble, exploitant les solutions decrites dans les chapitres quil'auront precede.Cet ouvrage permettra aux amateurs d'electronique de mettre enapplication leurs connaissances et de decouvrir une activiteludique. Les amateurs de meteorologie, eux, s'initieront tout sim-plement a l'electronique, passion que nous partageons avec vous.

Guy Isabel, Construisez votre station rneteo, ETSF, Dunod, Paris,2007, 160 pages

GUY ISABEL

Construisezvotre station

meted

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MM. 11001,00/0 R S(.00,110.14

4 n° 314 wvwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

L'alimentation dessystemes dlectro-niques reste unepreoccupationmajeure de toutconcepteur. Lesamateurs n'echappentpas non plus a cetteregle, mais it leur estsouvent plus facile detrouver un compromisentre le coat etles caracteristiquestechniques du blocd'alimentation.Tres souvent('alimentation peutetre confide a desimples piles alcalinesou salines, maisencore faut-il bienconnaitre lescaracteristiques deces elements.Comme vous l'avezcertainement déjàdevine, nous allonsfaire appel a Internetpour cela.

our entrer directementdans le vif du sujet, nousvous invitons A visiter lesite qui se situe a l'adresse

http://e.m.c.2. free. fr/piles.htmCe site explique sommairement lesreactions chimiques qui sont mises aprofit pour fabriquer une pile.Ce site aborde egalement le cote his-torique de la decouverte des piles etmentionne brievement la célèbre pilede Monsieur Volta.Le deuxieme site que nous vous invi-tons a visiter propose un tableau syn-

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http://e.m.c.2.free.fripiles.htm

thetique (sous la forme d'un docu-ment au format Word a telecharger)comparant les piles les plus repan-dues dans le commerce pour unusage courant.Le site se trouve a l'adresse suivante :http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/math-sciences/article. php3?id arti

1,1

cle=1 75

Pour rester dans le domaine desdocuments a telecharger, nous vousinvitons egalement a visiter la pagequi se situe a l'adresse :http://www.ni-cd.net/accusphp/theorie/alcalines/index.phpVous y trouverez deux liens sur des

http://www.ac-amiens.fripedagogie/math-sciences/2 article.php3?id article=175

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8 uo 314 vvww.erectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

documents qui expliquent qu'il estpossible de recharger les piles alca-lines dans une certaine mesure.Le premier document propose (al'adresse ftp://ftp2.ni-cd.net/nicd/document/rec_bat.pdf) est redige enlangue anglaise, certes, mais it

contient des tableaux de comparai-sons entre les performances de diffe-rentes piles rechargeables. N'hesitezpas a telecharger et a consulter lesfigures de ce document, merne sivous n'etes pas a l'aise avec lalangue anglaise.Enfin, pour terminer notre visite sur leNet, nous vous invitons egalementconsulter l'encyclopedie libreWikipedia a partir de l'adresse :http://frwikipedia.org/wiki/Pile_%C3%A9lectrique.Vous y retrouverez l'histoire de ('ap-parition des piles et leur evolution,des explications sur le format et laclassification des piles et des liensvers des pages qui decrivent diffe-rentes technologies de piles tresrepandues (piles au lithium, piles aumercure, etc.).A ('issue de cette petite visite sur la

toile mondiale », it ne nous resteplus qu'a vous souhaiter uneagreable decouverte des sites propo-ses et a vous donner rendez-vous lemois prochain pour de nouvellesdecouvertes sur le « Net ».

P. MORIN

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4http://ft wikipedia.org/wiki/Pile %C3%A9lectrique

http://e.m.c.2.free.fr/piles.htm

http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/math-sciences/article.php3?id_article=175

http://www.ni-cd.net/accusphp/theorie/alcalines/index.php

ftp://ftp2.ni-cd.net/nicd/document/rec_bat.pdf

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_%C3%A9lectrique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_%C3%A9lectrique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_Leclanch%C3%A9

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_au_lithium

http://www.ac-versailles.fr/etabliss/lyt/soutien/Chimie/Cours/TSChimieCoursPiles.pdf

http://www.obsembe/FR/Piles/piles.shtml

http://www.tsr.ch/tsr/index.html?siteSect=300003&sid=5327997

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3202

http://www.cvgg.org/vincent/Cours_electricite_et_magnetisme/CoursElectriciteMagnetismeSanslmages011.html

Liste desliens

de ce dossier

n° 314 www.electronlquepratlque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Initiation

KICAUn logiciel libre pour la realisationde schemas et circuits imprimes

Termine les bandes et lespastilles autocollantesa transfert ou le stylomarqueur special pourdessiner le trace despistes d'un circuitimprime sur un supporttransparent ou une feuillede mylar quadrillee aupas de 2,54 mm !Depuis quelques temps,c'est le parcours ducombattant pour trouverces fameux produitsindispensables auxpassionnes d'electronique,qu'ils soient professionnels ou amateurs. Ils ont

pratiquement disparu des

catalogues des fournis-seurs de composants.Desormais, ce sont leslogiciels de CAO/DAO(Conception assistee parordinateur/Dessinassiste par ordinateur)qui remplacentavantageusement tousces produits et outils d'unautre temps.

our une centaine d'eu-ros, plusieurs logicielssont disponibles sur lemarche. Ils sont plus

ou moins bien concus, plus ou moinsergonomiques, mais surtout peupuissants. Dans cette gamme deprix, on a vite fait d'exploiter leursmaigres possibilites. Leur principaldefaut reside dans le nombre res-

treint de points de connexions(nceuds) qui depasse rarement les500, voire 200. De surcroit, it n'y aaucune possibilite de sortie sur fichierde tracage Gerber et de percageExcellon. Ce sont des logiciels dont('utilisation se rapproche plutot de laplanche a dessin avec les pastilles etles bandes a coller. En clair, pas d'in-telligence disponible au service duconcepteur.Alors, quand on a fait le tour de cespetits logiciels, allant de deception endeception, on s'oriente logiquementvers des logiciels plus performants.Mais holes, trois fois helas, on ne joueplus dans la merne cour.Tout d'abord, ils content cher, trescher meme.Ensuite, ils sont compliques et on avite fait de s'egarer dans la jungle deleurs nombreuses fonctionnalites.Pour corser le tout, la plupart s'expri-ment en langue anglaise ce qui n'aidepas toujours ('amateur francais...De par leurs prix Aleves (1000 voire

10 n° 314 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA -1100F

bien plus encore), ces logiciels sontquasiment reserves aux profession-nels. Pour avoir experiments cetteaventure, je connais bien le proble-me. C'est pourquoi, regulierement, jesurfe sur Internet avec l'espoir detrouver un jour la perle rare et peuonereuse, le miracle quoi !II ne faut jamais desesperer car laperseverance porte ses fruits un jourou l'autre. La preuve, au cours demes constantes et regulieres recher-ches, j'ai recemment decouvert monbonheur. Jugez-en par vous-memes.Un logiciel professionnel, multilingue,qui me parle meme en frangais et quime propose une suite d'outils perfor-mants et faciles a apprehender. Vousne revez pas, it existe vraiment celogiciel. II s'agit de la suite open sour-ce (GPL)) Kicad pour la realisation deschemes electroniques et de circuitsimprimes. Cerise sur le gateau, lalicence d'utilisation est gratuite, c'estun logiciel libre !

Pourquoi un logiciellibre ?

Le « logiciel libre » se rapporte a lafiber* pour les utilisateurs, d'execu-ter, de distribuer, d'etudier, de modi-fier et d'ameliorer le logiciel.Plus precisement, cela refere a quatreniveaux de libertes La liberte d'utiliser-executer le logi-ciel pour quelque usage que ce soit; La liberte d'etudier le fonctionne-ment du programme et de ('adapterses besoins;

La liberte de redistribuer descopies; La liberte de perfectionner le pro-gramme et de rendre publiques lesameliorations de telle sorte que lacommunaute toute entiere en beneficie.

Quelles sontles differences entreles logiciels ? Le logiciel libreUn logiciel libre protege la liberte desutilisateurs. A ('oppose, toutes lesautres formes de distribution posentdes problemes en matiere de liberteet de securite pour les utilisateurs. Le freeware (logiciel gratuit)Contrairement au « free software »,

indique simplement que le logicielfourni est gratuit, independammentde sa licence. La plupart sont deslogiciels du domaine public. Souvent,le « source » du programme n'est pasdisponible, ce qui interdit, parexemple, de corriger des bugs oud'effectuer des ameliorations. Un shareware (partagiciel)II est la propriete de son auteur. Cedernier demande aux utilisateursreguliers de son programme uneretribution volontaire mais qui ne per -met pas la modification de celui-ci. Un charitywareIt impose de payer une contrepartiefinanciere reversee a une ou plusieursoeuvres de chant& II ne permet pas lamodification du « source 0 du pro-gramme et impose des conditions surla duplication. C'est, de loin, le plusattirant pour la bonne cause. Onregrette qu'ils ne soient pas fresnombreux. Le logiciel du domaine publicII est gratuit, n'appartient a personneet n'est pas protege par une quel-conque licence. Ainsi, une entreprisepeut, par exemple, s'approprier le" source » du logiciel et le placer sousune licence proprietaire.

Qui sontles programmeursde logiciels libres ?

N'importe qui peut participer a Iacreation ou a revolution d'un logiciellibre, cela de plusieurs fagons.Un programmeur peut, par exemple,apporter sa contribution pour la pro-grammation du logiciel. Quelqu'und'autre peut creer la documentationou tester le logiciel, ou encore assu-rer effectuer la traduction linguistique.Certains auteurs sont benevoles,pour eux c'est un « hobby ». D'autressont payes pour developper des logi-ciels libres, par exemple quand leurcompagnie realise des ameliorationspour son propre compte, mais sou-haitent redistribuer les modificationsa la communaute, en « contrepartiedes avantages qu'elle a eu a baserses developpements sur un logicielexistant, fiable et de bonne qualite.Qu'est-ce qui pousse les program-meurs a faire du logiciel libre ?II y a une multitude de raisons qui

peuvent decider un programmeur afaire du « libre ». Celui-ci peut vouloirdevelopper un logiciel et en faire pro-fiter Ia communaute ou ajouter desfonctionnalites a un logiciel libre exis-tant suivant ses besoins. II peutaussi, tout simplement, desirer obte-nir de ('aide en regroupant d'autresprogrammeurs autour de son projetde creation de logiciel.

Alors, les logicielslibres, c'est quoi ?

Expliquer ce qu'est un logiciel libren'est pas chose facile. Voici donc, enlieu et place de termes techniquespropres a faire fuire n'importe qui,une analogie avec un gateau : le

gateau proprietaire contre le gateaulibre.J'ai trouve cette explication imageesur un forum (http://www.blogdebix.net/index.php/2004/03/23/332-les-logiciels-libres-cest-quoi) et jetrouve qu'elle a Ie mete d'être expli-cite.

Le gateau proprietaireImaginons que vous achetiez ungateau. Vous avez alors le droit de lemanger, mais ni de le donner, ni de lepreter et encore moins de le partager.Vous n'avez aucun moyen non plusd'obtenir sa recette. Evidemment,vous pouvez toujours tenter de ('ana-lyser en goutant attentivement, encherchant les differents ingredientsqui le composent et de discerner lesproportions. Ce gateau qui vousdonne a peine la liberte de le manger,c'est-e-dire de ('utiliser, c'est ungateau proprietaire.

Le gateau librePrenez donc maintenant un autregateau. Vous l'achetez. Non seule-ment vous avez le droit de le manger,mais vous avez aussi en votre pos-session sa recette exacte. Libre avous de redistribuer comme vousvoulez - don, vente ou location - legateau que vous avez achete. Maisaussi les gateaux que vous aurez faitsa partir de la recette, modifiee ou non(vous avez, par exemple, decided'ajouter de la cannelle), a conditionde redistribuer la recette dans lesmemes conditions.

n° 314 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

Initiation

1

Arborescenceapparaissantpour le modehttp.jpg

iut-tice.ujf-grenoble.fr - /cao/

[Vera le repertoire parent]

mercredi 6 octobre 2004 15:45lundi 29 sok 2005 15.35

mardi 28 mars 2006 11:54mercredi 28 juin 2006 1020mercredi 28 juin 2006 10:19

lundi I I decembre 2006 10:11lundi 11 decembre 2006 10.11

mardi 30 novembre 2004 08:25lundi 25 avril 2005 10:39

mardi 21 mars 2006 16:45mardi 29 aotat 2006 08:28

mercredi 1 mars 2006 15.42lundi I I decembre 2006 10.14lundi II decembre 2006 10:11

mardi 29 edit 2006 08:29mardi 29 Boat 2006 08:31

lundi II dicembre 2006 10:11lundi 11 decembre 2006 10:11

mardi 21 mars 2006 1645mardi 7 mars 2006 17 03mardi 7 mars 2006 17 03

lundi 11 decembre 2006 10:13lundi 11 dicembre 2006 10:10

mardi 7 mars 2006 17:03lundi 11 decembre 2006 10:12lundi 11 decembre 2006 10:13

270 authortxt514 contrib.txt816 coovagjitott

65865107 doc_somponert.000626tg256381640 doc components -20(16-06-26 zip68666624 doe components -2006-12-04z59104238 doc_coMpOnentE2006r1248 tZiP

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18316 01113776 how-to-build-kicad txt7105 installtxt

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1665261 kicad-sources-2006-12-08-RCI3350 licendoc txt

372 LINUXREADME4947 lisezmoi bet

31119 ncws.txt<dir> old versions3859 13.F..AP11.4.F.,txt

<dir> sources73 version txt

Vous avez ('assurance que quiconquerecupere la recette, s'en sert et/ou Iamodifie a son tour, devra distribuerles gateaux dans les memes condi-tions que vous.

Un truc de specialistes ?Evidemment, vous me direz que Ialibre disposition de la recette ne pro-fite qu'a ceux qui savent cuisiner.C'est en partie vrai, mais en partieseulement. Car tout comme it estimpensable de reserver la lecture descodes de lois aux professionnels uni-quement, le libre acces a la recetteprofite a tous. En effet, tout le mondepeut profiter de ('emulation entre lescuisiniers, participer, aider, apprendreen s'aidant des recettes existantes,voire faire appel a quelqu'un quiconnait la cuisine (une PME de cuisi-niers, par exemple). Tout cela pour leplaisir des papilles et la garantie de Iameilleure qualite. Et qu'un cuisiniers'avise de mettre des OGM dans legateau, tout le monde sera au cou-rant !

En clairRemplacez le gateau par un logiciel,la recette par le code source du logi-ciel, les cuisiniers par les program-meurs, notre PME de cuisiniers parune societe de services (SSII)... et

vous voyez oCi je veux en venir !Les logiciels libres permettent un par-

tage universel du savoir, des tech-niques. C'est une democratie de l'in-formatique, qui garantit un egal accesa tous aux logiciels, puisque la gratui-te du produit, en tant que tel, estgarantie. Tout se base sur le serviceautour (l'emballage du gateau).Avec cette presentation imagee, j'es-pere vous avoir fait decouvrir un nou-vel univers. Pour conclure, avant decommencer une description plusdetaillee de Kicad et vous convaincrede ('installer, voici une liste de logi-ciels libres indispensables, simples,utiles et, de surcroft, performants : le navigateur web Mozilla Firefox; le programme de messagerie inter -net Thunderbird;

le traitement de texte Open-Office.org; des logiciels tits interessants etdivers disponibles sur le site deFramasoft.net.Concretement, les logiciels libressont comme les logiciels proprie-taires, sous une licence. Attention, Iavente reste autorisee. Mais pour qu'ily ait un plus (car le gateau est dispo-nible gratuitement aussi), la vente estaccompagnee d'un service, commemanger son gateau avec un massa-ge, par exemple. Ce sont les societesde services (SSLL) qui ne vendentpas le logiciel mais leurs compe-tences pour former, developper,modifier, installer, suivre et assister.

Le logiciel KICAD GPLPCB suite

Revenons maintenant a ce qui nousinteresse. Pierre Charras, chercheurau LIS (Laboratoire des images et dessignaux) et enseignant en electro-nique a l'IUT de Saint Martin d'Heres,est le createur concepteur de la suiteKicad. Pour la petite histoire, PierreCharras voulant s'essayer a la pro-grammation C++, opta pour ('etuded'un programme simple de dessin decircuits imprimes.Au fil du temps, cet exercice de styles'etoffa progressivement pour deve-nir un veritable outil de CAO &echo-nique complet, puissant et profes-sionnel, des plus reussis.Le resultat est un ensemble de quatrelogiciels et un gestionnaire de projetsdestines a la realisation de carteselectroniques. A savoir : Eeschema. Creation de schemas PcbNew. Logiciel de realisation decircuits imprimes Gerbview. Visualisation des docu-ments generes au format Gerber(documents de phototracage Cvpcb. Utilitaire de selection desempreintes physiques des compo-sants electroniques utilises dans leschema Kicad. Gestionnaire de projets.Le gestionnaire de projets Kicad per -met la gestion et la selection rapided'un projet ainsi que le lancement del'utilitaire desire (Eeschema, PcbNew,Gerview, Cvpcb).Je le rappelle, cette suite de logicielsest diffusee gratuitement en « opensource » (logiciel libre) sous licenceGPL (General Public License

wxWindows ») qui est un logiciellibre, lui aussi, utilise comme boiteoutils de programmation d'interfaceutilisateur multi-plateformes. Ils tour-nent sous Linux et Windows.L'outil 0 wxWidgets » est disponible,entre autres, pour Macintosh,GNU/Linux et Unix, Microsoft Windows,OS/2, ainsi que pour du materielembarque (embedded) sous GNU/Linuxou Windows CE. Les deux versionssont maintenues regulierement.Pour cette presentation, je mecontenterai de decrire la suite versionWindows que j'utilise.J'invite les adeptes de Linux

n° 314 vvvvmelectroniquepratique.corri ELECTRONIQUE PRATIQUE

consulter le site du LIS, ils y trouve-ront leur bonheur.De toute fawn, ('utilisation, les pre-sentations graphiques et les menussont identiques, quel que soit le sys-terne d'exploitation employe.Le projet est maintenant present& itest temps de passer a la pratique.

Pre-requis techniques conseilles Un micro-ordinateur equips d'unPentium III ou plus Windows NT, 2000 ou XP (Linuxpour les iinuxiens) Espace libre sur le disque dur de200 Mo pour le logiciel Kicad et sescomplements 1 Mo de RAM Un ecran couleur de 17 pouces debonne facture avec une resolutiongraphique d'au moins 1024 x 768 Une carte graphique 16 bits parpixel minimum, mais 24 ou 32 bitsrecommandes Une souris trois boutons, car lestrois boutons sont utilises et le bou-ton du milieu permet des corn-mandes rapides de zoom.

Le telechargementLa premiere des actions a entre-prendre est le telechargement de('application. Deux solutions s'offrenta nous : la premiere en mode FTP oula seconde en mode http.Le protocole FTP s'inscrit dans unmodele client-serveur. c' est-a-direqu'une machine envoie des ordres (leclient) et que l'autre attend desrequetes pour effectuer des actions(le serveur). Lors d'une connexionFTP, deux canaux de transmissionsont ouverts : un canal pour les com-mandes (canal de controle) et uncanal pour les donnees.Le but du protocole http est de per-mettre un transfert de fichiers (essen-tiellement au format html) localisesgrace a une chaIne de caracteresappelee URL entre un navigateur (leclient) et un serveur Web.On privilegiera le mode ftp, plus rapi-de, mais si un proxy bloque la

connexion, on se retournera vers lemode http.La procedure d'installation ainsi quetoutes les commandes qui vontsuivre sont effectuees sur le systerned'exploitation Windows XP Pro.Pour le mode http, l'adresse est :

2

Arborescenceapparaissant pourle mode ftp.jpg

Index de ftp://iut-tice.ujf-grenoble.fricao/

I Vers un rep de plus haut maw

Dauthor.txt 1 KB 15:45:00

Dcontrib.txt 1 KB 1535:00

Dconynaht ixt 1 KB 11:54:00

Dcloc_components-2006-06-26 tgz 64322 KB 10:20:00

Ddoc components-2006-06-26.zi2 55061 KB 10:19:00

Ddoc cm4nents-2006-12-08.1gz 67058 KB 10:11:00

DdocoaiIBts-2006-12-081ip 57719 KB 10:11:00

Ddoc cony orcadto kicad.tx1 1 KB 08:25:00

Ddoc cony Dread tokiced_spsnishAx1 1 KB 10:39:00

Dgp1.0 18 KB 16:45:00

Dhow-19-.41444.7kkailM 4 KB 08.28:00

Dipsta11,1;51 7 KB 15:42:00

aicad 10:14:00

Dkicad-12-08-RCI.tsiz 48324 KB 10:11:00

Dkicad-2006-08-28.tgz 57069 KB 08:29:00

Dkicad-2006-08-28 zip 74812 KB 08:31:00

Dkiml-M06-12-08-RCI.zip 57658 KB 10:11:00

DUL_ed-sources-2096-12-08-RC1.ZT 1627 KB 10:11:00

D Imendoc.txt 4KB 16:45:00

DLINUX.RBADME 1 KB 17:03:00

Dliiezinoi.oct 5 KB 17:03:00

Dovaxst 31 KB 10.13.00

C321cl_yrsions 10 10 00

DREADME txt 4KB 1703:00

ri..ewes 10:12:00

Dyersion L't 1 KB 10:13:00

http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/cao/Et pour le mode ftp l'adresse est :ffp://iut-tice.uff-grenoble.fr/cao/Si vous optez pour le mode http, l'ar-borescence qui apparait est celle dela figure 1.Si vous preferez le mode ftp, l'arbo-rescence est celle de la figure 2.Choisissez les fichiers .zip les plusrecents et enregistrez-les sur le

disque dans votre repertoire habituelde telechargement (ex : Temp).Liste des fichiers a telecharger : install.txt = 7 Ko (a copier avec lafonction « copier/coller ); kicad-2006-08-28.zip = 74812k; doc_components-2006-12-08.zip =57719k (derniere mise a jour au

moment de la redaction de cetarticle).Pour les « linuxiens », ce sont lesfichiers avec ('extension « tgz » qu'ilconvient de telecharger.Vous aurez certainement remarqueque les fichiers « tgz » et <, zip » sontdoubles. Ils apparaissent avec lesmernes noms, mais avec une datedifferente.C'est respectivement ('avant derniereversion et la nouvelle.Des que le telechargement est fermi -no, on peut proceder a ('installation.Elle est d'une simplicite remarquablepuisque sans programme d'installa-tion dedie, comme avec la plupartdes logiciels commercialises.

re 314 www. electron igueprotique. corn LLLC.; 1 FIGNIQUE PRATIQUE

Procedure d'installation de Ia suiteKicad1. Ouvrez le poste de travail;2. Ouvrez le repertoire dans lequel lestrois fichiers ont ete telecharges (ex :Temp);3. Selectionnez le fichier « kicad-2006-08-28.zip »;4. Faites un clic droit sur le fichier etdans la fenetre de votre utilitaire dedecompression prefer& (Windows XPou Winrar) qui s'ouvre, selectionnez

Extraire tout vers... »;5. Dans la case Extraire vers »,lndiquez le chemin de destination : C6. Cliquez sur « Extraire » et la

decompression s'opere;7. La fenetre de decompression desfichiers disparalt;8. Vous pouvez maintenant constaterque le repertoire « C:\kicad » a etecite et que le fichier . kicad-2006-08-28.zip » a bien ete decompressepour installer tous les sous -reper-toires et les fichiers de la suite kicad.Si toutes les installations etaientaussi simples, l'informatique seraitidyllique !

Installation de la librairie Kicad1. Ouvrez le poste de travail;2. Ouvrez le repertoire dans lequel lestrois fichiers ont ete telecharges (ex :Temp);3. Selectionnez le fichier « doc_components-2006-03-07.zip »;4. Faites un clic droit sur le fichier etdans la fenetre de votre utilitaire dedecompression prefers (Windows XPou Winrar) qui s'ouvre, selectionnez

Extraire tout vers... »;5. Dans la case « Extraire vers »,lndiquez le chemin de destinationsuivant : C:\Kicad\library6. Cliquez sur . Extraire » et la

decompression s'opere;7. La fenetre de decompression desfichiers disparat8. Les fichiers contenus dans

doc_components-2006-03-07.zip »ont bien ete installes dans le sous -repertoire « Library ».Pour achever l'installation et pourpermettre de lancer le programme degestionnaire de projet de la « GPLPCB SUITE », creez une lame de rac-courci par la manipulation suivante1. Clic droit sur le Bureau » deWindows;

2. Puis clic sur Nouveau », sur

Raccourci », sur . Parcourir », Poste de travail » ;

3. Continuez par le chemin suivantC:\Kicad-2006-03-28\kicad\winexe »;

4. Selectionnez le fichier « Kicad.exe »;5. Poursuivez en cliquant sur « OK »,puis « Suivant » et « Terminer ».Voila votre installation terminee. C'estsimple, n'est-ce pas ?

Logiciels complementairesIls sont implicitement integres dans Iasuite Kicad et sont librement dispo-nibles (licence GNU). II s'agit de : L'editeur de texte Wyoeditor (basesur Scintilla et wxWidgets), utilisepour examiner les rapports (le sitewww.wxGuide.sourceforge.org vousinformera en detail sur ce logiciel); L'outil logiciel Wings3D, qui permetde otter les composants sous formetrois dimensions (3D) pour les

modules de Pcbnew (plus d'infos surle site du createur www.wings3d.com).

Installation du complementWings3D1. Allez dans le repertoire

CAKicad\Wings3D »;2. Double-cliquez sur le fichier

wings-0.98.34.exe »;3. Dans la fenetre qui vient de s'ou-vrir, acceptez l'installation standarden cliquant sur « Next »;4. Taper le chemin suivant :

C:\kicad\wings3d\ » dans le

champs « Destination folder »;5. Cliquez a nouveau sur « Next »;6. Acceptez la creation du dossier

Wings 3D 0.98.34 » en cliquant surInstall »;

7.Terminez la procedure en cliquantsur « Close », c'est fini !

Creation d'un repertoire de travailII est conseille de prevoir un repertoi-re de travail independent du repertoi-re « Kicad » contenant tous lesmodules de la suite logicielle.Disposant de deux disques durs - C :pour les programmes et D : pour lesdonnees - j'ai donc cite un repertoi-re « D:\Kicad\Projets » pour stockertous les projets dans le disque prevua cet effet.Chacun fera selon sa propre logiquehabituelle, ('important est de ne pasperdre son travail en cas de probleme« disque dur ».

DesinstallationLa desinstallation est elementaire,rien a voir avec les logiciels habituelsWindows. II suffit d'effacer le reper-toire Kicad », l'icone creee et lerepertoire de travail.

Utilisation de Ia suite KICADMaintenant que la suite logicielle estprole pour ('exploitation, ne boudonspas notre plaisir a parcourir les din -rents modules.Commencons par lancer le gestion-naire de projet nomme « Kicad » endouble-cliquant sur l'icone prealable-ment cite sur le bureau.La fenetre de la figure 3 apparelOutre les menus du gestionnaire deprojet, on trouve a droite, les iconesde lancement des differents modulesde la suite : Eeschema, l'editeur de schernatique; Cvpcb, ('association composants/modules; Pcbnew, l'editeur de circuits impri-fries; Gerbview, le visualisateur Gerber.Visualisons les differentes creationspossibles par les exemples presentsdans le repertoire « Demos ».1. Dans le menu « Projets », ouvrir

Ouvrir descr de projet », allez dansle sous -repertoire « sonde xilinx » etdouble-cliquez sur « sonde xilinx.pro »;2. Double cliquez sur « sonde xilinx.sch »;

3. Le schema complet apparalt al'ecran, plutot bien n'est-ce pas (figure 4):

4. Maintenant double-cliquez sur« sonde xilinx.brd . , cette fois c'estle dessin du circuit imprime (facepistes) qui apparait (figure 5)5. Une vue tits claire et detainee de laface composants (figure 6)6. Pour voir apparaitre le fin du fin,dans la barre superieure de menu, cli-quez sur « 3D Visu » puis sur le logo 3D 3D visu ». Cette fois c'est lemodule complet avec les compo-

3 Espace de travaildu gestionnaire de projets

M Iru0 01 ar: till $3 0

CM-MR\Na1Y.tl.ww

re 314 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

sants en trois dimensions (figure 7)7. Avec Ia souris, en maintenant leclic gauche, tournez autour du modu-le pour changer ('orientation et agran-dissez ('image avec le zoom pourmieux observer les elements en relief.

FormationRien que du bonheur, une documen-tation tres bien faite est a dispositiondans le repertoire Tutorial » au for-mat Texte Open Office. Les docu-ments sont proposes en troislangues, dont le franca's.Avant de visualiser ou imprimer ledocument, telecharger le pack OpenOffice (logiciel libre) et decouvrezl'etendue de ses larges possibilites.Je vous conseille de visiter le sitehttp://www.lis.inpg.fdrealise_au_lislkicad/, vous y trouverez de nom-breuses informations et liens versd'autres sites qui soutiennent la suiteKicad.

Conclusion

Vous voila maintenant equip& d'unpuissant logiciel de CAO/DAO.Malgre tout, pour utiliser l'etendue deses nombreuses possibilites, uneauto -formation est incontournable etnecessaire. Prenez le temps dedecouvrir la suite Kicad.Les passionnes de programmationtrouveront matiere a exercer leurscompetences et leur passion en par-ticipant au groupe de travail rassem-blant de nombreux techniciens. Ilsameliorent les modules du logiciel outraduisent les textes en une autrelangue que l'anglais ou l'allemand.Chaque fois que vous aurez cree unnouveau composant dans votrebibliotheque, pensez a en faire profi-ter Ia communaute Kicad sur le sitehttp://www.kicadlib.org.Je vous invite a parcourir les reper-toires du site de telechargement deKicad, vous y decouvrirez une multi-tude d'informations interessantes.Dans un avenir proche, je vous pro-poserai des exercices pratiques com-mentes dans un projet d'etude derealisations de divers montages afind'apprendre a exploiter la suiteKicad. Jetez pastilles et bandes et...au travail maintenant !

G. KOSSMANN

4

Le schema

5

Le circuit imprime

6

Vue facecomposants

7

Vue des composantsen 3D

Z.: NZ.1.1.401,0.0,41.1.0° POWs N.M... boncam sillzu,Altssaiu t3 4

Isoccione.

t!!!!!IMTIMEMBE

-,Idd 11.1Vtatd,risteovt40%...

1,.;;,,G Pike* 11260. 1.70404 lsr.d. i V f.) II .21:14001...

n° 314. ww vv. e I ec ron qu eprea t I q ue corn ELECTRONIQUC PRATIQUC 15

Micro/Robot

Picky,le suiveur de ligne

Quand on debute enrobotique, on reve depouvoir un jour passersimplementla programmation,de trouver un dessind'une mecanique simplea realiser ou de fabriquerune carte reduiteau minimum, maispouvant evoluer.C'est dans ce but qu'aete construit ce robot.

a mecanique et les rouesdu robot Picky sont desrealisations « maison », lacarte de base est tres

simple, mais evolutive grace a la pre-

sence d'un connecteur pouvant rece-voir des cartes capteurs.Ce projet a ete initie dans une ecolepour participer a un tournoi interne derobot mini sumo.

Le chassis

La mecanique est simple et peu one -reuse (figure la). Apres plusieursessais utilisant des moteurs tres eco-nomiques, it s'est avere que cetteOconomie se faisait au detriment dela consommation du montage et deses performances.II a donc ete choisi deux petitsmoteurs de la serie 941D deComoDrills, avec un reducteur plane-taire de 4.Leur consommation est inferieure a150 mA chacun (photo A).Nota. II est toujours possible de recu-perer le moteur seul, disponible dansun vieux lecteur de CD -Rom et de lui

adjoindre un reducteur classique par5 avec des engrenages economiques.Cela d'autant plus que nous allons enutiliser, des engrenages, pour reduirea nouveau par 5 la vitesse des roues.Les moteurs et l'axe des roues serontfixes par deux petites plaques de

re 314 wvvvv.eiectruniqueproLique.com ELECTRONIQUF PRA-TIC/if-

A

EE

la

lb

EE0

j4 -0'114-114-)0i13 mm 13 mm 13 mm

1, 2, 3 et 4 : trous de 3,2 mm

5, 6, 7 et 8 : trous de 4,5 mm

20 mm

A

y

3

4

16 mm

2,5 mm

60 mm

Piece support pour bloc moteur et axe

38 mm

, 1:4 /47 mm 8 mm 8 mm 7,5 mm

Roue

Diam: 5 mm

lc

Joue gauche

110 mm

Les trous 1 de 3 mm

Les trous 2 de 5 mm

Les trous 3 et 4 de 2.5 mm

Les trous 5 6 7 de 3 mm,profondeur 7 mm

Joue droite

A

34 mm

5 mm

2 mm

40 mm

y

Micro/Robot

5 mm d'epaisseur (figure 1 b). Cesdeux plaques devront etre prepareessans precipitation. De leur precision,dependra l'efficacite de la direction.Les moteurs y sont fixes par deuxpetites vis M2 et l'axe des roues lestraversera de part en part. Ces deuxpieces seront fixees entre la plaqueinferieure, decoupee aux dimensionsd'un cercle de diametre 10 cm, avecdeux decoupes pour le passage desroues. La fixation de ces pieces auchassis est realisee par quatre visM3. La carte electronique viendra sefixer au-dessus par deux vis M3 etdeux entretoises M3 de 5 mm.Les roues sont des elements « mai-son ». Fort efficaces, elles ne sontpas tits difficiles a realiser (photo B).Une roue est composee de trois ele-ments (figure 1c). Le pneu estdecoupe dans une chambre a air develo, la pate externe de la jante !ta-ils& avec un morceau de tube PVCde 40 mm et le disque interne decou-pe dans une plaque de plexiglas de3 mm d'epaisseur.On coupe 5 mm de tube PVC avecune boile a onglet. On decoupeensuite un came de 37 mm dans leplexiglas et on perce, en son centre,un trou de 5 mm de diametre. Ontransforme le carre en un disque a lalime pour entrer « en force » dans lebout de tube. Pour realiser cela assezsimplement, iI faut fixer le came dansun mandrin de perceuse que l'on feratourner a vitesse moyenne.Un engrenage de couleur rouge serafixe sur l'axe des moteurs. II entraine-ra un engrenage de couleur blanchesur lequel on aura insert « en force »la roue 'tabs& en intercalant unerondelle M6 entre les deux.On placera une entretoise M3 surl'axe avant de mettre la roue. Celle-cisera bloquee par une bague d'arret.

n° 314 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

+5V

R3

+5 V

47 kO

+5 V

C610 pF

Pile9V

2

MCLR

S3 M/A F i S2

K4

T1

IRFD9113

2 RAO

4 RB76 RB68 RA210 RA3

+Bat

+5 V

? 14

16

CI1PIC16F88

Q14 MHz

15

R4

RB2 ENE 411710 T2

Vdd RB7 13

RB5

12RB611 RB3

Osc1 10RB4RB39RB2 8

RB17

n, b, 6

TOCKVIRA43

RA3 2

RA2RA1

18

Osc2MCLR

Vss

+5 V

R522 ki2

220 kit

t2A

2N2222

C13 +5 V78L05

Un schema de controls classique

La carte principale

Le schema est sOrement l'un des plusclassiques pour controler un petitrobot : un microcontroleur, un circuitinterface pour deux moteurs, unregulateur de tension et un connec-teur pour extension et programma-tion (figure 2).On y retrouve, en plus d'unPIC16F88, un circuit specialise pourla commande des moteurs, le L293D.Les deux transistors T2 et T3 sontassocies a ce dernier pour simplifier

BZ1Piezo

+5 V

+5 V R10100 SI

RB0 1

CI4TSOP1838

R722 kit

4AR6 Ali T3RB4

220 kit

R1

1 ILO

D1

rouge

2N2222

RB1

1.

R9 RB2

22 kit MOTGA_A

41;

rj MOTGA_B

2A

+Bat

C510 pF

K3

Cl2L293D

+5 V

1)1 1 ')EN Vccl

2 1A 15 4A4A

3 1Y 14 MOTDR_B4Y

Gndi Gnd3 13

5 Gnd2 12

9

Gnd4

62Y 11 MOTDR_A34'

7 2A 3A' 10 RB4

Vcc2 9 R853-4EN

R822

la commande des moteurs en roan-sant ('inversion de deux signaux.On trouvera autour du PIC les ele-ments de base, comme un resona-teur 4 MHz, un poussoir de RAZ et unautre poussoir associe a une ledverte, ainsi qu'un buzzer piezo.L'alimentation est realisee autourd'un regulateur economique 78L05 etd'un transistor Mosfet T1 pour seproteger des inversions de polarite.La source de tension est une pile ouun accu de type 9 volts.T1 est facultatif. Si vous etes sex dene jamais faire d'inversion de batte-

rie, alors vous pouvez le supprimer.La perte de tension engendree par sapresence est negligeable.L'ensemble est complete par unrecepteur infrarouge pour pouvoirpiloter le robot et un connecteur pourla programmation et d'autres exten-sions.

Le PIC16F88Ce PIC est une amelioration du fresconnu 16F84. II possede de nom-breuses fonctions disponibles sur laserie des PIC16F87x, mais avecmoins de broches.

n* 314 voiv vv. el ec tr oniq ue pratique. cam ELECTRONIQUE PRA11QUE

Micro/Robot

Nomenclature

CARTE PRINCIPALE

Resistances ± 5% - 1/4 WR1, R2 : 1 ki2(marron, noir, rouge)R3 : 47 k52 (jaune, violet, orange)R4, R6 : 220 k12 (rouge, rouge, jaune)R5, R7 a R9 : 22 kit (rouge, rouge,orange)R10 : 100 S2 (marron, noir, marron)

Condensateurs: 470 pF/16 V

C2, C4 : 100 nFC3 : 100 pF/16 VC5, C6 : 10 pF/16 V

SemiconducteursD1 : led rouge a 5 mmD2 : led verte a 5 mmCI1 : PIC 16F88Cl2 : L293DCI3 78L05CI4 : TSOP1838Ti : IRFD9113T2, T3 2N2222 (T092)

DiversQ1 : resonateur 4 MHzBZ1 : piezoS1 : interS2, S3 : poussoir CIK2, K3 : 3 fitsK4 : barrettes male/male 2 x 5 pointsBarrette secable pour circuit integre

CARTE PROGRAMMATIONET CONNECTEUR ACCUS

C1 : 100 nFK1 : barrette secable pour circuitintegre 2 x 5 pointsK2 : connecteur coude male/male5 pointsG1 : connecteur pour pile 9 Va souder (voir texte)

PIECES MECANIQUES

1 plaque chassis (plexiglas 3 mm)2 pieces fixation moteur chassis(plexiglas 5 mm)2 moteurs et reducteurs(ref : 417- 9683 Radiospares)1 sachet d'engrenage module 0,5

4 vis M2 5 mm6 vis M3 7,5 mm1 axe 3 mm 10 cm

2 entretoises M3 5 mm tres fines2 entretoises M3 5 mm

I2 rondelles M32 rondelles M6

2 roues (voir texte)

II ne possede qu'une sortie MLI quisera donc utilisee pour generer dessons avec le piezo. II a quatre foisplus de memoire que son predeces-seur, trois registres temporisateurs etsurtout des entrées analogiques.C'est ce dernier point qui justifie sonchoix. Effectivement, la plupart descapteurs en robotique delivrent uneinformation de type analogique.

La realisation

On decoupe correctement la carteprincipale dont on lime les bords.On perce, en premier, tous les trousavec un foret de 0,8 mm. On repercea 1 mm les trous de l'interrupteur,ceux des deux poussoirs et, pourfinir, a 3,2 mm les deux trous de fixa-

tion de la carte au chassis (figure 3a).On soude ensuite les composantsdans l'ordre habituel, ceux de plusbas profils en premier, les quatrestraps, puis les resistances, le sup-port de CI, les poussoirs, le resona-teur, les connecteurs, le condensa-teur, les diodes et, en dernier, les

capteurs a reflexion (figure 3b).Petite particularite au niveau duconnecteur pour les extensions : it

faut ajouter des morceaux de bar-rettes secables pour augmenter ladistance entre la carte principale etles cartes d'extensions futures.

RemarquesDeux petites cartes additionnellessont necessaires pour parfaire le

montage. La premiere est une petite

n° 314 www.F2lectroniqueprotique.com LLECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

8m.NO CDr.n0 0. LA -Li U

U

G1

EP0621

41:9Th%__O 0

as144-611,o

F.G.F.G.

PILE OU ACCU9V

0

K1K21

5c

a+5 V

Interface programmation+9 V

G1

AB9VH

interface pour connecter la pile de9 volts a deux connecteurs speciaux(figures 4a, 4b et photo A).La deuxieme carte permet la pro-grammation du PIC par un connec-teur docile, afin de ne pas sortir lemicrocontroleur de son support(figures 5a, 5b et 5c).La carte pour la pile sera soudee etmaintenue a l'envers de la carte prin-cipale par deux fils rigides en cuivreetame de 1,5 mm de diametre, erne-liorant ainsi la rigidite de ('ensemble.La carte programmation sera insereesur Ia carte principale a l'envers etpourra etre laissee en place pendantla partie developpement.

La programmation

Lorsque l'on concoit un robot, memetres simple, on se doit de definir lesbesoins des le debut du projet.Pour notre robot educatif, quelqueselements de base sont necessairescar it faut pouvoir tester simplementchaque phase de Ia programmation.Bien avant de faire tourner les

moteurs, it faut s'essayer sur des pro-grammes simples. Une led verte, un

poussoir et un piezo sont des ele-ments simples a mettre en ceuvre parprogrammation.Bien que la commande des moteurssoit souvent le point le plus delicatmaitriser, nous avons tenu a la rendrela plus simple possible. Pour chaquemoteur, nous avons une ligne pourchoisir le sens de rotation et uneautre pour la vitesse.S'agissant d'une ligne logique, la

variation de vitesse d'un moteur seraobtenue par decoupage de la tensionappliquee. C'est la commande, bienconnue, de type MLI (Modulation dela largeur des impulsions).Cette fonction est une phase delicatede la programmation de notre robotqui ne possede qu'un seul registrepour la realiser. II a donc ete neces-saire de l'ecrire entierement pour lesdeux moteurs. Pour ('optimiser, elleest ecrite en assembleur, alors que lereste du programme est ecrit en C.Nous obtenons un code tres court ettres simple.II reste le recepteur infrarouge. Laencore, un module IR complet pourTV permet de simplifier l'electro-nique. II attaque une ligne particuliere

du PIC, RBO, qui permet d'inter-rompre le programme pour decoderIa commande. II a ete choisi de pilo-ter le robot avec une telecommandeau format Philips RCS, ce qui est leplus courant.Picky_Test est un programme sanstelecommande IR et Picky_IR est leprogramme complet de ce premierarticle. Les fichiers sources et hexsont disponibles sur le site internetde la revue (www.electroniquepra-tique.com).

L'utilisation

Dans cette premiere partie, nousn'utilisons pas de capteur. Aucuneextension n'est branchee. Nous nouscontenterons de piloter le robot avecIa telecommande infrarouge.A Ia mise sous tension par I'interrup-teur, le programme entre dans uneboucle de test. La led verte clignoteet le piezo emet un son aigu intermit-tent.Si I'on appuie sur le poussoir, le piezoconfirme cet appui par un son plusgrave tits bref et la led s'eteint.Le robot est pret a recevoir une corn-mande. Si l'on appuie sur une touched'une telecommande, la led vertes'eclaire pour confirmer une recep-tion. Mais seule une commande vali-de pourra piloter le robot.Les touches 2, 4, 6, 8 permettent dedeplacer le robot en marche avant,arriere, rotation sur place, vers Iadroite ou vers la gauche. La touche 5et la touche arret TV coupent lesmoteurs. Pour augmenter la vitesse, itconvient d'appuyer plusieurs fois.Pour reduire, it faut appuyer sur latouche opposee.

Pour conclure

Voici la premiere partie de notre robotterminee. Dans notre prochain article,nous aborderons les extensions quirendront notre robot totalement auto-nome. Une premiere extension per-mettra de suivre une source de lumie-re et une autre realisera un robot sui-veur de ligne.

(A suivre)F. GIAMARCHI

http://www.geii.iut-nimes.fr/fggiamarchi@iut-nimes.fr

314 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

Commands de puissancepour moteurs a C.0

La commande depuissance pour moteursa courant continu n'estpas chose aisee lorsqueI'on utilise descomposants discrets.C'est pourquoi plusieursfabricants ont concu descircuits specialisespresentant d'excellentescaracteristiqueset une facilite d'emploiinegalable.

ous vous presentons l'unde ces composants, leLMD18200T, qui permet('alimentation de moteurs

consommant 3 A et pouvant fournirdes pics de courant de 6 A. Ce circuitintegre peut donc piloter la majoritedes moteurs, surtout ceux utilisesdans le domaine de la robotique.

Le LMD18200T

C'est un composant specialementdestine a la commande de moteurscourant continu. II a ete congu selon('utilisation d'un pont en H constituede quatre transistors de commuta-tion. Le schema de la figure 1 illustredune maniere simple la fagon dontfonctionne ce pont : les quatre inter-rupteurs ouverts, aucun courant necircule dans le moteur.Si Al et B2 sont fermes, le courantcircule dans un sens, tandis qu'il cir-

Al

DCInput Supply

Vs

Staticbidirectional B1

switch

AOutput ID-.

cule dans l'autre sens si B1 et A2sont actionnes.

Principales caracteristiques- debite un courant de 3 A en continu- peut fournir des pics de 6 A durant200 ms- peut fonctionner sous une tensionde 55 V- faible resistance RDS-ON de 0,3 5-2par transistor de sortie- entrées de commande compatiblesTTL et CMOS- sortie avertissant l'utilisateur lorsquela temperature du circuit atteint 145 °C- protection thermique lorsque la tem-perature atteint 170 °C- diodes de protection internes- protection contre les courts circuits- possede des pompes de charge inter-nes avec possibilite de bootstrap externe

- protection contre une tension d'ali-mentation trop basse (10 V)Le schema donne en figure 2 montre

Une maniere simpled'illustrer la facon dont

fonctionne un ponten H constitue

de quatre transistors

Ia structure interne du circuit integre.La fonction de chacune de sesbroches est representee sur le dessinde la figure 3. II est remarquable queplusieurs technologies aient ete utili-sees et soient implantees sur lamerne structure monolithique.Ainsi, des composants CMOS, bipo-laires et DMOS, participent au fonc-tionnement du composant.Le schema interne montre les diffe-rentes parties constituant ce dernier. Quatre transistors DMOS de puis-sance et leurs diodes de protection.Leur particularite concerne la chutede tension qui est essentiellementune fonction lineaire de la temperatu-re d'utilisation. Ainsi, la resistanceRDS-ON presente une valeur typiquede 0,3 c une temperature de 25°Cet 0,6 Q a 125°C. Comparativement,a une temperature de 100°C sous uncourant de 1 A, un transistor bipolai-re presentera une chute de tensionde 1,1 V. Pour le LMD18200T, cettechute ne sera que de 0,45 V. A descourants eleves, la faible chute detension d'un transistor DMOS pro -vogue une appreciable diminution dela puissance thermique dissipee.

Ia partie logique d'entree. Elleregroupe ses trois commandes :

PWM, DIRECTION et BRAKE (frein). la circuiterie de protection ther-mique et de trop basse tension. Elle

ren 314 vvww.electroniquepreitique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

agit en cas de besoin sur la partielogique. Une seule sortie (broche 9)est disponible sur cette partie du cir-cuit. Elle peut etre utilisee pour lacommande d'une led de controle oupour la mise sous tension d'un venti-lateur ou de tout autre dispositif des-tine a limiter la temperature. II est aremarquer que cette sortie est a col-lecteur ouvert.

Ia circuiterie de mesure du cou-rant consommé par le moteur. Sonprincipe est represents en figure 4,Remarquable, it differe totalementdes moyens utilises par Ia plupart desautres circuits integres. En effet, Iamethode generalement mise enapplication est ('utilisation d'uneresistance de puissance de faiblevaleur en serie dans la ligne positiveou negative du circuit et qui permetde mesurer la chute de tension dartscelle-ci. Cette methode presentequelques inconvonients. Non seule-ment cette chute de tension reduit Iavaleur de ('alimentation du moteur,mais son amplification est rendue dif-ficile par sa faible valeur et la possibi-lite de rapides variations de la tensionen mode commun » appliquee('ent& de I'amplificateur de mesure.La methode employee dans le

LMD18200T est totalement differen-te. Le principe mis en application estle meme que celui utilise dans lestransistors Mosfet de puissance.Chaque transistor DMOS est consti-tue de plusieurs cellules configureesen parallele. Grace au coefficient detemperature positif de RDS-ON dechaque cellule, le courant total circu-lant a travers les « commutateursest divise de facon egale entre lescellules. Les sorties de celles-ci sontseparees afin de produire un courantqui est une replique exacte, mais devaleur moins elevee, que le couranttotal alimentant Ia charge.Le courant issu de la broche 8 estproportionnel a celui debits par lesdeux transistors DMOS du pont en H.La valeur typique du courant traver-sant Ia resistance connectee entre labroche 8 et la masse est de 377 pApour 1 A traversant la charge. La ten-sion produite par le passage du cou-rant dans la resistance de mesure estutilise() pour les diverses protections. Ia pompe de charge et le circuit

Micro/Robot

Thermal flagoutput

9

Bootstrap 1

1

Output 1 Vs Output6 100

2

0

Bootstrap 2

11

Thermalsensing

Undervoltage Charge Chargelockout pump pump

CurrentsensingOvercurrent

detection

dnve dnve Current8 senseo

output

Shutdown

Direction 3 0-4.Brake 4 o-.PWM 5 0-3.

Inputlogic

1--6--111411-

7

Ground

2 Structure interne du LMD18200T/ Bootstrap 2

Output 2

Thermal Flag Output

)

Current Sense Output)Ground)( Vs Power Supply

-) PWM Input)Brake Input

Direction Input)Output 1)11 Bootstrap 1)

Mounting Tab connected to Ground (PIN 7)

3

4

Brochage du LMD18200T en boitier dissipateur a 11 broches

Circuit de mesure du courant consommé par le moteur

de bootstrap. Ils sont necessaires ala commande des transistors DMOS.En effet, afin de rendre passant »ces derniers, une tension de gate (G),d'approximativement 10 V superieurea la tension appliquee sur Ia source(S), est necessaire.Les DMOS inferieurs ont leurssources reliees a Ia masse, tandisque leurs gates (G) sont connectees

au +Vcc lors du fonctionnement ducircuit.Les DMOS superieurs ont leurssources (S) reliees aux sorties du cir-cuit integre et ces dernieres sontdonc continuellement commuteesentre le +Vs et la masse.Afin de generer une tension de valeursuffisamment elevee, une pompe decharge est utilisee.

re 314 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

+Vs

02

To gatedrivecircuit

C Charge pump

Ground

(a)

Voltage to Ground =at 8 Outpu (Pin , oq -r ::: r

=

'-'11 11111 I-1 1 1't41111114Current:Sense-N.11. s-

1 41 1111

......,

1 1 1 1

N. -....N.

Sgnai.,....., ...-

=,.....

N...N.

N. ...... ... ..., ..,

....

=

a.=

A2. B2 ONI A2, B1 ON I A2. 62 ON

5

Charge Pumponly

Voltage 5 V/Div100 ps/DivCurrent 1 A/Div

+Vs

To gatedrive

circuit

(b)

Pin 1 or 11

Pin 2 or 10

= Voltage to Ground=f.7 at 8 Output (Pm 10)

t 1I 1411

*1444

CurrentSenseSignal

_

111 I lilt 11

A2 62 ON I A2, 61 ON IA2. B2 ON

Principe de fonctionnement de la pompe de charge (a) et circuit de bootstrap (b)

Le dessin donne en figure 5a illustrele fonctionnement du circuit. Unehorloge interne oscillant a 300 kHzcommande les transistors Q1 et Q2.Lorsque Q2 est passant, la capaciteinterne de la pompe de charge secharge sous une tension d'environ14 V. Puis, c'est au tour de Q1 dedevenir passant, qui, se faisant,connecte le « bas » du condensateurau +Vs. La consequence de cela estque le pole X du condensateur, quiest connecte a la gate (G) de Q1,applique sur celle-ci une tension de14 V superieure a celle de la tensiond'alimentation Vs. Cette facon deproceder assure que, merne si la

source (S) du transistor DMOS supe-deur est au potentiel Vs, la commuta-tion s'effectue normalement.Si on desire une frequence d'horlogesuperieure a 300 kHz, des capacitesexternes doivent etre utilisees : cesont les capacites de « bootstrap ».Une valeur de 10 nF est recomman-dee. Ces capacites seront connec-tees entre les broches 1 et 2 et 10 et11 du LMD18200T. Le fonctionne-

ment est alors pratiquement similairemais l'on obtient des temps de com-mutation plus rapides, ainsi que lemontre le schema de la figure 5b.

La commande du LMD18200TLa commande du LMD18200T esttres simple et peut s'effectuer dedeux manieres :- soit injecter dans ('entree PWM unsignal rectangulaire variable en fre-quence- soit injecter une tension continue defaible amplitude, ce que nous avonseffectue pour notre maquette.Un autre signal est important, il s'agitdu niveau logique appliqué sur ('en-tree « direction » qui determine le

6

Table de Writedes signauxlogiques a utiliseravec le LMD18200T

ExternalBootstrapCapacitor

BootstrapCapacitors = 10 nFVoltage 5 V/Div100 pS/DivCurrent 1 A/Div

sens de rotation du moteur connecteA la platine.Un troisieme signal permet d'utiliserle frein electrique afin de stopperimmediatement la rotation du moteurLe tableau donne en figure 6 repro-sente la table de verite des signauxlogiques a utiliser pour ces diffe-rentes commandes.Un point important est a signaler. Afind'obtenir un fonctionnement correctde la logique interne du circuit, il

convient d'apporter une attentiontoute particuliere au « timing » dessignaux de commande. En effet, undelai de 1 its dolt exister entre lestransitions des signaux DIRECTION,BRAKE et PWM. Le meilleur moyen

PWM Dir Brake Active Output Drivers

H

H

L

H

H

L

H

L

X

H

L

X

L

L

I

H

H

H

A1.82A2 61A1, 131

Al, B1A2, B2

None

re 314 www.electrorliquepratique.COIT1 ELECTRONIQUE PRA -110(1E

Micro/Robotd'obtenir ce delai est de respecterune duree de 500 ns entre la fin de lapremiere transition et le commence-ment de la seconde. Le diagrammede fonctionnement est donne enfigure 7.

Schema de principe

Le schema de principe de notre reali-sation, preconise par National Semi-conductors, est donne en figure 8.Ce montage permet de piloter unmoteur fonctionnant sous une ten-sion de 24 V et consommant un cou-rant de 3 A.Sa particularite est de ne pas neces-siter, pour fonctionner, de signalPWM pour sa commande, mais unesimple tension continue compriseentre 0 V et 2,25 V. Le signal PWM estproduit en interne par un autre circuit,ce qui simplifie notablement la corn-mande du moteur.L'entree de la commande en ten-sion » s'effectue sur rent& noninverseuse (3) d'un comparateur de

type LM393. Son entrée inverseuse(2) est connectee a la sortie (8) duLMD18200T qui est la sortie demesure du courant consomme par lemoteur. La sortie (1) du comparateurest reliee a ('entree de declenche-

ment (trigger interne) du circuit inte-gre NE555 dont la sortie parvientl'entree inverseuse (6) d'un secondcomparateur. Sur l'entree non inver-seuse (5) de ce dernier, est appliqueeune tension egale a la moitie de la

> 500 ns

> 1 ps

> 1 ps

> 1 ps

7

> 500 ns

> 500 ns

-on 1.41- > 500 ns

> 1 ps

> 1 ps

> 500 ns

"r4-- > 1 ps

> 1 ps

> 500 ns

r> 500 ns > 500 ns

> 1 ps

Diagramme de fonctionnement pour le LMD18200T

8

15V624 V- O

Masse

C1 C2I220 n7100 nT

Led1 R1

7812IC1

1

rouge1+C3 `=' C4

100 nF T10NF

1.33 AN

Avant

C57,7 100 nF

R3 112 ki2

Arriere

Schema preconisepar NationalSemiconductorspour un moteur de24V/3A

C81 pF

M1

C9470 pF

6

3

10

IC4LMD18200T

C10100 nF

R8221(12

1/2 IC2LM393

9717;R4

12 kfl

Led2

rouge

Led3

rouge

I R210 kit

4

7

6

C610 nF

C710 nF

1/2 1C2LM393

R610 kit

1R722 IQ

R510 kit

Niveau bas actiflorsque la temperatureatteint 145 °

n° 314 www.electronicluepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

9

Direction

Output 1

Output 2

Motorcurrent

Forward ReverseTime

nnnnn. Time

Controlled by RC of LM555N 14-To

Alimentation du moteur par un courant hache

o

o

tension d'alimentation. Sa sortie (7)est connectee a l'entrée PWM duLMD18200T.Des lors, le fonctionnement du mon-tage est le suivant : Lorsque aucune tension n'est appli-quee sur ('entree non inverseuse (3)du LM393, sa sortie reste inactive. Si une tension positive est injecteedans « l'entrée de commande la

sortie (1) du comparateur devientactive et declenche le NE555 dont lasortie fournit un creneau positif. La sortie (7) du second compara-teur devient egalement active et

envoie ce creneau sur ('entree PWM

Time

Time

10Un circuit imprime

facilement reproduc-tible et qui regroupe

tous les composants dela commande pour

moteurs C.0

du circuit de puissance. Le moteur est aliments et la resis-tance R8 est traversee par un courantqui genere une tension, laquelle estappliquee sur ('entree inverseuse (2)du premier comparateur. Sa sortie (1)devient inactive et cesse de declen-cher le NE555. La tension issue de la broche (8) duLMD18200T devient egalement nulleet la sortie (1) du LM393 peut a nou-veau declencher le NE555.On obtient ainsi l'alimentation dumoteur par un courant hache. Cemode de fonctionnement est repre-sents par le diagramme de la figure 9.

La duree TOFF durant laquelle le

moteur n'est pas aliments dependessentiellement des composants R2et C6, ou TOFF = 1,1 R x C.La platine est alimentee sous unetension pouvant varier entre +15 V et+24 V, ce qui permet la commande demoteurs fonctionnant entre 12 V et24 V. Un regulateur de tension gene -re la tension +12 V necessaire a l'ali-mentation du montage.

Realisation

Le dessin du circuit imprime estdonne en figure 10 tandis que leschema de ('implantation des corn-posants est represents en figure 11.Pour une solution de facilite, on com-mence le cablage par les plus petitscomposants : straps, resistances etcondensateurs non polarises. On uti-lise des supports pour les circuitsintegres, ce qui facilite leur echangeen cas d'incident.Le LMD18200T dolt etre fixe contreun dissipateur thermique qui peutetre un morceau d'aluminium.Les entrées et sorties s'effectuent surdes borniers a vis.Nous avons prevu, en guise decontrole. deux leds connectees enparallele sur les bornes du moteur, cequi permet la visualisation du sens derotation.Le LMD18200T ne doit pas etresoude avant les essais de « ten-sion » par simple mesure de securite.

Essais

Aucun circuit integre n'etant implantssur la platine, mis a part le regulateurde tension, cette derniere est misesous tension. On verifie alors la valeurdes tensions aux differents points ducircuit. La platine mise hors tension,on peut alors souder le LMD18200Tet placer les deux autres circuits inte-gres dans leurs supports.II suffit ensuite de proceder aux diffe-rentes connexions :- l'alimentation principale- l'alimentation de commande- le moteur- la commande de direction.A la mise sous tension du montage, ladiode indiquant la presence de la ten-sion stabilisee ainsi que l'une de

e' 314 www.electroniquepratique.com ELEC.: I RONIQUE PRAT 'OLE

Micro/Robot

NomenclatureResistancesR1 : 1 k.0 (marron, noir, rouge)R2, R5, R6 : 10 I<S2 (marron, noir, orange)R3, R4 : 12 liS2 (marron, rouge orange)R7, R8 : 2,2 1(0 (rouge, rouge, rouge)

CondensateursC1 : 200 nFC2, C3, C5, C10 : 100nFC4 : 10 pF/35 VC6, C7 : 10 nFC8 : 1 pFC9 : 470 pF/35 V

SemiconducteursLed1, Led2, Led3 : diodes electrolu-minescentes rouges o5 mmIC1 : regulateur 7812/T0220IC2 : LM393IC3 : NE555IC4 : LMD18200T (Lextronic)

Divers2 supportspour circuit integre 8 broches4 borniers a vis 2 points1 dissipateur thermique

11

Cette platinepermet lacommande +vcc

de moteursaliment&entre +12V et+24V suivant 1,33 ANla valeurdorm& a +Vcc

Masse

Masse

Masse

Direction

Moteur

Moteur

LED2

11(1) OLED3

R7

3

3

8

celles connectees en parallele sur lesbornes du moteur doivent s'illuminer.Si on augmente la « tension de com-mande » de vitesse, le moteur dolt semettre en rotation. En inversant lesignal de commande du sens de

rotation, le moteur dolt tourner ensens inverse, tandis que l'autre diodedolt s'illuminer.Si tout se passe ainsi, le montage estoperationnel.

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Un chargeurde batteries NiMh

Depuis le premier juillet2006, une directiveeuropeenne interditla commercialisation desaccumulateurs au NiCd.Le cadmium est en effetun metal tres polluantet son remplacement pard'autres metaux plusecologiques, commel'hydrure metallique(NiMh), se generalise.

i la capacite de ces accu-mulateurs est nettementsuperieure, un chargeurspecifique est necessaire

pour en profiter au maximum.L'utilisation d'un vieux chargeur NiCdpeut effectuer une charge incompleteou, au contraire, surcharger et fairechauffer des batteries NiMh laisseestoute une nuit sans controle.Ce montage permet d'effectuer desrecharges assez rapides, adapteeschaque batterie, grace a un controledirect de la variation de la tension ases bornes.Une precaution a prendre tout dememe, car qui dit charge rapide, sup-pose courant eleve. Avant d'insererune batterie quelconque, it faut impe-rativement verifier qu'elle peut sup-porter une charge rapide.

La technologie NiMh

Commercialisee vers les annees 90,une attente de pres d'un quart desiecle aura ete necessaire pour que['electrode negative en cadmium desNiCd soit remplacee par un autrealliage metallique (le M du Mh) plusecologique. Les hydrures metalliquessont formes a la premiere charge dela batterie quand ('electrode positiveforme de I'hydroxyde de nickel.

Avantages- Elements moins polluants (absencede Cadmium).- Jusqu'a 40 % de capacite en pluspar rapport a une batterie NiCd.- Duree de vie superieure aux NiCd(meme si la capacite decroit aussiavec le temps).- Possibilite de charges rapides (sur-veiller la temperature !).- Pas d'effet « mernoire » irreversible.Ces batteries peuvent etre rechar-gees avant d'être totalement epui-sees, sans que cela ne reduise leurscapacites.

Inconvenients- La tension de « service » de 1,2 Vpeut etre genante pour certainsappareils.- Autodecharge plus importante surles NiMh (3 % par jour) que sur lesNiCd (1 % par jour).- II ne faut pas trop monter en tempe-rature (> 45° C).- Un chargeur specifique est vive-ment conseille.

La recharge des accusLes batteries NiMh ont l'avantage depouvoir etre rechargees rapidement,it serait dommage de ne pas en profi-ter. Le principal parametre dans cettecharge est le courant. On parle sou -vent de charge rapide a 2C, ou decharge normale a C/4. Cela signifie,par exemple, qu'il faut un courant de3,6 A (=2C) pour charger en trenteminutes une batterie d'une capacitede 1 800 mA/H ou 450 mA (=C14)pour charger en quatre heures la

meme batterie... Dans tous les cas,plus le courant est important, plus letemps necessaire pour atteindre lacapacite nominale est faible et plus lafin de charge dolt etre precisementcontrolee. Une charge trop longueentrainera une montee en temperatu-re aux consequences fatales, les bat-teries NiMh n'aiment pas du toutcela. Une charge trop faible diminue-ra la quantite d'energie disponible.Plusieurs methodes peuvent etre uti-lisees pour stopper la charge.

re 314. vvvvvv.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIOUE

- Une simple temporisation ne tien-drait pas compte de l'etat initial desbatteries.- La mesure de la temperature desbatteries est une solution fiable, maispas toujours aisee a realiser. De plus,la montee en temperature diminuedans le temps leur duree de vie.- La mesure de la variation de tensiondans le temps (dV/dt) est la solutionutilisee par le circuit MAX712 de notremontage. Lorsque Ia tension n'aug-mente plus, la charge est arretee.Comme le montre la figure 1, pen-dant la charge, Ia tension aux bornesde la batterie augmente plus rapide-ment lorsqu'on approche les 80 % dela capacite nominale, avant de bais-ser legerement. Ce phenomene, quiest du a la production d'oxygene sur('electrode positive, est plus sensiblesur les batteries NiCd que sur lesNiMh. Cette difference peut suffireexpliquer que chaque type de batte-rie possede son propre chargeur.Le MAX712 que nous utilisons effete-ra sa charge a dV/dt = 0, alors que leMAX713 (plus adapts aux batteriesNiCd) attendra une chute plus sen-

de 2,5 mV/dt pour chaque bat-terie.

Coeur du montage :le circuit MAX712

Ce circuit fabrique par MAXIM offreun large eventail des possibilitesd'utilisations :- Nombre d'elements rechargeablessimultanement de 1 a 16.- Regime de charge de C/4 a 4C.- Arret de la charge rapide par

delta -peak » (dV/dt) ou augmenta-tion de temperature, suivie du passa-ge automatique en regime d'entretien(a courant plus faible).- Arret de protection (. time-out »)programmable en cas de non detec-tion de la condition de variation detension.- Concu pour etre integre a un equi-pement portable. II ne consommeque 5 iA en dehors des periodes decharges.- Permet ('alimentation de l'equipe-ment portable pendant les periodesde charges (fonctionnement en modeI i neaire).

Le brochage de ce circuit est donne

Tension (volts)

2.0

1.8

1,6

1,4

1,2

Ni-Cd

------- .Ni-MH

1010 20 40 60 80 100 120

Temps de charge (en % de la capacite)

Niveau de charge en fonction du temps

Nombre d'elements PGMO branche a PGM1 blanche a1 v+ v+2 V+ rien3 V+ REF4 V+ BATT-5 rien V+6 rien rien7 rien REF8 nen BATT-9 REF V+

10 REF nen11 REF REF12 REF BATT-13 BATT- V+14 BATT- rien15 BATT- REF16 BATT- BATT-

Tableau 1: Reglages possibles du nombre d'elements a charger

en figure 2. Sans entrer dans unelongue description de chacune desbroches, on peut dire que le MAX712est un veritable automate program-mable de multiples facons. II peutetre utilise :- soit en mode lineaire (c'est le cas ici)avec lequel un courant constant estcommands via le transistor T1 par lapatte DRV,

- soit en mode impulsionnel oil untransistor MOSFET est pilots defawn discontinue.Le circuit dispose de comparateursqui lui permettent de stopper Ia char-ge lorsque la temperature des batte-ries depasse les seuils fixes, mais itn'est pas toujours facile de la mesu-rer. Pour cette raison, notre montageutilise la detection de « fin de varia-tion de tension ». La charge rapidecommence des que les accus sontinseres et/ou le montage aliment&Le convertisseur interne mesure alorsa intervalles reguliers la tension aleurs bornes et verifie que celle-ci esttoujours croissante.Dans le cas contraire, la charge rapi-

1

BATT + 2

REF

V+

16

15MAX712MAX713

PGMO 3 14 DRV

PGM1 4 13 GND

THI 5 12 BATT -

TLO 6 11 CC

TEMP 7 10 PGM3

FASTCHG 8 9 PGM2

2 Brochage du MAX712

de est stoppee et seul un faible cou-rant est encore delivre (charge d'en-tretien). Precisons egalement que latension aux bornes de chaque ele-ment doit etre superieure a 0,5 V pourque la charge rapide commence.Quatre pattes du MAX712 permettentde fixer le mode de fonctionnementvoulu de par les connexions qui ysont effectuees. Tout d'abord, lesbroches PGMO et PGM1 (pattes 3 et4) permettent de definir le nombred'elements mis en sone et a chargersimultanement. Le tableau 1 donnela correspondance entre la combinai-

re 314 www.electronlquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Temps max (timeout) PGM2 connectee 6 PGM3 connectee 6 Charge d'entretien22 REF V+ Imes/6433 BATT- V+ Imes/6445 REF rien Imax/3266 BATT- rien Imax/3290 REF REF Imax/16132 BATT- REF Imax/16180 REF BATT- Imax/8264 BATT- BATT- Imax/8

Tableau 2 : Reglage de la duree maximale de charge

son formee et le nombre d'elements.Une fois ce nombre choisi, it dolt etrerespects car it conditionne le fonc-tionnement du convertisseur NDinterne et donc la bonne detection dela variation de tension dV/dt.Dans notre montage, ces deux pattessont connectees a un commutateurrotatif a quatre positions qui permetde choisir entre 1, 2, 4 et 7 elementsd'accumulateurs de 1,2 V. Le courantde charge (sortie B+) est egalementredirige de la meme facon vers lesupport de batteries adapts.Quel que soft le reglage, la tensiond'alimentation du chargeur devra etresuperieure d'au moins 1,5 V a la ten-sion maximale de la batterie en fin decharge (avec un minimum de 6 V).Egalement importantes, les broches

3 Le schema de principe

25 VA

2

PGM2 et PGM3 (9 et 10) sont icifixees » definitivement par les inter -

connexions de notre circuit imprime.Elles definissent le temps maximumalloue a la charge rapide, donc leregime de charge.De Ia patte PGM3 depend aussi lecourant delivre pendant la charged'entretien. Le tableau 2 resume letout.

Schema de principede notre chargeur

Sans surprise, le schema de principede Ia figure 3 est tres proche de celuipropose par le fabricant du MAX712.Seule la valeur de Ia premiere capaci-te de filtrage (C1) a ete largementaugmentee. Le premier prototype

nous a pose des problemes, unique-ment a cause dune tension insuffi-samment filtree qui empechait le bonfonctionnement du circuit integre enfin de charge. Morrie l'utilisation d'unregulateur a la place de la resistanceR1 n'y faisait rien...Principal parametre du chargeur : le

courant. II est ici fixe par la resistanceR5 a un peu plus de 1 A en chargerapide. Pour ceux qui voudraient mal-gre tout modifier le courant de char-ge, Ia valeur de R5 est donnee par larelation :R5 = 0,25/1 (charge rapide) ohmsLes cinq volts necessaires a ('alimen-tation de la partie logique de notreMAX712 sont egalement obtenusgrace a une simple resistance chutri-ce R1. II ne faudra pas oublier de Iamodifier si la tension efficace dutransformateur devait etre modifiee.Sa valeur peut etre estimee par larelation suivante, laquelle tient comp-te dune consommation de 15 mA :R1 =(Umin transfo redressee - 5V)/0,015 QLa plus grosse adaptation par rapporta ('application fournie par MAXIMvient rotatif

R6

D3Led

verte

R1()390 0

'-' C12200 NF

25 V

C2

6

1 pF3

V

C310 nF

R2150 0

5

R368 k52

R4

22 k0

14

C

T1BD242

IC1

MAX712

DVTHI R

VOMIT FGMOREF PGM1

PGM2 PGM3

FASTCHGTEMP

CC eV TLO

C4

1113

10 nF

6

2

BD242

1

2

3

D1-T- 1N4001

O

COM10 ...113T1

C5 '-' 0- V+10 pF c.-- V+

V+

8

12

R5(")0.22 0

(*) voir texte

R7560 0 D2 Led

rouge

0- V+o-REFb+

BT2

BT3

ST4

n' 314 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

Domotique

U 0

O 0

117

114

112

B+1

12

0 01O 0 0"09 w 0,O o 0

0.0 0

0

0

00

0

O 0

1-1-1

0009 0csouloo:

000

00 0

0 0

U

0 0

O 1g

00O U0

7

Trace du circuit imprime cote cuivre

Platine des supports de batteries

qui permet de modifier le nombred'Alements en charge.Deux circuits sur trois de celui-ciassurent la programmation desbroches PGMO et PGM1, le troisierneaiguille le courant de charge vers lebon support de batterie.On peut ainsi charger 1, 2, 4 voire 7elements de 1,2 V (soit une batteriecarree de 8,4 V), ce qui correspond a

5 Face superieure du circuit imprime (ate composants)

la plupart des cas d'utilisations.Le temps de charge dependra, biensur, de la capacite de chacune desbatteries.On doit obtenir, par exemple, deuxheures pour des accus de 2200 mA/H(sous 1,1 A), ou douze minutes pour unaccu de 8,4 V/200 mA/H.C'est assez rapide et déjà trop pourcertains accus de faibles capacites,

charger avec precaution (8,4 V NiCd,en particulier).

Realisation

Les deux faces du circuit imprimeprincipal sont representees auxfigures 4 et 5. Les lecteurs un peureticents a d'avoir a graver undouble face, avec les problemes de

re 314 won/v. electrurliqueprat lque.coril ELECTRONIQUE PRATIQUE 31

6F229V

0 06F22

AAALRO3 x 2 I

0 0 0 0 07 0 V 1 2 4

AA - LR6 - 4

AA - LR6 - 3

AA LR6 - 2

AA - LR6 - 1

NomenclatureResistancesR1 : 390 Q (voir texte)R2 : 150 QR3 : 68 kgR4 : 22 kgR5 : 0,22 g (voir texte)R6 : 1 kgR7 : 560 Q

CondensateursC1 : 2200 pF/25 VC2 : 1 pF/63 VC3 : 10 nFC4: 10 nFC5 : 10 pF/25 V

SemiconducteursD1 : 1N4001D2 : led rouge (ternoin charge rapide)D3 : led verte (temoin de mise soustension)D4 : pont de diodes 4 AT1 : BD242IC1 : MAX712 (Selectronic)

DiversCOM1 : commutateur rotatif3 circuits/4 positions1 dissipateur pour boitier TO220(par exemple, ML11 38 x 24 mm)1 support de circuit integre 16 pattes4 supports de piles LR6 (ou « AA )1 support pour 2 piles LRO3 (ou AAA )1 support de pile 9 V (. 6F22 ,>)1 interrupteur simple pour 220 V1 transformateur 12 Vd'au moins 25 VA1 bolter ABS type CP3 160 x 96 x 67(Teko)

Visserie et clips autocollants...

8 Mise en place des supports de piles

R6

3 O -1=1-R7 L.

2

12 Ti7 0 ii40

100

2 0

1 0 9

COM1AC 0 30 B- B C E

B8

4

75 4113106

1

-1-7-'-': )

R2

IC1 I 4.+r1 0 o-

-111 D1 1- et 46

0Li') R3-- (50 >

0...'

Implantation 411B0 0111

des composants1 re

r

decalage que cela peut entrainer,pourront se contenter d'ajouter desstraps a un circuit simple face.Mais attention a ne pas les oublier, ity en a cinq !La figure 6 permet d'inserer les diffe-rents composants aux bons endroitset dans le bon sens.Elle montre egalement, sur sa partiegauche, les quatre pastilles d'inter-connexions allant vers la platine des

supports de batteries.La figure 7 propose une implantationdu circuit sur lequel viennent se sou -der les differents supports de batte-ries.

Quatre emplacements ont ete prevuspour les accus « AA deux pour lespetits accus « AAA » et un emplace-ment pour un accu « 6F22 NiMhSur notre prototype, cette platine aete collee juste sous le couvercle du

n' 314 vwv.electronlquepratique.com ELEC MONIQUE PRA1 IQL1F

boilier. Celui-ci a d'abord ete percepour laisser passer les pattes des dif-ferents supports, qui sont ensuitesoudees sur la platine (figure 8).Si le montage ne parait pas difficilerealiser, avec son unique circuit inte-gre, it y a quand merne quelquespoints delicats a ne pas negliger.Le transistor T1, par exemple, doltimperativement etre visse contreun dissipateur assez consequent quia montera » malgre tout assez vite entemperature. II faut donc eviter defaire passer des fils trop pros decelui-ci, pour eviter qu'ils ne fondenta la longue. Des trous pour la ventila-tion du boitier sont les bienvenus.Suivant le boitier choisi, le commuta-teur pourra etre directement soudesur le circuit imprime, ce qui a econo-misera » des liaisons.N'oubliez pas que les 220 V du sec-teur sont presents sur le primaire dutransformateur. Celui-ci devra etrebien fixe et ses connexions isoleesavec de la gaine thermo, du scotchelectrique, etc. (photo A).Une led verte (D3) sert de temoin demise sous tension au montage et une

A

led rouge (D2) est allumee des lorsque la charge rapide est en cours,c'est-à-dire des qu'une batterie estinseree ou le montage mis sous ten-sion avec une batterie.II est preferable de positionner lecommutateur avant de mettre soustension et de bien reperer les groupesde batteries (xl ou x2 sur les quatreAA possibles) sur le boitier.sSi vous voulez charger quatre batte-ries d'un coup, le chargeur ne demar-

rera pas s'il est regle sur x7 (6F22) etit ne chargera qu'une partie desaccus s'il est regle sur xl ou x2.

G. SAMBLANCATg.samblancat@free.fr

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ELECTRONIQUEPOUR DOMOTIQUE

Trois montages pratiques

,41 tt

S'iI est un domainedans lequel l'electroniquea incontestablementapporte un plus, c'estbien dans la domotique.Que ce soit dans lescommunications, Iagestion de l'energie,le comfort ou plussimplement l'eclairage,des progres interessantsont pu etre realisesgrace a la mise en oeuvrede composantssouvent simples entrantdans des montagesa Ia portee de tous.

C040E,ABEK96Z4

0:43:f.'k`,"'U.d)

ATi" HCF40C:I.W993C5.MALAY',

ans cet ordre d'idees,nous proposons a noslecteurs trois applica-tions tres pratiques :

- le dedoublement d'un interrupteurpar une minuterie,- une transmission a distance d'unesignalisation de la mise sous tensiond'un recepteur,- une protection contre les surten-sions.

Dedoublementd'un interrupteurpar une minuterie

PRINCIPELes economies d'energie etant plusque jamais d'actualite, it peut s'avererinteressant, soit de remplacer uninterrupteur d'eclairage, soit de lededoubler par une minuterie. Dans lecas general, cette operation pose

egiciataaa

probleme si on ne desire pas casserle platre de la piece concernee pourtirer un fil supplementaire, etantdonne qu'une commande par inter-rupteur n'est reliee qu'a une seulephase du reseau 230 V.Le montage propose resout ce pro-bleme grace au prelevement d'unetres faible fraction de la tension d'ali-mentation du recepteur au niveau de('emplacement de ('interrupteur decommande. De plus, la minuterie dededoublement est agrementee d'undispositif d'avertissement de fin decycle. ce qui peut eviter a son utilisa-teur de se retrouver plonge dansl'obscurite...

FONCTIONNEMENT

Obtention d'un potentield'alimentationLorsque le recepteur est aliment& laresistance de faible valeur R1 se trou-

n° 314 vvvvvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

230 V -

TRTriac BTA 08 600 B

A lGD1 a D4 =4 = 1N4004.-0 0-

BP

R1loo3W

Principe de fonctionnement

+4,5 V

Ampoule®100 W

230 V

2200 pF

R3330 0

R21

Ledrouge

T

BC557

R6331(0

C4

R710 kfi

R5 10 12

Q143.31(0 9 13

IC3R4 CD4001470 0

8 4 1

ICl/MOC 30202

3 = 1N4148

D6 D7

c222 pF

Q13 Q12 0814 41011110

IC2/CD4060 12

11 10 9

01

R81 MO

00 00

A C3220k0/T,1UFR9

47 k.(2

ve inseree dans son circuit d'alimen-tation (figure 1). Si « P » est Ia puis-sance du recepteur, l'intensite effica-ce traversant cette resistance sededuit au moyen de la relation :

I (A) = P (W) / 230 VII en resulte un potentiel alternatif « uaux bornes de R1.Ce potentiel est egal a :

Pu (V) = R1 (0) x I (A), soit u = x RI

230

Dans le cas present, pour une valeurde R1 de 10 SI et une puissance P de100 W:

u = 4,35 VLa puissance « p » degagee par R1peut se deduire par la relation :

1002p R1 x 12, soit p = 10 x

2302

Cette puissance est donc egale a1,9 W. Nous retiendrons une resistan-ce de 3 W.Les diodes D1 a D4 forment un pontredressant les deux alternances dece potentiel. La capacite C1 realise lefiltrage. II en resulte un potentielcontinu de I'ordre de 4,5 V sur ('ar-mature positive de cette capacite quiconstitue ('alimentation du montage.On notera que cette alimentationexiste seulement lorsque le recepteurest lui-meme alimente.

Par ailleurs, la fraction de potentielpreleve est insignifiante : elle est eneffet inferieure a 2 %.Le tableau A (ci-contre) indique lesvaleurs et la puissance de R1 suivantla puissance « P » du recepteur ali-mente par Ia minuterie.

Allumage de la minuterieEn appuyant sur le bouton-poussoirBP, le recepteur se trouve aliment&II en resulte immediatement ('appari-tion du potentiel d'alimentation de4,5 V sur ('armature positive de C1.Nous verrons ulterieurement que lasortie de Ia porte NOR III de IC3 pre-sente alors un etat . bas ». Le tran-sistor PNP est donc en etat deconduction. De ce fait, it alimente, viaR4, la diode infrarouge contenuedans le photo-coupleur MOC 3020,reference IC1. Le triac interne de cedernier est alors passant (figure 2).La consequence est l'etablissementde la liaison anode - gachette du triacTR a travers R3. Ce dernier est pas-sant a son tour et la continuite de('alimentation du recepteur est assu-ree, meme lorsque l'on relache lebouton-poussoir.

TemporisationLe circuit IC2 est un CD 4060. ll s'agitd'un compteur comportant quatorze

A P

(W)R1

(Q)P

(W)

75 12 2

100 10 3

150 6,8 3

200 5,1 5

300 3,3 10

400 2,7 10

500 2,2 15

2

CC

MOC 3020

stages binaires montes en cascade.II comprend egalement un oscillateurastable situe en amont, dont la perio-de des creneaux carres qu'il delivresur la boche n° 9, se determine par larelation t(s) = 2,2 x A(52) x C3(F).Suivant la position angulaire du cur-seur de l'ajustable A, cette periodepeut ainsi varier de 0 a 48 millise-condes, a condition toutefois quel'entrée « Reset » soit soumise a unetat « bas ».

re 314 vwwv.electronlquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Domotique

Au moment de ('apparition du poten-tiel d'alimentation, la capacite C2 secharge rapidement a travers R9. II enresulte un bref etat 4, haut » sur cetteentrée <, Reset », ce qui assure lamise a zero prealable du compteurdont toutes les sorties Qi presentent

NomenclatureDedoublement d'un interrupteur parune minuterie

R1 : 10 W3 WR2 : 1 k12 (marron, noir, rouge)R3 : 330 12 (orange, orange, marron)R4 : 470 LI (jaune, violet, marron)R5 : 3,3 ki2 (orange, orange, rouge)R6 : 33 ki2 (orange, orange, orange)R7 : 10 kJ2 (marron, noir, orange)R8 : 1 MS2 (marron, noir, vert)R9 : 47 kS2 (jaune, violet, orange)A : Ajustable 220 kK2L : Led rouge 0 3D1 a D4 : 1N 4004D5 a D7: 1N 4148C1 : 2200 pF/16 VC2 : 22 pF/16 VC3 : 0,1 pFC4 : 2,2 pFT : Transistor PNP/BC 557TR : Triac BTA 08 600 BIC1 : MOC 3020IC2 : CD 4060IC3 : CD 40011 support 6 broches1 support 14 broches1 support 16 brochesBornier soudable 2 plotsInterrupteur unipolaire pour circuitimprimeBouton-poussoir a contact travail pourcircuit imprime

un etat <, bas ». Par la suite, le comp-teur binaire prend aussit6t sondepart.

Fin de temporisationLes niveaux logiques des sorties Qievoluent suivant les principes ducomptage binaire. Lorsque la sortieQ14 passe a l'etat « haut le lecteurverifiera que cette situation se produitau bout de 2' (soit 8192) creneauxelementaires de comptage.La sortie de la porte NOR IV passealors a l'etat « bas tandis que cellede la porte NOR III presente un etat

haut ». II en resulte le blocage dutransistor T. La conduction du triacinterne au circuit MOC 3020 n'estplus assuree. II en est de meme pourla liaison anode - gachette du triacTR. Ce dernier se bloque a son touret le recepteur cesse d'être alirnente.Le potentiel de 4,5 V disparait pro-gressivement au fur et a mesure de ladecharge de C1.Si le curseur de l'ajustable A est placesur la position mediane, la temporisa-tion obtenue est de 0,024 s x 8192 =393 secondes, ce qui correspond a196 secondes, soit 3 minutes et 16secondes. En placant le curseur enposition extreme, la duree maximalede temporisation atteint 6 minutes et32 secondes.

Preavis d'extinctionLes sorties Q13, Q12 et Q8 sontreliees aux cathodes de trois diodes ,

3

D5 a D7, dont les anodes communessont en relation avec R7, reliee au44 + » de ('alimentation.

Au point commun des anodes, onreleve generalement un etat « bas »,du moins dans les premiers temps dela temporisation, etant donne que('une ou l'autre (ou plusieurs) des sor-ties Q concernees presentent un etat

bas

Lorsque ces sorties presentent simul-tanement un etat « haut » pour la pre-mière fois, le compteur aura avancede 21' + 2"+ 2' = 6272 pas elemen-taires. A ce moment, le point com-mun des anodes des diodes passe al'etat « haut » ce qui provoque ledemarrage de la bascule monostableformee par les pones NOR I et II.La sortie de cette derniere presentealors un etat haut », tres bref, d'uneduree de 50 millisecondes. La sortiede la porte NOR I passe alors a l'etat

haut » pendant la merne duree.Le transistor T est donc egalementbloque pendant ce laps de temps.L'ampoule d'eclairage cesse alorsd'être alimentee temporairement.Mais cette duree est assez faiblepour ne pas faire disparaitre le poten-tiel d'alimentation de 4,5 V grace a lacharge prealablement accumulee parle condensateur C1.On observera simplement un cligno-tement bref de ('ampoule, ce qui per-mettra d'avertir l'utilisateur que latemporisation touche a sa fin.En realite, a ce moment précis, une

0

e e

R7

0705DG

111111 R9R8

IC2

IC3

BP

C4

n5

0

-2

36 n° 314 www.electronlquepratlque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

C2230 V - 10 nF/ 400 V

i IIR2 C1

1 Mf1 1 pF400 V

D21N4004

R1

22 Q2W

D1 -Jr1N4004M

230 V

DZ10V1,3 W

C32200 pF

C40,1 pF

R91000

1012

13

D31N4148

R5C5

33 kfl4.7 nT

ICCD4011

11 6

Ce

R7470 pF

7,5 MI

T

R8 BC547

4,7 ka

750 ps

141-01130 ps

F1= 1.3 kHz

F2= 130 kHz 5 Fonctionnement de la section a emetteuralimentee directement par le secteur 230 V -

fraction egale a 6272/8192, soit 76 %de la duree totale de Ia temporisation,est atteinte.A partir de cet instant, les signaux depreavis se produisent au rythme despassages successifs a l'etat « haut »de la sortie Q8, c'est-e-dire tous les28, soit 256 periodes elementaires, cequi represente (8192 - 6272)/256, soit7 signaux de preavis.A titre d'exemple, prenons le cas oule curseur de I'ajustable est place enposition mediane. Nous avons vu quela duree totale de la temporisation&aft de 3 minutes et 16 secondes.Le debut des signaux de preavisd'extinction se produira alors au boutde 2 minutes et 30 secondes, avecune periodicite de 6 secondes.

REALISATIONSe reporter aux figures 3 et 4.Attention au respect de ('orientationdes composants polarises. Mis a partle positionnement du curseur del'ajustable, le montage ne requiertaucun reglage. Les durees de tempo-risation augmentent si l'on tourne lecurseur dans le sens horaire.On notera qu'il est tout a fait possiblede maintenir I'interrupteur en place.Ce dernier devient alors simplementprioritaire sur la commande de la

minuterie qui, de ce fait, se trouveneutralisee.Le montage etant directement relieau secteur 230 V, it est imperatif, encas d'intervention sur un composant,de toujours le debrancher du secteur.

Signalisation a distancede la mise sous tensiond'un recepteur

PRINCIPELorsqu'un point d'eclairage, ou unrecepteur quelconque, est situe dansun endroit dans lequel on ne sejournepas de maniere continue, la signalisa-tion de son allumage peut presenterun interet. C'est le cas notammentdes eclairages exterieurs, de grenierou de cave.Un allumage automatique par detec-teur de proximite infrarouge d'unelampe placee dans une entrée ou unecour entre egalement dans cettecategorie d'utilisation etant donneque la signalisation de son allumagerevele l'arrivee d'une personne.Le montage propose permet Ia signa-lisation a distance de cette mise soustension. II suffit pour cela de brancherI'appareil recepteur sur n'importequelle prise de courant de l'installa-

tion domestique. La materialisationde la signalisation se realise alors par('allumage d'une led rouge.L'emetteur, quant a lui, est tout sim-plement a brancher aux bornesd'alimentation du recepteur ainsicontrol&Le principe de la transmission de ['in-formation repose sur la technique descourants dits . porteurs », vehiculespar les fits du reseau electrique.

FONCTIONNEMENT

Module emetteurAlimentationLa basse tension necessaire au fonc-tionnement du montage est directe-ment prelevee du potentiel de 230 Valimentant le recepteur control& gracea un couplage capacitif (figure 5).

Pendant une alternance, que nousappellerons positive par convention,un courant circule a travers C1, R1 etD2 pour charger la capacite C3.La diode zener DZ limite le potentielsur ('armature positive de cette cape -cite a 10 V. Lors de ('alternance nega-tive suivante, C3 ne peut se dechar-ger vers le reseau etant donne le blo-cage assure par D2. Cette alternancenegative transite donc par D1 et per -met la decharge de Cl qui, de ce fait,

n° 314 www.electroniqueprotique.com ELECTRONfQUE PRATIQUE

230 V -

121

22122W

D21N4004

230 V -

D11N4004

DZ10V1,3 W

C30,1 pF

C4110 nF400V

C22200 NF

R3100 kil

C510 nF400 V

R6101(11

6

R12120

C610 nF C7

II I II

400 V 1 nF

R91 kit

R710 W

Fonctionnement de la section grecepteurpalimentee egalement par le secteur 230 V -

R1333 W

R101W

R164,7 VI

C8/1 nF

I

T1

BC547R4

100 W

C91 nF

R1722052

R1433 kit

T2BC557

R1533 W

C11

22 nF

IC4001

21). 3

C101 nF

R8

0 Val

D31N4148

R5100k12'

13

11130.1° AD' 1112

C120,1 pF L

Ledirouge

R11

1 kil

k

Yhmn'nED

IC

ElIC

se trouve ainsi pret pour affronter l'al-ternance positive suivante.On recueille ainsi un potentiel continude 10 V destine a ('alimentation dumontage aval qui se trouve decouplede ('alimentation par la capacite C4.La resistance de grande valeur R2,montee en parallele sur C1, permet ladecharge de ce dernier lorsque l'ondebranche le circuit de ('alimentation230 V, ce qui evite a I'intervenant debien desagreables secousses s'ilvenait a toucher par inadvertance lesarmatures.

Generation des creneaux bassefrequenceLes portes NAND III et IV, contenuesdans le circuit integre IC, forment unoscillateur astable delivrant sur sasortie des creneaux dont la *lodeest de I'ordre de 750 ps, ce qui cor-respond a une frequence d'environ1,3 kHz. Mais ces creneaux ne sontpas de forme carree. Ils sont inten-tionnellement asymetriques.Plus exactement, la duree des etats

haut » est inferieure a celle des etatsbas ».

Ce desequilibre est introduit par Iadiode D3 qui shunte R4 lors des etats

haut » presents sur la sortie de Iaporte NAND IV.La duree des etats . haut » etantd'environ 130 ps, le rapport cycliqueainsi obtenu est de 130/(750 - 130),soit 20 %.

Generation de Ia porteuseUn second oscillateur astable estforme par les portes NAND I et II. A ladifference du premier, ce dernier estdu type commands. En fait, it est seu-lement operationnel lors des etats

haut » presentes sur ('entree 6.Dans ce cas, iI delivre sur sa sortiedes creneaux de forme carree carac-terises par une frequence de I'ordrede 130 kHz.

AmplificationLe transistor T amplifie les signauxdelivres par la sortie de la porteNAND I. Sur son collecteur, on releveces mernes signaux, mais fortementamplifies en intensite. Ils sont ensuiteinjectes dans le reseau de distribution230 V par l'intermediaire de C2.

Module recepteur

AlimentationL'alimentation est identique a cellequi equipe le montage emetteur,savoir un couplage capacitif sur lereseau 230 V (figure 6).

Reception des signauxLes signaux proviennent du secteurpar l'intermediaire de la capacite C4.Une cellule de decouplage RCconstituee par R3, R6, R9, C5, C6 etC7, realise un premier traitement.Les signaux sont ensuite presentessur la base du transistor NPIWT1,monte en emetteur commun.A noter, le decouplage de R10 par C9pour un meilleur gain de ce premieretage amplificateur. Un second etageforme par le transistor PNP/T2 effec-tue ('amplification finale. La polarisa-tion de ce dernier transistor est tellequ'en ('absence de signaux, le poten-tiel caracterisant le collecteur est nul.La porteuse de 130 kHz est filtree parC10, si bien qu'a ce niveau ne sub-siste plus qu'une suite d'impulsionspositives correspondant a 1,3 kHz.

38 re 314 wwvv.electrornquepratique.com ELEC1RONIQUE PRATOUE

Domotique

Traitement final des signauxLes portes NOR I et II forment unebascule monostable. Pour chaqueimpulsion positive recue de la part ducollecteur de T2. la bascule delivre unetat « haut » d'une duree de l'ordre de500 ps. Rappelons que la periode deces impulsions est de 750 ps.L'ensemble R8, R5, D3 et C12 consti-tue un dispositif integrateur.Lors des etats « haut » delivres par labascule, la capacite C12 se charge atravers R8 et D3.Lors des etats « bas elle ne peut sedecharger que tits lentement a tra-vers R5, de plus grande valeur, etantdonne le blocage opera par D3.Sur les entrées reunies de la porteNOR Ill, on observe alors un etatlogique assimilable a un etat « hautvu que la valeur des potentiels mini-ma reste superieure au demi potentield'alimentation.La sortie de cette porte presentealors un etat « bas » permanent tan-dis que celle de la porte NOR IV est al'etat « haut >>. II en resulte l'allumagede la led rouge (L) dont le courant estlimite par R11.

REALISATIONSe reporter aux figures 7, 8, 9 et 10.On veillera au respect de ('orientationdes composants polarises. Les mon-tages ne necessitent aucune mise aupoint. Lors des essais, on remarque-ra que la reception des signaux par lerecepteur peut etre meilleure en bran -chant le recepteur dans un sens oul'autre dans la prise de courant utili-see. Cette remarque s'applique sur-tout dans le cas oil la distance sepa-rant les deux modules est importante.Attention egalement a ne pas toucherles composants, une fois les mon-tages relies au secteur 230 V, pourd'evidentes raisons de securite 'leesau type de couplage capacitif carac-terisant les deux modules.

Protection contre lessurtensions

PRINCIPECertains appareils recepteurs sup -portent assez mal les surtensions.C'est le cas des televiseurs et desPC. Le montage propose detecte

NomenclatureSignalisation a distance de la misesous tension d'un recepteur

EmetteurR1 : 22 W2 WR2 et R3 : 1 MS2 (marron, noir, vert)R4 : 120 kS2 (marron, rouge, jaune)R5 : 33 l<S1 (orange, orange, orange)R6 : 100 ki2 (marron, noir, jaune)R7 : 7,5 kit (violet, vert, rouge)R8 : 4,7 kit (jaune, violet, rouge)R9 : 100 i1 (marron, noir, marron)D1 et D2 : 1N 4004D3: 1N 4148DZ : Diode zener 10 V/1,3 WC1 : 1 pF/400 VC2 : 10 nF/400 VC3 : 2200 pF/16 VC4 : 0,1 pFC5 : 4,7 nFC6 : 470 pFT : Transistor NPN/BC 547IC : CD 40111 support 14 broches1 bornier soudable 2 plots

RecepteurR1 : 22 W2 WR2 : 1 MS2 (marron, noir, vert)R3 a R5 : 100 l<52. (marron, noir, jaune)R6 a R8 : 10 kit (marron, noir, orange)R9 a R11 : 1 kit (marron, noir, rouge)R12 : 120 kit (marron, rouge, jaune)R13 a R15 : 33 kit (orange, orange,orange)R16 : 4,7 I<S2 (jaune, violet, rouge)R17 : 220 S). (rouge, rouge, marron)D1 et D2 : 1N 4004D3 : 1N 4148DZ : Diode zener 10 V/1,3 WL : Led rouge 0 3C1 : 1 pF/400 VC2 : 2200 pF/16 VC3 : 0,1 pFC4 a C6 : 10 nF/400 VC7 a C10 : 1 nFC11 : 22 nFC12 : 0,1 pFT1 : Transistor NPN/BC 547T2 : Transistor PNP/BC 557IC : CD 40011 support 14 broches1 bornier soudable 2 plots

toute surtension, qu'elle soit d'originemeteorologique (orages) ou propre aureseau de distribution lui-merne.Dans ce cas, le dispositif isole instan-tanement le recepteur du reseau. II

retablit le contact lorsque la tensiond'alimentation redevient normale.Par ailleurs, en cas de coupure dureseau, lors d'un orage par exemple,lorsque le courant est retabli, le mon-tage opere uniquement la jonctionapres une temporisation.

I C4

IC

fl

0

L'emetteur230 V Alt

[JO

03 111 --

IC

I

c?IR3 I-

Rg 0 0-I RS I-

10 Le recepteur 230 V Alt

n" 314 wwvv.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE 39

De ce fait, le recepteur se trouve pro-tégé de la premiere onde, souventabrupte, propre au retour du courant.

FONCTIONNEMENTAlimentationL'energie provient du secteur par l'in-termAdiaire d'un transformateur deli-vrant, sur son enroulement secondai-re, un potentiel alternatif de l'ordre de12 a 15 V (figure 11). Apres redresse-ment des deux alternances par unpont de diodes, la capacite C1 reali-se un premier filtrage. Sur la sortied'un regulateur 7809, on recueillealors un potentiel continu stabilise a9 V. La capacite C2 effectue un com-plement de filtrage, tandis que C5decouple ('alimentation du circuitaval. La led verte L2, dont le courantest limits par R10, signalise la pre-sence du secteur.

Temporisation apres mise soustension du montageAu moment de l'arrivee de Ia tensionissue du secteur, Ia capacite C3 secharge rapidement a travers R6.II en resulte un bref etat « haut » surrent& (8) de la porte NOR III de IC3.Cet etat « haut » se repercute sur Iasortie de la porte NOR IV du mernecircuit integre. II assure le demarragede la bascule monostable formee par

les portes NOR III et IV de IC2. Cettederniere delivre alors sur sa sortie unetat « haut » d'une duree de l'ordre de7 secondes.La sortie de la porte NOR II de IC3passe alors a l'etat « bas ». Cela adeux consequences:- le passage a l'etat « haut » de laporte NOR I de IC3, donc l'allumagede la led rouge L1- le blocage du transistor NPN.Nous verrons que cette situationentraine le maintien de Pouverture durelais, c'est-a-dire la non alimentationdu recepteur protégé.

Alimentation du recepteur en casd'absence de surtension secteurA ('issue de la temporisation prece-demment evoquee, Ia sortie de labascule monostable repasse a l'etat

bas ». La led rouge s'eteint et letransistor T devient actif. II cornportedans son circuit collecteur la bobined'un relais.Ce dernier est directement alimentspar le potentiel disponible sur ('arma-ture positive de C1.La fermeture du relais entraine ('ali-mentation du recepteur protégé.La diode D2 protege le transistor deseffets de surtension de self pouvanteventuellement se manifester lorsdes ouvertures du relais.

Detection d'une surtensionAu niveau de la sortie positive dupont redresseur, on releve une suitede demi-alternances positives carac-terisees par une periode de 10 milli-secondes (100 Hz). Du fait de la situa-tion de l'ajustable A en amont de ladiode D3, ces alternances ne sontpas affectees par le filtrage opere parC1. Grace au curseur de cet ajus-table, iI est alors possible de preleverune fraction plus ou moins importan-te du potentiel disponible sur ('anodede D3.Ce potentiel est presente sur ('entreedirecte du comparateur 101. Sonentrée inverseuse (e-) est soumise audemi potentiel d'alimentation, soit4,5 V, grace au pont diviseur formepar R1 et R2.Tant que les valeurs des cretes desalternances presentees sur ('entreedirecte restent inferieures a 4,5 V, Iasortie du comparateur presente unetat « bas ».En revanche, si les valeurs de cretedepassent 4,5 V, Ia sortie de IC1 pre-sente des etats 0 haut » caracterisespar une periode de 10 millisecondes.

Cas d'une surtension ponctuelleMeme si la surtension detect& estbreve, de l'ordre de la duree d'unedemi-alternance par exemple, la sor-

Entree220 V -

Sortie220 V

11

Transfo

OO220 V12 V

1,5 VA

D31N4004

REG7809

Pont

A220

Relais12 V/1 RT_._._._._._._._._._._._

82

B1

TBC547

Principe de fonctionnement

EM

T2C1

200 NF

D21N4004

R10

C50,1 NF

47 NFC2

L2verte

ILR1

10

R2

10 kil

1/2 IC2CD4001

1/2 IC3CD4001

10

+9 V

12

ED'13

-1-R410 kit

1' 13

12

R7220 SD

47 NF

10

1/21C2C04001

r 314 www.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

NomenclatureProtection contre les surtensions

4 straps (1 horizontal, 3 verticaux)R1 a R5 : 10 I<S2 (marron, noir, orange)R6 : 47 kQ (jaune, violet, orange)R7 : 220 kit (rouge, rouge, jaune)R8 : 100 kit (marron, noir, jaune)R9 et R10 : 1,5 kS1 (marron, vert, rouge)A : Ajustable 220 kL2D1 : 1N 4148D2 et D3 : 1N 4004Pont de diodesL1 : Led rouge 0 3L2 : Led verte 0 3REG : Regulateur 9 V - 7809C1 : 2200 pF/25 VC2 a C4 : 47 pF/16 VC5 : 0,1 pFC6 et C7 : 1 pFT : Transistor NPN/BC 547101 : LM 741IC2 et IC3 : CD 40011 support 8 broches2 supports 14 brochesTransformateur 220 V/2 x 6 V/1,5 VA(moule pour circuit imprime)2 borniers soudables 2 plotsRelais 12 V/1 RT

tie du comparateur delivrera un etat« haut Ce dernier est aussitOttransmis sur ('entree de la basculemonostable NOR III et IV de IC2,laquelle presentera alors sur sa sortieun etat « haut » caracterise par uneduree de 7 secondes.II s'ensuit l'ouverture du relais de pro-tection du recepteur.Celui-ci ne se refermera qu'apres latemporisation de 7 secondes,condition toutefois que la situationsoit redevenue normale.

Cas d'une surtension permanenteDans cette situation, la sortie ducomparateur delivre une suite d'etats

haut » caracterises par une periodede 10 millisecondes. Ces dernierssont alors pris en compte par la bas-cule monostable constituee par lesportes NOR I et II de IC2. Sur sa sor-tie, on releve des etats « haut » d'uneduree de l'ordre de 7 millisecondes.L'ensemble D1, R3, R8 et C6 formeun dispositif integrateur.La capacite C6 se charge rapidementa travers R3 lors des etats « hautdelivres par la bascule. Mais sadecharge dans R8 est beaucoup pluslente, etant donne la valeur plus ele-vee de cette resistance et le blocage

ro-D(--1

y o-o

k"115710-2--1B r°,

EP

12

Entrée 220 V Sortie 220 V

- 220 V -

TRANSFO

6V 6V

Ell

I G7 I

0 0 REL

131 02

realise par D1. II en resulte un etat. haut >, permanent sur l'entrée (5) dela porte NOR II de IC3. La led rougeL1 est alors allumee et le transistor Tbloque. Le relais d'alimentation durecepteur reste ouvert pendant toutela duree de la surtension.

REALISATIONSe reporter aux figures 12 et 13. II

convient de ne pas oublier les

quelques straps qu'il a fallu prevoirafin d'eviter le circuit double face.Dans un premier temps. le curseur del'ajustable est a placer a fond dans lesens anti-horaire, c'est-à-dire defawn telle que le potentiel presentssur ('entree directe de 101 soit nul.Apres avoir constate la fermeture durelais au bout de 7 secondes de tern-porisation suite a la mice sous ten-sion du montage, on tournera pro -

13

gressivement et fres lentement le cur-seur de l'ajustable dans le sens horai-re, jusqu'au moment ot:J le relais s'ou-vrira.

On considerera que le potentiel d'ali-mentation est normal.On peut tout de m 'erne s'en assureren le mesurant.II s'agit maintenant de positionner lecurseur de l'ajustable de fawn a ceque le dispositif reagisse pour unesurtension de 15 %, par exemple, parrapport a cette normale.II convient alors de retirer 101 de sonsupport et de mesurer la valeurohmique de la resistance compriseentre les broches (3) et (4) du support.Si R est cette valeur, it est necessairede positionner le curseur de manierea mesurer cette valeur R diminuee de15 %.

R. KNOERR

re 314 www.electranIquepratiquL. rorn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Nuancier electroniquea 65 536 couleurs

Ca base du CUBLOC CB220]Un nuancier electroniqueest un appareil tres prisepar les infographistes,amateurs ou profession-nels, par les artistespeintres, les clecorateurs,les peintres en batimentet, plus generalement,par tous ceuxqui souhaitent maitriserIa couleur.

a realisation inedite d'un telnuancier electronique estdepuis peu de temps a laportee de chacun grace a

la commercialisation, par la societeLextronic, pour un coot raisonnable,d'un afficheur miniature graphique de65 536 couleurs constitue de ledsorganiques.Le jumelage de cet afficheur miniatu-re graphique au celebre microcontro-leur CB220 permet la simplificationdu schema de principe moyennant unprogramme sophistique developpepar nos soins.Notre nuancier comporte une memoi-re non volatile des vingt couleurs devotre choix qu'il sera aise d'afficher,meme apres une mise hors tensionprolongee, sans sauvegarde par unequelconque pile ou batterie.Nous n'utilisons pas ce nouvel affi-cheur graphique au maximum de sespossibilites, mais nous allons, aucours de cet article, vous en fairedecouvrir un large &entail.Sachez qu'il se programme a l'aided'une simple liaison serielle et que,selon le modele, it peut meme afficherdes photos et des animations preala-blement chargees en memoire « flash »interne.

L'afficheur graphiqueCaracteristiquesII est indispensable d'informer noslecteurs de la commercialisation d'unnouveau composant, avant meme de('utiliser dans nos realisations.Les performances et la simplicite demise en oeuvre de cet afficheur ontretenu toute notre attention. II estconstitue d'une matrice de 128 x 128soit 16 384 pixels (ou points). Chacund'eux est forme par trois diodes deo-troluminescentes organiques (OLED)de derniere generation, juxtaposees(une rouge, une verte et une bleue),soit 49 152 OLED pour ('afficheur.Sous ('action de Ia tension electrique,chacune d'elles produit sa proprecouleur et sa propre lumiere, d'obune combinaison de 65 536 couleurs(32 pas de rouge, 64 pas de vert et 32pas de bleu, soit 32 x 64 x 32).Sachez que vous pouvez vous procu-rer cet afficheur aupres de la societeLextronic sous deux versions : le

« pLCD-MKI » (49,90 ) et le « pLCD-MKII » (70,00 ).De nombreuses commandes sontcommunes aux deux versions.D'utilisation simple, elles permettentd'effacer l'ecran, de choisir la couleur

du fond, d'afficher individuellementdes pixels de la teinte choisie, deconnaitre Ia couleur d'un pixel (point),de dessiner des cercles, des rec-tangles pleins ou vides, des lignes,de selectionner differentes tailles defontes, d'afficher des textes en modetransparent ou opaque, des chainesde caracteres ASCII et meme deredefinir vos propres caracteres.Bien que la realisation du nuancier sesatisfasse de la version de base,nous vous informons que le modele« taLCD-MKII » est equipe d'unememoire « flash » interne de 1 Mo.De ce fait, it dispose de commandessupplementaires permettant de des-siner des cercles pleins, mais egale-ment de gerer les images et la videode maniere tits precise, de rendrecertaines couleurs d'images transpa-rentes, de dessiner des boutons surl'ecran, d'effectuer des « copier/coller »de parties d'ecran, de lire et d'ecriredans la memoire flash interne del'ecran, etc.Voici leurs principales caracteris-tiques :- Ecran CSTN 1,5 pouce retro-eclaire(ecren: 30 x 32 mm).- Resolution 128 x 128 et 65 536 cou-leurs.

re 314 vwvw.electronlquepratique.com ELECTRONIOUE PRATIOUE

- 128 caracteres integres disponibles.- 64 caracteres (8 x 8) redefinissablespar I'utilisateur.-3 tailles de fontes de caracteres dis-ponibles : 5 x 7, 8 x 8 et 8 x 12.- Interface serielle RS232 (niveaulogique 0 - 3,3 V).- Detection automatique du debit decommunication : 300 bds a 128 Kbds.- Mernoire-flash 1 Mo (seulement surmodele pLCD-MKII).- Alimentation : 5 Vcc sous 100 a150 mA environ.L'ajout d'un petit connecteur deconversion optionnel a microUSB(25,00 E), permet a I'afficheur d'êtrealiments et pilots par le port USBd'un PC, tout en etant adressablecomme une liaison serielle grace a('utilisation d'un « driver Du cotePC, un logiciel gratuit s'occupe dutelechargement a bord de I'afficheur.

CommandesNous vous mettons en garde sur lefait que chaque instruction necessiteun nombre precis de parametres. Encas d'oubli ou de surcharge, la com-mande ne fonctionne pas et produitparfois a l'ecran de curieux resultats.Cheque instruction s'organise de lamaniere suivante. La liaison serielleenvoie un caractere ASCII (ou savaleur numerique) definissant la com-mande, puis une suite de parametresespaces les uns des autres par unevirgule. Deux octets, passes en para-metres, determinent le choix de lacouleur a afficher.La difficulte reside dans le fait que lestrois couleurs fondamentales (rouge,vert et bleu) sont codees sur deuxoctets seulement. Les cinq premiersbits du premier octet codent le bleu,les trois suivants et les trois premiersdu second octet concernent la corn-posante verte, enfin les cinq derniersbits du second octet determinent lerouge. Le tableau 1 donne quelquesexemples précis afin d'eclaircir cettedescription. II va de soi qu'en modu-lent la valeur des deux octets, vouspouvez obtenir une palette de 65 536teintes.Voici la syntaxe des principales corn-mandes de I'afficheur « pLCD-MKIcelles utilisees pour le nuancier elec-tronique. Les lecteurs interesses parde plus amples informations ou par le

OCTET Numero 2 OCTET Nome o 1 RESULTATROUGE VERT 2 VALEUR VERT 1 BLEU VALEUR

1 1 1 1 1 0 0 0 248 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROUGE0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 31 BLEU0 0 0 0 0 1 1 1 7 1 1 1 0 0 0 0 0 224 VERT1 1 1 1 1 1 1 1 255 1 1 1 0 0 0 0 0 224 JAUNE1 1 1 1 1 0 0 0 248 0 0 0 1 1 1 1 1 31 MAGENTA0 0 0 0 0 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 255 TURQUOISE1 1 1 1 1 1 1 1 255 1 1 1 1 1 1 1 1 255 == BLANC0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NOIR

Tableau 1: Determination de la valeur des deux octets de couleur

- Effacer l'ecran : Putstr 1,"E"- Couleur du fond : Putstr 1,"B", CouI2, CoullExemple : Putstr 1,"B",255,224

- Afficher un point : Putstr 1,"P", X, Y, CouI2, CoullExemple : Putstr 1,"P",45,98,7,224

- Dessiner un cercle : Putstr 1,"C", X, Y, Rayon, CouI2, CoullExemple : Putstr 1,"C",62,50,10,221,6

- Dessiner une ligne : Putstr 1,"L", Xl, Y1, X2, Y2, CouI2, CoullExemple : Putstr 1,"L",1,3,127,127,12,248

- Dessiner un rectangle : Putstr 1,"r", X1, Y1, X2, Y2, Coul2, Coull, ModeExemple : Putstr 1,"r",12,11,117,97,9,238,0 (rectangle vide)Exemple : Putstr 1,"r",12,11,117,97,9,238,1 (rectangle plein)

- Fonte de caracteres : Putstr 1,"F", TailleExemple : Putstr 1,"F",0 (Caracteres de 5 x 7 points)Exemple : Putstr 1,"F",1 (Caracteres de 8 x 8 points)Exemple : Putstr 1,"F",2 (Caracteres de 8 x 12 points)

- Un caractere : Putstr 1,"T", Car, Colonne, Ligne, Coul2, CoullExemple : Putstr 1,"T",65,3,5,207,233 (un A la 4' colonne, 6" ligne)

- Une chaine de caracteres : Putstr 1,"s", Colonne, Ligne, Taille, Coul2, Coull, Carl ,CarN, 0Exemple : Putstr 1,"s",0,2,2,175,239,"BONJOUR"

- Definition d'un caractere Putstr 1,"A'', No, Vall , VaI2, VaI3, VaI4, VaI5, VaI6, VaI7, Val8Exemple : Putstr 1,"A",0,24,102,66,153,153,66,102,24 (dessin du 1"' caractere)

- Placer un caractere redefini : Putstr 1,"D", Car, X, Y, CouI2, CoullExemple : Putstr 1,"D",0,63,63,7,255 (caractere redefini 0 en X = 63 ; Y = 63)

- Fonctions de controle : Putstr V)", Mode, ValeurExemple : Putstr 1,"Y",0,0 (supprime le retro-eclairage, sans inter& I)Exemple : Putstr 1,"Y",1,0 (affichage inactit)Exemple : Putstr 1,"Y",1,1 (affichage actit)Exemple : Putstr 1,"Y",2,12 (rag/age du contraste de 0 a 15)Exemple : Putstr 1,"Y",3,0 (afficheur hors tension = Power -Down)Exemple : Putstr 1,"Y",3,1 (afficheur sous tension = Power -Up)

Tableau 2

modele plus performant sont invites ase reporter aux notices du construc-teur disponibles sur le site Internet deLextronic aux pages suivantes : http://www.lextronic.fr/4dsystems/uLCD%20Users%20Manual.pdf http://www.lextronic.fr/4dsystems/uLCD-Mk11%20Draft.pdfEn langage basic du Cubloc CB220,('instruction . PUTSTR 1, caractereASCII se charge de la communica-tion serielle. Le 1 » definit le canalRS232 du CB220. De plus, it ne faut

pas oublier de programmer une peti-te temporisation indispensable entrechaque commande, pour laisser letemps a I'afficheur d'effectuer le tra-vail demands (tableau 2).Le constructeur attire notre attentionsur le fait qu'il est imperatif d'en-voyer ('instruction de controle. Putstr 1,"Y", 3,0 » destinee a mettreI'afficheur en mode Power -Down »avant de mettre le montage hors ten-sion. Le non respect de cette consi-gne peut meme parfois, entrainer

n° 3114 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Schema de principe

+5 VO

P1

10 Id2

PROG

O00

C11

CUBLOCCB220

3

4

5

+5 VC3 0

24 100 nF232221

20

P210 kit

P310 kit

6

Alum

9 V D1 S1

1N4007

Cl100

7

8

9

1011

12

+5 V0

C200 nF

19

1817

1615

14

13

T IH 0 0

--0 0

TB ooo o

+5 V0

R5/470 0

R2/10 K2

R6/470 0

R3/10 kit

111.11 13

R7/470 0

11.01 R4/10k0

R1/1 kit

R8/470 0

R9/470 0

R10/470 0

L4

L5

L6

'777:

Afficheur

Vcc

Tx pLCD-MKI ou IIRx

Gnd

sa destruction !Le nuancier electronique se conformea cette regle avec une procedured'art* securisee en deux temps,comportant l'appui sur une toucheavant d'actionner l'interrupteur.

Schema de principe

Assez attendu ! Passons maintenanta ('etude du schema de principe de lafigure 1 oil C11, le microcontroleurCB220 desormais bien connu de noslecteurs, regne en maitre.Les curseurs des trois potentiometresP1 a P3 prelevent, individuellement,une partie de la tension d'alimenta-tion. Ces dernieres sont lues aumoyen des trois broches PO - P1 - P2configurees en entrées analogiquesd'une precision de 10 bits.Les valeurs revues, apres calcul parle programme, representent respecti-vement les trois composantes fonda-mentales rouge, verte et bleue desti-flees a determiner l'une des 65 536

couleurs a afficher. La broche P5commande directement le buzzerpiezo a l'aide d'un signal module enlargeur d'impulsion (MLI ou PWM).Les broches P13 a P15, configureesen entrées numeriques, regoivent lepotentiel positif via les resistances R2,R3 et R4.L'appui sur une des trois touches TH,TM ou TB, force ('entree consideree ala masse. Simultanement, les leds L1a L3, correspondant a la touche, sontalimentees a travers les resistancesde limitation R5 a R7. Ce signale-ment, bien que facultatif, atteste laprise en compte de ('action.Les broches P8, P9 et P12 configu-rees en sorties gerent les trois leds L4a L6, via les resistances de limitationR8 a R10. Ces leds, bien pratiques,signalent les differents (Rats de l'ap-pareil en temps reel.L'afficheur pLCD-MKI ne comporteque quatre broches : deux pour ('ali-mentation, une pour la receptionserielle des donnees « Rx » et la der -

niere « Tx », que nous n'utilisons pasici mais qui permet au microcontro-leur d'interroger I'afficheur (couleur,accuse reception, etc.). L'interfaceserielle RS232 fonctionne sous desniveaux logiques 0 et 3,3 V. De ce fait,le cablage de la resistance R1 estindispensable en vue d'adapter latension du montage (5 volts) a lacommande de l'afficheur.Le connecteur de programmationvehicule directement les signaux duPC. Le cordon rudimentaire permetde programmer fres simplement leCB220, autant que necessaire pour ledeveloppement.L'alimentation, issue d'une pile, d'unebatterie ou d'un bloc secteur ne pre-sente aucune particularite. La diodeD1 protege la realisation contre lesinversions de polarites. L'interrupteurS1 offre une mise hors tension sure.La tension est ensuite filtree par lecondensateur C1, regulee et stabili-see a 5 volts par C12, puis decoupleepar C2.

n° 314 www.eiectroniquepratique.c_cim ELECTRONIQUE PRAT1QUE

NomenclatureResistances 5%Al : 1 k62 (marron, noir, rouge)R2, R3, R4 : 10 Id2 (marron, noir,orange)R5 a R10 : 470 Q (jaune, violet, marron)PotentiometresP1, P2, P3 : 10 kQ lineaire type P11A piste CermetCondensateursCl : 100 a 220 pF/25 VC2, C3 : 100 nFSemi-conducteurs1 afficheur graphique couleurtype <, pLCD- MKI ou IIC11 : microcontroleur Cubloc CB220Cl2 : 7805D1 : 1N 4007Divers1 support large de circuit integreA 24 broches1 connecteur d'alimentation de 2,1 mm1 inverseur miniature a brochescoudees pour circuit imprime3 touches larges type « Digitast(capot 17,3 mm) avec 2 ledsBarrette secable male et femelletype SIL droite et coudee1 buzzer piezo (diametre 13 mm)Fils souples, rigides et visserie de 3 mm

Realisation

Tres compacte, cette realisation tientsur un circuit imprime de taille redui-te (89 x 65 mm), dont le dessin dutypon a l'echelle 1 est donne a lafigure 2 en vue d'une reproductionpar la methode photographique.Gravez et percez la plaque selon laprocedure habituelle.Prenez la precaution de vous procu-rer toutes les pieces avant ('operationde percages afin de connaItre preci-sement le diametre des trous.Commencez avec un foret de 0,8 mmet alesez si necessaire a un diametresuperieur.L'implantation des composants com-porte quelques petites particularitesdues a sa disposition etagee.Referez-vous au plan de la figure 3 etreportez-vous aux instructions sui-vantes : soudez en premier lieu lestrois straps (ponts de liaisons).Poursuivez par les resistances, la

diode, les condensateurs au mylardont C3 monte a plat sous le supportdu CB220, le connecteur PROGconstitue de quatre broches de bar-rette secable SIL droite ou coudee,les trois touches avec leurs leds (enprenant soin de ne pas les maintenir

2

Dessindu circuitimprimevu du cotepistescuivroes

Alimentation9 volts

M/A

Rouge

Vert

Bleu

3

o

-rEU

PROG

AFFICH

0 0 0 [Zr'

BUZZER

0

o.-. cJ

C3 Po0

-L

'12

cc

Jito

0

T

TI -I

140 011

TM

15 (Di 0 L2

R6 ]-

TB

L6 CI C) L3

en position enfoncee durant la sou-dure), le connecteur d 'alimentation,l'interrupteur S1, les trois potentio-metres, le condensateur chimique et,enfin, le regulateur Cl2 visse a mernele circuit imprime.Soudez le buzzer piezo. Celui-ci estun modele de 13 mm de diametre.Si vous n'avez pas reussi a vous leprocurer, it suffit simplement d'en pla-cer un plus grand du cote des pistescuivrees.

L'afficheur graphique se raccorde a

NE COOPEZ PASLA TENSION

AVANTL'EXTINCTIONDE L'AFFICHEURET LES 3 RIPS.

['aide de quatre broches. Sur lamoquette, it est fixe par un jeu deconnecteurs SIL males et femelles,coudes et droits, au-dessus dumicrocontroleur CB220, en laissantquelques millimetres de hauteur desecurite. Sur ('avant, deux petits fitsrigides soudes *lent le niveau.II est egalement possible de deporterl'afficheur sur une eventuelle faceavant au moyen d'un cordon realisepar vos soins. Quelle que soft la solu-tion adoptee, protegez l'ecran avec

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une vitre ou un plexiglas bien trans-parent.Avant la premiere mise sous tension,it convient de verifier minutieusementtoutes les pistes du circuit imprimeafin de traquer Ia coupure accidentel-le ou la trop genereuse goutte desoudure.Contralez egalement la valeur et('orientation des composants.Apres Ia mise sous tension, ne cou-pez pas le courant « sauvagement »,rappelez-vous que l'afficheur neces-site une procedure securisee (photo A).Effectuez d'abord Ia programmationdu CB220, le programme ainsi chargecontrole cette securite.Voyez les paragraphes ci-apres.

Programmation

Si ce n'est pas déjà fait, telechargezgratuitement Ia derniere version dulogiciel CublocStudio sur le site deComfile, fabricant du CB220l'adresse suivante :http://cubloc.com/data/01.php?PHPSESSID=6836d769e9b501c671c1aedf28827869La societe Lextronic, distributeur duCB220, offre sur son site Internet al'adresse suivante, le manuel dumicrocontroleur et les notes d'appli-cations en francais :http://www.lextronic.fr/Com file/cubloc/PP.htmApres installation du logiciel Cubloc-Studio, reliez le nuancier a un portseriel du PC via le connecteur PROG.Si le CB220 est neuf, vous devrezprobablement mettre a jour son logi-ciel interne (firmware) a ('aide dumenu « SETUP 0. L'operation durequelques minutes, mais elle est entie-rement automatisee et simple.

En plus du programme du nuancier,nous avons developpe a votre inten-tion deux petits programmes desti-nes a vous familiariser avec ce nouvelafficheur graphique couleur fresattrayant.Le premier montre les possibilitesd'affichages de textes avec le

nombre de lignes, de colonnes et lesdifferentes fontes de caracteres.Le second programme traite desformes geornetriques et des cou-leurs.

N'omettez jamais d'appuyer sur Iatouche du haut pour arretez l'appa-reil.Comme d'habitude, vous trouverezces deux programmes en libre tele-chargement sur le site Internet de larevue (www.electroniquepratique.com).Rappelez-vous que chacun d'euxcomporte deux fichiers, l'un a ouvrirdans CublocStudio porte ('extension« .CUL » (ce n'est pas une blague,c'est le fabricant qui en a decideainsi !) et I'autre, indissociable, porte('extension « CUB 0.Les lecteurs n'ayant pas l'opportuni-te de se connecter a Internet peuventobtenir nos fichiers en adressant a laredaction un CD -Rom sous envelop-pe auto-adressee suffisammentaffranchie.

Utilisation

Voici un mode d'emploi succinct des-tine a vous familiariser avec ('utilisa-tion de cet appareil hors du commun.A tout moment, vous pouvez mettrele nuancier hors tension en appuyantsur Ia touche du haut. Un messagevous demande d'attendre quelquessecondes et les trois bips sonoresavant de couper ('alimentation.

Cette procedure est indispensablea Ia survie de l'afficheur !Le nuancier electronique fonctionnesous trois modes signales sur l'ecranet par ('illumination d'une des ledsrouges disposees sur les touches.Apres le message de presentation,vous entrez directement dans lemode commun, celui de l'affichagede la couleur en temps reel enactionnant Ies trois potentiometres(photo B).Les valeurs des trois composantesR (rouge), V (verte) et B (bleue) s'ac-tualisent en meme temps sur la pre-mière ligne de l'ecran.Pour cheque mode, voici le resultatobtenu par l'appui sur une destouches. Mode de Ia couleur en temps reel- Touche du HAUT : appelle la proce-dure d'arret securisee.- Touche du CENTRE : lance la pro-cedure de memorisation en EEPROM.- Touche du BAS : permet de visuali-ser les couleurs en memoire. Mode de memorisation en EEPROM- Touche du HAUT : appelle Ia proce-dure d'arret securisee.- Touche du CENTRE : selectionnel'adresse de memoire EEPROM sui-vante ou annule la procedure dememorisation apres Ia derniereadresse, puis boucle le cycle en pro-posant de nouveau la premiereadresse et ainsi de suite.- Touche du BAS : memorise lescoordonnees de la couleur a l'adres-se choisie, si une adresse est selec-tionnee, puis retourne au mode deCOULEUR EN TEMPS REEL. Mode de visualisation des cou-leurs memorisees- Touche du HAUT : appelle la proce-dure d'arret securisee.- Touche du CENTRE : affiche la cou-leur memorisee suivante. Apres Iaderniere couleur, ('action boucle lecycle sur Ia premiere et ainsi de suite.La rotation des potentiometres estsans effet.- Touche du BAS : retourne au modede COULEUR EN TEMPS REEL.Les lecteurs estimant qu'une memoi-re de vingt couleurs est insuffisantepeuvent modifier le programme a leurconvenance, c'est tout l'interet duCB220 si pratique a programmer.

Y. MERGY

re 314 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Testeur de nervositepar rayon laser

La Palice l'aurait sansdoute dit : une main sureest une main qui n'estpas sujette a destremblements.Cette qualite est notam-ment requise si Ion veutpratiquer des activitestelles que le tir deprecision ou meme ledessin ou encore la miseen place d'une vis ou lepassage d'un fil dans lechas d'une aiguille

Le montage que nous vousproposons permet demesurer cette faculte avectoute la precision requise

par la mise en oeuvre d'un pointeurLASER qu'il convient de diriger surune cible pendant un temps donne.

Principe

Le sujet testa est debout, face a unecible distante de 2 a 3 metres.

II tient le pointeur LASER dans unemain ne reposant sur aucun support,ni merle appuyae contre son corps.Des que le point lumineux aura tou-ché un endroit précis et signalise dela cible, un comptage prendra sondepart.

L'epreuve consiste alors a maintenirle plus longtemps possible le pointlumineux sur le point de visee.

Les durees, meme minimes, desderapages sont comptabilisees etdecomptees.

La duree de l'Apreuve est de l'ordrede 15 secondes.

A la fin de ce delai, un nombre pou-vant aller de 00 a 99 apparait sur unafficheur.

Plus ce nombre avoisine la valeur 99et plus la main de l'operateur estconsideree comme sure.

Fonctionnement

Alimentation

La cible est autonome grace a unepile de 9 V qu'un interrupteur permetde mettre en service (figure 1). Lacapacite C9 assure une meilleure sta-bike du potentiel d'alimentation tan-dis que C1 decouple ('alimentationdu montage aval. La consommation,afficheurs allumes, atteint environ50 mA, mais tombe a 5 mA une foisl'affichage eteint. Nous verrons ulte-rieurement que l'affichage est neutra-lise lors de l'epreuve.

Cible optique

Le point de reception du pointeurLASER est la photo -resistance LDR1.Elle est identique a LDR2 dont la rai-son d'être est la compensation auto-matique du degre de la luminositeambiante. On peut ainsi remarquer

n° 314 www.electronlquepratIque.com ELEC 1 HONIQUE PHA I OLJE

+9 V

C9 gl

47 pF

= C

10.1 pF

R3

22 kit

IC1

LDR

1

Cible

R1

4.7 IQ

e+

1213

114 IC6

CD

4081

11C

2II1 pF

LDR

2R2

4,7

R4

22 Ica

C4 =

'22 pF

TR

710 ki2

R5

10 kit

Y4 x1N

4148D

1D

2D

3D

4

Q7

Q8 Q

12 01316

614

12IC

2/CD

4060

38

1110

9

014

1N4148

C6

R11

R6

0,1 pF1001Q

10 KO

TI

D51N

4148

C3

1 pF

II

R610

R9

R10

10 ki210

IC7

CD

4001

1.C

5nF

1/4 IC6

C D

4081

6DII

2

EN

A

C8

1 nF

1/4 IC6

CD

40811

10

9

1/4 IC6

CD

4081

R26

1,5 Ica

LLed verte

LE

16IC

3/CD

4518

RA

RB

Q48 038 Q

2B Q

1B10

54

98

46

21

IC4/C

D4511

7

16

83

1312

1110

915

14

EN

B

+9 V--LT

LT

Q4A

BL

Q3AC

Q2A

Q1A

CLA

CLB

16313

46

2

IC5/C

D451

1211

109

58

1514

"al

bif

gialbl

Cs1

coC

O7x

cr)

1,5 kitC

s1

CC

dle

(s/

al-t7T;[-ef

TZ

aTbT

:Fd

;TT

Z

B.

AF

2B

.A

F1

LE

7x1,5k02

w0a_00F0NRt

les deux chaines paralleles LDR1 / R1/ R3 et LDR2 / R2 / R4.Les differents nceuds correspon-dants sont bien entendu au memepotentiel pour une luminositeambiante donnee.Ces nceuds sont relies aux entréesd'un LM 741 monte en comparateurde potentiel.Mais compte tenu des raccordementsrealises, le lecteur remarquera quetant que les deux LDR sont soumisesau meme eclairement, le potentielreleve sur l'entrée inverseuse estsuperieur a celui qui caracterise ren-t& directe.II en resulte un etat "bas" A la sortie ducomparateur IC1, a Ia tension dedechet pits, qui est de I'ordre de1,8 V. Dans cette situation de veille, lasortie de la porte AND IV de IC6, est al'etat "bas".Quand la LDR1 est soumise a rectal -rage emanant du pointeur LASER, saresistance ohmique diminue dansdes proportions considerables. II enresulte un potentiel sur l'entrée direc-te de IC1, superieur a celui releve sur('entree inverseuse.La sortie de IC1 passe a l'etat "haut"ainsi que la sortie de la porte AND IVde IC6.Le lecteur notera que si Ion dirigeaitle rayonnement du pointeur LASERsur LDR2, la situation de veille, pre-cedemment evoquee, ne se trouve-rait que renforcee : cette action seraitdonc inoperante.

Initialisation de Ia cible

Les portes NOR I et II de IC7 formentune bascule R/S (Reset/Set). Touteimpulsion positive sur l'entrée (1), apour consequence le passage de lasortie de la bascule a un etat "haut"stable.

De meme, toute impulsion positive surl'entrée (5) a pour resultat la remise azero de la sortie de Ia bascule.Au moment de la mise sous tensiondu montage, la capacite C4 se char-ge a travers R7.II en resulte une breve impulsionpositive au niveau de ('armaturenegative de C4. Cette derniere estaussitot transmise sur l'entrée (5) dela bascule R/S par l'intermediaire dela diode D6. II se produit ainsi une ini-

tialisation de la cible, ce qui se traduitpar les consequences suivantes :

la sortie de la porte NOR I de IC7est maintenue a un etat "haut" lui-merne transmis sur ('entree "Reset"du compteur IC2 que nous evoque-rons ulterieurement. Ce dernierreste ainsi bioque sur la positionzero.

- la sortie de la porte AND III de IC6presente un etat "haut". II en resultel'allumage de la led verte L quiindique que la cible est en situationd'attente.

- les entrées "Reset A" et "Reset B"des deux compteurs contenus dansIC3 sont soumises a un etat "haut" :ces compteurs se trouvent mainte-nus a zero.

Demarrage du cycle

Des que la LDR1 est soumise aurayonnement du pointeur LASER, unfront montant se manifeste sur la sor-tie de Ia porte AND IV de IC6.Ce dernier est aussitot pris en comp-te par le dispositif derivateur formepar C2 et R8.En particulier, une breve impulsionpositive, due a la charge rapide de C2dans R8, se produit sur l'entrée (1) dela bascule R/S.La sortie de la bascule passe a l'etat"haut", tandis que la sortie de la porteNOR I de cette meme bascule passea l'etat "bas".II en resulte :

- le passage a l'Atat "bas" de la sortiede la porte AND III de IC6 : la ledverte L s'eteint.

- l'entrée "Reset" du compteur IC2est maintenant soumise a un etat"bas"

- les entrees "Reset A" et "Reset B"des deux compteurs contenus dansIC3 sont maintenant soumises a unetat "bas" ce qui les rend operation-nels

Par ailleurs, le front montant issu deIa sortie de la bascule R/S est pris encompte par le systeme derivateurforme par C3 et R10.Une impulsion positive est presenteesur l'entrée (8) d'une seconde bascu-le R/S constituee des portes NOR IIIet IV de IC7.La sortie de cette derniere passeegalement a l'etat "haut", si bien queles etats "haut" correspondants aurayonnement issu du pointeur LASERsur LDR1 se trouvent integralementtransmis sur Ia sortie de la porte ANDI de IC6, reliee a rent& (5) de Iaporte AND II du meme circuit IC6.La sortie de la porte NOR III de IC7presente dorenavant un etat "bas"qui se trouve transmis aux entrées"Blanking" des decodeurs IC4 et IC5.Nous verrons ulterieurement que celacorrespond a ('extinction de I'affichage.

Chronometrage

Le circuit integre reference IC2 est uncompteur comportant 14 etages

Le chronometrage demaffe lorsque le rayon laser "frappe" la photo -resistancesituee en haut a gauche du module

n" 314 www.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Jeux

binaires montes en cascade. II

contient en outre un oscillateurinterne.Ainsi que nous I'avons vu au para-graphs precedent, des que le rayon-nement LASER issu du pointeur frap-pe une premiere fois LDR1, ('entree« Reset » de IC2 n'est plus soumisel'etat "haut" de blocage, mais a unetat "bas".Le compteur prend ainsi son depart.En particulier, au niveau de la brochen° 9, on releve un creneau de formecarree dont la periode se determinepar la relation : t = 2,2 x R6 x C6.Dans le cas present, cette periode estde l'ordre de 2,2 ms.La sortie utilisee pour le chronome-trage est Q6. A ce niveau, la periodeest donc &gale a 26 x t, soit 64 x t,c'est-e-dire 140 ms ou 0,14 seconde.Les creneaux correspondants sontdirectement achemines sur l'entrée(6) de la porte AND II de IC6.Its sont disponibles sur la sortie decette porte a cheque fois que LDR1est soumise au rayonnement LASERdu pointeur. Dans le cas contraire, laporte AND presente un etat "bas" deblocage.

Fin du chronometrage

Par l'intermediaire de R5 et desdiodes D1 a D4, le point commun desanodes de ces diodes presentegeneralement un etat "bas".En revanche ce point passe a l'etat"haut" Iorsque Ies cathodes de toutesces diodes sont soumises a un etat"haut".Cela se produit au moment précis 06la configuration binaire des niveauxlogiques caracterisant les sortiesQ13, Q12, Q8 et Q7 presentent elles-mernes un &at "haut".Cette position binaire du compteurpeut etre mise en evidence au moyendu tableau suivant :

013 Q12 011 Q10 Q9 08 Q7

1 1 0 0 0 1 1

26 2. 24 23 22 2' 20

La valeur decimate correspondanteest egale a 26+ 25 + 2' + 2° = 64 + 32+2+1 = 99Des que cette position est atteinte,

rent& (13) de la porte NOR IV deIC7 est soumise a un kat "haut".La sortie de la bascule R/S formeepar les portes NOR III et IV de IC7passe alors a l'etat "bas".II en est de merne en ce qui concernela sortie de la porte AND I de IC6 : le

comptage precedemment Ore par laporte AND II de IC6 cesse.

Cette position 99 est atteinte au boutde 0,14 s x 99 = 14 secondes.

Comptage

Le circuit integre reference IC3 est unCD 4518.II contient deux compteurs BCD inde-pendants.Dans la presente application, le pre-mier compteur recoit les impulsionsde comptage delivrees par la sortiede la porte AND II de IC6 par 'Inter-mediaire de ('entree « Enable A ».De ce fait, it avance au rythme desfronts descendants, a condition quel'entrée « Clock A » soit soumise a unetat "bas".II est affecte au comptage des unites.Sa sortie Q4A est reliee a l'entrée« Enable B » du second compteur.Ce dernier devient ainsi le compteurdes dizaines.Rappelons que tors des situations deveille de la cible, les entrées reunies"Reset A" et "Reset B" sont soumisesa un etat "haut" ce qui bloque lescompteurs sur la position zero.

Affichage

IC4 et IC5 sont des CD 4511, c'est-e-dire des decodeurs BCD -k 7 seg-ments.Leurs entrées A, B, C et D sont relieesaux sorties Qi correspondantes descompteurs contenus dans IC3. Le cir-cuit IC5 est affecte au decodage desunites tandis que IC4 correspond auxdizaines.Par l'intermediaire des resistances delimitation R12 a R25, les sorties descircuits integres decodeurs alimen-tent les segments des deux affi-cheurs sept segments a cathodecommune.Rappelons egalement que lors ducomptage, les entrees « Blanking »des decodeurs sont soumises a un

etat "bas" lors du comptage, ce qui apour consequence l'extinction deI'affichage.

Fin du cycle

Nous avons vu que si le compteurIC2 atteint la position 99, le compta-ge des points lors du rayonnementLASER sur LDR1, prend sa fin.L'affichage apparait a ce moment.La performance sera d'autant pluselevee que le nombre affiche seraproche de 99.Mais le compteur IC2 poursuit soncycle jusqu'au moment oil un etat"haut" apparait sur la sortie 014. Celase produit au bout de 2', soit 128fronts descendants sur la sortie Q6.A cet instant, par l'intermediaire de ladiode D5, la bascule R/S NOR I et IIde IC7 revient a sa position de repos.Les afficheurs indiquent la valeur 00,la led verte s'allume et la cible estprete pour un nouveau cycle.La duree de I'affichage du resultat est&gale a la difference des durees cor-respondant respectivement aux posi-

compteur IC2,c'est-e-dire 0,14 s x (128 - 99) = 4secondes.

Realisation

Le circuit imprime n'appelle pas deremarque particuliere (figure 2).Pour ('implantation des composants,on debutera par la mise en place desstraps de liaisons, des diodes (atten-tion a ('orientation de D5), des resis-tances et des supports des circuitsintegres (figure 3).On terminera par les composants secaracterisant par une plus grandeepaisseur.II est important de bien veillerl'orientation correcte des compo-sants polarises.La pile a directement ete collee sur lemodule.Le montage ne necessite aucunemise au point.Le pointeur LASER est d'un type touta fait courant, it est disponible aupresde tous nos revendeurs.

R. KNOERR

n° 314 www.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE 51

Trace du circuit imprime

Pr, Implantation des elements

Nomenclature

Resistances

19 straps (13 horizontaux, 6 verticaux)

R1, R2 : 4,7 kS2 (jaune, violet, rouge)

R3, R4 : 22 kit (rouge, rouge, orange)

R5 a R10 : 10 ki2 (marron, noir,

orange)

R11 : 100 kit (marron, noir, jaune)

R12 a R26 : 1,5 Id2 (marron, vert,

rouge)

LDR1, LDR2 : Photo -resistances

Condensateurs

C1 : 0,1 pF - Ceramique multicouches

C2, C3 : 1 pF - Ceramique

multicouches

C4 : 22 pF / 10 V

C5 : 10 nF - Ceramique multicouches

C6 : 0,1 pF - Ceramique multicouches

C7, C8 : 1 nF - Ceramique

multicouches

C9 : 47 pF / 10 V

Semiconducteurs

IC1 : LM 741

IC2 : CD 4060

IC3 : CD 4518

IC4, IC5 : CD 4511

IC6 : CD 4081

IC7 : CD 4001

AF1, AF2 : Afficheurs 7 segments a

cathode commune (TDSR 5160 G)

L : Led verte 0 5 (haute luminosite)

D1 a D6 : 1N 4148

Divers

1 support 8 broches

2 supports 14 broches

4 supports 16 broches

2 barrettes -supports 10 broches

I : Interrupteur pour circuit imprime

(dual in line)

Pile 9 V alcaline

Coupleur pression

Pointeur LASER

52 re 314 wvvvv.elt 21_ t ITN III_ JeprrIt ique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE

Audio

De la theorie a la pratiqueLES CIRCUITS ANNEXESLes inverseurs de phase

Le cathode followerDans les precedentscours, nous avons etudieles inverseurs de phasedits « Cathodynes » et« Paraphase ».Sachez que des dizainesd'auteurs se sont penchessur le probleme des« inverseurs de phase 0,ce qui explique que nousnous trouvions face a desdizaines de schemastous, selon leurs auteurs,plus remarquables lesuns que les autres, bienqu'ils s'inspirent desmontages de base« Cathodyne » et« Paraphase » dont ilsont tente d'attenuer lesdefauts congenitaux (lireprecedent numero).

e a paraphase » etantseduisant, car de gaineleve, tl fallait a tout prixtenter de le stabiliser (en

alternatif !). C'est ainsi qu'est ne leparaphase flottant.

Le paraphase flottantou a equilibrage auto-matique

II est directement derive du « para-phase a, mais son fonctionnementest bien plus complexe a apprehen-der. Le montage de base est repre-sents figure 1.Pour en comprendre le fonctionne-ment, oublions temporairement letube V2.

V1 fonctionne alors comme un ampli-ficateur simple. La composante

alternative » amplifiee circule dansR1+R3 et la tension Eg1 est, bien evi-demment, en opposition de phasepar rapport a . e(in) » appliqueel'entree. Une fraction de cette ten-sion (opposee) se retrouve, bien sur,au point P », en opposition dephase avec le signal d'entree car lecourant ia1 va circuler a travers R1 etR3 (fleche verte sur le schema).Si « e(in) . devient positive, le courantia1 (composante alternative) circulanta travers R1 et R3, le point P devientnegatif. Cette tension en P est appli-quee a la grille de V2, le courant ia2va diminuer et comme ce courant cir-cule a travers R2 et R3 (fleche rouge),vous constatez immediatement queR3 est parcourue par des courants desens oppose.Ces courants ne peuvent en aucuncas etre egaux. Si cela etait, la ten-sion en P serait egale a zero (!) et lecourant ia2 ne pourrait pas exister.Le point P est en permanent desequi-libre car R1 = R2 = R3. Ce qui adonne ce nom image de « balancoire »a cet inverseur de phaseC'est ce desequilibre permanent de Pqui permet au systerne de fonction-ner. En pratique, cela se traduit parun courant ial toujours legerementsuperieur a ia2... et cela fonctionne !Avantage : en fonctionnementdynamique, tout desequilibre de ialest compense par un courant ia2 plusimportant ou plus faible. Ce qui faitdire que le « paraphase flottant a estauto-equilibre dynamiquement.Pourquoi « flottant » ? En raison dupoint P dont la tension « flotte » parrapport a la masse en permanence.Si le paraphase flottant est en equi-libre dynamique, n'est pas compen-se en a statique ». Pour ce faire, it fau-drait supprimer le condensateur Ck.Resultat catastrophique assure entermes de distorsions et de bruit de

fond, car la resistance Rk non decou-plee serait parcourue non seulementpar les courants statiques la1 et 1a2,mais aussi par la « difference » descourants ia1 et ia2. C'est un amplifi-cateur dit « differentiel a.Or, quelle est la difference des cou-rants ial et ia2 ? Ce sont bien evi-demment les distorsions et les bruitsde fond introduits naturellement parV1 et V2 qui se retrouveront au pointA et qui seront joyeusement amplifiespar les deux tubes !La seule solution possible, pourreduire les distorsions congenitalesde ce montage, est d'utiliser deuxresistances de polarisation (une pourchaque tube) non decouplees afind'appliquer sur les cathodes unecontre-reaction individuelle en tole-rant alors une diminution du gain glo-bal du montage qui est son principalatout.On peut rendre les tensions Eg1 etEg2 de phase opposee relativement&gales en utilisant des tubes a gaineleve et a forte pente et en reduisantlegerement la valeur de R1 par rap-port a R2, ce qui accentuera l'effet de. balancoire ».C'est pour accentuer cet effet dea balancoire » qu'est ne le a parapha-se couple par la cathode a, appeledephaseur de Schmidt ou dephaseura « longue queue » chez les Anglo-saxons (a long tail pair a).Un dernier mot concernant le para-phase flottant. II est pratiquementimpossible d'obtenir une oppositionde phase parfaite a toutes les fre-quences avec ce montage sans lesartifices complexes mis en ceuvre parcertains constructeurs comme AudioResearch.Ce montage est extremement sen-sible aux capacites parasites (tubeset cablage). On peut demontrer qu'ilest pratiquement impossible d'obte-nir une opposition de phase parfaitetoutes les frequences. C'est une des

n° 314 vvvwv.electroniqueprattque.com ELECTRONIQUE PRATIOUL

raisons qui a propulse le « dephaseurde Schmidt » en tete des inverseursde phase.

L'inverseur de phase

de Schmidt

Son schema de principe de base estrepresents figure 2. C'est un para-phase 00 la resistance <, balanooire »est placee dans la cathode (Rk).

Avantagesde I'inverseur de Schmidt Pratiquement plus aucun problemed0 aux capacites parasites. Bande passante : du continu (0) aplusieurs megahertz. Utilisation principale de cet inver-seur : oscilloscopes a large bandepassante. II est tres utilise en audiocar son gain est tres eleve commenous allons le voir plus loin. Montage auto-equilibre en statiqueet en dynamique grace a Rk. Inconvenient majeur : un taux dedistorsion eleve.Pour que Egl soit rigoureusementegale a Eg2, Ral doit etre differentede Ra2 (nous avions le meme proble-me avec le paraphase flottant).L'etude de son fonctionnement estassez complexe.Sachez que, pour que ce circuit fonc-tionne, it est necessaire que la valeurde Rk soit Ia plus grande possible.On pourrait penser qu'avec Rk tresgrande, une enorme contre-reactionserait appliquee aux cathodes desdeux tubes, donc un gain inferieur a('unite... II n'en est rien ! En realite, itn'y a aucune contre-reaction decathode. En voici l'explication.Au repos, le systerne est en equilibre.Supposons que nous appliquionsune tension positive sur V1 (vgl :

alternance positive), le courant ia1 vacroitre (fleche rouge). Mais ce couranttraverse la resistance Rk.Comme cette resistance a une fortevaleur, la tension au point (A) va tresvite croitre et atteindre le potentiel dela grille de V1.Le tube va se bloquer, me direz-vous... Exact, mais attention le point(A) est reuni a Ia cathode de V2, lepotentiel de cette derniere va aug-menter par rapport a Ia grille quiest relive a Ia masse.

V1(--\ lal

(in) Rg1

7/7 97;

Rat

+HT0-0

Rk Ck

Ra2

lag

V2

R1Eg1

R3# P9777

ia2

C2

R2

Eg2

Le paraphase flottant. Ral = Ra2. R1= R2 = R3 et Cl = C2

2

e(in)

L'inverseur de Schmidt. Rk est commune aux deux tubes et la grillede V2 est reline a la masse

Ce qui revient a faire baisser vg2. Uncourant ia2 va donc circuler (flecheverte) dans V2, Ra2 et, bien entendu,dans Rk en sens contraire de ialOr, ial = ia2 si Vi = V2 et Ral = Ra2.Resultat : it ne circule plus aucuncourant alternatif dans Rk, it n'y adonc pas de contre-reaction decathode. Le point (A) reste a unpotentiel fixe. On demontre que les

cathodes prennent un potentiel quiest la moyenne arithmetique entre lespotentiels vgl et vg2. Le gain decheque triode devient donc Ia moitiedu gain d'une seule d'entre elles.Comme dans le paraphase flottant,c'est un constant desequilibre descourants dans Rk qui determine labalance entre les deux tensions desorties Egl et Eg2. Une balance par -

re 314 vwwv.electroniquepratique.corn ELEC MONIQUE PRAT IQUE

Audio

e(in)

'7.177

V1

.1-018 ki2 V21W

C1 1 MO0,1 pF

I

27 k521W

0 +350 V

30 Id?1W

7,7; I-- -4N-

3 Inverseur de Schmidt avec tube12AU7 utilise par Mc lntosh

+HT(300 V)

4 Inverseur avec tube 12AT7 (ampli vertical d'oscilloscope)

DOUBLE TRIODEA FORT COEFFICIENT

D'AMPLIFICATIONET A CATHODES SEPAREES

ECC 83

CONDITIONS D'UTILISATION EN ETAGE DEPHASEUR

COUPLAGE DIRECT DES GRILLES

S0000 pi1.1 01 L'.5

Tension d'alimentation Vb = 250 350 VTension de ['anode Va - 65 90 VCourant anodique total at 1,0 1,2 mAResistance cathodique Rk - 68 82 kitResistance de charge d'anode Ra Ra'= 0,1 0,15 MOTension de sortie Vs - 20 35 V eftAmplification VsiVe = 25 27

Oistorsion D = 1,8 1,8

Remarque - Ce tube peut etre utilise sans precautions spe-ciales contre les effets microphoniques dans les amplificateursou la tension d'entree est 50 mV.

La mesure est pratiquee avec un niveau de souffle de -60 dBet pour la puissance maximale de sortie du tube de puissance.Le tube ECC 83 est dispose, en vue de ces mesures, au voisi-nage immediat d'un H.P. de 5 watts dont le rendement electro-acoustique est de 5 Le point milieu du filament est retie ala terre 0,5 MO).

LA RADIOTECHNIQUE - COPRIM - R.

5 Inverseur de Schmidt (fiche constructeur) de La Radiotechnique

faite entre Egl et Eg2 est pratique-ment impossible a atteindre. C'estpour cette raison, qu'en pratique, onrend Rat legerement plus petite queRa2. L'inverseur de Schmidt est, luiaussi, un amplificateur differentiel. Aupoint (A), on recueille donc les distor-sions introduites par les deux tubes,d'ou un taux de distorsion relative-ment eleve.

Quelle valeur donner a Rk ?Pour un tube avec une resistanceinterne p et un coefficient d'amplifica-tion p, on dolt avoir :p x Rk » Ra + pCe qui recommande d'utiliser destubes a fort coefficient d'amplificationet faible resistance interne (il y en apeu !).

En general, on se fixe :

p x Rk = 20 (Ra + p)Plus la resistance Rk est grande, plusle systeme fonctionne correctement.II arrive, dans certains appareils demesure, de trouver des resistancesRk de l'ordre du meghom ! Dans cecas, afin de trouver une tension suffi-sante aux bornes du tube, le pied dela resistance est reuni a une tensionnegative.A titre d'exemple, vous trouverezfigure 3 l'inverseur de Schmidt telqu'il est utilise dans les celebresamplificateurs Mc lntosh MC30,MC60 et MC75.En figure 4, nous donnons un inver-seur de phase utilise sur un oscillo-scope Hewlett Packard des annees50 (amplificateur vertical).

n" 314 www.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Audio

En figure 5, vous trouverez le

« Schmidt constructeur » de la Radio -technique (12AX7).

Quel inverseurde phase utiliser ?

A premiere vue, le paraphase flottantet le Schmidt utilisant deux tubesprocurent du gain, alors que le catho-dyne qui n'en utilise qu'un n'a pas degain, sinon inferieur a 1.Cette comparaison est fallacieuse carnous vous avons presents le « catho-dyne » a liaison directe qui, lui, a dugain (lire notre precedent cours) !La seule justification a ('utilisation duparaphase flottant et du Schmidt parrapport au cathodyne se traduit par Iadifference de tension maximale quel'on peut obtenir de ces differentsmontages. Vu sous cet angle, it est

evident que les paraphases et le

Schmidt sont superieurs.Par exemple, si vous disposez d'unehaute tension de 300 volts, vouspourrez atteindre en crete, avec leparaphase et le Schmidt, des ten-sions de t 150 volts (sans tenircompte des distorsions inevitables).Avec un cathodyne, vous ne pourrezjamais depasser t 75 volts.N'oubliez jamais cela !Et maintenant, nous ailons parlerd'un stage classique utilisant la

contre-reaction : le cathode follower.

L'amplificateur a chargede cathode(cathode follower)

En francais, " cathode follower » setraduirait par « cathode suiveuse », cequi, pensons-nous, est moins joli !

La question est Ia suivante : que sepasse-t-il si on fait passer la chargeclassique d'anode Ra dans Ia catho-de, sans changer sa valeur ob elledeviendra Rk (figure 6).Pour comprendre, it va falloir vousreporter a la sone d'articles parusprecedemment sur la contre-reac-tion. II faut une fois pour toutes tordrele cou a une legende tenace : le

cathode follower n'obeit pas auxregles de Ia contre-reaction d'intensi-te, mais it est un amplificateur ou100 % de la tension developpee sur

6 Cathode followerclassique

C1

o-11(in) Rg

0 470 K2

97,7

+HT

TT

12AX7 (p = 100)

C2

R polarisation (out)

Rk 3717

Ia charge (ici Rk) est reportee sur lacathode. C'est donc une contre-reaction de tension de 100 %.Le gain de cet stage devient donc :

100 100A' = - =1100

En reek& le gain est toujours infe-rieur a 1, mais cet stage presente desproprietes remarquables fort utiles etirremplacables en termes d'impe-dances d'entree et de sortie du mon-tage.

Effet sur ('impedance d'entreeet celle de sortie du montageObservez la figure 6. Vous constatezimmediatement que la cathode estpositive par rapport a la masse, cequi assure la polarisation de la grille(parfois trop elevee, Ia figure 7recommandee).La totalite de la tension en fonction-nement Otant report& sur la cathode,on considere que !Impedance d'en-tree du montage tend vers l'infini.Mieux encore, si vous vous reportezau tours traitant des capacites para-sites, vous vous souviendrez de

l'effet Miller ». La capacite d'entreed'un montage est d'autant plusimportante que son gain est eleve.Ce = Cgk + Cgp (1 + A)Ce : Capacite d'entreeCgk : Capacite grille/cathodeCgp : Capacite grille/plaqueA : gain du montageC'est ce qui provoque une forte atte-nuation des frequences elevees dansun montage traditionnel. Or, ici, dansle cas du cathode follower, le gain

7 Cathode follower a polarise a.La resistance R assurela polarisation correcte du tube

est nul, la capacite d'entree devientnegligeable. Consequence : rim*dance d'entree est enorme.L'etage precedent un cathode follo-wer n'est pratiquement pas chargé(Zc = Rg (1 + Impedance d'entreecaracteristique selon la figure 7, del'ordre de cinq megohms (5 MQ) avecune 12AX7 (p = 100).Bande passante tres large (plusieursmegahertz avec des tubes clas-siques). C1 peut etre de faible valeurpour respecter la constante de tempsaux basses frequences, environ 10 nF.Maintenant, examinons le plus impor-tant : !Impedance de sortie.Reportez-vous aux articles concer-nant la contre-reaction.Vous vous souviendrez que la resis-tance interne d'un montage contre-reactionne est reduite par le facteur(p + 1), p etant le coefficient d'ampli-fication du tube.Etablissons le schema equivalent dumontage :

r'p- p

p + 1

Zout

p resistance interne du tube (52)r'p : nouvelle resistance interne (52)Zout impedance de sortie (52)

Vous constatez immediatement que!Impedance de sortie Z resulte de la

n° 314 vwwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE 57

Audio

58

Volume500 k log

e(in)0

8

0.47 pF

1 MO

Cathode followerdu Mc lntoshC22

680 0

47 kiI

+HT

(300 V)

1/2 12AX7

0,47 pF

HSortie

mise en parallele de Rk et r'p, soit :

Z=

PxRk

+ 1 Rk x p

P+ Rk

p+Rk(p.+1)

+ 1

Le coefficient d'amplification p esttoujours plus grand que 1.On peut donc simplifier ('expressionprecedente en remplagant (p + 1) parp uniquement.Or, souvenez-vous : p = p x S avec :p en (Q)S en (mA/volt) (pente)Donc :

sp

Apres simplification, divisons lenumerateur et le denominateur par p.On obtient :

RkZ out -1 + S x Rk

En considerant Rk de forte valeur,divisons par Rk

Z out1

- 1+ S

Rk

On peut ecrire que plus Rk est gran -de, plus la valeur de Z out atteint :

1

S

On peut ecrire :

Z s (impedance de sortie) 1

Zs en ohms (Q)S en mA/voltPar exemple : une 12AX7 (ECC83), dont la penteest de 1,6 mA/volt, montee en catho-de follower

Zs- 1 -62550,0016

(valeur normalisee sortie ligne : 600 Q) une 12AU7 (ECC82) dont la penteest de 2,2 mA/volt

Zs= 1 -45450,0022

une 12AT7 (ECC81) dont la pente

est de 5,5mA/volt

Zs= 1 -18150, 0055

(valeur normalisee sortie ligne :

200 Q) une ECC88 (6DJ8) dont Ia pente estde 12,5 mA/volt

Zs= 1

- 80 Q0, 0125

(valeur normalisee sortie ligne 75 Qen video).Avantage : une impedance de sortieaussi basse va permettre d'achemi-ner sans pertes un signal complexe(audio) sur une grande distance, enn'oubliant jamais qu'en bout de ligne('impedance d'entree doit etre aumoins egale a vingt fois ('impedancede sortie afin que le cathode followerne soit pas chargé et ne delivre pasde puissance (il n'est pas fait pourcela).

Vous trouverez des « cathodes follo-wers » pratiquement en sortie de toutpreamplificateur digne de ce nom.A titre d'exemple, vous trouverez enfigure 8, le cathode follower ducelebre Mc Intosh C2-2 utilisant uneECC83/12AX7.

En attendant Ia suite

Dans le prochain numero, nous etu-dierons d'autres types de montagesclassiques : amplificateurs a liaisonsdirectes, etc. Ceci cloturera la secon-de partie de notre cours.

A bientotR. Bassi

Et si on parlait tubes...Cours n°i a ii

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Attenuateur 6 volesCet attenuateur a douzepas presente la memecourbe d'attenuationqu'un potentiometreIogarithmique et it estdestine a s'inserer danstout equipement audio« multivoies >.II remplace avantageuse-ment les potentiometresa six voies difficilestrouver sur le marche duhobby bien qu'etant d'unprix redhibitoire.

otre attenuateur est pre-sento sous la formed'une carte imprimeecomportant tous les ele-

ments.11 peut 'etre monte tel queldans un boitier ou etre integre dansune realisation audiophile. L'ecartd'attenuation entre les voles est nul, ala difference des potentiometres dontl'ecart peut atteindre 20 %.

La fonction Iogarithmique

Pourquoi utiliser, en audio, une atte-nuation Iogarithmique pour regler levolume d'ecoute ?Le son que nous percevons au niveaude l'oreille est le resultat d'une varia-tion instantanee de la pression atmo-spherique. Ce differentiel de pressionpeut atteindre des amplitudes consi-&rabies. La pression acoustique,mesuree en « Pascal » correspondanta la plus petite pression a laquellel'oreille humaine est sensible, vaut :Po = 0,00002 , soit Pa = 2.10 Pa .

A l'oppose, le seuil de la douleur cor-respond a une pression Pmax de20 Pa. Vu la grande difference (fac-teur 10 ') entre ces deux extremites, iiest difficile de se representer leniveau d'un son sur une echellelineaire. On passe alors a une defini-tion Iogarithmique, comme montre enfigure 1 (source : Bruel & Kjaer).

let TaAeOff D(25 m distance) pi r a

100000000

.-- 40 11 Living Room.bbraty 1 000

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Audio

Niveaux de pressions sonores (ea decibels non ponderes)130 -

120- ,110 -

100 -

90 -

80 -

70 -

60 -

50 -

40

30 -

20 -

10 -

o -

10

16 31,5 63 12,5 250 500

100

90

80,

50

1000 2000 4000 8000I

16000

Frequenees en Hz

10K

9530

CC

cc

8660rncc

6K8cocc

5K1cccc

3600CCCC

2260cccc

1430srcc

715C)cc

430

CC

287

0dB

-2dB

-4,5dB

-7,5dB

-11,0dB

-15.1dB

-19,6dB

-24,6dB

-30,6dB

-36,6dB

-44,6dB

470K

2Ponderation

4Potentiometrelogarithmiquea 12 pas

Pour compliquer le tout, l'oreille pre-sente une sensibilite variable en fonc-tion de la frequence ernise, maisaussi en fonction de la puissanceernise (figure 2). C'est pourquoi, enmesure acoustique, on introduira lanotion de ponderation du bruit.Mais ceci n'est pas ('objet d'un syste-me amplificateur/attenuateur qui doltseulement restituer le signal au

niveau souhaite, mais sans alterationaucune de son contenu. Tres tot surle march& les amplificateurs ont eteequipes de controle de « volume » aprogression logarithmique.

10D

90

00

70

60

0

30

20

10

00

RE VERSE 7

3Q .L so 00 70

% ELECTRICAL ROTATIONCLOCKWISE

00 100

3 Courbe de progression du volumeen fonction de l'angle de rotation du curseur

Courbe d'attenuation

100

90

80

70

40

30

20

10

04-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Si on considere, en figure 3, la cour-be de progression « Z » du volume enfonction de ('angle de rotation du cur-seur, on s'apercoit directement quela progression n'est pas logarith-mique, mais exponentielle.Rassurez-vous ceci n'est qu'unequestion de point de vue : la relationlogarithme - exposant est liee par lafonction a = 10 . En consequence :si on considere rechelle de Richterqui caracterise ('amplitude desseismes, vue du maximum, la

decroissance des amplitudes estlogarithmique, alors que vue d'en

bas, la croissance est Bien exponen-tielle.Par contre, pour des raisons de faci-lite de fabrication des potentiometreslogarithmiques, la progression dupremier tiers se compose d'une droi-te, suivie d'une courbe probablementquadratique pour terminer au derniertiers par une autre droite.En conclusion, le potentiornetre loga-rithmique, qui est exponentiel, nepresente que de loin une progressionconforme a ladite fonction mathema-tique. Lecart par rapport a la fonctionest de l'ordre de trois decibels (3 dB),

ni0 314 vvvvvv.f.leLtrui liquepratique.com LLECTRONIQUE PRATIQUE 61

Pas % Vol Att dB

1 0 .-..

2 0,588 -44,63 1,471 -36,64 2,941 -30,65 5,882 -24,66 10,490 -19,67 17,647 -15,18 28,039 -11.09 42,157 -7,5

10 59,804 -4,511 79,412 -2,012 100,000 0.0

6

Rx R Calcul R (E96) Ecart (Lin) Ecart (dB)

R1 286 287 0,49% -0,04R2 429 430 0,26% -0,02R3 714 715 0,14% -0,01R4 1429 1430 0,10% -0,01

R5 2238 2260 0,97% -0,09R6 3476 3480 0,11% -0,01

R7 5048 5100 1,04% -0,09R8 6857 6800 -0,84% 0,07R9 8571 8660 1,03% -0,09

R10 9524 9530 0,06% -0,01

R11 10000 10000 0,00% 0,00R tot 48572 48692

Calcul des resistances dans les series E96 et E24

E24 Ecart (Lin Ecart dB)

270 -5,46% 0,46430 0,26% -0,02680 -4,76% 0,40

1500 5,01% -0,452200 1,71% 0,153300 -5,07% 0,435100 1,04% -0,096800 -0,84% 0,078200 -4,33% 0,379100 -4,45% 0,38

10000 0,00% 0,0047580

Le circuit imprime est etudiepour un systeme a six voles

mais c'est sans influence pratique,puisque le reglage du volume est fixepar la main de I'auditeur.

Le schema

L'utilisation d'un commutateur agalette a douze contacts et dunereserve de resistances va nous per-mettre d'obtenir une progressionlogarithmique exacte.Le schema present& en figure 4 nousdonne les valeurs des dix resistancesR1 a R11 associees a ('attenuationque nous montre la figure 5.La resistance R12 de 470 kQ evite delaisser le curseur « flottant » lors dupassage entre deux positions.Le tableau en figure 6 reprend le cal-cul des resistances. Le choix decelles-ci dans la serie E96 nousdonne une reponse conforme a0,1 dB et la serie E24 a 0,5 dB ce quiest encore largement superieur a la

nO 314 vvvvw.electroniciiippratique.mm ELFCTRONIQUE PRATIQUE

Qte Composants Valeur E24(E96)

6 R1 270 (287)6 R2 4306 R3 680 (715)6 R4 1K5 (1K43)6 R5 2K2 (2K26)6 R6 3K3 (3K48)6 R7 5K1

6 R8 6K86 R9 8K2 (8K66)6 R10 9K1 (9K53)6 R11 10K6 R12 470K5 Galette 12 pas1 Mecanisme 12 pas1 Axe 125 mm3 Socles RCA

9

7

Insertion des composants

Extrait de la brochure« Sound Measurement » de Briiel & Kjaer

Change In SoundLevel (dB)

Change in PerceivedLoudness

3 Just perceptible

5 Noticeable difference

10 Twice (or 1/2) as loud

15 Large change

20 Four times (or 1/4) as loud

precision du potentiornetre.La progression du volume en douzepas peut sembler un peu frustre ets'accommoderait bien d'une pro-gression en vingt-quatre pas. Le coutd'un commutateur a vingt-quatre passuit lui aussi une progression expo-nentielle.Toutefois, a ('usage ceci ne semblepas presenter un reel probleme deconfort de reglage.Le seuil minimum d'une detection devariation de signal a 1000 Hz est del'ordre de 3 dB pour une oreille

standard >, et s'eleve a 5 dB pourune difference acquise (figure 7,

extrait de la brochure SoundMeasurement de Bruel & Kjaer).

Mise en oeuvre

Le choix s'est porte sur )'utilisationd'un commutateur modulable com-pose d'un mecanisme a douze posi-

tions auquel on peut ajouter autantde galettes que souhaite. Le circuitimprime de dimensions 109 x 154 mmest etudie pour un systerne a 6 voies(figure 8).La mise en oeuvre ne pose aucun pro-bleme. Les resistances sont placeesen premier lieu, suivies par les straps(figure 9). On soudera ensuite le

mecanisme de tete.Les cinq galettes sont pre-enfileessur l'axe et soudees. On s'assureraque la position de cheque curseur estidentique. Les cinq galettes sonttournees de 180w par rapport a lagalette du mecanisme. C'est pour-quoi la position des resistances estdifferente sur la galette de tete.Les socles RCA sont soudes en der-nier lieu. La carte peut etre integreedans une realisation audio a six voies,it suffit pour cela de repiquer le signalaux sorties (sur R12) a droite de lacarte.

En conclusion

Cet attenuateur mis en service depuisun an repond parfaitement a nosbesoins. Le confort du reglage devolume, bien que ne comportant quedouze pas, nest pas remis en ques-tion.II n'y a pas d'inconfort d'ecoute entredeux positions dont l'une serait tropfaible et l'autre trop forte. La concor-dance entre les six sections est par-faite. C'est une alternative bon mar-che aux potentiometres multisec-tions.

J -L VANDERSLEYEN

Pour les donnees de fabrication de lacarte imprimee ou quelque problemed'approvisionnement, n'hesitez pas Acontacter l'auteur A l'adresse jl.van-dersleyen@skynet.be ou via son sitewww.novotone.be/fr

ra" 314 \AANwmlmrt-mniquepratique.cnn i I -I.ECTRONIQUE PRATIQUE