INNOVATIONS MONTAGES FIABLES TUDES DTAILLES ASSISTANCE
LECTEUR
L'ELECTRONIQUE POUR TOUS n 54
n 54NOVEMBRE NOVEMBRE 2003
http://www.electronique-magazine.com
ALIMENTATION STABILISE VARIABLE DE 5 24 V - 7 A AVEC LIMITEUR DE
COURANT RGLABLE
Sant : Stimulateur pour acupuncture biphasique
Domotique : Variateur contrl en tension
CONTRLEZ VOTRE ORDINATEUR DISTANCE PAR L'INTERNETImprim en
France / Printed in France
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N 53 - OCTOBRE 2003 54 NOVEMBRE 2003
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T7
LITE 0 9
Document non contractuel
54
SOMMAIRE
54
Une alimentation stabilise variable de 5 24 V 7 A ........ 5avec
limiteur de courant rglableseconde partie : la ralisation Si vous
avez besoin dune alimentation capable de fournir une tension
stabilise variable dun minimum de 5 V un maximum de 24 V 7 A, avec
limiteur de courant rglable en plus, attelez-vous ce montage :
cette alimentation est dote dun limiteur de courant paramtrable aux
valeurs de 500 mA, 1, 2, 3, 5 et 7 A. Nous allons, dans cette
seconde partie, de larticle nous occuper de la ralisation et des
rglages de lalimentation stabilise variable protge en courant.
Un stimulateur pour acupuncture biphasique
........................ 44Cet appareil est conu spcialement pour
la thrapie mdicale nomme lectro-acupuncture (acupuncture sans
aiguilles utilisant une pointe non pntrante mais lectrise). Il est
contrl en courant et pourvu dun stylo mtallique permettant de se
traiter soi-mme. Ce stylo, combin avec une lectrode, permet le
traitement dune tierce personne. Le stimulateur contient une
batterie rechargeable par un bloc secteur 230 V / 12 V externe, ce
qui autorise une utilisation en tout lieu.
L e module Voice Extreme
............................................................. 54Ce
circuit, capable de parler et de comprendre les commandes vocales,
est ralis partir dun microcontrleur huit bits RSC364 dont le
fonctionnement ne ncessite quune mmoire flash de 2 Mo, un quartz et
quelques autres composants, tient sur une petite carte de 4 x 4
cm.
Une illumination pour la crche
................................................. 14Si vous
souhaitez rendre encore plus raliste votre crche de Nol, quelle
soit modeste ou imposante, ce dispositif dillumination fera
merveille aux yeux des enfants, de toute la famille et des amis :
il simule cycliquement le lever du jour et la tombe de la nuit. Ce
montage peut piloter quatre charges lumineuses correspondant la
lumire du jour, au scintillement des toiles, lclairage des maisons
et au passage de la comte. La puissance de sortie maximale est de 2
kW par canal. Toutes les fonctions sont gres par
microcontrleur.
Un accs distance un ordinateur par lInternet .............
60Lappareil, utilisant le module Ethernet EM100 de Tibbo
Technology, permet de commander distance par lInternet le reset, la
mise en route et lextinction dun PC. La liaison lordinateur se fait
par deux relais connects aux bornes PWR et RST de la carte-mre. Il
est mme envisageable de grer les deux relais distance en fonction
de votre propre application.
Une radiocommande sortie analogique
...................................
23
Cette radiocommande auto-apprentissage des codes et sortie
analogique, est en mesure de modifier le niveau de tension de sa
sortie en fonction de la touche du botier de tlcommande que lon
vient de presser : idal pour raliser des variateurs de lumire
commands distance, lappareil permet de paramtrer les tensions de
sortie minimale et maximale.
Sur lInternet
....................................................................................
68 Apprendre llectronique en partant de zro
......................... 69Le principe de fonctionnement des
rcepteurs superhtrodynes premire partie : la thorie Dans les annes
trente, quand apparaissent les premiers rcepteurs superhtrodynes,
convertissant les signaux reus en une frquence fixe, tout le monde
comprend que le succs de ce circuit rvolutionnaire est d sa grande
sensibilit et son excellente slectivit par rapport aux rcepteurs
simples amplification directe. Mme aprs quelque 70 ans, ce circuit
conversion de frquence est toujours utilis pour raliser les
rcepteurs AM - FM, les tlphones portables et les tlviseurs. Ce qui
a chang avec les superhtrodynes modernes, par rapport ceux des
annes trente, cest seulement les composants actifs : en effet, les
tubes thermooniques, ces mastodontes, si gourmands en nergie et en
tension, ont t remplacs par les minuscules transistors, FET ou
MOSFET, mais le principe de fonctionnement est rest inchang. Cette
Leon, en deux parties, vous explique justement le principe de
fonctionnement dun rcepteur superhtrodyne dune manire simple et
nous sommes certains quainsi vous le comprendrez tous. Dans cette
premire partie nous allons tudier la thorie. Dans la seconde, nous
passerons la pratique avec la ralisation dun rcepteur superhtrodyne
simple pour ondes moyennes (OM ou PO ou MW*).
Un variateur contrl en tension
............................................... 30Ce variateur de
lumire puissant est en mesure de contrler linairement la luminosit
dune ou plusieurs lampes secteur 230 V de 750 W maximum, partir dun
potentiel continu de 0 10 V appliqu une entre de commande
opto-isole. Appareil idal comme unit de puissance dun systme
dclairage contrl par ordinateur, il peut aussi bien tre employ seul
en reliant simplement son entre un potentiomtre que coupl notre
Radiocommande sortie analogique ET492 : dans ce dernier cas, il
devient un variateur de lumire tlcommande UHF.
Comment programmer et utiliserles microcontrleurs
ST7LITE09..................................................Leon 1
La programmation des microcontrleurs passionne plus dun
lectronicien. Hlas, les cours dtaills, vous mettant en main tout ce
quil faut pour faire aboutir votre projet, sont rares. Voici donc
la premire Leon dun Cours de programmation ddi au microcontrleur
ST7LITE09 appartenant la famille des ST7LITE. Quand nous vous
aurons expliqu comment raliser un bon programmateur (ds la Leon 2)
pour ce microcontrleur, nous vous donnerons toutes les indications
utiles pour crer les logiciels ncessaires lobtention des fonctions
les plus diverses.
35
L es Petites Annonces
...................................................................
76 Lindex des annonceurs se trouve page
................................... 76Ce numro a t envoy nos abonns
le 27 octobre 2003Crdits Photos : Corel, Futura, Nuova, JMJ
Le bon dabonnement
se trouve page 78
LES KITS DU MOIS LES KITS DU MOISHI-TECH : LE MODULE VOICE
EXTREMECe circuit, capable de parler et de comprendre les commandes
vocales, est ralis partir dun microcontrleur huit bits RSC364 dont
le fonctionnement ne ncessite quune mmoire flash de 2 Mo, un quartz
et quelques autres composants, tient sur une petite carte de 4 x 4
cm. ET455 ...... Complet mont sans botier
............................ 56,00
SANT : UN STIMULATEUR POUR ACUPONCTURE BIPHASIQUECet appareil
est conu spcialement pour la thrapie mdicale nomme
lectro-acupuncture (acupuncture sans aiguilles utilisant une pointe
non pntrante mais lectrise). Il est contrl en courant et pourvu dun
stylo mtallique permettant de se traiter soi-mme. Ce stylo, combin
avec une lectrode, permet le traitement dune tierce personne. Le
stimulateur contient une batterie rechargeable par un bloc secteur
230 V / 12 V externe, ce qui autorise une utilisation en tout lieu.
ET495 ...... Kit complet avec botier
................................ 156,00
DOMOTIQUE: UN VARIATEUR CONTRL EN TENSIONCe variateur de lumire
puissant est en mesure de contrler linairement la luminosit dune ou
plusieurs lampes secteur 230 V de 750 W maximum, partir dun
potentiel continu de 0 10 V appliqu une entre de commande
opto-isole. Appareil idal comme unit de puissance dun systme
dclairage contrl par ordinateur, il peut aussi bien tre employ seul
en reliant simplement son entre un potentiomtre que coupl notre
Radiocommande sortie analogique ET492 : dans ce dernier cas, il
devient un variateur de lumire tlcommande UHF. EV8003 .... Kit
complet sans botier .................................. 25,00
INFORMATIQUE : UN ACCS DISTANCE UN ORDINATEUR PAR
LINTERNETLappareil, utilisant le module Ethernet EM100 de Tibbo
Technology, permet de commander distance par lInternet le reset, la
mise en route et lextinction dun PC. La liaison lordinateur se fait
par deux relais connects aux bornes PWR et RST de la car te-mre. Il
est mme envisageable de grer les deux relais distance en fonction
de votre propre application. ET494 ...... Kit complet avec botier
................................ 185,00
AUTOMATISME: UNE RADIOCOMMANDE SORTIE ANALOGIQUECette
radiocommande autoapprentissage des codes et sortie analogique, est
en mesure de modifier le niveau de tension de sa sortie en fonction
de la touche du botier de tlcommande que lon vient de presser :
idal pour raliser des variateurs de lumire commands distance,
lappareil permet de paramtrer les tensions de sortie minimale et
maximale. ET492 ............. Kit complet sans botier
............................ 31,00 TX3750/4CS .. Tlcommande 4 cnx
............................... 38,10 TX3750/4CS .. Kit complet
sans botier ............................ 29,00
NOL: UNE ILLUMINATION POUR LA CRCHESi vous souhaitez rendre
encore plus raliste votre crche de Nol, quelle soit modeste ou
imposante, ce dispositif dillumination fera merveille aux yeux des
enfants, de toute la famille et des amis : il simule cycliquement
le lever du jour et la tombe de la nuit. Ce montage peut piloter
quatre charges lumineuses correspondant la lumire du jour, au
scintillement des toiles, lclairage des maisons et au passage de la
comte. La puissance de sortie maximale est de 2 kW par canal.
Toutes les fonctions sont gres par microcontrleur. ET405 ..... Kit
complet sans botier ................................... 76,00
LE COURS : LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES RCEPTEURS
SUPERHTRODYNES
PUBLIPRESS 11/2003
LABORATOIRE : UNE ALIMENTATION STABILISE VARIABLE DE 5 24 V 7
ADans les annes trente, quand apparaissent les premiers rcepteurs
superhtrodynes, convertissant les signaux reus en une frquence
fixe, tout le monde comprend que le succs de ce circuit
rvolutionnaire est d sa grande sensibilit et son excellente
slectivit par rapport aux rcepteurs simples amplification directe.
Mme aprs quelque 70 ans, ce circuit conversion de frquence est
toujours utilis pour raliser les rcepteurs AM - FM, les tlphones
portables et les tlviseurs. EN5039 ... Kit complet avec botier
.................................. 74,00 Si vous avez besoin dune
alimentation capable de fournir une tension stabilise variable dun
minimum de 5 V un maximum de 24 V 7 A, avec limiteur de courant
rglable en plus, attelez-vous ce montage : cette alimentation est
dote dun limiteur de courant paramtrable aux valeurs de 500 mA, 1,
2, 3, 5 et 7 A. EN1545 ... Kit alimentation 5 24 V 7 A avec botier
..... 174,00
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typographiques ou omissions.
LABOEN1545
Une alimentation stabilisevariable de 5 24 V 7 Aavec limiteur de
courant rglableseconde partie et fin : la ralisationSi vous avez
besoin dune alimentation capable de fournir une tension stabilise
variable dun minimum de 5 V un maximum de 24 V 7 A, avec limiteur
de courant rglable en plus, attelez-vous ce montage : cette
alimentation est dote dun limiteur de courant paramtrable aux
valeurs de 500 mA, 1, 2, 3, 5 et 7 A. Nous allons, dans cette
seconde partie, de larticle nous occuper de la ralisation et des
rglages de lalimentation stabilise variable protge en courant.
La ralisation pratiqueSi vous suivez avec attention les gures 7
14 et en par ticulier la gure 7a, vous ne devriez pas rencontrer de
problme pour monter cette alimentation : procdez par ordre, an de
ne rien oublier, de ne pas inter ver tir les composants se
ressemblant, de ne pas inverser la polarit des composants polariss
et de ne faire en soudant ni cour t-circuit entre pistes et
pastilles ni soudure froide colle. Ce sera la premire tape, la
seconde tant constitue par le montage des composants externes sur
le dissipateur, laide, pour cer tains dentre eux, dun second petit
circuit imprim, non perc celui-l. Quand vous tes en possession des
deux circuits imprims (dessins lchelle 1 des deux circuits
imprims
gure 7b-1/7b-2 pour le circuit imprim principal double face
trous mtalliss et 7c pour le petit circuit imprim simple face du
dissipateur), montez tous les composants comme le montre la gure
7a. Sur le circuit imprim principal tout dabord : montez en premier
les picots ser vant aux interconnexions et les deux supports des
circuits intgrs, puis vriez que vous navez oubli de souder aucune
broche. Montez ensuite toutes les rsistances, en contrlant
soigneusement leurs valeurs (classez-les dabord par puissances, 1/4
de W, 1/2 W et par valeurs) et les deux trimmers R13 et R23. Montez
maintenant la diode au silicium DS1 et la zener DZ1, bagues noires
repre-dtrompeurs tournes dans la direction indique par la gure
7a.
ELECTRONIQUE
5
magazine - n 54
LABO
RADIATEUR
EC2
R3 TR2B C E B
R4 TR3C E B
R5 TR4C E
C1 C3 C4
C6
C7
RS1C8
B
C
C
B
ER1 C14 C17 C11 DZ1 R20
R19 R18 C18
6 5 4 3 2 1-C
TR1
IC2
IC1
R17 R16
C15
TR5R6 C5 C10 R2 R23 R13
R12 R11 R9 R7 R10 R8 C12 C13 DS1 C16 A K
R15
C9 R21 R14
6
5 4 3 2 1
A K
C
SORTIE
AU VOLTMTRE
R22
DL1
S2
Figure 7a : Schma dimplantation des composants complet
(complment figure 8) de lalimentation. Le circuit imprim double
face trous mtalliss principal (en bas) est interconnect avec lautre
platine, le dissipateur, le panneau arrire et la face avant par
picots (moiti droite) et borniers (moiti gauche). Dans ce dessin
densemble, contrairement aux photos, linterrupteur S1 de M/A a t
prvu pour un montage sur le panneau arrire.
ELECTRONIQUE
6
magazine - n 54
LABO
SECTEUR 230 V
3 1
F1
T12 4 S1
TT15.03
Figure 8 : Complment du schma dimplantation des composants. Le
transformateur torodal T1 est fix au fond horizontal du botier
mtallique, droite, laide de son boulon, de ses deux larges
rondelles plastiques et de son flasque profil en cuvette. Que vous
le placiez en face avant (photos) ou sur le panneau arrire, quand
vous cblez linterrupteur S1 de M/A au primaire secteur 230 V de T1,
respectez bien la numrotation 1-3 et 2-4 des bornes.
Liste des composantsR1 ........... 100 1/2 W R2 ........... 2,2
k 1/2 W R3* ......... 0,27 10 W R4* ......... 0,27 10 W R5*
......... 0,27 10 W R6 ........... 2,2 k 1/2 W R7 ........... 3,3 k
1/4 W R8 ........... 10 k 1/4 W R9 ........... 1 k 1/4 W R10
......... 1,2 k 1/4 W R11 ......... 15 k 1/4 W R12 ......... 1,5 k
1/4 W R13 ......... 5 k trimmer R14 ......... 4,7 k 1/4 W R15
......... 4,7 k 1/4 W R16 ......... 2,7 k 1/4 W R17 ......... 1,2 k
1/4 W R18 ......... 680 1/4 W R19 ......... 330 1/4 W R20 .........
1 k 1/4 W R21 ......... 100 1/4 W R22 ......... 10 k pot. lin. R23
......... 5 k trimmer C1* ......... 47 nF cramique C2* ......... 47
nF cramique C3* ......... 47 nF cramique C4* ......... 47 nF
cramique C5 ........... 10 F. elettrolitico C6* ......... 3,3 nF
cramique C7* ......... 3,3 nF cramique
C8* ......... 3,3 nF cramique C9 ........... 1 000 F
lectrolytique C10 ......... 100 nF polyester C11 ......... 100 nF
polyester C12 ......... 10 F lectrolytique C13 ......... 10 F
lectrolytique C14 ......... 100 nF polyester C15 ......... 100 F
lectrolytique C16 ......... 10 F lectrolytique C17 ......... 10 nF
polyester C18 ......... 100 nF polyester RS1* ....... pont
redresseur 400 V 15 A DS1 ......... diode 1N4148 DZ1 .........
zener 24 V 1 W DL1 ......... LED TR1.......... NPN BD139
TR2*........ NPN TIP142 TR3*........ NPN TIP142 TR4*........ NPN
TIP142 TR5.......... PNP BC557 IC1 .......... intgr LM358 IC2
.......... intgr LM723 F1............ fusible 2 A T1............
transfo. 150 W sec. 22 V 7 A S1 ........... double inverseur S2
........... commutateur 6 pos.Note : Les composants marqus dun
astrisque sont monts sur la platine des transistors de
puissance.
Montez tous les condensateurs polyesters, en appuyant bien leurs
botiers la sur face du circuit imprim et les lectrolytiques, en
respectant bien la polarit +/ de ces derniers (la patte la plus
longue est le + et le est inscrit sur le ct du botier cylindrique).
Montez enn le transistor TR1, debout, semelle mtallique oriente
vers R6. Montez en haut et en bas gauche le bornier 3 ples ser vant
aux connexions avec les E, B et C des Darlington externes, le
bornier 2 ples pour la connexion aux bornes +/ du pont redresseur
RS1 externe et le bornier 2 ples pour la sortie variable +/ Vcc et
le voltmtre. Insrez maintenant ( moins que, puristes, vous ne
prfriez attendre la n de linstallation dans le botier et que la
toute dernire soudure soit refroidie !) les circuits intgrs,
repre-dtrompeurs en U orients vers la gauche. Cest termin pour la
platine principale. Prenez maintenant le dissipateur et le second
circuit imprim, simple face celui-l et non perc. Percez tout dabord
le prol du dissipateur
ELECTRONIQUE
7
magazine - n 54
LABO
Figure 7b-1 : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim principal
(double face trous mtalliss) de lalimentation, ct composants.
Figure 7b-2 : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim principal
(double face trous mtalliss) de lalimentation, ct soudures.
(comme le montrent les gures 7a, 9 et 10) dun trou de diamtre
4,5 mm pour xer le pont redresseur DS1, de six trous de diamtre 2,5
mm pour la xation des trois rsistances de puissance et de trois
trous de diamtre 4 mm pour la xation des trois Darlington. Mettez
un peu de graisse au silicone blanche de contact sur la surface
dchange thermique de RS1 et des trois rsistances et bloquez bien
les boulons (mais sans excs). Pour les Darlington, montez-les sur
une lame de mica (enduite des deux cts dune ne couche rgulire de
graisse au silicone blanche de contact) et avec des entretoises
isolantes (rondelles paules ou canons isolants), comme le montre la
gure 9, car leurs semelles mtalliques ne doivent pas tre relies la
masse constitue par le dissipateur : quand cela est fait avec
beaucoup de soin, vriez avec la sonde sonore de votre multimtre
que ces semelles ne sont pas en court-circuit avec le dissipateur.
Glissez le circuit imprim simple face non perc sous les pattes des
Darlington et les queues des rsistances (si vous voulez, vous
pouvez le coller avec un peu de colle au silicone ou au cyanoacr
ylate). Soudez les pattes de ces composants sur les pastilles et
pistes du circuit imprim et montez en surface les trois
condensateurs cramiques C6, C7 et C8. Avec deux morceaux de l de
cuivre isol de diamtre 2,5 mm, reliez les autres extrmits des
rsistances. Enn, prparez les ls E, C (diamtre 2,5 mm) et B (le
diamtre peut tre
plus faible), ainsi que les ls rouge/ noir venant des + et de
RS1 : ces ls (reprez-les bien avec la couleur) iront, bien sr, aux
borniers de la platine principale. Soudez alors les quatre
condensateurs cramiques C1, C2, C3 et C4 entre les cosses de RS1
(pour viter toute auto-oscillation). Vous pouvez maintenant
envisager lassemblage et linstallation dans le botier.
Le montage dans le botierAucun problme si vous regardez bien les
gures 7a, 13 et 14. Fixez tout dabord au fond horizontal du botier
mtallique, droite le transformateur torodal T1, laide de son boulon
et
ELECTRONIQUE
8
magazine - n 54
LABOde ses rondelles spciales (une rondelle plastique dessous et
une dessus coiffe par la grosse rondelle mtallique) et gauche (dans
le bon sens, comme le montre la gure 13) la platine principale,
laide de trois entretoises autocollantes. Pratiquez un large
videment dans le panneau arrire et xez-y le dissipateur au moyen de
quatre boulons. Faites deux trous ct du dissipateur (gure 14) pour
le montage du por te-fusible (le fusible F1 fait 2 A, placez-le
tout de suite sinon vous risquez doublier) et le passage du cordon
secteur 230 V travers le passels en caoutchouc. En face avant,
montez (gure 7a et 13) les deux douilles banane rouge et noire
(noubliez pas de monter derrire le panneau les rondelles isolantes
avant les crous plats et les cosses souder, gure 12), la LED dans
son support chrom, le voltmtre (maintenez-le avec des morceaux de
ruban adhsif ou des plots de colle thermofusible), le potentiomtre
de commande des tensions de sortie (raccourcissez laxe an de
pouvoir ensuite monter le bouton 2 mm environ de la face avant), le
commutateur du contrle en courant (dont vous raccourcirez laxe de
faon pouvoir monter le bouton convenablement) et enn linterrupteur
carr lumineux de M/A (on peut aussi envisager de le monter sur le
panneau arrire, comme le suggre la gure 7a). Il ne vous reste qu
raliser les interconnexions entre sous-ensembles et avec les
composants de face avant/panneau arrire. Tout dabord vissez dans
les borniers ou soudez sur les picots les extrmits libres des ls
venant du dissipateur (attention de ne pas interpoler les ls EBC,
le petit jaune droite est un E, il va au picot prs de R20, ni les
ls rouge/noir de RS1). Cblez les ls du secondaire de T1 (cosses
courant alternatif de RS1).
Figure 7c : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim du dissipateur
(simple face et non perc) de lalimentation.
RONDELLE ISOLANTE
RONDELLE ISOLANTE
RONDELLE ISOLANTE
MICA
MICA
MICA
TR2
TR3
TR4
Figure 9 : Etant donn que les semelles mtalliques des Darlington
TR2, TR3 et TR4 doivent tre isoles du dissipateur, vous devez
intercaler entre ces semelles et le dissipateur une feuille de mica
isolante. Vous devez aussi enfiler une rondelle paule (ou canon) en
plastique dans le boulon larrire du dissipateur, comme le montre la
figure : le diamtre de perage est lgrement suprieur celui de la
partie troite du canon isolant (on trouve dans le commerce spcialis
des kits disolation comprenant le mica, le boulon et le canon).
Vrifiez avec la sonde sonore de votre multimtre que la semelle des
Darlington nest pas en court-circuit avec le dissipateur :
faites-le avant davoir soud les pattes. Pour augmenter le taux
dchange thermique entre la semelle du composant et le dissipateur,
enduisez les deux faces du mica dune fine couche rgulire de graisse
dissipatrice blanche au silicone. Vous pouvez en mettre aussi sous
les rsistances de puissance et sous le pont redresseur.
ELECTRONIQUE
9
magazine - n 54
LABO
Figure 10 : Photo dun des prototypes de la platine dissipateur
de lalimentation. Le circuit imprim simple face non perc reoit les
pattes des Darlington, les condensateurs de dcouplage et les queues
des rsistances de puissance. Sur ce proto, les bases seront relies
entre-elles par une piste de cuivre se trouvant sur la face pose
contre le dissipateur ce qui ncessite une isolation. Dans la
version dfinitive, les bases ont t relies entre-elles ct
transistors par du fil isol de 10/10. On peut alors coller le
circuit imprim sur le dissipateur avec une goutte de colle au
silicone ou au cyanoacrylate.
Cblez aussi son primaire (avec du l de plus petit diamtre) :
interrupteur M/A, por te-fusible et cordon. Cblez toute la face
avant : cblez les deux cosses des douilles de sortie avec des ls
rouge et noir (au bornier), avec une torsade de ls de petit diamtre
rouge et noir reliez le voltmtre (en respectant bien la polarit de
ce dernier : le + et le sont inscrits sur le botier), le
potentiomtre (sans intervertir les trois ls) va aux picots prs de
R21, la LED va aux picots prs de C16 (respectez bien sa polarit :
la patte la plus longue est lanode +), pour le commutateur on doit
faire correspondre les indications de ses as-
ques 1, 2, 3, 4, 5, 6 et C (1 et C sont relies) celles situes
prs des picots de droite de la platine principale 6, 5, 4, 3, 2 et
1-C et, si ce nest dj fait, linterrupteur lumineux M/A. Vriez
plusieurs fois que vous navez rien omis ni surtout rien inter
verti. Cest termin et vous pouvez passer aux rglages.
Les rglagesLes deux trimmers permettent le rglage de la valeur
minimale (R13) et de la valeur maximale (R23) de la tension que lon
souhaite pouvoir prlever la sor tie de lalimentation. Le mini-
mum peut tre de 3 6 V, mais avant de commencer le rglage,
tournez le potentiomtre R22 entirement dans le sens antihoraire. Si
vous choisissez 5 V, tournez le curseur de R13 jusqu obtenir
lafchage de cette tension sur le voltmtre. Le maximum peut tre de
15 20 V sans pouvoir dpasser 24 V, mais avant de commencer le
rglage, tournez le potentiomtre R22 entirement dans le sens
horaire. Si vous choisissez 15 V, tournez le curseur de R23 jusqu
obtenir lafchage de cette tension sur le voltmtre. Attention : vous
pouvez rgler 20 22 V et consommer un courant de 7 A, mais si vous
rglez 24 V vous ne pourrez consommer que 6 A au maximum.
Figure 11 : Photo dun des prototypes de la platine principale de
lalimentation. Le condensateur lectrolytique C5 a des dimensions
importantes car il a une capacit de 10 000 F.
ELECTRONIQUE
10
magazine - n 54
LABOSi nous rglions lalimentation pour une tension de sortie de
18 V et que nous voulions alimenter un circuit consommant un
courant de 7 A, un seul Darlington devrait dissiper en chaleur une
puissance gale : (29,5 18) x 7 = 80,5 W.RONDELLE ISOLANTE
Figure 12 : Avant de visser les crous plats enserrant la cosse
souder sur la tige creuse filete de la douille derrire le panneau
mtallique, noubliez pas denfiler la rondelle isolante, sinon la
douille sera court-circuite la masse par le premier crou.
Mme si cette valeur entre dans les 125 W (maximum dissipable),
nous devons prendre en considration que pour dissiper 80,5 W en
chaleur il faut un dissipateur consquent, sinon le botier du
Darlington verra sa temprature augmenter toujours davantage jusquau
point de rupture et la destruction. Avec trois Darlington en
parallle, nous pouvons distribuer la chaleur totale dissiper en
trois par ties de : 80,5 : 3 = 26,83 W. Chaque Darlington doit donc
dissiper en chaleur une petite puissance et cela nous permet de
prlever un courant lev sur de longues dures. Etant donn que les
Darlington doivent dissiper en chaleur la diffrence de puissance
existant entre les Vin et les Vout, moindre est la tension
stabilise de sor tie, plus grande est la puissance dissiper en
chaleur, bien sr pour des courants consomms gaux. Si par exemple
lalimentation est rgle sur 5 V et si le circuit aliment consomme 7
A, en utilisant un seul Darlington ce composant aurait d dissiper :
(29,5 5) x 7 = 171,5 W.
Figure 13 : Montage dans le botier mtallique. A droite, le
transformateur torodal T1 fix au moyen de son boulon et de ses
trois rondelles larges (le matriel de fixation est fourni avec
chaque transformateur). A gauche la platine principale est fixe par
trois entretoises autocollantes. Les bornes + et du voltmtre son
relies directement aux cosses des douilles de sortie par une fine
torsade de fils rouge/noir.
La valeur maximale admissible en puissance dissipe tant dpasse
et de loin, le Darlington, au bout de quelques secondes aurait t
dtruit. Utiliser trois Darlington en parallle permet, pour ce mme
exemple, chacun de navoir dissiper que : 171,5 : 3 = 57,16 W et
cela permet de prlever en sortie le courant maximum sans risquer
dendommager les Darlington.
La puissance de sortieNous avons prvu de tirer un courant de 7 A
de cette alimentation, or nous avons mont en parallle trois
Darlington alors quun seul peut dlivrer 7 A : le motif de ce
surdimensionnement est que chaque Darlington ne peut dissiper que
125 W (au-del il est dtruit). Or pour obtenir une alimentation
stabilise en mesure de fournir une tension variant dun minimum de 5
V un maximum de 18 V, nous prlevons sur le pont RS1 29,5 V environ.
On la dit, cette tension est applique directement aux collecteurs
des trois Darlington. Sur
les metteurs est en revanche prleve la tension de sor tie
appliquer la charge. La diffrence entre la tension applique au
collecteur et celle prleve sur lmetteur, multiplie par le courant
de sor tie, nous donne la puissance lectrique que le Darlington
doit dissiper sous forme de chaleur. La formule pour connatre les W
dissips est la suivante : W = (Vin Vout) x A. Vin est la tension
dentre prsente sur le collecteur, ici 29,5 V. Vout est la tension
stabilise prleve en sortie sur lmetteur. A est le courant maximum
prlever, soit 7 A.
Les notes utiles ou mini FAQ sur les alimentations et les
barbecues Pour nir de manire un peu chaleureuse, nous allons
maintenant rpondre quelques-unes des nombreuses questions que vous
nous avez poses sur les alimentations et en particulier sur les
problmes de dissipation de chaleur quelles posent.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
LABO
Figure 14 : Le dissipateur est fix par quatre boulons sur le
panneau arrire pralablement vid. Maintenez, en cours dutilisation,
ce dissipateur un peu loign de la paroi verticale de la pice o vous
vous trouvez, de mme ne mettez rien sur le dissipateur afin que
lair chaud puisse svacuer vers le haut. Si ce dissipateur atteint
40 50 C, ne vous en inquitez pas, cette temprature est normale.
Question 1 : Dans les notices de montage on nous dit que les
transistors naux de puissance ou Darlington ne doivent pas
surchauffer, or, quand je mets le doigt dessus je trouve quils sont
trs chauds, alors que faut-il faire ? Rponse : Tout objet dont la
temprature dpasse celle de notre corps (37 C) produit une sensation
de chaleur, nous le trouvons chaud. Avec un thermomtre cependant on
peut facilement constater que le botier dun transistor nal de
puissance ou dun Darlington que notre doigt trouve trs chaud ne
dpasse pas, en fait, 50 C, temprature de travail normale pour un
tel composant. Le point critique est atteint quand la temprature du
botier dpasse 100 C : la jonction interne du transistor ou du
Darlington peut alors fondre sous leffet de la chaleur. Question 2
: Pourquoi, pour un mme courant consomm, les transistors naux de
puissance chauffent-ils beaucoup plus si on prlve la tension
minimale dune alimentation variable que si on en prlve la tension
maximale ? Rponse : Voir le paragraphe prcdent de cet article. Si
votre alimentation a une tension dentre (sortie du pont redresseur)
Vin = 30 V et si lon peut en prlever trois tensions de sortie Vout1
= 18 V, Vout2 = 13 V et Vout3 = 5 V, si
dautre part le transistor nal de puissance utilis peut dissiper
un maximum de 95 W, quel courant maximal pourra-telle dlivrer sous
ces tensions pour que ledit transistor puisse dissiper sa chaleur
sans surchauffe ? Cela peut se calculer avec la formule : A = W :
(Vin Vout) Avec Vout1 = 18 V lalimentation pourra dlivrer un
courant de : 95 : (30 18) = 7,91 A maximum. Avec Vout2 = 13 V
lalimentation pourra dlivrer un courant de : 95 : (30 13) = 5,58 A
maximum. Avec Vout3 = 5 V lalimentation pourra dlivrer un courant
de : 95 : (30 5) = 3,8 A maximum. Cet exemple dmontre que pour ne
pas surchauffer le transistor, pour une mme puissance dissiper en
chaleur, plus faible est la tension de sortie, plus faible est le
courant que nous pouvons faire produire lalimentation. Si vous
voulez prlever seulement 5 V avec un courant de 7 A, ltage nal doit
pouvoir dissiper sans surchauffe un courant de : (30 5) x 7 = 175
W. Question 3 : Est-il normal que le dissipateur chauffe exagrment
?
Rponse : Cest simple, si le dissipateur ne chauffait pas, cela
signierait quil ne prlve pas de la semelle et du botier du
transistor de puissance la chaleur produite pour la dissiper dans
lair environnant. Lchange est triple : la chaleur produite par la
jonction passe dans la semelle du transistor, de l elle passe dans
la semelle et les ailettes du dissipateur proprement dit et enn des
ailettes lair ambiant (la surface dchange doit tre la plus grande
possible : cest pour cela quil y a des ailettes, pour augmenter
cette surface dchange thermique mtal/air). Rappelons encore quavec
un thermomtre on peut vrier quune temprature qui nous parat leve ne
dpasse pas, en fait, 50 ou 60 C. Enn, un dissipateur jouera mieux
son rle sil est lair libre que si on lenferme dans un botier
(convection naturelle), de plus on peut aussi, au besoin, prvoir
une ventilation force par ventilateur. N
Comment construire ce montage ?Tout le matriel ncessaire pour
construire cette alimentation EN1545 est disponible chez certains
de nos annonceurs. Voir les publicits dans la revue. Les typons des
circuits imprims sont sur www.electronique-magazine.com/
les_circuits_imprims.asp.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
NOLET405
Une illumination pour la crcheSi vous souhaitez rendre encore
plus raliste votre crche de Nol, quelle soit modeste ou imposante,
ce dispositif dillumination fera merveille aux yeux des enfants, de
toute la famille et des amis : il simule cycliquement le lever du
jour et la tombe de la nuit. Ce montage peut piloter quatre charges
lumineuses correspondant la lumire du jour, au scintillement des
toiles, lclairage des maisons et au passage de la comte. La
puissance de sortie maximale est de 2 kW par canal. Toutes les
fonctions sont gres par microcontrleur.
ertains considrent llectronique de loisirs (et les magazines du
mme nom !) comme le refuge des messieurs cultivant un jardin secret
labri des joies parfois trpidantes (enfants en bas ge) de la
famille. Eh bien, tout au moins pour une fois (je devrais dire une
fois de plus : navons-nous pas propos en novembre dernier la
construction dune patinette lectrique qui a fait fureur chez les
papas et les enfants et cela continue ?), ceux-l auront tort.
Llectronique de loisirs, ELM spcialement, se proccupe de la vie
familiale et de ses ftes, en particulier la plus belle et la plus
importante aux yeux de tous, la fte des enfants et de lenfance du
monde : Nol, avec sa crche, la plus traditionnelle des coutumes
populaire. Nous publions cet article ce mois-ci pour que vous ayez
le temps de vous consacrer la ralisation de ce merveilleux cadeau
de Nol pour tous les enfants (et peut-tre aussi les grands) vivant
sous votre toit. Juste temps mais pas trop tt car vous savez bien
ce que lon fait quand on a largement le temps : on repor te, on
classe, on oublie et,
quand le moment est venu, on sen rappelle mais il est trop tard.
Alors, vos fers avant que cela ne sente la mousse et la rsine de
sapin !
Notre ralisationCe montage nest pas, comme cela a pu vous
sembler au premier coup dil diagonal sur la revue, un simple
circuit de commutation aube/crpuscule. La seule prsence de quatre
sorties, au lieu de deux, permet de comprendre que notre montage
est signicativement plus complexe (et surtout plus attractif) quun
simple circuit aube/crpuscule. Cet appareil pour illumination
raliste de la crche de Nol, offre des prestations trs compltes que
de nombreux lecteurs nous demandent inlassablement au l des ans :
ces lecteurs, bien sr, ne projettent pas seulement dilluminer la
crche de leur propre maison, mais ils se proccupent dagrmenter la
crche des glises, des oratoires, des centres communautaires et plus
gnralement des lieux de culte (dans certaines rgions, en effet, la
crche de Nol est
ELECTRONIQUE
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NOL
une tradition laquelle les habitants ne drogeraient pas pour un
empire). Cest la raison pour laquelle notre circuit est si puissant
: il peut piloter quatre charges lumineuses de 2 kW chacune (ce qui
fait un maximum de 8 kW, de quoi illuminer une crche immense sil y
a lieu !). Mais, bien entendu, dans votre maison vous ne serez pas
obligs dilluminer la crche avec autant de puissance : qui peut le
plus peut le moins et vous pourrez vous contenter de quelques
dizaines quelques centaines de watts. Dans ce cas, les TRIAC de
sortie resteront froids. Donnons une description plus complte de ce
montage en analysant les fonctions quil est en mesure de remplir
(voir gure 2). Les quatre sor ties permettent dalimenter autant de
charges lectriques lumineuses simulant la lumire du jour, celle des
toiles, les feux des cabanes de bergers et des maisons et enn la
comte (celle qui servit de lanterne aux rois-mages). Les lumires
sallument et steignent graduellement suivant un cycle simulant le
droulement dune journe entire. Nous avons subdivis la squence
complte en quatre phases nommes JOUR, CRPUSCULE, NUIT et AUBE. La
dure de chaque
phase peut tre rgle indpendamment : pour la nuit et le jour
entre 3 et 10 minutes environ, pour les deux phases de transition
(crpuscule et aube) entre 20 et 100 secondes environ. Bien sr, ces
deux dernires sont les phases les plus suggestives : pendant le
crpuscule la luminosit du jour diminue peu peu et dans le ciel les
toiles sallument. A un certain moment, avant que le cycle ne soit
coul, les feux des maisons et des cabanes (feu dans ltre et lueur
des chandelles) sclairent de faon vacillante. Le circuit peut en
effet simuler le tremblement du bois qui brle ou des bougies la
amme hsitante. Quand toutes les toiles dans le ciel sont
compltement illumines, apparat la comte. Evidemment, petits dtails
ralistes bien venus, pendant laube toutes les lumires steignent
progressivement alors que la lumire du soleil augmente lentement
jusqu atteindre la luminosit maximale. Notre appareil est donc
destin commander de manire complte et able les lumires dune crche
an de rendre encore plus suggestive la reprsentation de la Nativit.
En ce qui concerne les aspects plus proprement techniques,
signalons que lensemble est gr par un microcontr-
leur et rappelons que chacun des quatre canaux est en mesure de
piloter une charge lectrique maximale de 2 kW.
Le schma lectriquePour entrer encore plus dans les dtails,
jetons un coup dil un peu appuy au schma lectrique de la gure 1.
Nous voyons, et cela conrme ce que nous venons davancer, que toutes
les fonctions logiques sont cones au seul composant intelligent
prsent dans le circuit, cest-dire le microcontrleur U2, un banal
PIC16F84, dj programm en usine MF405 (nous nous occuperons du
logiciel un peu plus loin). Ce PIC contrle au moyen de quatre
lignes quatre optocoupleurs lesquels leur tour pilotent quatre
TRIAC de puissance. Sur les lignes, correspondant aux ports RA0
(broche 7), RA1 (broche 18), RA2 (broche 1) et RA3 (broche 2), sont
prsentes des impulsions (synchronises avec la tension du secteur
230 V) activant les TRIAC et allumant les lampes. En fonction du
retard entre le passage par zro de la sinusode du secteur et
limpulsion dallumage (repropos chaque demie priode), le TRIAC
conduit
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NOL
Figure 1 : Schma lectrique de lillumination pour la crche.
pendant une dure pouvant varier de 0 100 %. Ce qui, videmment,
allume la lampe avec une intensit lumineuse allant du minimum au
maximum. An dobtenir une illumination graduelle de la lampe, le
retard des impulsions est lentement rduit jusqu llimination
complte. De mme pour teindre progressivement une lampe, le retard
(initialement maximum) est peu peu rduit jusque, dans ce cas,
llimination complte des impulsions. Mais procdons par ordre. Sur la
broche 6 du PIC (port RB0) est applique limpulsion de
synchronisation avec la tension du secteur 230 V. Cette impulsion
est obtenue en prlevant la tension alternative unidirectionnelle
prsente en aval du pont redresseur PT1
avant le lissage d au condensateur lectro C5. Dans ce cas, il
est ncessaire dutiliser aussi une diode (D1) pour sparer ltage du
ltre de celui du redresseur. Ensuite la tension ltre par C5
(tension continue) est stabilise par le rgulateur U1, la sortie
duquel est prsent un potentiel de 5 V alimentant le microcontrleur.
Nous avons dit prcdemment que la squence complte produite par notre
circuit est constitue de quatre phases (jour, crpuscule, nuit et
aube) dont les dures peuvent tre rgles indpendamment : eh bien,
pour modier ces dures il est ncessaire dagir sur les rseaux RC
relis aux ports RB1 (broche 7), RB2 (broche 8), RB3 (broche 9) et
RB4 (broche 10). En fait,
comme nous pouvons le remarquer sur le schma lectrique, nous
avons utilis quatre trimmers dont dpend nalement la dure des quatre
phases. A ce propos, il faut noter que la lecture des dures est
faite par le logiciel compter de la mise en marche, cest--dire aprs
une impulsion de reset. Cest pourquoi on trouve dans le circuit le
poussoir P1 dont lactivation implique un reset gnral et la
mmorisation des nouvelles dures. La LED LD1 clignote avec une
frquence gale au dixime de la frquence du secteur 230 V, cest--dire
5 Hz. Ainsi, la LED nous indique non seulement que le circuit est
en fonctionnement mais encore que ltage de synchronisation
fonctionne correctement.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
NOLFigure 2 : 24 heures de lumire.
Le graphique claire (lui aussi !) mieux que toute description la
succession des clairages contrls par notre montage. Pour le jour,
lunique lampe (ou srie de lampes) allume est celle simulant le
soleil et clairant comme en plein jour, justement, la crche. Cette
lampe reste allume pendant 3 10 minutes, en fonction du rglage du
trimmer R1. Ces minutes coules, une nouvelle phase commence : le
crpuscule, dont la dure dpend du trimmer R2. En agissant sur ce
dernier, il est possible de paramtrer une valeur entre 20 et 100
secondes environ. Peu peu la lumire du jour sattnue alors que la
luminosit des lampes simulant les toiles augmente, jusqu
lextinction complte du soleil (concidant avec la luminosit maximale
des toiles). Exactement la moiti de cette phase de transition, les
clairages des
comte sallume elle aussi graduellement. Le passage de luminosit
minimale la luminosit maximale se produit en un temps gal au quart
de celui paramtr pour le crpuscule. A ce moment-l nous nous
trouvons en pleine nuit avec les toiles qui brillent dans le ciel,
la comte entirement illumine et les feux des maisons allums, avec
leurs lueurs tremblantes caractristiques. La dure de cette phase
(comprise, comme pour le jour, entre 3 et 10 minutes environ) est
rgle
phase la comte steint aussi graduellement mais beaucoup plus
rapidement, si bien quaprs une priode gale au quart de la dure
paramtre pour laube, la comte se trouve compltement teinte.
Toujours au dbut de cette phase de transition, la luminosit des
feux domestiques commence aussi baisser jusqu lextinction complte.
Dans ce cas, le passage de la luminosit maximale lextinction
complte dure la moiti du dlai paramtr pour laube.
maisons (feux dans les chemines, chandelles) commencent sallumer
et ils atteignent leur clat maximum au bout du cycle. A noter que
cette sortie produit une lumire tremblante simulant les lueurs
irrgulires du feu de bois ou de la flamme des chandelles. Enfin,
quand le cycle est achev, la lampe simulant la
avec le trimmer R3. Quand cette dure est coule, la quatrime et
dernire phase commence : laube. Lintensit lumineuse des toiles
diminue progressivement alors que celle du jour augmente peu peu,
jusqu lextinction complte des toiles et la luminosit maximale des
lampes simulant la lumire du jour. Au dbut de cette
A ce moment nous avons simul un cycle de 24 heures et le systme
sapprte rpter linfini la squence programme. Pour modifier les dures
des phases, il est ncessaire, aprs avoir rgl les trimmers, de
presser le poussoir de reset, de manire valider les nouveaux
paramtres dans le microcontrleur.
En ce qui concerne les caractristiques du logiciel tournant dans
le microcontrleur, prcisons quil se subdivise en cinq routines et
subroutines : gnrale, jour, crpuscule, nuit et
aube. Aprs linitialisation des lignes de I/O, le menu gnral lit
les paramtres des trimmers et passe lexcution des quatre
subroutines. Les plus complexes sont cer tainement celles
dans lesquelles la sortie feux est active au moment o, en plus
des variations de luminosits spciques des cycles aube et crpuscule,
il est ncessaire que le logiciel simule
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NOLListe des composantsR1 ......4,7 k trimmer R2 ......4,7 k
trimmer R3 ......4,7 k trimmer R4 ......4,7 k trimmer R5 ......470
R6 ......22 k R7 ......4,7 k R8 ......180 R9 ......180 R10 ....180
R11 ....180 R12 ....470 1/2 W R13 ....470 1/2 W R14 ....470 1/2 W
R15 ....470 1/2 W R16 ....120 1 W R17 ....120 1 W R18 ....120 1 W
R19 ....120 1 W R20 ....470 C1 ......100 nF 63 V polyester C2
......100 nF 63 V polyester C3 ......100 nF 63 V polyester C4
......100 nF 63 V polyester C5 ......100 F 35 V lectro C6 ......10
F 63 V lectro C7 ......100 nF multicouche C8 ......10 nF 400 V
polyester C9 ......10 nF 400 V polyester C10 ....10 nF 400 V
polyester C11 ....10 nF 400 V polyester C12 ....100 nF 630 V
polyester C13 ....100 nF 630 V polyester C14 ....100 nF 630 V
polyester C15 ....100 nF 630 V polyester D1 ......1N4007 LD1
....LED 5 mm rouge U1 ......7805 U2 ......PIC16F84-20-MF405
programm Q1 ......Quartz 20 MHz PT1.....Pont de diodes 1 A
FC1.....MOC3020 FC2.....MOC3020 FC3.....MOC3020 FC4.....MOC3020
TR1.....BTA10-700B TR2.....BTA10-700B TR3.....BTA10-700B
TR4.....BTA10-700B TF1 .....Transfo. 230/9 V 1,6 VA Divers : 1
........Support 2 x 9 4 ........Supports 2 x 4 5 ........Borniers 2
ples pas 10 mm 1 ....... Poussoir pour circuit imprim NO 1 .......
Porte-fusible pour circuit imprim 4 ....... Dissipateurs ML26 1
....... Fusible 10 A 5 ....... Boulons 15 mm 3MASauf spcication
contraire, toutes les rsistances sont des 1/4 W 5 %. Les composants
programms sont disponibles sur www.electronique
magazine.com/mc.asp.
Figure 3a : Gros plan sur les dissipateurs de deux des quatre
TRIAC avec les deux borniers de sortie des commandes de lumires
correspondants (attention, en fonctionnement les dissipateurs sont
sous tension secteur 230 V).
les tremblements caractristiques des ammes du feu et de la
chandelle. Mais revenons maintenant au schma lectrique et plus
prcisment aux tages de puissance dans lesquels nous avons prvu
lemploi de quatre optocoupleurs MOC3020 sparant ltage logique de
celui du secteur 230 V. Ces composants sont tudis spcialement pour
le pilotage des TRIAC de puissance. Ils contiennent une LED et un
DIAC, lequel excite le TRIAC reli entre sa gchette et son anode 2.
La charge (les lampes) est connecte entre lanode 2 et un l du
secteur. Lautre l du secteur est bien sr reli lanode 1 du
TRIAC. Les rseaux RC prsents dans ltage de puissance ont pour
rle de rduire au minimum les per turbations produites par la
commutation des TRIAC. Notre prototype utilise des BTA10700B,
chacun desquels il est possible de relier une charge maximum de 2
kW environ. En utilisant des TRIAC plus puissants nous pourrions
facilement augmenter cette valeur. De mme, si vos exigences sont
plus modestes (crche de maison), nous pouvons monter des TRIAC
moins puissants. Ceci dit, lanalyse du circuit est termine et nous
pouvons maintenant nous consacrer aux aspects pratiques.
La ralisation pratiqueA2
G A1 A2 G
A1
Figure 3b : Brochage des triac BTA10-700B.
Comme le montre la gure 4, nous avons utilis, pour raliser notre
illumination pour la crche, un seul circuit imprim de belle taille
supportant mme le transformateur dalimentation. La gure 4b (sur
Internet) en donne le dessin lchelle 1. Il vous permettra de
raliser la carte sans peine par la mthode prconise et dcrite dans
le numro 26 dELM.
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Figure 4a : Schma dimplantation des composants de lillumination
pour la crche.
Figure 6a :
ELECTRONIQUE
NOL
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NOL
Figure 4b : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim de
lillumination pour la crche*. Il pourra tre ralis par la mthode
dcrite dans le numro 26 dELM.
Quand le circuit imprim est grav et perc, si vous comptez
utiliser toute la puissance permise par les TRIAC que nous
proposons de monter, tamez-le, avant de monter les composants, bien
sr, dans sa partie haute, celle qui commence la sortie des
optocoupleurs (vous verrez, les pistes sont plus larges). Vous
pouvez ensuite commencer insrer et souder les composants dans
lordre : montez toutes les rsistances (sparez bien les quart de W,
les demi W et les 1 W) puis la diode, en ayant soin dorienter sa
bague dans le sens indiqu par la gure 4a. Poursuivez avec les
supports du circuit intgr PIC et des 4 optocoupleurs MOC3020 (vous
les insrerez aprs la dernire soudure). Montez ensuite tous les
condensateurs en respectant bien la polarit des lectrolytiques,
toujours en vous aidant de la gure 4a (la patte la plus longue est
le +). Protez-en pour monter la LED rouge, puisquelle est dans le
mme cas que les condensateurs lectrolytiques : polarise, sa patte
la plus longue
est lanode + (aidez-vous cette fois du schma lectrique de la
gure 1 en plus de la gure 4a), le mplat, peu visible, est tourner
vers le bas ou lextrieur du circuit imprim. Insrez et soudez le
rgulateur 7805 couch et x par un petit boulon 3MA et le pont
redresseur (en respectant sa polarit +/). Montez le poussoir P1 et
les 4 trimmers R1 R4. Montez le quartz Q1 debout, bien enfonc, et
le porte-fusible. Mettez tout de suite en place le fusible 10 A
(diminuez cette valeur si vous utilisez lappareil pour une crche
familiale de faible puissance lumineuse, par exemple 1 A pour 200
W). Montez les 4 TRIAC couchs dans leurs dissipateurs ML26 (gure
3), les pattes courbes angle droit et maintenus chacun par un petit
boulon 3MA. Montez les 4 gros borniers au pas de 10 mm
correspondants et le gros bornier au pas de 10 mm dentre du cordon
secteur (prenez un cordon avec des brins de gros diamtre si vous
comptez commander une grande puissance). Enn montez le
transformateur
dalimentation secteur 230 V. Cblez les borniers de commande des
charges lectriques en les reliant celles-ci avec des ls de diamtre
adapt la puissance en jeu. Les soudures tant termines et bien vries
(ni court-circuit entre pistes ou pastilles, ni soudure froide
colle), il ne vous reste qu enfoncer (avec des doigts de fe, pas
coup de marteau) le circuit intgr et les 4 optocoupleurs dans leurs
supports, en prenant grand soin dorienter leurs repre-dtrompeurs en
U dans le bon sens, montr par la gure 4a, soit vers la gauche. A
partir de maintenant, attention : la partie puissance (celle que
vous avez ventuellement tame) va se trouver soumise la tension
(mortelle !) du secteur 230 V. Les dissipateurs des TRIAC sont sous
tension : ny touchez pas. Pendant les essais (et lutilisation) ny
mettez pas les doigts (ni autre chose), au besoin portez des gants
de caoutchouc : le ridicule ne tue pas (surtout quand on est seul
dans son atelier), mais le secteur oui !
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NOL
Figure 5 : Photo dun des prototypes de lillumination pour la
crche.
On remarque les borniers au pas de 10 mm, en mesure de supporter
des courants levs sans faillir ! Afin dviter un chauffement
excessif, surtout si lon veut commander des charges importantes, il
est conseill dtamer toutes les pistes de ltage de puissance (vers
le haut de la platine, aprs la sortie des optocoupleurs, les pistes
sont plus larges).
Effectuez les branchements des borniers aux lampes avant de
mettre sous tension : cer tes cest plus quvident mais
comprenez-moi
Les essais et les rglagesTournez compltement vers la gauche les
4 trimmers de rglage des dures, connectez (si ce nest dj fait) aux
borniers de sortie des ampoules (avec douilles) de 30 ou 50 W,
vriez que vous navez pas oubli dinsrer le fusible de valeur adapte
la puissance commande et branchez le cordon secteur 230 V dans une
prise de courant. Vriez avant tout que la LED clignote une frquence
de 5 Hz exactement et que, tout de suite aprs la mise sous tension,
la lampe relie la premire sortie sallume compltement (les autres
doivent rester teintes). Si la LED ne sallume pas ou ne clignote
pas la frquence prvue, contrlez si vous navez fait aucune erreur de
montage dans le circuit de synchronisation. Armez-vous de patience
et attendez que la dure de la premire phase
(jour) scoule et que la phase du crpuscule commence. Vriez que
lallumage des lampes se produit de la manire et avec les dures
prvues (gure 2) jusqu latteinte de la troisime phase (nuit). Aprs
trois minutes la quatrime phase doit commencer (aube) avec
lextinction graduelle des lumires OUT2, 3 et 4 et lallumage complet
de la lumire du soleil. L encore, contrlez que les changements et
les dures sont conformes ce qui est prvu (gure 2). Si tout
fonctionne correctement, essayez de faire varier les dures des
diffrentes phases (en tournant le curseur des trimmers), sans
oublier que les nouveaux rglages ne prennent effet quaprs avoir
press le poussoir de reset P1. Il ne vous reste alors qu installer
la platine de manire dnitive, dissimule dans la crche : l encore
ayez la hantise de llectrocution, isolez bien la platine de
lhumidit ambiante (mousse), ainsi que de tout objet mtallique
conducteur et faites tout, mme limpossible, pour quun enfant ne
puisse en aucun cas venir la toucher.
ConclusionMme si cest un peu tt pour le dire, passez un joyeux
et lumineux Nol avec votre simulateur circadien. Cest lpoque de
lanne o les nuits cessent de stirer en longueur et o les jours, de
ce fait, augmentent peu peu (solstice dhiver). Aristote ne
prtendait-il pas que lart (la technique) est imitation de la nature
? Vous allez montrer quel point il avait raison. N
Comment construire ce montage ?Tout le matriel ncessaire pour
construire cette illumination pour la crche est disponible chez
certains de nos annonceurs. Voir les publicits dans la revue. Les
typons des circuits imprims sont sur www.electronique-magazine.
com/les_circuits_imprims.asp. Les composants programms sont
disponibles sur www.electroniquemagazine.com/mc.asp.
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AUTOMATISMEET492
Une radiocommande sortie analogiqueCette radiocommande
auto-apprentissage des codes et sortie analogique, est en mesure de
modifier le niveau de tension de sa sortie en fonction de la touche
du botier de tlcommande que lon vient de presser : idal pour
raliser des variateurs de lumire commands distance, lappareil
permet de paramtrer les tensions de sortie minimale et
maximale.
otre revue a dj prsent beaucoup de systmes de radiocommande,
rolling code, MC14502627-28, MM53200, UM86409 ou MC3750, en
modulation AM comme en modulation FM. Tous ces systmes se
caractrisent par un contrle numrique des sorties (ON ou OFF) : en
pressant une des touches du botier porte-cls, on active des relais,
pouvant tre relis des dispositifs externes, de manire en commander
lallumage ou lextinction ou le reset, etc.
diffrent de la tlcommande, ce qui permet le contrle de la
tension distance. Ce circuit peut donc tre utilis comme variateur
de lumire. Les dispositifs numriques proposs jusqu prsent ne
permettaient que dallumer et dteindre les clairages, le nouveau
systme permet en plus de rgler la quantit de lumire an dobtenir le
niveau agrable souhait. En effet, avec une pression sur une touche
de la tlcommande, il est possible dallumer la lampe, avec une
deuxime touche on peut lteindre et avec les deux autres on augmente
ou on diminue par pas la tension fournie la lampe, de faon en rgler
la luminosit. Le circuit utilise un MOSFET capable de fournir un
courant maximal denviron 33 A : on peut donc directement le relier
des lampes rclamant une tension de 12 V en tant certain quil
tiendra la puissance. En revanche, si lon dsire commander des
lampes sous la tension du secteur 230 V, il faut coupler notre
appareil avec un variateur contrl en tension*.* Comme le EV8003
dcrit dans ce mme numro
Notre ralisationLe montage propos ici est en revanche une
radiocommande sortie analogique : le rcepteur est en mesure de
travailler avec des tlcommandes quatre canaux et il fournit un
niveau de tension de sortie variable par pas. Les actions quil est
possible dexcuter sont au nombre de quatre : paramtrer la tension
de sortie un niveau maximal ou minimal, augmenter ou diminuer cette
tension par pas largeur paramtrable. Chaque action peut tre associe
un canal
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
AUTOMATISMEEn effet, en reliant la sortie de notre circuit
lentre de ce variateur et la sortie de celui-ci un lustre, il est
possible de rgler la luminosit dune pice distance, confortablement
install dans son fauteuil ! Mais ce nest l quune des nombreuses
possibilits dapplication du montage, il peut ser vir dans toutes
les situations o il est ncessaire de rgler distance le niveau dune
tension. Nous lavons vu, lappareil peut excuter quatre oprations :
niveau maximal/minimal et augmentation/ diminution de la tension de
sortie. Cest pourquoi il est ncessaire dutiliser une tlcommande 4
canaux. En ralit il serait galement possible de se ser vir dune
tlcommande dote dun moindre nombre de canaux, mais il faudrait
alors renoncer cer taines possibilits. Notez bien que le rcepteur
propos ici est compatible avec la codication 12 bits UM86409,
MM53200 et MC3750. Nous sommes bien conscients du fait que cette
codication ne prsente pas de garanties particulires en termes de
scurit (ce quoffrirait en revanche une codication rolling code) :
en effet, le montage na pas t conu pour des applications o la
scurit est primordiale, mais plutt pour des applications de loisir.
Les codes correspondant aux quatre canaux sont mmoriss dans le
dispositif par auto-apprentissage (voir le chapitre la n de
larticle), ce qui permet dliminer lopration manuelle consistant
paramtrer un dip-switch. La dernire caractristique importante de
notre appareil, nous le verrons plus en dtail par la suite, est
quil permet de rgler le niveau minimal et maximal de la tension de
sortie, ainsi que le pas avec lequel on dsire augmenter et diminuer
cette tension. Ce paramtrage est effectu grce trois trimmers
prsents dans le circuit : pour plus de dtails, voyez le chapitre
des rglages en n darticle. nies en sortie broche 14 et elles sont
lues par le microcontrleur au moyen de son port RA3 (broche 2).
Tout dabord le PIC contrle la validit du code lu, ensuite il vrie
quil fait partie de ceux mmoriss : si oui il modie opportunment la
valeur de la sor tie RB3, sinon il ignore la lecture quil vient
deffectuer. On la dit, la sor tie de notre appareil rcepteur de
tlcommande est de type analogique, or le microcontrleur travaille
en numrique : la conversion est ralise par la section du MOSFET T1,
de C11 R8, selon la logique suivante. Le microcontrleur communique
le niveau de tension dsir au moyen dune onde carre 35 kHz ayant un
rapport cyclique compris entre 0 et 100 % : rappor t cyclique 0 %,
cela signie tension de sortie minimale (environ 0 V), rappor t
cyclique 100 %, tension de sortie maximale (gale peu prs la tension
dalimentation). Les valeurs de rapport cyclique intermdiaires
correspondent aux valeurs intermdiaires de tension, quoique la
relation ne soit pas linaire. A noter une petite particularit : le
microcontrleur utilise le por t RB3/CCP1 (broche 9) pour produire
londe carre. Le choix de ce por t nest pas un hasard : il peut en
effet tre programm par voie logicielle de manire produire
automatiquement une onde carre caractrise par un rapport cyclique
gal une valeur tablie comme paramtre. Ainsi, londe carre est
produite automatiquement par une section logique du microcontrleur
ddie spcialement cette opration, ce qui permet de laisser la
logique principale du PIC libre de continuer lexcution du programme
principal. La conversion de rappor t cyclique en niveau de tension
de sor tie est ralise par T1 et par le mcanisme de charge et
dcharge de C11 : en effet, selon le niveau logique de la sortie
Le schma lectriqueCommenons lanalyse du schma lectrique de la
gure 2. Il compor te trois blocs principaux : le premier, U2, est
le rcepteur UHF numrique AUREL BC-NBK sur 433 MHz, le deuxime, U1,
est le microcontrleur PIC16F628-EF492, dj programm en usine et le
troisime le MOSFET T1. Le rcepteur U2 est utilis pour recevoir les
codes transmis par lmetteur : les donnes reues sont four-
Figure 1 : La radiocommande sortie analogique dans son botier,
avec lantenne extrieure souple cble. Les quatre presse-toupe
permettent lentre et la sortie des fils dalimentation et de
charge.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
AUTOMATISME
Figure 2 : Schma lectrique de la radiocommande sortie
analogique.
RB3 (haut ou bas), T1 est en interdiction ou en conduction.
Donc, si le pourcentage de temps o RB3 est au niveau logique bas
est lev (rapport cyclique voisin de 0 %), C11 met du temps se
charger compltement et donc la sortie OUT est un niveau de tension
bas. Si on augmente progressivement le pourcentage de temps o RB3
est au niveau logique haut (rapport cyclique croissant), C11 tend
se charger toujours davantage et par consquent la sortie OUT tend
prendre des valeurs de tension toujours plus leves. Ici une
prcision doit tre apporte propos de R8 : elle permet C11 de se
dcharger. En effet, si R8 ntait pas l, quand T1 est ouvert, C11 ne
pourrait plus se dcharger et donc la tension de sortie ne serait
plus correcte. Lventuelle charge relie la sortie, dont limpdance
est en parallle R8, se comporte de la mme manire et cest pourquoi
le lien entre le rapport cyclique et la tension de sor tie nest pas
linaire : elle dpend aussi de limpdance de la charge.
On la vu, la tension de sor tie varie quand on modie le rappor t
cyclique de londe carre sur la ligne RB3. Le microcontrleur est
capable de produire des ondes dont le rappor t cyclique est compris
entre 0 et 100 % : en ralit dans beaucoup dapplications cela nest
pas ncessaire et il est donc prfrable de restreindre un peu cette
plage. Cest pourquoi on a mont dans le circuit deux trimmers R6 et
R7 rglant respectivement le rappor t cyclique maximal et le rappor
t cyclique minimal de londe carre produite. Le trimmer R5 est
utilis, lui, pour modier lamplitude du pas daugmentation ou de
diminution. La lecture des valeurs des rsistances prises par R5, R6
et R7 se fait par mcaABONNEZ-VOUS A
nisme de charge et dcharge de condensateurs : les sorties sont
donc au niveau logique haut pendant un certain temps de faon
permettre aux condensateurs de se charger. Ensuite, les sorties
sont mises au niveau logique bas et, en fonction du temps mis par
les condensateurs pour se dcharger, on dtermine la valeur de
rsistance prise par le trimmer. Nous avons dit en introduction que
le rcepteur mmorise les quatre codes des canaux par
auto-apprentissage (voir le chapitre consacr). La slection de cette
fonction se fait par le dip-switch DS1 : si les quatre
microinterrupteurs qui le constituent sont sur OFF, le
microcontrleur travaille en mode normal, cest--dire quil attend
larrive des codes par U2, les compare ceux mmoriss et ventuellement
change le rapport cyclique. Si le microcontrleur dtecte quun des
micro-interrupteurs est sur ON, il reconnat le mode
dauto-apprentissage, cest--dire quil attend l encore larrive du
code par U2, mais
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
AUTOMATISMEListe des composantsR1 .... 4,7 k R2 .... 5,6 k R3
.... 100 k R4 .... 470 R5 .... 10 k trimmer R6 .... 10 k trimmer R7
.... 10 k trimmer R8 .... 470 2 W C1 .... 100 nF 63 V polyester C2
.... 220 F 25 V lectrolytique C3 .... 100 nF 63 V polyester C4 ....
220 F 25 V lectrolytique C5 .... 100 nF 63 V polyester C6 .... 100
nF 63 V polyester C7 .... 100 nF 63 V polyester C8 .... 15 pF
cramique C9 .... 15 pF cramique C10 .. 100 nF 63 V polyester C11 ..
220 F 25 V lectrolytique LD1 .. LED rouge 5 mm D1 .... 1N4007 U1
.... PIC16F628-EF492 programm U2 .... BCN BK 433MHZ AUREL U3 ....
Rgulateur 7805 Q1 .... Quartz 4 MHz T1..... BUZ11 DS1 .. Dip-switch
4 micro-inter. Divers : 1 ...... Support 2 x 9 broches 1 ......
Bornier 2 ples 1 ...... Dissipateur ML26 ou q. 1 ...... Boulon 3MA
8 mmSauf spcication contraire, toutes les rsistances sont des 1/4 W
5 %. Les composants programms sont disponibles sur www.electronique
magazine.com/mc.asp.
Figure 3a : Schma dimplantation des composants de la
radiocommande sortie analogique.
Figure 3b : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim de la
radiocommande sortie analogique.
dans ce cas il le mmorise dans sa mmoire ash. Le microcontrleur
dispose de quatre blocs de mmoire dans lesquels il peut mmoriser
quatre codes diffrents. En outre, chaque code mmoris est associe
une action diffrente : quand le code mmoris est reu dans la premire
cellule, le rappor t cyclique est mis en position maximale (rgle
par R6, on la vu ci-dessus), si en revanche cest le troisime code
mmoris qui est reu, le rappor t cyclique est mis en position
minimale (rgle par R7). Enn, si les codes de deuxime et quatrime
positions sont reus, le rappor t cyclique est respectivement
augment et diminu dun pas (rgl par R5). Bien sr, le rappor t
cyclique ne peut jamais dpasser les limites minimale et maximale !
Une dernire note concernant la tension dalimentation et la tension
maximale que la sor tie peut attein-
dre : si vous regardez le schma lectrique, vous voyez que la
tension +V, continue, va directement la borne + de la sor tie OUT.
La tension de sor tie maximale est donc gale environ +V. Si on
augmente la valeur de V, on peut donc faire varier la tension
maximale fournie en OUT. En ralit il existe des limites physiques,
provenant du rgulateur U3 7805, qui doit tre capable dvacuer, sous
forme de chaleur, la puissance en excs. En outre, il existe des
limites drivant de T1 : bien quil suppor te un courant de drain
maximal de 33 A, nous vous conseillons de vous tenir loigns de
cette limite, sans quoi vous risquez dendommager le composant. De
plus si vous augmentez le courant, il faudra aussi pouvoir vacuer
la chaleur produite par le MOSFET. Il est en ef fet muni dun
dissipateur mtallique de chaleur, mais si lon voulait tirer du
dispositif un courant plus impor tant, il
faudrait songer amliorer lef ficacit du systme dvacuation
thermique (dimensions du dissipateur et/ou ventilation force).
Dautre par t, au cours des essais nous avons utilis des tensions
dalimentation entre 7 et 15 V, sans rencontrer aucun problme. Nous
vous conseillons donc de rester lintrieur de ces limites.
La ralisation pratiqueUne fois que lon a ralis le circuit imprim
(la gure 3b en donne le dessin lchelle 1), ou quon se lest procur,
on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant
frquemment les gures 3a et 4 et la liste des composants. Montez
tout dabord les suppor ts du circuit intgr U1 (PIC16F628-EF492
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
AUTOMATISMEtant bien la polarit de ses pattes (la plus longue
est lanode +). Montez tous les condensateurs en respectant bien la
polarit des lectrolytiques (la patte la plus longue est le +).
Montez le quar tz Q1 de 4 MHz debout et enfonc fond. Montez le
rgulateur U3, en botier TO220 (7805), debout, sans dissipateur,
semelle tourne vers lextrieur du circuit imprim. Montez le MOSFET
T1, semelle tourne vers R8 et assor ti dun dissipateur convenable
(lire texte plus haut), x par un boulon 3MA. Montez le dip-switch
quatre microinterrupteurs DS1, chiffres vers le bas.Figure 4 :
Photo dun des prototypes de la platine de la radiocommande sortie
analogique.
dj programm en usine) : ensuite, vriez bien les soudures (ni
court-circuit entre pistes et pastilles, ni soudure froide colle).
Montez toutes les rsistances sans les inter ver tir (classez-les au
pralable par valeurs et
par puissance, R8 est une 2 W) et les trois trimmers
(identiques). Montez ensuite la diode 1N4007 (D1), bague blanche
oriente vers U3. Montez la LED de 5 mm rouge en respec-
Montez les deux borniers deux ples : un pour la sortie OUT vers
la charge et un pour lentre alimentation. Montez enn le module U2
debout. Vous pouvez alors enfoncer dlicatement le circuit intgr PIC
dans son support en orientant bien son repredtrompeur en U vers
Q1.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
AUTOMATISMEla tension de sortie maximale), ainsi que le pas par
lequel le rapport cyclique (et donc la tension de sortie) est
augment et diminu. R6 paramtre le niveau maximum, R7 le niveau
minimum et R5 le pas. Les niveaux maxima et minima de tension
ncessaires en sortie dpendent du type de charge que lon souhaite
relier. Par exemple, si vous voulez vous servir de lappareil comme
dun variateur de lumire, remarquez que cer taines lampes sallument
avec des tensions justes suprieures 0 V, alors que dautres
ncessitent au moins 2 V. En rglant R7, il est donc possible dviter
davoir franchir (en appuyant chaque fois sur la touche
correspondante) inutilement des pas : rglez R7 pour que le premier
pas commence allumer la lampe. Pour ces rglages, procdez ainsi :
reliez la charge choisie la sortie du circuit, appuyez sur la
touche de la tlcommande commandant le rapport cyclique minimal et
rglez R7 pour obtenir le dbut de lallumage de la charge. Rglez
alors le niveau maximum : pressez la touche de la tlcommande
commandant le rapport cyclique maximal et rglez R6 pour obtenir la
valeur (par exemple lumineuse, si la charge est une lampe)
maximale. Enn, rglez le pas. Pour ce faire, tournez le curseur de
R5 compltement dans le sens antihoraire pour obtenir un pas
minimal, puis, progressivement, tournez-le dans le sens horaire
pour augmenter le pas. Plus le pas est grand, moindre est la nesse
du rglage). N
A gauche, dtail concernant le point AERIAL (correspond la broche
3 de U2) sur le circuit imprim o souder le fil allant lantenne
souple extrieure ( droite).
Figure 5 : Dtails concernant le cblage de lantenne.
Le montage dans le botierLes gures 1 et 5 montrent comment
installer la platine une fois termine dans un botier plastique
adquat. Nous avons utilis un botier PVC spcial pour ce type
dinstallation domestique avec une antenne souple accorde sur 433
MHz : il est dot de sor ties presse-toupe idales pour le passage
protg et tanche des cbles, sur tout si le rcepteur doit tre mont en
extrieur. Vous navez qu visser lantenne (type quar t donde souple)
au sommet du botier et relier sa borne unique au point AERIAL
(correspondant la broche 3 du module U2) du circuit imprim par un
morceau de l de cuivre isol. Les ls de la charge sor tiront et les
ls de lalimentation entreront par les presse-toupe du botier.
deuxime code qui est appris et ainsi de suite. Pour mmoriser les
quatre codes, excutez les phases suivantes : mettez sur ON le DIP
1, pressez la touche du botier de tlcommande que vous voulez
affecter la premire action, soit le paramtrage de la tension
maximale de sor tie. Puis mettez sur OFF le DIP 1 et sur ON le DIP
2, pressez la touche de la tlcommande que vous voulez associer la
deuxime action, soit laugmentation dun pas de la tension. Ensuite,
mettez sur OFF le DIP 2 et sur ON le DIP3, pressez la touche de la
tlcommande que vous voulez associer la troisime action, soit le
paramtrage de la tension de sortie minimale. Enn, mettez sur OFF le
DIP 3 et sur ON le DIP4, pressez la touche restante de la
tlcommande que vous allez associer la quatrime action, soit la
diminution dun pas de la tension de sor tie.
Lauto-apprentissage Le rglageLe dispositif peut travailler avec
des tlcommandes type porte-cls 4 canaux. La mmorisation des quatre
codes lintrieur de la mmoire ash du microcontrleur se fait par une
procdure dauto-apprentissage, slectionnable au moyen des quatre
micro-interrupteurs du dip-switch DS1. Si tous les
micro-interrupteurs sont sur OFF, le circuit travaille en mode
normal. Si en revanche un seul microinterrupteur est sur ON, on
entre dans le mode dauto-apprentissage qui nous intresse ici. Si le
DIP1 est sur ON, le premier code est appris, DIP2 sur ON, cest le
Tout dabord, vriez, avec un multimtre branch sur la sortie, que la
tension de sortie se modie de faon cohrente quand vous agissez sur
les diffrentes touches de la tlcommande. Vous pouvez aussi contrler
que la course des trois trimmers agit, bien sr, les niveaux de
tension de sortie : minimum, maximum, largeur du pas. Les trois
trimmers que nous avons monts sur le circuit imprim servent
paramtrer le rapport cyclique minimal et le rapport cyclique
maximal de londe carre produite (et par consquent la tension de
sortie minimale et
Comment construire ce montage ?Tout le matriel ncessaire pour
construire cette radiocommande sortie analogique ET492 est
disponible chez certains de nos annonceurs. Voir les publicits dans
la revue. Les typons des circuits imprims sont sur
www.electronique-magazine. com/les_circuits_imprims.asp. Les
composants programms sont disponibles sur
www.electroniquemagazine.com/mc.asp.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
DOMOTIQUEEV8003
Un variateur contrl en tensionCe variateur de lumire puissant
est en mesure de contrler linairement la luminosit dune ou
plusieurs lampes secteur 230 V de 750 W maximum, partir dun
potentiel continu de 0 10 V appliqu une entre de commande
opto-isole. Appareil idal comme unit de puissance dun systme
dclairage contrl par ordinateur, il peut aussi bien tre employ seul
en reliant simplement son entre un potentiomtre que coupl notre
Radiocommande sortie analogique ET492* : dans ce dernier cas, il
devient un variateur de lumire tlcommande UHF.
e variateur de lumire est un des dispositifs les plus classiques
et les plus demands par nos lecteurs : sans doute grce lutilit et
luniversalit dutilisation dun tel circuit lequel, substitu un
interrupteur, permet de rgler volont la luminosit de lclairage des
diverses pices dune maison. Dans sa forme traditionnelle, le
dispositif est constitu dun interrupteur contrl (un triac) recevant
les impulsions de trigger (dclencheur) dun rseau de retard form dun
condensateur et dun potentiomtre, ce dernier faisant varier la
luminosit de la lampe. Il existe aussi des versions lectroniques
gres par des circuits intgrs (par exemple le SIEMENS SLB0586)
agissant sur le triac et donc sur la lampe, par le simple contrle
dune touche ou de poussoirs.
tre : la variation de la luminosit est obtenue par le pilotage
dune entre spciale au moyen dune tension continue variant de 0 10
V. A quoi bon un variateur command par une tension alors que,
normalement, le circuit est encastr dans un mur de lappar tement et
quon doit le commander avec un bouton et un ou plusieurs poussoirs
monts sur la plaque de parement du mur ou de la cloison ? La rponse
est quun ou plusieurs modules de ce genre peuvent tre employs comme
tages de puissance au sein dune installation dclairage contrl par
ordinateur ou mme simplement gr par une platine multicanaux
microcontrleur. Ou encore, parce quen attaquant lentre de ce
variateur avec notre Radiocommande sortie analogique ET492,
laquelle fait varier, avec une simple tlcommande porte-cls quatre
touches UHF 433 MHz, la sor tie dun rcepteur de 0 15 V (extrmits de
la plage rglables) par pas eux-mmes rglables. Donc ce variateur est
un module nal, distant et gnrique, trouvant son application
avant
La conception de lappareilCe qui est propos ici est, en
revanche, un variateur trs particulier, du type gr lectroniquement
: il a t conu, lorigine, pour tre contrl par un niveau de tension.
Cest pourquoi il na pas de potentiomtre ou de poussoirs len-
* Dcrite dans ce mme numro.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
DOMOTIQUE
Figure 1 : Schma lectrique du variateur.
tout dans des installations denvergure comme celle dune villa,
dune salle de spectacle ou dune galerie dexposition, etc., bref
chaque fois quil est hors de question demployer un variateur
traditionnel commande
locale et quil est ncessaire en revanche de disposer de
plusieurs units priphriques modulaires commandes partir dun point
unique, de faon analogique ou par microprocesseur, directement ou
distance. Tou-
tefois rien nempche dutiliser ce variateur de manire classique :
il suft alors dexcuter la commande de luminosit en reliant son
entre un simple potentiomtre, comme on le verra un peu plus
loin.
Figure 2 : Le TEA 1007.
Ce circuit intgr, ralis en technologie bipolaire, est destin au
contrle de phase des dispositifs de puissance (triac, thyristor)
fonctionnant sur secteur 230 V. Le schma synoptique montre comment
travaille ce circuit intgr : il dispose dun tage dalimentation
secteur, dun circuit de dtection de passage par zro, dune entre de
contrle en tension et dun gnrateur de rampe synchronis avec la
tension secteur. La sortie peut fournir des impulsions de contrle
avec un courant maximal de 150 mA.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
DOMOTIQUEListe des composantsR1 .....4,7 k R2 .....100 k R3
.....100 k R4 .....470 k R5 .....1 M R6 .....220 k R7 .....470 k R8
.....15 k 5 W RV1 ...250 k trimmer RV2 ...2,5 M trimmer C1 .....4,7
nF 100 V polyester C2 .....100 F 25 V lectrolytique C3 .....100 nF
275 V .........polyester C4 .....100 nF multicouche D1 .....1N4148
D2 .....1N4148 D3 .....1N4007 IC1 ....4N27 IC2 ....TEA1007 TR1
...BT137F/600 L1 .....self 50 H 6 A Divers : 1 .......bornier 2
ples pas de 5 mm pour ci 2 .......borniers 2 ples pas de 10 mm pour
ci 1 .......support 2 x 3 1 .......support 2 x 4 1
.......dissipateur 10 C/W 1 .......boulon 10 mm 3 MA 2 .......vis
autotaraudeuses de 5 mmSauf spcication contraire, toutes les
rsistances sont des 1/4 W 5 %.
Figure 3a : Schma dimplantation des composants du variateur.
Figure 3b : Dessin, lchelle 1:1, du circuit imprim du
variateur.
Le schma lectriqueMais tout dabord voyons de quoi il sagit en
jetant un coup dil au schma lectrique de la gure 1 : IC2 constitue
le cur du systme et le triac fait fonction dattnuateur de
puissance. Une interface dentre ralise avec un optocoupleur, mont
dans une conguration plutt inhabituelle (que lon pourrait dnir
comme quasi linaire et permettant disoler galvaniquement ltage de
contrle de celui de puissance), complte le tout. Llment de base du
variateur de lumire est IC2, un TEA1007 de TEMIC (voir gure 2),
soit un circuit intgr de technologie bipolaire pouvant fournir des
impulsions de contrle triac et thyristor, dment retardes par
rapport au passage par 0 V de la tension sinusodale du secteur 230
V alimentant le circuit dont il fait partie : cest un composant
conu spcialement pour raliser des rgulateurs de puissance pour
appareils fonctionnant sur secteur, mettant prot le principe du
dcoupage donde et permettant de faire varier volont la valeur
moyenne de la tension de sortie en retardant plus ou moins lentre
en conduction du dispositif de commutation. En dautres termes, le
TEA1007 prend les impulsions de contrle de linterrupteur statique
et compare un signal de rampe, synchronis avec la sinusode du
secteur, avec une tension de rfrence devant tre applique la broche
6. Quand le niveau de la rampe dpasse cette tension, ltage de
sortie produit une impulsion de niveau
logique 1, rfre la broche 1 (Vs) pouvant tre utilise pour
piloter la gchette dun triac ou thyristor ne consommant pas plus de
150 mA. Donc il ressort de cette premire approche que la tension de
rfrence applique broche 6 est fort importante : cest pourquoi le
TEA1007 peut tre contrl par la mthode que vous voulez, pourvu que
le systme adopt soit bas sur la variation du potentiel fourni
ladite broche 6. Un simple potentiomtre suft, un gnrateur de
tension aussi, mais galement un convertisseur N/A. Pour notre part,
an que ce variateur bncie de la plus grande universalit
dutilisation possible, nous avons adopt une mthode vraiment
originale : une interface opto-isole apporte la tension de contrle
la broche 6, ce qui permet de commander le tout au moyen de
nimporte quel circuit capable de fournir une tension de 0 10 V,
labri des problmes pouvant toujours se produire avec des contacts
sous la tension du secteur 230 V. Loptocoupleur ralisant le
transfert, garantit en effet lisolement galvanique entre le circuit
de contrle et le variateur proprement dit. La conguration adopte
exige lapplication de ladite tension de commande entre les points
CONTROL VOLTAGE INPUT, en respectant la polarit indique : ainsi, la
luminosit de la lampe relie aux bornes de sor tie LOAD varie propor
tionnellement lamplitude de la tension de commande, dans le sens o
la luminosit crot quand cette dernire augmente et dcrot quand elle
diminue.
Voyons tout de suite pourquoi : loptocoupleur est un TIL111
ayant comme composant dentre une LED et comme inter face un
phototransistor dont les trois pattes sont accessibles. Laissons de
ct pour un instant la base : le transistor, un NPN, est mont en
collecteur commun et fournit donc un potentiel propor tionnel celui
polarisant la LED dentre, par consquent la tension de contrle
applique au CONTROL VOLTAGE INPUT. Tout ceci permet dinstaurer une
relation de proportionnalit entre la tension fournie au circuit et
celle de commande de IC2, donc la luminosit de la lampe relie la
sor tie. Toutefois, an dobtenir une par faite linarit entre la
tension dentre et la luminosit de la lampe, il est ncessaire de
modier le point de travail du phototransistor en agissant sur la
polarisation de la base.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
DOMOTIQUEMontez la self L1, bien appuye sur la surface du
circuit imprim et xe par un point de colle chaud ou silicone. Si
vous ne voulez pas lacheter toute prte, enroulez 50 spires de l de
cuivre maill sur un tore de ferrite de 1 cm de diamtre intrieur et
2 cm de diamtre extrieur. Noubliez pas de mettre le cuivre des deux
extrmits du l nu sur 0,5 1 cm avec une lame de cutter ou du papier
de verre, puis dtamer ces bouts, sinon la soudure serait colle.
Montez le triac TR1 BT137F/600, en botier TO220, debout, semelle
tourne vers R6, avec un dissipateur ailettes consquent (10 C/W)
maintenu par un boulon 3MA.Figure 4 : Photo dun des prototypes de
la platine du variateur.
Cela est possible au moyen du rseau des trimmers RV1 et RV2. En
rglant comme il faut ces deux composants, nous aurons, pour 0 V
dentre, une luminosit nulle et, pour 10 V, une luminosit maximale.
Les trimmers permettent aussi de dplacer lgrement lexcursion en
fonction de vos ventuelles attentes personnelles. Par exemple si,
comme cest le cas au thtre ou au cinma, pour 0 V nous voulons que
les lampes soient lgrement allumes, il suft dagir sur RV1 pour
obtenir leffet lumineux dsir. Voir ci-dessous le chapitre consacr
au rglage.
Montez deux gros borniers au pas de 10 mm deux ples pour les
sorties de la charge LOAD et le secteur 230 V MAINS et un petit au
pas de 5 mm deux ples pour lentre alimentation basse tension VDC
IN. Vous pouvez alors enfoncer dlicatement le circuit intgr IC2
dans son support et loptocoupleur IC1 dans le sien en orientant
bien leurs repredtrompeurs en U dans les directions montres par la
gure 3a. Il ne reste qu brancher la tension secteur 230 V (prudence
!) aux bornes MAINS (ny mettez pas les vtres !), la lampe aux
bornes LOAD (mme prcaution) et aux bornes VDC IN la tension
continue de contrle. Puis effectuez le rglage comme indiqu dans le
chapitre ci-dessous. Dernier point : le circuit peut tre utilis en
24 Vac, au lieu du secteur 230 V : dans ce cas, remplacez la
rsistance R8 par une de 1,5 kilohm 1 W.
Figure 5 : La platine du variateur prte lutilisation.
Cette platine est trs compacte et lutilisation de lappareil est
des plus simples, grce aux borniers dentre et de sortie, autant en
configuration normale (associ un simple potentiomtre) quen
configuration tlcommande (coupl avec le ET492 reli lentre, voir
article dans ce mme numro dELM).
sor tie LOAD, branchez un multimtre rgl sur tension alternative
Vca, porte 300 Vca fond dchelle au moins et assurez-vous que la
tension continue soit 0 Vcc. Rglez alors le trimmer RV1 pour lire 0
Vca la sortie LOAD sur le multimtre. Montez maintenant la tension
continue 10 Vcc exactement et vriez la tension Vca indique par le
multimtre branch sur la sortie LOAD : sil le faut, retouchez le
trimmer RV2 pour lire 230 V. Rptez les mesures 0 Vcc et 10 Vcc
dentre et retouchez, sil y a lieu, les curseurs des trimmers.
Lappareil est maintenant prt fonctionner. N
La ralisation pratiqueUne fois que lon a ralis le circuit imprim
(la gure 3b en donne le dessin lchelle 1), ou quon se lest procur,
on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant
frquemment les gures 3a et 4 et la liste des composants. Montez
tout dabord les supports de loptocoupleur IC1 4N27 et du circuit
intgr IC2 TEA1007 : ensuite, vriez bien les soudures (ni
court-circuit entre pistes et pastilles, ni soudure froide colle).
Montez toutes les rsistances sans les intervertir (classez-les au
pralable par valeurs et par puissance, R8 est une 5 W) et les deux
trimmers RV1 et RV2 (ils sont diffrents). Montez ensuite les
diodes, bagues repredtrompeurs orientes comme le montre la gure 3a.
Montez tous les condensateurs en respectant bien la polarit des
lectrolytiques (la patte la plus longue est le +).
Le rglageAvant dtre utilis le circuit doit tre rgl an dobtenir
une correspondance par faite entre la tension de contrle et la
luminosit de sortie. Tout dabord, les trimmers RV1 et RV2 sont
rgler mi-course. Ensuite, connectez le secteur 230 V aux bornes
MAINS travers un interrupteur bipolaire que vous laissez ouvert
pour le moment. Connectez une lampe de chevet, par exemple, aux
bornes LOAD et, aux bornes VDC IN, une alimentation variable
rglable de 0 Vcc 10 Vcc au moins (une dizaine de mA sufsent), en
respectant bien la polarit +/ indique. Fermez alors linterrupteur
secteur et allumez lalimentation continue. En parallle avec la
Comment construire ce montage ?Tout le matriel ncessaire pour
construire ce variateur de lumire Velleman EV8003 est disponible
chez certains de nos annonceurs. Voir les publicits dans la revue.
Les typons des circuits imprims sont sur www.electronique-magazine
.com/les_circuits_imprims.asp.
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
PROGRAMMATIONST7LITE09
Comment programmer et utiliser
les microcontrleurs ST7LITE09Leon 1
COURS PROGRAMMATION ST7LITE09
La programmation des microcontrleurs passionne plus dun
lectronicien. Hlas, les cours dtaills, vous mettant en main tout ce
quil faut pour faire aboutir votre projet, sont rares. Voici donc
la premire Leon dun Cours de programmation ddi au microcontrleur
ST7LITE09* appartenant la famille des ST7LITE. Quand nous vous
aurons expliqu comment raliser un bon programmateur (ds la Leon 2)
pour ce microcontrleur, nous vous donnerons toutes les indications
utiles pour crer les logiciels ncessaires lobtention des fonctions
les plus diverses.
il est un domaine o llectronique sest dveloppe comme une trane
de poudre, cest bien celui des microcontrleurs. Et ELECTRONIQUE et
Loisirs magazine nest pas peu fire dy avoir contribu ces dernires
annes, aussi modestement que ce soit ! Aujourdhui nous passons la
vitesse suprieure avec ce Cours de programmation plus par
ticulirement consacr la connaissance du ST7LITE09.
Les microcontrleurs de la famille ST7LITELes concepteurs de
matriel et de logiciels nont pas t longs sapercevoir que les
microcontrleurs de la srie* Vous pouvez tlcharger le datasheet de
ce microcontrleur (en anglais) ladresse
http://www.stmcu.com/files/mcu/ st7lite0.pdf
ELECTRONIQUE
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magazine - n 54
PROGRAMMATIONST7 sont extrmement universels demploi et surtout
ceux de la famille LITE, tous quips dune mmoire flash. Une mmoire
flash peut tre de deux types, reprogrammable et non reprogrammable.
Les mmoires flash reprogrammables ont une fentre sur le dessus du
botier, comme le montre la figure 1, laquelle, soumise la lumire
dune lampe ultra-violets, permet leffacement du programme prsent
dans le microcontrleur et dobtenir ainsi un microcontrleur vierge
pouvant recevoir un nouveau programme. Les microcontrleurs
reprogrammables ont linconvnient dtre trs coteux et davoir une
mmoire qui se dtriore aprs un cer tain nombre deffacements. Les
microcontrleurs mmoire flash non reprogrammable, bien moins coteux,
nont pas de fentre mais prsentent linconvnient de ne pas pouvoir
tre effacs une fois p