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JUILLET-AOUT 2008 II www.electroniquepratique.com II 5,0Q
Minuteurcadenceurretardateur
Programmateurde PIC
J-'eriode:SecondeDuree : 5sortie relais
It_adiornetrix1.310148FM
Multi ChannelItcceivet
10(214-433-5
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.gyp liatc.5kbps
France : 5,00 C DOM Avion : 6,40 DOM surface : 5,80 it 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 $
Dumperde cartes
synchrones
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N° 329 - JUILLET-AOUT 2008
InitiationInternet pratiqueKICAD : le module Pcbnew (5e partie)
Micro/Robot/DomotiqueProgrammateur de PIC en kitDumpeur experimental de cartes synchronesMinuteur, cadenceur et retardateurMesure du champ RF et reglaged'antennes en UHFCompteur de passages par laser
AudioEt si on parlait tubes (cours n°45) :preamplificateur SP10 d'Audio ResearchVumetre stereo et detecteur d'ecretageProtecteur d'alimentation des montages
DiverFHors-serie audio n°3 (Nouveau)Bulletin d'abonnementVente au numero Electronique PratiquePetites annonces
Rachomotrix mQWiz red Roakto
RX2M-433-5c.......M11443471011M
vt. row
Fondateur : Jean-Pierre Ventillard - TRANSOCEANIC SAS au capital de 574 000 E - 3, boulevard Ney, 75018 Paris Tel.: 01 44 65 80 80- Fax : 01 44 65 80 90
Internet : http://www.electroniquepratique.com - President : Patrick Vercher - Directeur de la publication et de la redaction : Patrick Vercher
Seen:Haire de redaction : Elsa Sepulveda Couverture : Dominique Dumas - Illustrations : Alain Bouteveille Sanders
Photos : Isabelle Garrigou - Avec la participation de : R Bassi, R. Knoerr, G. Kossmann, R Mayeux, P. Morin, P. Oguic, J. -L. VandersleyenLa Redaction d'Electronique Pratique decline toute responsabiktO quant aux opinions formulees dans les articles, celles-ci n'engageant que leurs auteurs.
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La reproduction et ('utilisation memo partielle de tout article (communications techniques ou documentation) extract de la revue Electronique Pratique sont rigou-reusement interdites, ainsi que tout procede de reproduction mecanique, graphique, chimique, optique, photographique, cinematographique ou electronique, photo-stat tirage, photographic, microfilm, etc. Toute demande a autorisation pour reproduction. quel que soit le procede, dolt etre adressee a fa societe TRANSOCEANIC.
LE PROCHAIN NUMERO D'ELECTRONIQUE PRATIQUE SERA EN KIOSQUE LE 4 SEPTEMBRE 2008
Initiation
Nous affectionnons tousles ecrans LCD en raisondes images attrayantesqu'ils peuvent afficher.La technologie LCD existedepuis Iongtemps et leselectroniciens amateurs onttous ete tentes, un jour ouI'autre, de mettre en oeuvreun petit afficheur LCD dansleurs montages. L'apparition,it y a plusieurs annees, ducircuit Hitachi HD44780 agrandement facilite Ia miseen oeuvre d'un afficheurLCD d'une ou deux lignesde seize a vingt caracteres.
our vous en convaincre,nous vous invitons a noussuivre sur la toile mondia-le de ['Internet.
En guise d'introduction, visitons uneserie de quatre pages qui commencea l'adresse http://www.techno-science.net/?onglet=articles&article=14&page=1. Ce site explique que le cristalliquide est un etat particulier de lamatiere au cours duquel certainesmolecules conservent un alignementrelatif. L'arrangement des moleculesest si fin (de l'ordre de quelques nano -metres) qu'il existe une interactionentre les cristaux et la lumiere qui lestraverse. Le site illustre tres biencomment cette interaction est mise aprofit dans les afficheurs LCD a l'aidede deux filtres polariseurs.Cette lumiere est polarisee par unpremier filtre, elle subit une rotationlors du passage dans les cristauxliquides lorsque ces derniers sont aurepos. La lumiere peut alors franchirsans encombre le deuxieme filtre et ledispositif apparait comme transpa-rent. En revanche, sous l'effet d'unchamp electrique, les molecules descristaux liquides changent d'aligne-ment, ce qui annule la rotation desondes lumineuses. Du coup, Ia lumie-re se retrouve bloquee par le secondfiltre polariseur, ce qui rend le dispo-sitif opaque sous l'effet du champelectrique. Vous pourrez decouvrir lesexplications detainees a ce sujet en
InternetPR@TIQUE
- en. N.- Pea
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1 http://www.techno-science.net/?onglet=artIcles&article=14&page=3
suivant les liens places en haut dechacune des pages de ce site.Nous vous proposons maintenant detelecharger un document sur le prin-cipe de fonctionnement des affi-cheurs LCD a partir du site http://sti.ac-orleans-tours.fr/spiplarticle.php3?id_article=260. II s'agit d'un documentau format Microsoft Word. Les lec-teurs ne disposant pas de cetteapplication pourront le consulter al'aide du programme gratuit « WordViewer » propose par Microsoft a
2
I'adresse http://www.microsoft.com/Downloads/details.aspx?familyid=95E24C87-8732-4805-8689-AB826E7B8FDF&displaylang=frCe document Word reprend brieve-ment les explications sur les proprie-tes des cristaux liquides, puis it s'at-tache aux principales proprietes desafficheurs LCD en relation avec lessignaux electriques de commande.Son inter& principal est d'illustrercomment sont pilotes les petits affi-cheurs a l'aide de commandes directes.
hitp://sti.ac-orleans-tours.fr/spiplarticle.php3?id article=260
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2. Prlc,pe dun afficheur a cristaux 1.cmdes
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4 re 329 wvwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
initiation
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Les afficheurs a cristaux liquides
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Principe*, trulan swan
3 http://www.aure132.net/elec/lcd.php
Bien entendu, des que le nombre desegments de I'afficheur devient impor-tant, la commande directe n'est plusrecommandee car l'electronique de
pilotage » de I'afficheur ressemble
iir Me. raer ere
vite a une usine a gaz ! L'utilisation d'unafficheur avec sa commande integrees'impose d'elle-meme des lors queles donnees a afficher forment un textede plusieurs caracteres alignes et even -
4 http://matthieu.benoit.free.fr/affi-Icd.htm
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tuellement disposes sur deux lignes.Vous trouverez un exemple de des-cription de ce type d'afficheur LCD al'adresse http://www.aure132.net/elec/lcd.php. Ce site presente en quel:ques lignes les caracteristiques prin-cipales des afficheurs batis autour ducircuit Hitachi HD44780.Vous retrouverez des explicationssimilaires sur le fonctionnement deces afficheurs a l'adresse http://matthieu.benoit.free.fr/affi-lcd.htmPour rester fideles a nos habitudes,nous vous invitons a terminer cettevisite sur le Net par le telechargementd'un document qui fera office de syn-these sur les possibilites des affi-cheurs basses sur le circuit HD44780a l'adresse ftp://ftp.discip.crdp.ac-caen.fr/discip/crgelec/technologie/DOC_LCD_HD44780.pdf
P. MORIN
5 ftp://ftp.discip.crdp.ac-caen.fr/discip/crgelec/technologie/DOC LCD HD44780.pdf
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1.1) Descriotion des broches et connexion de rafficheur LCD avecon micro connote:Jr
Le *Moue ayee un PC ou MP ms led oer un bus de donnees de I/ ells ou de 4Nis Les achanges d'rnfoonstrons soot syncrecesses par des ago*. decommandos
RIM (Lecture/0.1foot)RS(RegIster Seidel: Regis ire de selection).
- E (Enable Memorisat)on)
1.21 Schemas de cabliae : Mode 8 bits et 4 bits.
Mode 8 bits
http://www.techno-science.net/?onglet=articles&article=14&page=1http://sti.ac-orleans-toursir/spip/article.php3?id_article=260http://www.aure132.net/elec/lcd.phphttp://matthieu.benoit.freeir/affi-lcd.htmftp://ftp.discip.crdp.ac-caen.fr/discip/crgelec/technologie/DOC_LCD_HD44780.pdfhttp://www.brodeurelectronique.com/index.php?2007/03/15/9-afficheurs-lcdhttp://physique-eea.ujf-grenoble.fr/intra/Organisation/CESIRE/OPT/DocsOptique/Notices/afficheurLCD.pdfhttp://www.chez.com/gdaquino/MC/Afficheur/lcd.htmlhttp://www.lcd-review.fr/Comment-un-afficheur-LCD.htmlhttp://www.erenumerique.falcd_ou_plasma_comprendre_par_la_technologie-art-837-4.htmlhttp://www.premiumorange.com/danielrobert9/Digit/Digit_10TS4.htmlhttp://www.rennes.supelec.fr/ren/Welec/docs/lcd/lcd.htmlhttp://fribotte.free.fr/bdtech/lcd/lcd.htmlhttp://www.tavernier-c.com/afficheuricd_serie.htmhttp://www.linuxfocus.org/Francais/July2000/article165.shtmlhttp://frank.bol.ucla.edu/AVR2LCD.htmhttp://www.repairfaq.org/filipg/LINK/F_LCD_progr.htmlhttp://www.epitech.eu/archi/voir_fiche.php?id=91http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cran_%C3%A0_cristaux_liquideshttp://www.materiel-informatique.be/lcd.phphttp://pagesperso-orange.fadanielsobert9/Digit/Digit_10TS4.htmlhttp://membres.lycos.facristauxliquideslcd/principe2.htrn1
Mode 0 bits
re
Liens de ce dossier
re 329 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
Micro/Robot
Programmateurde PIC en kit
II existe a I'heure actuelleune quantite de program-mateurs de PIC proposespar de nombreusessocietes, notamment desannonceurs de notrerevue. Dans ce numero,nous vous presentons unprogrammateur a realisersoi-meme.
es performances du pre-sent kit, concu par la
societe Velleman sous lareference K8076, sont
sans aucune mesure avec son prix.Lequel se situe, en moyenne, selonles fournisseurs, aux alentours dunequarantaine d'euros.
Principe deprogrammation d'un PIC
Le principe de programmation d'unPIC repose sur la generation de troissignaux de base (figure 1).
Signal VppII s'agit en fait de la tension de pro-grammation qui, en mode normal,correspond a 12 V. Generalement, les
PIC supportent une tension Vppcomprise entre 9 V et 13,5 V (il existeegalement un mode de programma-tion basse tension en 5 V sur certainsPIC - Mode LVP). Cette tension doltetre appliquee sur la broche MCLR/Vpp du PIC lors de la phase de pro-grammation.
Signal PGCNecessaire a la programmation, cedeuxierne signal est une horloge quipermettra de cadencer tous lesechanges lors de la programmation.II est appliqué sur la broche RB6/PGCdu microcontroleur.
Tendon doPtomsmsnotIon(12 V s)
MCLRNPPE 1
Les signauxde programmatlon sur un PIC
C2[3C4[5[6C7C8[9[10E 1 1
E 1 213
[14[15E 1 6E 17[18
1920
40 DRB71PG0
39 DRBGIPGC
38D37D36D Ri33/PGM ( Mods do proptstornitcWt boom tension)
35]34D33D32D31]30 D29]2827]26225D24]23D22]21]
Docr4e. I pro:0mm_ru-Lr-L
_1111...n_
Signal PGDCe dernier signal correspond auxdonnees. C'est par ce canal que vonttransiter les informations a program-mer ou a lire. Ce signal est connectssur la broche RB7/PGD du PIC.
En conclusionSi on programme un pic en modenormal, alors seulement trois fits deconnexions plus l'alimentation 5 Vsont necessaires. Pour faire entrer lemicrocontroleur en mode program-mation, it suffit de maintenir un niveauzero sur les broches RB6 (PGC) etRB7 (PGD), alors que la tension sur labroche MCLR (Vpp) passe a VIHH(12 V).
Description du kitLe kit Vellman K8076 est equips d'unsupport a insertion nulle, ce qui per -met la programmation de PIC jus-qu'aux series a quarante broches.La connexion des trois signauxappliquer (Vpp, Clock et data) ainsique l'alimentation se font manuelle-ment depuis l'un des deux connec-teurs reserves a cet effet. Cela peutparaitre un peu contraignant et diffici-le mais, comme nous le verrons par lasuite, le logiciel de programmation
re 3E9 www.electroniquepratique.com ELECTRONIC -.1E PRATIQUE
Micro/Robot
Velleman PicProg2006
Fie Ftehcbon Help
VIII 5.Z,' 4Prcyz an
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Frinfott
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0626
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01.013
3003
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1020824
1032
0080
0080
0009
ODAF
1110
00AA
0009
1103
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PIC 161 iii- semV
0821 0084 01.333 ^1803 0007 2010'
8C27 2010' 2818
2054 2886 1384
0626 0080 1784
2839 0800 0426 .4.4C9.6
1784 0926 0580 .&20C,AC
0831 31,00 1803 92..e1..
ODAF OD2E 3938 6..860.8
191F 284D 0165 AY2'..10
3011 0700 1103
3007 7061 7855
286C 3011 0000 et 0.1y.
OFA9 2866 0008 .3 .tf.
2100: 50 49 43 20 64 65 20 74 PIC de t
2108: 65 71 74 70 76 65 77 73 est Y012
2110: 69 6F 6E 20 31 ZE 30 20 0033 1.0
2110: 2D 20 28 63 29 20 50 2E - (c) P.
2120: 4D 61 39 65 r.) 78 20 21) Mapeux -
2128: 20 30 38 21 32 30 30 37 08/2007
Coro urahon
Oac lomso,amod
D Code Protection
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F] Debug
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PICPROG2006 fourni avec le kitdonne le cablage a realiser selon letype de PIC choisi.La platine est serigraphiee et equipeede deux regulateurs de 12 V et 5 Vafin d'assurer ['alimentation du PICd'une part et de fournir la tension deprogrammation Vpp d'autre part. Laprogrammation depuis le PC est rea-lisee depuis une liaison « serie ». UnMAX 232 permet l'interfagage avec lacarte. Quatre leds sur la platine per-mettent de visualiser le +5 V, le Vpp,ainsi que les signaux d'horloge et dedonnees (clock et data).
LogicielLe logiciel PicProg2006 (figure 2)
fourni avec le kit (sur CD -Rom) a Atetests avec les versions Win 98 et XP.Mis a part le choix du port, aucunautre reglage n'est necessaire, le kitest operationnel rapidement.La selection du PIC a programmer sefait depuis un menu deroulant. Lesconnexions a realiser sur la platine(figure 3), selon le type choisi, s'affi-chent lors de l'appui sur le symbolerepresentant le kit (en haut, a droite).II est a noter qu'il est egalement pos-sible de tester le « Hardware » avec lebouton « Run Hardware datalines test »situe dans la vue des connexions. Ce
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X44Prolisssar Sur Ccm4 Contest PIC 0814660 di%
test se fait sans PIC et permet d'allu-mer les trois leds de la platine. Onpeut ainsi verifier le bon fonctionne-ment du logiciel et du « hard ».Le menu deroulant « Function » donneacces a la lecture ou a la program-mation d'un PIC.Un fichier d'aide bien explicite estfourni avec le logiciel.
Liste non exhaustive des PICprogrammables avec PICPROGLa liste des PIC programmablesdepend, bien evidemment, de la ver-sion logiciel de PICPROG2006. Laversion 2.0.0 est disponible sur le sitedu fournisseur (Velleman). La versionpresentee dans ce numero permet laprogrammation des PIC suivants :10F20012C508A 12CE518 12F628 12F67516F54 16F84A 16F627 16F627A16F628 16F628A 16F630 16F67616F785 16F870 16F871 16F87616F876A 16F877 16F877A18F1320 18F2320 18F4320 18F255018F
Nous avons realise des essais avec
5Configuration Hardware
Pods
Coml
Cam3
COM4
Dolis1/0 (I)
1........... $ ...
coati...woman
rectum Data Ott
r megaton Detain
r trwertion Clock
1- Invasion Hag
InvIrSion VCC
OH
certains des PIC dont le fonctionne-ment est en cours de validation(signales par un indice jaune dans laliste deroulante de selection).Tant en mode lecture qu'en ecriture,le resultat s'est avers correct.Notre liste peut etre enrichie de fagonimpressionnante par les logicielsICPROG et WINPIC qui, detailles ci-apres, possedent leur propre liste.
CompatibilitesLe kit K8076 est compatible avecd'autres logiciels specialises. II seraainsi possible d'utiliser le logicielICPROG (figures 4 et 5) ou bien le
ri` 329 www.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIOUE
Micro/Robotw.is, non 1911.
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20020: 6837 001E 6E71 0104 0E40 6009 0E58 6000
22028: 0E04 6008 0E00 6008 0E93 6000 0E04 6FOF10010. 6800 0E40 6r0C 0012 0104 682A 0E14 F0911
20018, 0024 0018 0E01 5D2A £204 00E6 FF60 282A
20040: D7r9 0021 4030 6830 0012 0104 6820 EE14
20040: F020 0E24 0010 0002 50211 0204 cr06 riDE
20052: 2828 0709 UE02 6030 6830 0012 0104 0E8020058: 6310 8040 5111 0803 0020 5111 0802 0000
20060: 511] 0801 0001 0044 0E01 6038 Orr0 OFIA
20068: 0008 60311 0E12 6r1E 61110 DOM UE01 6039
020070: 0E45 6001 0E04 6E02 4512 0601 0E00 22E2
20078: CFV6 0411 CrE7 £438 60011, 6407 0704 2514
020000, 6E16 5111.1 2207 0000 err] 0430 0009 000A
020080: CM 1431 022/1 DOIC 0E01 6139 0002 651220090: 0002 0E03 6112 0049 6E01 0E04 60E2 4512
20098: 26E1 0E00 220.2 CFF6 F434 0FE7 0432 043A
20040 Fr06 (4311 Pr07 0008 5005 6r3E 6111F D000
1700060 8334 0012 0104 0E01 6039 6071 01172 6073
20080: 61174 6875 6016 601/ 6074 6019 6070 6078
H.x /DM Trwarrr,er (0611
.9....19 04
.6 -1003,18
. 00- /0
......
. .0; .o>k/ .09
12.5...4:
...... 2....
......
4
P 0>k?
.4 .9222001431003022281031 1.1
logiciel WINPIC (figures 6 et 7). Cedernier a ate testa avec la version 98de Windows.II conviendra, avant toute lecture ouprogrammation de PIC non presentsur la liste de PICPROG2006, de veri-fier ('implantation des broches Vpp,PGC et PGD sur un datashet compo-sant disponible en telechargement surle site de Microchip (www.microchip.com).
Le programmateur present& ici reste
:election prograrmateu,
3DIPSART2003(7T-HI011 VPP ICSP
ETT-LOX VPP ICSP071-04078-07
008-244GOP-L1to
GTP-RDIA/6GTP-USB (PIUS]
2.J
-$737; :d
_l_g_§.41
I/O 8110 du port
9103001 configutotton
r -
Annular I
IDTR _j
F777]IRIS
ITXD
IT>D
1-
rr
r
- r
rr
fi
rrrr
0301/39000
6
a un cout tres raisonnable et permet-tra de programmer les PIC les plus envogue actuellement. De plus, ce kitest compatible avec des logiciels dis-tribues gratuitement, tels ICPROG ouWINPIC. D'ou une offre encore pluscomplete par rapport a la liste debase des differents types de PIC pro-poses par le logiciel de base fourni.
P. MayeuxPm.ep@libertysurtfr
4 Rue de ecoles 82600 Saint-Sardos FranceTel. 05 63 64 46 91 Fax 05 63 64 38 39
SUR INTERNET http://www.arquie.fr/e-mail : [email protected]
No 66
CataloguePficrleurs.
Alinientalions.
Carneras.
Capteurs.
Cartesa Vics
Circuits,
iniparnes.
Circuitsintegres.
Cottrets.
Gondesateurs.
Cellulessolaires.
Gonnctigue.
Diodes.Fers
a
soOder.
lnterrupteurs.
Kits.
1..E0s.l_EOs
..uxeon.
NticrocontrOleurs.
Multinie-
Os.Oscilloscpes.
Quartz. ReQuartz.
Relais.Resistances.
I" ransfrrnateufs.
"Transis-
tors.Visserie,Etc.
Passez
.
vos commandersur
_mand_
wwnotre site:
s
watquieA
rBON pour CATALOGUE papier
I Nom' Prenom'Adresse'
_J
7
Liens
Achat du kit(liste non exhaustive)www.Lextronic.frwww.stquentin-radio.comwww.velleman.be/fr/en/product/search/?id=k8076
Telechargement des logicielswww.ic-prog.comwww.winpic800.com
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Initiation
KICADLe module Pcbnew
Dans cette cinquiame partie de Particleque nous consacrons au logiciel libreKicad, notre schema termin6, nous vousinvitons a decouvrir le module Pcbnew.Auparavant, nous exploreronsles possibilites d'impression de notredocument sachant que, la encore,le concepteur a bien fait les choses.
ans la deuxierne partie parue dans Electro-nique Pratique, n°326, au chapitre 14
Gestion de la feuille de trace », nous avonsparametre notre feuille de trace (ligne de pro-
cedure 25). Par consequent, nous pouvons des a presentnous occuper des parametres de ('imprimante proprementdits. La figure 53 rappelle la configuration de notre feuillede schema.
InformationQu'est-ce que le format SVG?II s'agit d'un format d' image. Le sigle SVG est un acrony-me qui signifie « Scalable Vector Graphic ». Nous pour-rions traduire en francais par « Graphique vectoriel exten-sible » ou encore « Image vectorielle extensible ». Ce for-mat est une norme du W3C, baste sur une autre normenommee XML. Les recommendations pour la version 1.0ont ete publiees par le W3C le 4 septembre 2001.L'extension du nom de fichier d'une image vectorielledans le format SVG est .svg.
Retournons dans le module EeSchema et son sche-ma Formation.sch et explorons le menu Imprimer en cli-
quant directement sur name imprimante a de labarre d'outils superieure ou en passant par le menuFichier, puis Imprimer.Ceci a pour effet de faire apparditre la fenetre representeea la figure 54.
ISLIntage apt Page !.
Imprimer:al At
1.Asra0e.
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C Tout 54
Tracer et imprimer53
Pour cette fonction, deux modes d'impression sont dispo-nibles a partir du menu fichier : Le mode Imprimer sur imprimante bureautique laser, jetd'encre ou aiguilles pour le schema avec trace selon lelangage exploits par le pilote d'impression installs (com-mande disponible directement par l'icone « imprimante »de la barre d'outil superieure); Le mode Tracer sur table tracante, avec trace HPGL,Postscript, SVG ou Presse papier.Pour notre usage, nous nous bornerons a utiliser le pre-mier mode car les tables tracantes sont reservees audomaine professionnel, elles content cher, sont encom-brantes et extremement rares chez le particulier. Les utili-sateurs de ce type de peripheriques sauront exploitersans difficulte le menu Tracer.
RemarqueComme pour ('ensemble des fonctions et outils, on dispo-se pratiquement toujours de deux possibilites de com-mandes : soit par une icone, soit par les menus c, clerou-!ants .
II n'y a rien de complique en ce qui concerne le menud'impression. Le tableau presents en figure 55 est suffi-samment explicite pour exploiter les quelques fonctionsclassiques d'impression.Une precision tout de meme au sujet de l'Epaiss plumemini. II s'agit de choisir l'epaisseur du trait du trace desschemes a imprimer. Comme les imprimantes laser ou jetd'encre sont gerees en mode HPGL, a l'instar des tablestracantes qui sont equipees d'une plume a reservoird'encre, c'est la raison du « pourquoi on emploie » leterme de plume. Avec une imprimante laser, la valeur de0,010 d'epaisseur de plume convient parfaitement.Chacun reglera a la valeur qui lui convient.
re 329 vvwvv.eiectroniquepratique. cam ELEC MONIQUE PRAT IQUL
Commandes du menu Imprinter de Eeschema
Ill. Imprimer °mom". Oci to lerniuo du menu d impression
tnCo:-..a.o
4:_iaiss plume Mill 0._0.020
Repine de I en ateneur du tfaCe fen militeme depouco; 0 020 milker's@ r osoa mtlennuto
,---1=.--------m11-__itunpnrner cartoucne
Pour inspnrner le canoodle de la page du schema ou
fond.e retells amen) recent, net serdementclisconLle dans le module Pcbneyr
. ii)̀ =a. etE u
(2). CoCouleurL option Couleur permit de tracer en couleur (Aspectanalogue a I edam ou en noir et Mane
En no. et Cla route coureur suttee que le !lane estinsonmee en non Celle option est generelernentn.,.... si on Won. une inapnrnanle law non Clblanc car les elements an couleur soot Indent endemi.taintes pee ambles
(._;) ...oir-tis
g..Qtvit
8. aE
(;) CourantPour enprener Is (Cu be courant@ Cu mutes les (*.dessr le schema est repel! ma plusieurs leudies
(-...... Tout
toOr
'Clc
i0
Vrrennet1
Pour seceder a la configuration des parametres delunimmante
I Prevasualtsation I Pennel de pre usushser Is ou les (sullen a enprantesmint de lancer Impress..
- I Lancer (impression
Fenner la fenetre leriprimer
55
On a donc le choix d'imprimer ou non le cartouche dudessin, d'imprimer en couleur ou en monochrome noir etenfin, d'imprimer la page courante ou toutes les pages sile dessin du schema est compose de plusieurs pagesreferencees.Les autres commandes se retrouvent comme dans toutprogramme sous Windows, par consequent c'est undomaine connu par tout un chacun.La previsualisation est fres utile pour voir rapidement lafeuille de schema et eviter de gacher du papier.Concernant la fonction Miroir, nous y reviendrons ulte-rieurement dans Pcbnew. On constate que cette corn-mande est grisee, donc non disponible, dans EeSchema.Enfin, les options d'impression donnent faeces au choixde l'imprimante de sortie et a ses parametrages speckfiques.Attardons-nous quelques instants sur le contenu du menuTracer de la figure 56 car it propose une fonction interes-sante.
M Trace PostscriptMI Trace HPGLM Trace SVGlb Trace dans Presse papier 56
En effet, outre les fonctions de traces Postscript, HPGL etSVG, qui assurent le mode de sortie sur les imprimantescorrespondantes, le trace dans Presse papier est fortutile dans certains cas, par exemple pour effectuer uneexportation du schema vers une page Word. C'est la fonc-tion de Windows copier/colter via le presse-papiers quiassure la collecte du trace et le transfert vers une autreapplication. Nest-ce pas pratique ?Maintenant, it est temps d'imprimer votre schemaFormation.sch en cliquant sur le bouton « Imprimer to afind'admirer votre travail. Alors, satisfait ?Avant d'aborder Pcbnew, it convient de noter une demi&
re et tits utile fonction de EeSchema : Ia Liste des com-posants et des refer
-ences croisees.
Cliquer sur l'icone pour charger la fenetre de lafigure 57.
time duriii6no
(7 Composants pas reference
Sous Composents i r Z:23 ;
r.2,]Contpos anis par sale.
Pins de lemma. par Nom
r] Pins de hierarchic pa: teuills s
Format de sort,
Lose
Taut pow sloven dans lenient -
Separate. de champ pots =pan arri, tat!,
Orient.
o Lances k orsuallsateus define
r?ten.p your
N:othie
D Chao, I
E; Champ
Darsam 3
7. Champ
Ch.., .$
I J Champ0
I= Champ -
F.: mp0
ICreel tole
'Sant". JI AP122.j,.. 57
Ce menu permet Ia generation d'un fichier de liste descomposants et/ou des connexions hierarchiques (labelsglobaux). En résumé, c'est la liste des courses ou plutot lanomenclature detainee des composants qui sont presentssur le schema. Le document ainsi edits servira a etablir unno bon de commande at, par exemple pour l'achat des corn-posants.Les composants peuvent etre listes, classes par referen-ce, valeur et les boitiers a parties multiples peuvent etrelistes part par part.Les labels globaux peuvent etre listes, puis classes alpha-betiquement et par feuille de hierarchie.Tous ces differents classements peuvent etre generessimultanement.Passons en revue les fonctionnalites disponibles que pre-sente le tableau de Ia figure 58.
Commandos du menu List. des composants et des references croisoes
= -as = Liste du materiel ov.orturo de la teneue du menu Lute du material
....0
C
II
Zi"
Composants par references rti,er.nrstem: de la Isle des compose. this par
Sous-composants(le U2A. U2B...)
GenetatIon de la hate eon les dtefremes damescontemns dans Its bee.. let USA U2E1 I
Composants par valeur Generation de la lime des composers men pm valeurvaleur15
Pins de hierarchiepa nom Generation de Isle des connexions
Pins de hierarchic parfeuilles
Generation de la list* des connexions Iseisichiquestnees par numero de restates
i'
0.0
Lancer le visualisateurde Hate
Lane re mgrs.++, smovisateur CIO kilter Meta I ExBloc notes;
iiiin st
g32 71,U
Ajouter champs 1 a 8 1,'.°Ctr,'.1: sl adltifecot,s,r,:"',°:..Io',',8.gont:%",th.e'Instonvosantal .
._a e et Laste I Lancement de la matron de la late du matenel
Quitter Own*, le menu Lisle du materiel
On dispose d'un outil complet qui genere des listes surmesure en exploitant tous les champs des proprietes descomposants.
58
eV 329 www.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE
Le menu sous-composants est utile car, si besoin, it devoi-le le detail des composants comprenant plusieurs parties,par exemple le circuit CD4000 qui renferme quatre porteslogiques NAND.Si dans les proprietes d'un composant les champs 1 a 8sont renseignes, le menu Champs a Ajouter permet defaire apparaitre les informations dans la liste a creer, enayant pris soin de cocher le ou les champs que Ion desi-re y inscrire.Rien de complique, les titres et commentaires suffisentpour ('exploitation de ce menu.Enfin, pour clore ce chapitre, vous allez generer une listede composants.
-Cliquer sur l'icone ensuite cocher toutes les casesqui ne sont pas encore selectionnees, puis faire un clic surle bouton « Creer Apres quelques secondes, la liste dela figure 59 apparait, visualisee a ('aide du module « BlocNote » de Windows. On observe que les champs 1 a 8sont presents (separateurs ;), mais comme ils ne sont pasrenseignes, aucune information n'est visible pour ces huitchamps.
VV., LOW ,2,41. .5009,1 Z
EEScnerna (2007-02-16) r. Creauon dale 616/2008-12:33:26
lCmp ( were e Reference (avec nob -components1 D1 LED (Sneed 01 'Racine).1J1 MONCONN3 (Seem 01' 'Racine").
RI 100 (Sheet 01: 'Racine')1 R2 1k (Sheet 01 'Racine')I 1J1 PICI2C508A (Sheol 01. 'Racine.).*End Cmp
IfCmp ( ordre c Valour )avec subcomponents1100 RI (Sheet 01),
1k R2 IStern 01).I LED D1 (Sheet 01).MONCONN3 J1 (Sheet 01).P1C12C508A 1.11 (Sheet 01):
PEW Cmp
IrEnd los1
59Nous voici arrives au terme du parcours du moduleEeSchema, passons maintenant au fres fourni modulePcbnew.
Presentation de Pcbnew :editeur de circuits imprimes
Avec le module Pcbnew, nous abordons le domaine de laconception des circuits-imprimes. Cette phase est l'abou-tissement de tout le travail effectue en amont dans leschapitres precedents a ('aide des modules Eeschema etCvpcb qui nous ont permis de dessiner le schema theo-rique, d'editer des symboles, d'effectuer le controle elec-trique, d'assurer ('association des symboles avec desmodules et de generer la Netliste.
RemarquePour parcourir le module Pcbnew, la numerotation desprocedures est remise a zero afin de clarifier la lecture desactions.
Avant de passer a la pratique, il est necessaire deconnaltre les nombreuses possibilites de ce puissantmodule. La liste des fonctionnalites est extremement four-nie. C'est le passage oblige pour en comprendre lalogique afin d'exploiter Pcbnew de maniere optimale.,Les nombreuses fonctionnalites et commandes conte-nues dans ce module paraitront rebarbatives a certainsqui n'exploiteront pas au maximum cette suite Kicad. Maisil est toujours interessant de savoir ce qu' il est possible defaire avec les outils que Ion utilise.Avec un peu de pratique, la manipulation des fonctionsest tits logique et bien renseignee. Alors courage, c'estparti pour l'exploration des caracteristiques et fonctionsde Pcbnew !Dernier conseil toutefois avant de penetrer dans l'universPcbnew. Nous avons installe la derniere version connuede la suite Kicad a l'adresse suivante :http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/cao/KiCad-2007-11-29-c-WinXP_autoinstall.zipCette version a etc mise a disposition au telechargementle 29 janvier 2008. Pour ('installation, se reporter au pre-mier chapitre ou suivre la procedure en telechargeant lefichier nomme INSTALL.txt qui se trouve en racine du sitede l'IUT de Grenoble.
Description du module
Pcbnew, puissant logiciel de realisation des circuits impri-mes, se decline en deux versions : l'une sous Linux,l'autre sous Windows. Quel que soit le systerne utilise, lesfichiers generes sont totalement compatibles d'un syste-me a l'autre.II travaille en association avec le logiciel de schernatiqueEeschema qui fournira a Pcbnew le fichier Netliste,lequel decrit le schema theorique de Ia carte du circuitimprime a realiser.Comme vu precedemment, c'est le logiciel complemen-taire Cvpcb qui assure la preparation des fichiers Netlistesnecessaires pour exploiter ensuite Pcbnew.Ce logiciel fonctionne en mode 32 bits. Sa capacite entraitement de circuits ne se trouve limitee que par Ia capa-cite de la memoire de stockage disponible sur l'ordinateur.II n'y a donc pas de limitation reelle dans le nombre decomposants, de pins par composant, de connexions oude feuilles de dessins...
Pcbnew Ore et integre les fonctions suivantes : les librairies de modules de dessins et des composantsphysiques charges automatiquement lors de la lecture desfichiers Netlistes (Cvpcb permet d'etablir de fawn inter-active la liste des modules attribues a cheque composantdu schema); integre automatiquement et immediatement toute modi-fication schernatique par suppression automatique despistes erronees, par ajout des nouveaux composants ouen modifiant toute valeur des modules anciens ou nou-veaux, selon les indications qui apparaissent dans leschema; un chevelu dynamique qui intervient immediatement
re 329 vvvwv.electronlquepratique.com ELECTRONIOUE PRATICME
suite a une modification de piste ou... un deplacement de module; un controle d'isolement (DRC) en ligne qui signale auto-matiquement en temps reel toute erreur de trace de pisteou court -circuit; placement automatique des plans d'alimentation, avecou sans freins thermiques sur les pastilles; un autorouteur simple mais efficace pour aider a la rea-lisation du circuit; propose des options particulieres pour Ia realisation decircuits hyperfrequences, telles que pastilles de forme tra-pezoIdale et complexe, trace automatique d'inductancessur circuit imprime...; affiche les elements (pistes, pastilles, textes, dessins...)en respectant les formes reelles et selon differentes pre-sentations en fonction des gouts personnels; affichage des contours en traits pleins; affichage des marges d'isolation electrique.
Principales caracteristiques techniques
Pcbnew presente les caracteristiques suivantes : resolution interne de 1/10 000 pouce; travail jusqu'a seize couches de cuivre plus douzecouches techniques : serigraphie, plans de vernis epar-gne, plans de pate a souder pour les pastilles CMS, plansde dessin et cotation; gere en temps reel les chevelus des pistes restantesrouter.
L'affichage des elements (pistes, pastilles, textes, des -sins...) peut se faire : en traits pleins ou en contours; avec les marges d'isolation electrique; en cachant certains elements comme : couches, zonesde cuivre, composants CMS cote cuivre ou composants,c'est utile pour les circuits multicouches a haute densite; ('affichage de couches, zones, composants peut etresupprime de fagon selective pour une meilleure lisibilite del'ecran en cas de circuits complexes; les modules peuvent etre orient& d'un angle quel-conque a 0,1 degre pits; les pastilles peuvent etre de forme ronde, rectangulaire,ovale ou trapezokiale (ceci est necessaire pour la realisa-tion de circuits imprimes pour hyper-frequences); les pastilles peuvent etre un regroupement de plusieurspastilles de base; les dimensions et les couches 06 ces pastilles apparais-sent sont ajustables pour chaque pastille; les trous de pergages peuvent etre excentres; generation automatique des plans d'alimentation; generation automatique de freins thermiques autour despastilles concernees; la creation et la modification de modules est une fonc-tion integree dans les menus de gestion des circuits impri-mes et tout module deja place peut etre edits sur le circuit,puis sauvegarde dans une librairie; une fonction d'archivage permet la sauvegarde automa-tique en librairie de tous les modules d'un circuit imprime.
Pcbnew genere de facon extremement simple tous lesdocuments suivants, necessaires a Ia realisation : les fichiers de phototragage en format Gerber; les fichiers de pergage en format Excellon et plans depergage; les fichiers de tragage et de pergage au format HPG;
les fichiers de tragage et de pergage au formatPostscript (avec ou sans avant-trou de pergage); la sortie sur imprimante locale laser en mode HPGL,Postscript...; permet la visualisation des circuits imprimes et des corn-posants en mode « trois dimensions ».
InformationsLes fichiers Gerber sont les fichiers utilises pour la fabri-cation des typons par photo-tragage devant servir a ('ex-position des plaques recouvertes de cuivre. Gerber est lepremier constructeur de photo-traceurs dont le protocoleest devenu un standard.Les fichiers Excellon sont cites pour piloter la comman-de numerique des perceuses. Le constructeur Excellon aegalement cite, dans son domaine, un standard dans l'in-dustrie du circuit imprime en ce qui concerne les normesdu pergage par commande numerique.Ces machines outils numeriques industrielles ne sont pasa la port& des amateurs.
lancement de Pcbnew
II est temps de lancer ('application qui nous interesse ensuivant Ia procedure suivante :
41mir
188 - Double cliquer sur l'icOne Kicadc
, Ia fenetredu gestionnaire de projet s'ouvre et presente une fenetrecomme represent& a Ia figure 60.
;;; KeCact (21101-0/-09) CADOC.UMEN I S14cadWrojet.V-ormation.proens s Examiner Prelerencee
I -19 fi aFormation pro0 Formation brd
Fpfmiltopfl Cmg
Formation ore
Formation Is,?-3 Formation net
Formation pit
Formation peFormation schSUimentetien Grp
FM131.0111
Formation cache tits
&do
IIIPratResenowe de timed C DOCUMEIITS'XicadProtele
Newton de tr, ad C DOCume ITS il'sicattPreletsProiet C DOC1.11,1ENT.5greadsProiets,Formstion pro
60
189 - Un clic gauche sur Picone Pcbnew (dans lecadre rouge) charge la fenetre d'accueil de Pcbnew;190 - Ensuite, cliquer sur le menu Fichier, puis ChargerCircuit Imprime;191 - Dans Ia racine du disque dur, retrouver le repertoireKicad et l'ouvrir;192 - Cliquer sur Demos, puis sur sonde xilinx et, enfin,double cliquer sur le fichier sonde xilinx.brd pour ('instal-ler dans la fenetre de travail.
re 329 www.electronlquepratique.corn ELECTRONIQUE PFtAllQUE
Initiation
Apres avoir chargé le circuit imprime d'exemple (sonde)de Ia librairie « demos » presente dans le repertoire Kicad,l'ecran apparait comme a la figure 61.
9 a 9...aI. n fla
enft7a4r01;goni du
con -wets,' n,. re, tr.
La barre des menus 3"
Las /canes des commandos
generates
_II\ Aliligr,4131,
Affichagedu curlew
61
Faire un zoom+ pour agrandir le dessin du circuit imprimeet le centrer dans la fenetre en utilisant I'ascenseur verti-cal et l'ascenseur horizontal situes respectivement en baset a droite de la fenetre.Ceci va nous permettre d'explorer les commandes debase de Pcbnew.
Les commandes
Pcbnew presente un important arsenal de commandes,c'est pourquoi, pour en prendre connaissance, it est impe-ratif que Ia presentation soit soignee et claire. Commepour les precedentes parties, les commandes sontregroupees par fonctions et classees dans des tableaux.
1. L'acces aux commandesPour acceder aux differentes commandes, les ditto-rentes possibilites sont : action sur la barre des menus (en haut de Pecran); action sur les icemes du haut d'ecran (commandes gene-rales);
action sur les 'cones sur la droite de l'ecran (commandesparticulieres ou outils); action sur les icones sur la gauche de l'ecran (optionsd'affichage); action sur les boutons de la souris (importantes corn-mandes complementaires qui seront decrites ulterieure-ment). touches de fonctions du clavier (F1, F2, F3, F4, toucheInser, Suppr et barre « espace »). la touche « Escape » (ou « Echap ») permet souventd'annuler une commande en tours.
RemarqueLe bouton de droite permet de faire apparaitre un menu« Pop Up » dont le contenu depend de ('element sous lecurseur (zoom, grille et edition des elements).
2. Commandes a Ia sourisBouton de gauche : simple clic = affichage des caracteristiques du compo-sant ou texte sous le curseur souris; double clic = edition (si ('element est editable) de cecomposant ou texte; bouton du milieu = commandes rapides de Zoom; bouton de droite = affichage d'un menu Pop Up.Les souris a deux boutons ne sont pas conseillees carelles ne permettent pas les commandes precedemmentlistees.
3. Les commandes de baseLa figure 61 presente et localise tous les modes de « corn-mande de base >>. Cette figure permet de reperer la majo-rite des fonctions decrites ci-apres.
4. Operations sur les blocsUn bloc est un ensemble de composants capture par lasouris. Les commandes de deplacement, deplacement enmode drag, copie et effacement de blocs sont possiblesdans tous les menus schematiques.Les actions sont les suivantes : le cadre du bloc est trace en maintenant appuye le bou-ton gauche de la souris; la commande sera executee au relachement du bouton; en maintenant appuyee l'une des touches Shift, Ctr oules deux touches Shflt et Ctrl, au moment 06 Ion appuiesur le bouton droit de Ia souris, la commande miroir, rota-tion ou effacement, sera selectionnee.Commandes resumees : bouton gauche + souris appuye; trace du cadre pour deplacement de bloc; shift + bouton gauche souris appuye; trace du cadre pour bloc miroir; ctrl + bouton gauche souris appuye; trace du cadre pour rotation de 90° de bloc; shift + ctrl + bouton gauche souris appuye; trace du cadre pour effacer le bloc; relache du bouton : execution.
En deplacement : cliquer a nouveau sur le bouton pour placer les elements; cliquer sur le bouton droit pour annuler.
5. Selection du pas de grilleLe curseur de trace se deplace sur une grille (en generaleau pas de 1,27 mm ou 2,54 mm), qui peut etre affichee ounon (cette grille est toujours affichee dans les menus degestion des librairies).Le changement du pas de la grille se fait dans le menu« popup » ou par la barre d'outils du haut d'ecran. De sur-croft, it est possible de definir une grille « utilisateur » quel-conque.
6. Reglage du ZOOMPour changer le « ZOOM : activer le menu Pop Up (bouton de droite de la souris) etselectionner le zoom (ou le pas de grille voulu).
re 329 www.eiectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE
Ou bien utiliser les touches de fonctions ci-apres : Fl : grossissement; F2 : reduction; F3 : rafraichissement de l'affichage; F4 : recentrage autour du curseur ou par Ia molette de la souris; ou par « drag » de la souris avec le bouton du milieu appuye.Un rectangle sera affiche et determinera Ia zone zoornee.
7. Affichage des coordonnees du curseurOn dispose de deux systernes d'unite d'affichage : le
pouce (inch) ou le millimetre.En revanche, le module Eeschema, de facon interne, tra-vaille toujours en 1/1000 de pouce.L'affichage en bas et a droite de l'ecran (figure 62)indique :
Z x-.6000 Y 13040 v ?outs
62
Ia valeur du zoom; la position absolue du curseur; la position relative du curseur; les coordonnees relatives (x,y) peuvent etre remises a 0par la barre d'espace; les coordonnees affichees ensuite seront alors relativesa ce point de remise a 0;
RemarquesOn peut aussi afficher les coordonnees relatives en mode
Polaire » (rayon + angle).
8. Commandes rapides au clavier (u Hot Keys »)Certaines commandes courantes sont accessibles direc-tement au clavier. Les majuscules et minuscules sontindifferenciees.Ce sont les touches suivantes : touche Delete (Suppression) : effacement du « Module »ou de la « Piste » selon la commande en cours. N'a d'effetque si l'outil « Module » ou l'outil « Pistes » est actif; touche V : place via en cours de trace de piste si l'outil
Pistes » est actif; touche R : rotation module; touche S : change couche module en basculant de " Corn-posant » vers « Cuivre » ou « Cuivre » vers « Composant »; touche M : Start Move module, placement du modulepar clic sur bouton gauche de la souris; touche G : Start Drag module, placement du module (clicsur bouton gauche de la souris); touches + et - : changement de couche active; touche « Page Up >, Couche active = composant; touche « Page Down » Couche active = cuivre.
9. Operations sur blocsOn dispose de commandes directes sur blocs en depla-cant la souris, tout en maintenant son bouton gaucheappuye.Cinq commandes sont disponibles « move », « miroir >>,
copie », « rotation 90 degres » et « effacement ». Ces
commandes relatives a un bloc de dessin peuvent etreeffectuees directement.Le bloc est selectionne par deplacement de la souris,bouton gauche maintenu appuye.Pour les commandes « move » (deplacer), « copie », lebloc selectionne suit les deplacements de la souris et lacommande est valid& par un nouveau clic sur le boutongauche.L'annulation de la commande est toujours possible par lebouton droit ou la touche « Escape ».Les cinq commandes sont obtenues de la facon sui-vante : bouton gauche appuye seul sur le bloc = « move »(deplacer); bouton gauche appuye + clavier touche « Shift » = blocmiroir; bouton gauche appuye + clavier touche « Chit » = blocrotation 90 degres; bouton gauche appuye + clavier touche « Shift+Ctrl » =bloc delete (effacer); bouton gauche appuye + clavier touche « Alt » = bloc « copie ».
Commande alternative: si on est en commande bloc move, on peut selection-ner a nouveau une des autres commandes par menu PopUp a la souris, appelee par le bouton droit de la souris(figure 63).
X Annuler Blocpi Zoom Bloc (drag+bouton
tp+ Place Bloc
175 Copie Bloc (shift. drag mouse)
OD Inversion Bloc (alt drag mouse)
. Rotation Bloc (ctrl drag mouse)
gi Effacement Bloc (shift+ctrl + drag mouse)
Center
Zoom
ck zoom
Q Selection ZOOM
Q. Auto
Redessin
tai Se0^110,2 Ortai
X Fermer 63
10. La barre des menusLa figure 64 visualise les menus disponibles sur la barredes menus situee en haut de la fenetre de travail. Elle per -met recces aux lectures et sauvegardes des schemes,aux menus de configuration et a ('aide en ligne.
fichiers Preferences 12imenspons Pivers Potprocesseure 2DVsu side
64Le menu Fichiers (figure 65) se presente comme toutautre menu fichiers d'une application Windows. Les fonc-tions disponibles permettent la lecture des fichiers, la sau-vegarde des circuits imprimes cress et, enfin, la genera-tion des documents de tragages.II assure aussi ('exportation (au format GenCAD 1.4) ducircuit pour les testeurs automatiques.
n° 329 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE
Eichters Preferences Qimensions Qivers Pgstprocesseurs
b Charger Circuit Impnme (Ctrl 0)
Aiouter Circuit Imprime
Nouveau Circuit Impnme
; aecours
Procedente version
Sauver Circuit Impnme (Ctrl S)
Sauver C.I. sous
Implimer
Tracer
I3 s Eapo nor
lure modules
Quitter
CAkicad\demos\sonde xitimdsonde xilinxbrdCAlcicad 2007 \help \fr\demos \sonde xilinx\sonde xilinxbrdC:\kicad 2007 \demosisonde xilintaonde xilinxbrdClkicadidemos/sonde xilinx/sondexilinxbrd
65Le tableau de la figure 66 detaille les fonctions du menuFichiers.
Commend., el mans fichlora
[oar,. cucuropuou citTio",e2Z*nets.7is'a::9';:r.7.Li%:;;;!..e..n;."......,-.
1E 'V..' Cr".."*".A,....- P"........,ar.....4-4,11q. I. r...1rell'1.Z.:KOZVI:217.1!:;:;41:.':2........., 7,...6")..1"012F.ad
D,.......c.,,,,.,,,,,,.:57....................: se ra.f.a..0..-
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Fad YlattaVr* 4 or,. sew se wootesi, oo a.H cos* der ...NO,* SOS -etoOtti an laFa. I.,4..a.a al a ciaOaa X .: la.111..4arl a.,er... avvra., 5.%
11 Onloies,, :sot .-osoeseto. aNne.a. a. 9.(...10..... atrt.tir la coavi Ann^ S. VI ..,
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IDSamar Ceetut an,rrenk !.;::7:.....K..::! ,3 1.3,..,.-31.-*
in S.A.. C . sees Ss.owte t. 2,t,,,,,,tti :l+. ,o3,31,4 >We,ii 331.1 33,3e,
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Art... n.adul. V,..ir Ms ...........,,,Jea: aill .,...) 24 el..
OWN, :.c. salt.. .W11^ 66
Avec le menu Preferences (figure 67) ce sont les para-metres de configuration de Pcbnew que l'on Ore.
Preferences Qimensions
X/ jobs et Rep
4" Qouleurs
Options generates
Opbons l'affichage
4b Silecrtv: Frmte
115 Langage
auver Pcbnew Opbons
3 Lire configurabon 67
II permet, entre autres, de : selectionner les librairies de travail; choisir les couleurs d'affichage et autoriser l'affichagedes couches et des elements du circuit ; gerer les options generales (unites de travail, nombre decouches autorisees...).Le tableau de la figure 68 complete la description des dif-ferentes fonctions.
Commandos du menu Preferences
Lib, et Rep Sitlectron des librames do he, ad
ir"ii4.
Cwt.'s Chorddes couleurs d sikhage plus I aulonsaliondatichage des couches et des elements du &Kurt
Insor.bodn.s,dooutons..tilnLa.19,1 COMM, WOOS de tia al
it Options crollichags Lo gestion dos options 6 AI chap (Mies time
a h soh,on des tomes 5elect0n des lonies ;our les bolas de dialogue atichagernios
V3Langago Chat du langur/ del application
-110Sower Pot,,,Optto, Sa..21,dct' les ord,don Pibiltio sun un Ocheraiirn la
sotate ' pro
lire configuration Comet et Poe on fchou de configorstton Pam,
68
Le menu Dimensions (figure 69) autorise les reglagessuivants : largeur des pistes et dimensions de vias taille des textes et largeur des traits de dessins dimensions et caracteristiques des pastilles
Qivers Pgstproce
Pistes et visa
Dim Grille utilisteur
Textes et Traces
0 Caract pads
c,;) auver Pcbnew Opbons 69
Les details du menu sont presentes a la figure 70.
Commandos du menu Dimensionsti PHoes et VitttSMenu rat( Its &rnentrons del largeur de pstes et de:Mkt des Vat ilia, &lees interrootches moire:
. . . .
psds. Grille eeesetese Coniguiation des donensrons et chart de rupee domature ..... Is rile de orail
taxies rat Traces Cc:aviation des toilet et traces des elementsfrelltgue, et des modulesFit
0 Cara& pads Propped, CM colt 'pastrites; cocaine nor. numeroCosaion forme torte onentation portage
0 Sower Pcbnew Options Silfriegarde du faun de cant Duration en Delver' pro
70
Le menu Divers (figure 71) donne acces aux commandersuivantes :
Qivers PQstprocesseurs
Effacements generaux
F.; Lista equipots
6' Nettoyage pistes
Permutte couches
2D)
71
Dimensions
re 329 www.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE
commandes d'effacements generaux; listage selectif des equipotentielles; suppression des segments de pistes inutiles ou redon-dants; permutation entre couches de cuivre.Le tableau de la figure 72 presente le detail des quatrefonctions du menu.
Commandos du menu Divers
a, Eltorenreents GenerousEttacensents orec,s delernents comme zone tent,contourIf. 01 modules poles nlarqueutticomsosant
...m Uste oquipots Ustage select.t des eqwpotentPeSell
Id, '10" Y'g° Pi"" ICerr adasneeddoend'a'greets5c'ocrnn pdaeest:;ed.esn'enogns' e n.44"
Select,on et pennutabon de Mutes Its touches i COrnOn319e caucho composants senurash.e contours
72
Le menu Postprocesseurs (figure 73) permet la creationdes types de fichiers ci-apres :
PQstprocesseurs 2D Visu aide
Creer Modules Pos
E Cr4er Eichier percage
Creer Eichter Cmp 73
de placement des composants (pilotage de machinesde placement automatique); de pergage;
d'association composants/modules (normalementgenere par CVPCB).
Le tableau de la figure 74 complete le paragraphe prece-dent.
COnlInendee du menu Postprocesseurs
El c,..,,,.., c.,,........ cone...ant* .s..001 it nNNINN NntIrr.. ounsreout.R,Crest, kilo, do Dorsey. L.,`..1.4..,:t.,%;:,.. F....P.r..k. G.. ,,,10.1.
c,..., ,4,. trol-mawiCIN Jt.<1 ittyr .1azza,ti.on cm9asnia mc4Anna.. geNr Fmr C".1.2 8 .74
Enfin, pour achever cette cinquieme partie, faisons unepause en nous interessant a cette fabuleuse fonction de3D Visu qui permet l'acces a I 'ecran d'affichage en modetrois dimensions.La figure 75 montre I'exemple en trois dimensions du cir- cuit de sonde que nous avons déjà chargé.
75Pour obtenir cette vue avec le circuit imprime de la sondea l'ecran, faire un clic gauche sur le menu 3D Visu, puisun autre clic sur le menu suivant et, miracle, la vue de lafigure 75 apparait.Ensuite, attraper le fil blanc avec la souris en maintenantle clic gauche et en le deplagant. Genial, n'est-ce pas ?On peut observer le montage 3D sous differents angles.Apres avoir explore et manipule Pcbnew, nous visiteronsle logiciel complementaire Wings qui permet de creertoutes sortes de composants pour aboutir a une vue 3Ddes circuits imprimes realises.
Voila cette cinquierne partie achevee. En attendant lasuite de ce tutorial, nous vous invitons vivement a mani-puler les nombreuses commandes precedemment reve-lees afin de vous familiariser avec Pcbnew avant de nousattaquer a la partie concrete de la realisation du circuitimprime de notre schema de formation.
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ire 329 vvww.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE 19
Dumpeur experimentalde cartes synchrones
L'exploration d'une cartea puce a toujours etepassionnante, c'estpourquoi nous vousproposons la realisationd'un montage permettantde lire le contenu d'ungrand nombre de tele-cartes de type synchrone.
a technologie des cartes apuce a enormement evolueces dernieres annees. C'estpratiquement dans tous les
domaines que nous Ia retrouvonsaujourd'hui, que ce soit pour telepho-ner, se garer (parcrnetres), laver sonvehicule et autres . distractions ..Le montage decrit dans ces lignesvous permettra de lire, a titre d'infor-mation bien sin., le contenu de cesdiverses cartes. Ces informationsseront utiles aux collectionneurs et atoute personne desirant se familiari-ser avec les telecartes.
Bref historiquede Ia telecarte
Les premieres utilisations de la « cartea puce » datent de 1984, dix ansapres le depot d'un brevet parRoland Moreno.Les telecartes de paiement telepho-nique, quant a elles, font leur appari-tion en 1987 sous ('appellation T1G(Telecarte premiere generation)memoire d'EPROM NMOS dont lacapacite est de 256 bits.En 1991, Ia position de Ia puce sur Iacarte plastique se normalise (positionISO) et remplace l'ancienne position(AFNOR) comme illustre en figure 1.C'est au mois de mai 1993 que latelecarte de deuxierne generation estproduite (T2G) avec une memoire de512 bits.En novembre 1999, les ventes detelecartes atteignent le milliard. Ces
cartes sont dites . synchrones . car,comme nous le verrons plus loin, lesinformations sont echangees au ryth-me d'une horloge dont le role est desynchroniser les echanges.La telecarte T1G n'est, en fait,qu'une simple memoire EEPROM surlaquelle on peut lire les informationscontenues dans chacune desquelque 256 cellules au moyen d'unsignal d'horloge.Lorsque Ia broche de lecture/ecriture(ISO/2) est positionnee en mode lec-ture et apres un reset de la telecarte,chaque top d'horloge envoye sur('entree « clk . de la memoire permetde lire, sur Ia broche I/O (ISO/7), lavaleur du bit correspondant a la cellu-le memoire concernee. Cela, en corn-mencant par l'adresse 0 (suite a ('ini-tialisation).En 256 tops d'horloge, on a lu tout lecontenu de la memoire.En mode programmation de bits, unetension de + 21 V doit etre appliquee
sur la broche « Vpp . (ISO/6) et labroche . Write . (ISO/2) doit etrepositionnee a « 1 ».
La telecarte T2G est un peu plusqu'une simple memoire EEPROM. Eneffet, celle-ci comporte des comp-teurs et des cies de certificationsmasquees par des . 1 . (securite obli-ge). Notez, au passage, que la capa-cite de cette memoire passe a512 bits et que cette fois-ci une ten-sion de + 5 V est suffisante pour laprogrammation.Pour la lecture, le principe est le
meme que sur la T1G. On peut liresuccessivement les informations des512 cellules lorsque la broche de lec-ture/ecriture (ISO/2) est positionneeen mode lecture (figure 2). Chaquetop d'horloge permet alors de lire viala broche I/O (ISO/7) la valeur du bitcorrespondant a la cellule memoire.Dorenavant, 512 tops d'horloge sontnecessaires pour lire tout le contenude Ia telecarte.
NV 329 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
73 62 S
5 1 4
3AFNOR 7
't
RFU !reserve POW usage lulu" r I us10 (donne.,Vpp (tenson de pronnumnahonGodRFU Intrentre pour ...Aga 5rtur r roeC14 (nortoge)WnteVet
2
3 7
.1
ISO
B RFU Intsenee Pew utrego for.), 5747 I/0 rdonneeet6 Vpp (teneron de wograrnroanont5 Gnd4 RFU (rften, Pare WV. NW')3 Ger thernoge)2 WnteI VW
/VIP.
I
Gnd
SV
Mod, lector*
Gnd46yDRY NW -
2
D1
1N4007
Pile+ 9V
D21N4007
M/A-1110+-4,--0/c,
Regulateur
S +5 V7805
'-' C3 C4TOO pF 100 nF
Alm =9V Cl C2
100pFT100nF7117 9777:
C10 0 C1115 pF 4 MHz 15 pF
HUH.9 10 19
8
20
+5 V
R1
1 IQ
Raz R2100 12
0-1
4,7 pF
1 3
SUB D9 points male
(0O 0
1 6 2 713
7 8
0 0
8
0 0
4
C8
9
4,7 pF
13 4
5
5 6
C74,7 pF
C1+ C T2out R2in Rim
IC2MAX 232
C2+ C2- V-
Rlout T2in R2out Vcc V+ Gnd
12
c5+ 10 pF
1
10
R5220 12
17
9
18
16
+5 V
2 15
+ 9717!
C974,7 pF
Oscl_ Osc2
RB4 RB5
Vss Vdd
RB6 RB7
IC1
PIC 16F876A
MCLR TX RX
RC4 RC3
25
WR
26
RST
27
CLK
ISO - 2 ISO - 4 ISO - 3
Connecteur carte a puce
Principe
Le schema de principe, relativementsimple, de notre montage est donneen figure 3. Le cceur du montage estA base d'un PIC 16F876. Les brochesRB4 RB5 et RB6 du PIC permettentd'appliquer a la telecarte les troissignaux « Write 77, « Reset » et « Clock
et Ia broche RB7 permet de recueillirle signal « I/O » correspondant auxdonnees lues.Le microcontroleur est cadence a lafrequence de 4 MHz et interface avecle port serie d'un PC, celui-ci permet-tant l'affichage et le traitement des
28
I/O
R665--1
ISO 7
F-2,2 kr2
O
+5 V
informations provenant de la telecar-te a lire. Le circuit MAX 232 remet enforme les signaux issus du PC vers lePIC et inversement. La liaison serieest parametree cote PC et microcon-troleur en 9 600 bauds/8 bits de don-nees, aucune parite et 1 bit de stop.L'alimentation du montage est assu-ree soit par un bloc secteur de 9 V,soit par une pile de 9 V. Un regulateurde tension de type 7805 fournit le+ 5 V au montage. Deux diodes deprotection 1N4007 (une pour le blocsecteur et une pour la pile de 9 V)permettent d'eviter les inversionsd'alimentation.
15
R3470 U
Dell
14
R4470 LI
De12
3
Fonctionnement
La selection d'un type de carte, puisl'appui sur le bouton « Dump » depuisle logiciel PC, transmet au PIC via Ialiaison « serie » l'etat des signauxappliquer a Ia carte ainsi que la taillede la memoire a lire.Le PIC applique les signaux« Reset », « Write » et « Clock » (CLK)a Ia telecarte et transmet alors imme-diatement sur Ia liaison « serie » le biten provenance de l'adresse courante.Le programme du PIC se nomme
dumperhex II est integre dans lefichier zippe a telecharger sur notre
re 329 wwvv.electroniquepretique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
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2:11/6:20:6:0A: - 00:0414;40: : se (0Vi 0,4010:00:00; - 1101:07014102 IVNB 0101:050000: 0:2:00014154 66 66
064 1;1;1;1;00:11;1; 1;1:10411:301:1; IS 15REG 1:1;11;1:1:1:1; - 1:1:1:1:1;1;1:1: 6/ iF1166 1411:121110:11 - 1,1113101:0611; ISSR 1:10:1:1:10:0 - RR466 /11110;14411: - 111111111110111
1:1;41:1:1;1;1; 1;1:1;10;1:01; IT 11Vi 1:1:1011110:0- /11111101111:1: :12,S96 111:001:10:1; 1:1:1:1;1;010; e lf
Informations sur la carte
t}prdecoRdetects4 t2G
N. do Am 393161019
Asvloakar Coo 1142166.761
iabwant 6460tUS
Pay, nose
14014411TUIlibet %vest
Newbodurielolccotom-Sel.1 23
RC621016. CE
Otisalcoup
113 Le logiciel de commandeue Wow:FR
site internet (www.electroniquepratique.com).Le logiciel via la liaison seriereceptionne les informations revueset lance un traitement des la fin de latransmission. En fin de traitement, lelogiciel ouvre le fichier « param.ini » etcompare les bits regus par rapportaux informations de ce fichier.La derniere operation consiste a affi-cher les informations a l'ecran quicomprennent le vidage memoire de lacarte et les informations decodees.Un fichier nomme f1 log.txt ii est creea cheque lecture d'une telecarte.
ft parorn lni Bloc -notes
rn., cam tom* *Woos
loctet16.7]valeur-Nombre d'unites : 60 unitesPhoto.t2g jpg
fact et16-6]valeur.gombre d'unites : Si unitesphott.t2g. jpg
aleore d'unites : SO unitesphoto.coloss.jpg
(0ctet16.4]valeur-Nombre d'unites : 25 unitesphot o -t 2g. jpg
loctet16-11valeur-NomOre d'unites : S ou 10 unitesphoto-t2g. jog
Autres Pays
octets 0 2 3
'Pays
(cetera -3.582061]vireur.eays ; Australie
4:724;9!0::10,u.[oeten-3=9820Fr]vileur.Pays : Ooswana
[octet0-3.99281C]valour -Pays : Canada
[OCtet0.3-983080valeur.Pays : Croatie
(octet0-3.6822171valeur-Pays : Angleterre
!:;;:%;!;:°!Ti...gne(Oct:n4;10711i.io.
[otteto-s-102132F)valeur.Pays : Roumanie
[act et0-3.E830Cr3aleur.Pays Aussie
(octei0-3.10261F)valeor.Pays : Venezuela
CARTE T1G 50 unites
0 1.1.0 1 0 0.1.1 o:o.o.o,O;Lom, 2 D3 0.116 08 4832 1:0.111011 - 111.1 69 Type48 9:0.1.1.0 0,1- 09 33
Unites grillees pour test84 1.1..0.00111 -,4141:1 Ai A.1 C7 17
80 Illingallt 0:0.0.0, :11 10 06Noinbre d'undes
96 4.1.11111.1. 11.1.11111 FF FFUnites consornmees
112 j111111ii 1 i 1 I I:11, FF FF128 .1111111: 111111.1 FF FT A
e:mture fibre144 !MIMI III 1I-1) FF F0160 0.0 01) 0.01)i). 0.0 0 0.0 0.0.0: 00 00176 00.010.0 0 0.0 . 00.0 0 0 0, 00 00192 040.0.0 0,0 () 0. - 0.0 0..0 0 0 0.0. 00 00208 00.0.0.100.0 0.0 0 0 0.00 (.1. 00 00224 0.041.0J) 0.0.0 -
0.0 (10 0 (1.0 0: 00 00240 0.0.0.0.0 0.0.0., 1.1 I I 1 1.1 1 00 FF
CRC. 63
N° de sere
6
Le logiciel est realise en Visual Basic 5,celui-ci pourra etre eventuellementlance depuis une cle USB (figure 4).Ce logiciel fonctionne avec les ver-sions 9x et XP de Windows. Commed'habitude, vous pouvez telechargergratuitement le logiciel sur le site dela revue ou sur le site de l'auteur.
Mode operatoireSelectionner, dans un premier temps,
defaut) puis cliquer sur le boutonSauvegarde parametres Ensuite,
avec les boutons d'options, choisir letype de carte a lire, puis cliquer sur lebouton « Dump » pour visualiser lecontenu d'une carte. La led rouges'eteint des le debut du « dump » etla led verte clignote selon Petat du bittransmis. En fin de transmission, laled rouge s'allume et le port « COM »est alors libere.II est possible d'imprimer les informa-tions correspondantes a la carte avecle bouton « imprimer ». Des informa-tions complementaires peuvent etreajoutees manuellement, notammentle fabricant de la carte (renseigner lechamp « 1 lettre du numero de serie »),
la lettre est inscrite sur la telecarte oubien encore la date d'emission.II est egalement possible d'enregis-trer le contenu d'une carte (bouton
Enregistrer sous »).Pour comparer le contenu de deuxcartes, vous pouvez ouvrir unedeuxieme fenetre avec le bouton
Ouvrir/Compare », une boile de dia-logue « Ouvrir . vous demanderaalors le nom du fichier a visualiser.
n° 329 vvww.electroniquepratlque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
NomenclatureResistances 1/4 W - 5 'o
R1 : 11(Q (marron, noir, rouge)R2 : 100 Q (marron, noir, marron)R3, R4 : 470 Q (jaune, violet, marron)R5 : 220 Q (rouge, rouge. marron)R6 . 2,2 kc2 (rouge, rouge, rouge)
CondensateursC1 : 100 pF/16 VC3 : 100 pF/16 VC5 : 10 pF/16 VC6, C7, C8, C9 : 4,7 pF/16 V02, C4 : 100 nFC10, C11: 15 pF
Semiconducteurs101: PIC 16F876 AIC2 : MAX 232Dell, De12 : diode o 5 mm (rouge etverte )D1, D2 : 1 N4007 ou equivalent7805: regulateur 5 V
DiversC) : quartz 4 MHz1 support DIL tulipe » 28 broches
etroit1 support DIL < tulipe » 16 broches1 dissipateur pour 78051 bouton poussoir pour CI1 prise SUB -D 9 points male pour CI1 jack alim. femelle coudee pour CI(5,5 x 2,1)1 cordon serie femelle-femelle (cf. texte)1 inter miniature pour CI1 connecteur pression pour pile 9 V1 connecteur pour carte a puce(exemple : ITT Cannon)
La lecture d'autres cartes synchronesest realisable en selectionnant le
bouton d'option « Autre Ce choixvous permettra, par exemple, de lirejusqu'a 1024 bits sur une carte.
Informationsdu fichier param.iniC'est avec ce fichier parametrableque vous pourrez modifier certainesfonctionnalites du logiciel, notam-ment le type de carte rencontre, oubien encore la photo de la telecarte aafficher lors d'un « dump . Le coda-ge du nombre d'unites de la telecarteet le pays emetteur sont egalementparametrables depuis ce fichier(figures 5 et 6).
Realisation
La figure 7 donne le dessin despistes du circuit imprime. Les per -cages des trous se feront a o 0,8 mm
Connecteur deCarte a PuceITT CANNON
R6 I-
-( n2 11]- -1 11 m
DEL DEL1 2 _L
+0+0
C 0
BP)
Inter Marche/Arret
DB9M
Bloc secteur9V
500 mA
8
re 329 wwwelectroniquppratique.com ELECTRONIOUE PRATIQUE
PC
DB9F
9
Platine
DB9F
et o 1 mm pour le passage des pattesdes composants les plus larges.La figure 8 presente ('implantationdes composants.Souder, dans un premier temps, parordre de taille les resistances, lesstraps, les supports DIL, les conden-sateurs et le quartz.
Terminer par les leds, la prise DB9, leconnecteur jack de ('alimentation.Le cordon serie >, reliant la platineau PC peut etre realise avec du fil ennappe et deux DB9 femelles en sui-vant le raccordement precise en figu-re 9.Si vous achetez ce cable, faitesattention, les his ne doivent pas etrecroises (2 avec 2 et 3 avec 3).La platine est capable de traiter uneprogrammation en Bootloader, la
broche 4 de la DB9 permettant derealiser un « reset » de la carte.
Mise en service
Une fois le PIC 16F876 programmeavec le fichier . dumper. hex » et apresavoir verifie qu'aucun court -circuiteventuel n'est present, que lesvaleurs des composants et leur sensde montage ont Ate respectes, ali-
menter le montage soit avec un blocsecteur (200 mA ou plus) positionnesur 9 V, soit avec une pile de 9 V.Connecter le PC avec le cable tel quedefini en figure 9 et lancer le logiciel
dumpeurexe » que vous avez tele-chargé.Inserer une telecarte, selectionner letype de carte avec les boutons d'op-tions, puis cliquer sur le bouton
dump » afin de visionner le vidagememoire de la telecarte presente.Nous esperons que cet article vousaura fait decouvrir le monde passion-nant des cartes synchrones encorebien implantees dans de nombreusesapplications.II restera a etudier, par la suite, unautre type de carte base, cette fois,sur des echanges asynchrones.
P. MAYEUX
http://perso.libertysurffr/p.may
CD.01
Fichlers PDF 145 pages
a 11
2A3
9 AMPLIFICATEURSDE 9 Wen A 65 Weft
TRIODESTETRODESPENTODES
6550
- - .1
845
30
`SI\
I
845
oh7189/EL84
7i OA
7189/EL84300B
Et si vous realisiezvotre ampli a tubes...
Une selection de 9 amplificateursde puissances 9 Weff a 65 Weff
a base des tubestriodes, tetrodes ou pentodes
Des montages a la port& de tousen suivant pas a pas nos explications
Je desire recevoir le CD -Rom (fichiers PDF) « Et si vous realisiez votre ampli a tubes... n
France : 30 Union europeenne : 32 Autres destinations : 33 (frais de port compris)
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ri" 329 wwvv.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE. PRAIIQUE
Minuteur, cadenceuret retardateur
Cette realisation va vouspermettre de commanderun apparell electriquesuivant une periode, unmode de fonctionnementet une duree program-mables. La platine estcapable, a partir d'unmenu selectionne depuisun afficheur alphanume-rique de quatre lignes, decommander un relais ouune sortie a triac.
rois des six boutons/pous-soirs (B/P) de la platineservent a se deplacer et aselectionner les options
dans le menu presents par ('afficheur.Parmi les trois autres, un permet depasser en mode « rapide » pour laselection des durees de programma-tion. Les deux autres lancent ou erre-tent le depart de Ia fonction parame-trable selectionnee.Les differentes possibilites offertespar ce montage sont les suivantes : Mode « minuteur » allant de 1 se-conde a 65 535 jours Mode « retardateur » allant de 1 se-conde a 65 535 jours Mode « cadenceur » allant de 1 se-conde a 65 535 joursChacun des modes permet de com-mander un appareil ou une fonctionpartir soit d'un relais, soit d'une sortiea triac, soit des deux sorties simulta-nement (figure 1). Une des particula-rites du mode cadenceur est de pou-voir, a cheque cycle, commanderalternativement ou le relais, ou la sor-tie sur triac. La sortie a activer peutegalement etre uniquement le buzzerequipant Ia platine.
Choix dans les menusPremiere ligne a afficheurLa premiere ligne de ('afficheur definitla fonction a realiser. Pour pouvoir la
fl
4-=11.51.
71CDN6.3
0 a 0_ 0 0 :6: a 0
,r0177, 73 CS CD CD 6 CD 6 6 45 Z.%
orict i ITIinutet.:ii-PPriodP: CP I_,'nde
DurPP : 5
QICIEW AUMselectionner (clignotement du curseursur cette ligne), appuyer sur le bou-ton/poussoir de selection de ligne.Vous avez ensuite, depuis les deuxboutons/poussoirs droit et gauche,les choix suivants : Mode « minuteur ». Ce mode enclen-che Ia sortie selectionnee des l'appuisur le bouton/poussoir « marche »pendant Ia duree definie. Duree :
entre 1 seconde et 65 535 jours. Mode « cadenceur ». Ce mode en-clenche la sortie selectionnee desl'appui sur le bouton/poussoir
marche » pendant le temps Mini,puis desactive cette sortie pendant Iamerne duree, puis l'actionne, etc. Lafin du cycle se termine des l'appui surle bouton/poussoir . arrest ». Duree :entre 1 seconde et 65 535 jours. Mode « retardateur ». Dans ce modela sortie selectionnee est activee unefois que le bouton/poussoir « marche »est actionne et une fois la temporisa-tion definie echue. La sortie restealors active tant que le B/P « am& » n'est
pas actionne. Duree : entre 1 secon-de et 65 535 jours.
ire 329 vvvvvv.electronlquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE
0 000000000000000 0
Fonction:MinuteurPeriode:SecondeDuree:25Sortie: relais
0 0
0BP
A
V
0BP
0BP
1
OBP
Avancerapide
Mode ,, marche ». Ce mode permet,des ('appui sur le bouton/poussoir
marche », d'enclencherdefinie et ce instantanement. L'arretest alors actif des ('appui sur le B/P
wet ». Le temps de fonctionnementest indique sur l'afficheur (jusqu'a65 535 secondes). Mode ct parametres ». Ce mode per -met de definir la duree de fonctionne-ment du buzzer des qu'un cycle esttermine. Duree : entre 1 et 255 se-condes
Deuxieme ligne 4( afficheur »La deuxieme ligne de l'afficheur defi-nit Ia periode a utiliser pour la fonc-tion choisie. Une fois cette ligne acti-vee (clignotement du curseur surcette ligne), avec le bouton/poussoirde selection de ligne, vous avezdepuis les deux boutons/poussoirsdroit et gauche les choix suivants : Periode : Seconde Periode : Minute Periode : Heure Periode : Jour
Troisieme ligne cc afficheur »La troisierne ligne de l'afficheur definitla duree a utiliser pour la fonctionchoisie. Une fois activee (clignote-
0BP BP
Depart Arreit
ment du curseur sur cette ligne), avecle bouton/poussoir de selection deligne,
tons/poussoirs droit et gauche leschoix suivants : Duree : 1 a 65 535Un appui sur le bouton/poussoir droitajoute une unite, un appui sur le
gauche enleve une unite. Pour reali-ser un comptage rapide, appuyer auprealable sur le bouton/poussoir. rapide » et maintenir celui-ci tout enactionnant un des deux boutons/pous-soirs d'incrementation-decrementation.Un relachement du bouton/poussoir
rapide » permet de revenir a l'etatnormal. Un appui simultane sur lesdeux boutons force la valeur de laduree a 1.
Quatrierne ligne cc afficheur 11La quatrieme ligne de l'afficheur defi-nit la sortie a commander des que lecycle est lance. Une fois cette ligneactivee (clignotement du curseur),avec le bouton/poussoir de selectionde ligne, vous avez depuis les deuxboutons/poussoirs droite et gaucheles choix suivants : Sortie relais. Le relais est le seul aetre enclenche des que le cycle estlance.
Sortie triac. La sortie a triac est laseule activee Sortie relais-triac. Les deux sortiessont activees en merne temps Aucune sortie. Seul le buzzer. estactif des le cycle termine Memo eprom relais. Memorise lecycle present. A chaque mise soustension, c'est cette fonction qui seraproposee par defaut. Memo eprom triac. Memorise lecycle present. A chaque mise soustension, cette fonction sera proposeepar defaut. Memo eprom buzzer. Memorise lecycle present. A chaque mise soustension, Ia fonction sera proposeepar defaut.
Fonctionnement
Relativement simple, le schema deprincipe est donne en figure 2.Le cceur du montage est a base d'unPIC 16F876. Le microcontroleur estcadence a 4 MHz. L'afficheur est dutype . parallele » en huit broches dedonnees. Le microcontroleur, quant alui, est configure en quatre bits pourle pilotage, ce qui explique que seulsquatre bits de donnees sont relies al'afficheur (RB4 a RB7).La sortie RB3 du microcontroleurpilote un relais via le transistor2N2219 monte en emetteur commun,ce qui permet Ia commande du relaisalimente en 12 V.Une diode de . roue libre » en paral-lele sur la bobine permet d'eviter lessurtensions dues aux effets de selfqui peuvent etre destructrices pour letransistor et Ie microcontroleur. Pourla sortie a triac, Ia broche RC4 dumicrocontroleur pilote un opto-triacde type MOC3041. Ce composantpermet le pilotage depuis une sortielogique d'un composant de puissancetel qu'un triac. L'interet d'utiliser untel composant est, bien sur, d'isoler galvaniquement » le microcontro-leur du secteur 220 V.Le MOC3041 a egalement ete choisipour son circuit de . detection de pas-sage a zero », ce qui signifie que l'onpilote le triac de sortie lors du passa-ge a zero de la tension secteur. Cedispositif permet d'eliminer de nom-breux problemes de parasitage etevite de commander le triac en charge.
re 329 wwwelectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
D1 Regulateur1N4007
M/A
T Pile+ 9 V
W 02 +12 V (+9 V)-7- 1N4007
7805
Alum
12V C1 C2
100 pF 1100 nF
47: 717
C615 pF
9
IS. +5 V
C3 ='100
C74 MHz 15 pF ,
10 19 20
+5 V Reseau
Res 1 kit
Bp Arret...IL
FO0
C4
10 pF
,+5
11(0
C5
R1
V
-J.,
Bp11 Ide
Bp Depart
-
- -i
BP {-
BP -÷
0
IO
0
00 nF
97j-+
,
0---41. N N
IC7
R5470 S2
MOC3041
777;
R4220 i2
15
4
TRIACBTA 08
G
R6470 SI
T
Osc1 Osc2 Vss Vdd
RB3
MCLR
ICIPIC 16F876A
00" (*) 0a')0co RC4CC C4 CC Ce cC CC
RB1 RB2 RB4 RB5 RB6 RB7
RAO
RA1
+12 V
Relais12 V
D31N4007
Ti2N2219
2
24
R32,2 kiI +5 V
O
22+5 V
P1
10 kil
4 5
23
6
25
11
26
12
27
13
28
14
RS R/VV D4 D5 D6 D7
AFFICHEUR4 x 20 Caracteres
2
Fus--1 A
UtilisationA2
A
Cavalier
Buzzer
R2470 52
Led
220 V
3
MOC 3041
Zerocrossing
circuit
Le schema interne du MOC 3041 estdonne en figure 3, celui-ci se presen-te en boitier plastique a six broches.Les deux resistances (R5 et R6) de470 Q, connectees d'une part a latension secteur et, d'autre part, auxbroches (4) et (6) du MOC 3041, per-mettent a l'opto-triac de detecter lepassage a zero de la tension secteur.La sortie de l'opto-triac, broche (4),commande la gachette d'un triac. Cecomposant de puissance est assimi-lable a un interrupteur que l'on vient
fermer si on presente un signal surson electrode de commande (gachet-te ou gate en anglais). Une resistancede 220 52 limite le courant dans l'en-tree de I'opto-triac. Sa valeur minimalede declenchement est d'environ 15 mA.Chaque appui sur un des boutons/pous-
soirs est traite par logiciel afin d'eviterles rebonds.L'alimentation du montage est assu-ree soit par un bloc secteur de 12 V,soit par une pile de 9 V. Un regulateurde tension de type 7805 fournit le 5 Vau montage. Deux diodes de protec-tion 1N4007 (une pour le bloc secteuret une pour la pile de 9 V) permettentd'eviter toute destruction de compo-sant dans le cas de ('inversion des filsde raccordement de ('alimentation. Lemontage consomme environ 120 mAlorsque le relais et le triac sont com-mandos.
Mode operatoireet fonctionnementMise en serviceUne fois le PIC 16F876 programmeavec le fichier . minuteurhex veri-fier qu'aucun court circuit nest pre-sent entre pistes, que les valeurs descomposants et les sens d'insertionont ete respectes. Alimenter le mon-tage soit avec un bloc secteur (200 mAou plus) positionne sur 12 V, soit avecune pile de 9 V. A la mise sous ten-sion, la led clignote une fois et unmenu doit s'afficher. Noter qu'un *lo-ge du contraste de l'afficheur peutetre necessaire via le potentiometre P1.
Exemple 1Ce mode ecrit un exemple de fonc-tion (minuterie de trente secondesavec sortie relais).
re 329 www.eleetroniquepratique.com ELEQTRONIQUE PRATIQUE
520 V
MINUFEUR - CADENCEURRETAROATEUSVERSION t.0
05/E008
4
+12 V
RellNAIS
DC12VDS 2E
T12N2219
+12 V
R3
0 21=02kJ/
Borniersde sortie
La platine alimentee, selectionner lapremiere ligne de I'afficheur (afin deprogrammer la fonction choisie) a ('ai-de du bouton « selection de ligne o.Le curseur clignote alors en premiereligne. Appuyer sur le bouton . droiteou « gauche » afin de faire defiler lesfonctions possibles. Selectionnerpour I'exemple (minuteur). Un appuisur le bouton « selection de ligne .envoie le curseur a Ia deuxierne ligne.Selectionner avec les B/P « droite » et
gauche » Ia periode (seconde).Un nouvel appui sur le B/P de
selection ligne » permet d'aller en
PIC
P7;!
Relais depuissance
12 V
220 VPh
220 VN
troisierne Iigne de I'afficheur. Avec lesB/P « droite » et « gauche », indiquerune duree de (30). La possibilite estde 1 a 65 535. Appuyer une dernierefois sur le B/P de « changement deligne » et indiquer avec les B/P « droi-te . ou « gauche » la sortie (relais).La fonction est alors programmee.Appuyer sur le bouton/poussoir
depart Ia led s'allume et le relaisdoit s'enclencher. L'afficheur indiquea cheque seconde le temps restantavant la coupure du relais. Au bout detrente secondes, le relais « chute » etle buzzer retentit si le cavalier sur la
5
platine est present. Un nouvel appuisur le B/P « depart » relance la minuterie.
Exemple 2Programmation du temps de fonc-tionnement du buzzer.Sur la premiere ligne de I'afficheur,indiquer (parametres). Sur la deuxie-me ligne, la periode est en secondes.Sur Ia troisieme Iigne, indiquer laduree souhaitee de fonctionnementdu buzzer (1 a 255 s). Sur Ia quatrie-me ligne, la sortie doit etre sur (sortiebuzzer). Appuyer sur le B/P « departle message suivant (duree enregis-tree) s'inscrit alors sur la quatrierneligne de I'afficheur pour indiquer la sau-
vegarde de ('information en EEPROMdu microcontroleur.
Exemple 3Programmation de Ia fonction par&Mut.Sur la premiere ligne de I'afficheur,choisir une fonction (par exempleretardateur). Sur Ia deuxieme ligne,selectionner une periode (exemple :minute). Sur la troisierne ligne, indi-quer Ia duree souhaitee de fonction-nement (1 a 65 535). Sur la quatrierneligne, indiquer Ia sortie souhaitee
n° 329 www.electruniquepratique.com ELECIRONIQUE PRATIQUE
Sortie 220 V
0
0
00oooo0o0oo0oo
p
0
1
® P1 --f as I- 11 Fusible 1 A 6) e S e4 R6 I -(/) 0 -D m
0 C CD 0 BP 13P
-s -s -s D Droste GaucheTriac
(o RES 1r -t- CD - CO-4 _R4 I- 0- CD 0 ,-P.
0 '"Th BPCD CL -
N) CD 0BP
Arret
05
0 CDU
0CG
Selection
BPRapide
,[pj
ligne
-1 Ul =CD (...n
CD
il c-) --. 0 DCl) D C
Cavalier._,-._.
coi__1
Buzzer
CL r-l-
CD CD
--I RI I- BP D6virtCI C4 I
-I D2 llF Hil DI H-s+
R1-1 12 V
H [)
o
555GS z
t R CREG 7805 0
Afficheur alphanumerique4 x 20 caracteres
A
Inter
Bloc secteur12 V
500 rnA
6
(exemple: memo EEPROM Triac).Appuyer sur le B/P « depart », le mes-sage suivant (memo enregistree)s'inscrit alors sur la quatrieme lignede l'afficheur pour indiquer la sauve-garde de la fonction en EEPROM dumicrocontroleur. A la mise sous ten-sion, la fonction ainsi programmeeest affichee par defaut.
Sortie sur un relais de puissance
Le relais implante sur la platine estd'un type supportant 0,6 A sous125 Vac par contact. Possedant deuxjeux de contacts, ceux-ci sont mis enparallele afin d'augmenter le courantd'utilisation. Pour des puissancessuperieures, it conviendra d'ajouterun relais de puissance selon le sche-ma propose en figure 4.
NomenclatureResistances 5 %Res 1 : Reseau de resistances8 x 1 k52 (9 pins)P1 : Potentiometre multitours 10 k52R1 : 1 k52 (marron noir rouge)R3 : 2,2 kc2 (rouge rouge rouge)R4 : 220 0 (rouge rouge marron)R2, R5, R6 : 470 S2 (jaune violet marron)
CondensateursC1 : 100 pF/63 VC3 : 100 pF/16 VC5 : 10 pF/16 VC2, C4 : 100 nFC6, C7 : 15 pF
SemiconducteursIC1 : PIC 16F876IC2 : MOC 3041TRI1 : Triac BTA 08 (8 A 400 V)TR1 : 2N2219 ou equivalentDELI : diode electroluminescente 5 mm
D1, D2. D3 : 1 N4007 ou equivalentRegulateur 5 V : 7805
DiversQuartz : 4 MHz1 support DIL tulipe » 28 broches/etroit1 support DIL « tulipe >, 6 broches1 dissipateur pour 78056 boutons/poussoirs pour CI1 relais 12 V type NAIS DS2E-S-DC12 Vou equivalent1 buzzer 5 V1 afficheur alphanumerique 4 x 20 carac-teres (acces parallele)1 jack alim femelle/coudee pour CI (5,5x 2.1)1 inter miniature pour CI1 connecteur pression pour pile 9 V3 borniers pour CI (2 entrées)1 bornier pour CI (3 entrées)1 cavalier pour CIBarrette - seeable
n° 329 www.electrontqueprotique.com ELECTRONOUE PRATIQUE
Le triac de sortie peut, quant a lui,commander des appareils connectesa des tensions alternatives comprisesentre 12 V et 220 V (photo A).
Cas d'une utilisation avec alimen-tation en 220 V.Avant de relier le 220 V, penserreverifier le circuit de puissance.Le montage, pour des raisons desecurite, doit etre insere dans unboitier en plastique.En cas de non fonctionnement, nepas toucher les composants, notam-ment le triac, le fusible ou le circuitMOC 3041, sans avoir au prealabledeconnecte le secteur 220 V.Le triac supporte au maximum 8 A,ce qui correspond theoriquementune puissance de 1500 W. Le fusibledu montage est un 1 A qui limiteune utilisation de 220 W maximum.
SchaefferNMI LEI
Dans le cas de plus fortes puis-sances, it est imperatif d'augmenterla largeur des pistes du circuit impri-me, notamment celles de sorties dutriac.Faute de quoi, le circuit imprint:chauffera en raison de l'intensite ducourant traversant les pistes, echauf-fement qui conduira, a terme, a unedestruction du cuivre.
Realisation
La figure 5 montre le dessin despistes du circuit imprime. Les perca-ge des pastilles se feront a 0,8 mm et1 mm pour le passage des pattes descomposants plus larges.La figure 6 indique 'Insertion descomposants.Souder, par ordre de taille, les resis-tances, les straps, les supports DIL,
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les boutons/poussoirs, les condensa-teurs, le quartz, le regulateur, le triac,le transistor et terminer par la diodeelectroluminescente, le connecteurjack de ('alimentation, le support defusible, le relais et l'afficheur.
Conclusion
Cette platine « multifonctionnalitesvous permettra de commander undispositif de facon simple et convivia-le, les plages de fonctionnement sontrelativement importantes.La commande de ('ensemble . affi-chage » et « traitement des informa-tions » est une fois de plus confieeun microcontroleur, ce qui simplifieenormement la tache.
P. MAYEUXhttp://perso.libertysur-f.fr/p.may
....tr .Et si vous realisiezvotre chorine hi-fia tubes...
8 omplls de pulssonces4 6 1E0 Wet?4 priomplis
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Mesure du champ RFal&Reglage d'atennes en UHF
Nous publions, depuis fortlongtemps, des realisationsbasees sur des moduleshybrides RF. Ces derniersetant d'une extreme fiabiliteet d'une grande simplicitede mise en oeuvre, it suffitde les utiliser suivant lesrecommandations preconi-sees par le constructeur.Leurs portees, pour les moinspuissants (0 dBm - 1 mW),n'atteint que quelquesdizaines de metres.Quant aux plus puissants(+10 dBm - 10 mW), desliaisons avoisinant les millemetres peuvent etre obtenues.
our parvenir a ce resultat,it convient d'optimiser lerendement de l'emetteurpar ('utilisation d'une an-
tenne tres bien accordee et d'un plande masse soigné. II faut donc dispo-ser d'un appareil permettant d'appre-cier correctement le champ RF gene-ra par l'emetteur et rayonne parden. Dans cet article, nous vous pro-posons la realisation de ce « mesu-reur de champ ».Le terme « mesureur de champ » esttoutefois inexact puisque nous nemesurons pas avec exactitude le
champ electrique rayonne par l'an-tenne. En realite, nous ne pouvons
AntenneVurnetre U que « apprecier » ce champ. Cepen-
dant, par comparaisons, nous pour-rons evidemment savoir si tel emet-teur est plus puissant que tel autre,ou si une antenne est plus efficaceque l'autre. Nous reviendrons sur cepoint lors des essais.Le mesureur de champ le plus simpleque Ion puisse concevoir est repre-sent& en figure 1. L'antenne transmet
les ondes radioelectriques a un cir-cuit LC, circuit accords sur la ff.&quence a recevoir. Le signal estensuite redresse par une diode, depreference de type Shottky (tensionde seuil de 0,3 V), filtre par uncondensateur et appliqué a un
vumetre dont la sensibilite doit etre laplus elevee possible (50 pA a 100 pA).Si ce circuit a le merite d'être des
re 329 www.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
VC'0- 4,24TAOF i.a
LOOP r IL
(PC)
RX2M-433
SYNTH
CPU
13.aTOO
-1 OF
71. 'MN,
WIN Elia
_ft
Lc
0
PI (n00 )(C,
02 MOO 0)0)
03 (n00 CCC)
e0)0 (d)goal)
PS)) 0.))
SQUELCH
o-
092
nr O. (analog.),
0
20.9)9)`)0
Pin description RX2M2,7 mm
59 mmAA.B
1 = Vcc2 = Gnd1 = Gnd
3,1 mm
-VD- A1 Squelch adj 1
B:B:
2=RFin3 =Gnd
C 1 = RSSIC 2 = SQFC 3 = AF out
to. (.1
ACC
4 = RXD5 = +4,4 V out
C. 6 = 0 V
1,27 mm C.C
7 = PGM8 = P1 (MOD NC)
-()10101 B Unit height7 mm
C.C
9 = P2 (MOD RXD)10 = P3 (MOD CDE)
53,3 mm
Pin A Name Function
1 + Vin +4,5-16V2 Gnd Ground
Pin B Name Function
1 Gnd RF ground
2 RF out To the antenna
3 Gnd RF ground
Pin C Name Function
1 RSSI DC level between 0,5 V and 2,5 V 60 dB dynamic range
2 SQF Noise operated carrier detect. Open collector. On/low = no signal
3 AF out 200 mVpk_pk audio DC coupled, approx 1 V bias. Muted by squelch
4 RXD Open collector output of data slicer. Need external pull-up
5 +4,4 V out DC supply 75 mA maximum drain. Present if unit is powered.
6 0 V Ground
7 PGM Serial programming/configuration input at RS232 level
8 P1 (MOD NC)
9 P2 (MOD RXD) Parallel frequency select inputs Inverted logic, 10 k pullups to 4 V
10 P3 (MOD CDE) 3
TX2M
PCserial port
1200 bps
5
0 V (C1)
TXE (C2)
+4,4 Vout (C5)
PGM (C6)
Gnd (C7)
RF Gnd (61)
RF out (B2)
RF Gnd (B3)
100 kS2
Vcc (A1)
Gnd (A2)
Antenna AntennaV V RX2M
4,5 - 15 V 4,5 - 15 VI 1-
RF Gnd (81)
RF in (B2) NC (C2)
RF Gnd (B3)
+4,4 V out (C5)
Gnd (C6)
PGM (C7)
MOD RXD (C9)
Vcc (A1)
Gnd (A2)
pCUART
I
PCserial port
_436
RXD 27
TXD 32400 bps
16
8
9
SGD 5
47
1200 bps Vdd
11
Gnd
O
O
O
O
OO
O
14
15rL.MAX232
plus simples, it n'en demeure pasmoins que sa sensibilite est mediocreet sa selectivite tres faible. Le circuitLC accords sur une frequence cen-trale laisse passer » des signauxs'etalant sur une bande de plusieursmegahertz, de part et d'autre de cettefrequence centrale.Nous avons, de ce fait, decide d'utili-ser un recepteur hybride presentantune grande sensibilite et une excel-lente selectivite. Ce qui a comble leslacunes du montage decrit prece-demment mais nous a, bien evidem-ment, amens un autre probleme c10cette grande sensibilite. Nous verronscomment y remedier.
RECEPTEUR RX2M-433-5
Notre attention s'est port& sur lemodule hybride RX2M-433-5 deRadiometrix, distribue par la societeLextronic. Nous decrirons egalement,en fin d'article, l'emetteur qui lui estassocie, le TX2M-433-5, emetteurque nous utiliserons a des fins decontroles et de reglages.Le synoptique interne du recepteurest represents en figure 2, tandis queles dimensions de son boltier et ('im-plantation des broches sont donneesen figure 3.Ce recepteur presente des caracte-ristiques qui en font l'un des plus per-formants que l'on puisse trouveractuellement sur le marche. Sespoints forts sont donnes ci-dessous. Excellente sensibilite de -118 dBm Recepteur superheterodyne a doublechangement de frequence (21,4 MHzet 455 kHz) qui garantit une selectivi-te excellente (superieure a -60 dBentre canaux adjacents) et une rejec-tion de la frequence image de -70 dB Tete HF architecturee autour d'unsynthetiseur stabilise par une PLL(Phase -Locked Loop - Boucle a ver-rouillage de phase) et un TCXO(Temperature Controlled Crystal Oscil-lator - Oscillateur compense en tem-perature), lesquels assurent une sta-bilite extreme de la frequence dereception Recepteur disposant de trois sor-ties :- sortie « audio » (200 mV pk-pk)- sortie squelch » a collecteur ouvert(ON/low = pas de signal) pouvant
CANAL FREQUENCE CANAL FREQUENCE CANAL FREQUENCE
0 433,05 57 434,475 114 435,875435,900 #1 433,075 58 434,500 X 115
2 433,100 # 59 434,525 116 435,9253 4333125 60 434,55 117 435,954 433,15 61 434,575 118 435,9755 433,175 62 434,600 # 119 436,000 #6 433,200 X 63 434,625 120 436,0257 433,225 64 434,65 121 436,058 433,25 65 434,675 122 436,0759 433,275 66 434,700 # 123 436,100 ti
10 433,300 it 67 434,725 124 436,12511 433,325 68 434,75 125 436,1512 433,35 69 434,775 128 436,17513 433,375 70 434,800 # 127 436,214 433,400 # 71 434,82515 433,425 72 434,85 ..............16 433,45 73 434,87517 433,475 74 434,900 # .11.11'"111111 .....W18 433,500 X 75 434,925 MINI.... **01nrier.........11
..............19 433,525 76 434,925 11.1..........20 433,55 77 434,95 *11114****M1.... 161.1616.1.6....1111.
21 433,675 78 434,975 tatitil***MdMillok.*
...........11"11..""""""---
22 433,600 X 79 435,000 X ................**11.......
23 433,625 80 435,025 '1111' ""1111"'«11.1W24 433,65 81 435,05 1.111*........0.1
25 433,675 82 435.075.11'11.4144.14rt41*Mir
111.11.11111......11
Arkir.11.***In41llrill.r28 433,700 # 83 435.100 4
27 433,725 84 435,125fre.fralThdhlfril****28 433,75 85 435,15 ...........
**41.11~01kitiAtiklift
29 433,775 86 435,175 .........30 433,800 # 87 435.200 4 ...11.1.111.1.
NI ...... Mint.* 11111****.....31 433,825 88 435,225...........,,,,,.....32 433,85 89 435,25 11.1Hilit.....
33 433,875 90 435.275 Monti.Ork******frk
...........11114.***********Mit
11..........34 433,900 X 91 435,300 # ''" ''""35 433,925 92 435,325 11.041.1........
36 433,95 93 435,35 11****.................*****
1.111,11.****111.1n1/1.
.4137 433,975 94 435,375 ......1.38 434,000 # 95 435,400 4 «,..................
.11...111.11.11.**.
......*..........******
.**111.11***M39 434,025 96 435,425......................40 434,05 97 435,45
***********0111.**
tam.*1.11*****111.11*.***.41 ......................434,075 98 435,475
42 434,100 X 99 435,500 4 .1.1111.11****11... inlrAddr1.1**NInIr***
43 434,126 100 435,525 Ori.......1.0.1.* WI44 434,15 101 435,55 -4
01 1111111.11.111.11d11. 1111**11111.114,11.1.V.
45 434,175 102 435,575 InItHr*.*******M ...........46 434,200 # 103 435,600 X
434,225 104 435,625 11141111111.*011.114..* 11.........48 434,25 105 435,86 1111.401.1......* Heente*****1.4.**.
49 434,275 106 435,675 41
.n......................INIMIreeln111114rint RA..........50 434,300 # 107 435,700 #
51 434,325 108 435,725 ......................,
52 434,35' 109 435,75 1141............. .......**
53 434,375 110 435,775 int...ileitril****11.* .......***...*de -0.1111.1.114.1..54 434,400 # 111 435.800 4 114.1111..*11.11.141.
55 434,425 112 43_5,825 11.11.11......,156 434,45 113 435,85 **11.....*******
commander un transistor- sortie RSSI » (Received SignalStrength Indication-Indicateur d'am-plitude du signal recu), fres pratiquepour notre realisation ! Sur cette sor-tie est disponible une tension variantentre 0,5 V et 2,5 V proportionnelle a('amplitude du signal RF recu Recepteur pouvant etre « cale » surcent vingt-huit canaux differents parpas de 25 kHz, s'etalant sur unebande de frequence determineel'origine entre 433,050 MHz et
436,200 MHz (figure 4) Selection des canaux pouvant etreeffectuee de deux facons :- soit en utilisant trois entrées (P1, P2et P3, mode parallele) pour la pro-grammation de seize canaux unique-ment,- soit en connectant directement lerecepteur a ('interface RS232 d'unPC (figure 5), ce qui permet, entreautres, le choix d'un canal parmi centvingt-huit au moyen d'instructionssimples
n° 329 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE
Command Format Description
SINGLE nnnnn Set value of N for single channel operation
GOCHAN xx Serial select of channel xx (0 to 127)
LOADMX xx Set highest permitted (serial selected) channel xx (others default to ch0)
LOADaa nnnnn Set value of N for channel aa (channels 0 to 15)
LOADTB nnnnn Set value of N for channel 16 (channels 17 to 127 then in sequence)
RVALUE rrrr Enter value for R register
SETPAR Charnel selected by 3 bit parallel input (0 to 7) Disable modem
SETSER Channel selected by most recent GOCHAN operation
SETMOD Enable internal modem. Frequency selected by most recent GOCHAN or SINGLE
GOTEST 250 Hz test tone modulated transmission
<CR> Process entry (carriage return = OD hex)
/ Clear all buffers
xx = channel numer from 00 to 127aa = two digit channel number from 00 to 15nnnnn = synthesizer N register value. (up to 65535)rrrr = synthesizer R register value. (up to 16383)
"e lamrx2m -ilyperTerminel
bow, aelb
S 0 6 a?
SE1118GOCIIIIN 3GOCHAN 13GOCIIAN 23GOCIIAN 22GOCIIAN 26/1.0110MX 30
Set parallel fre quemy select modeGo In Channel 3 (458.61101111:1Go ta Channel 13 (458.11501111:1Go la Channel 23 1459. 11101M: maximum allowed Channel(Go to Channel 22 1459.0751M:3r'.\'211 will wrap around ra Chit if >Ch23 (459.1001111:(Increase highest charm/to (1130 Nut of 4583111.: band)
BOCIION 30 Go to new maximum Channel 30 1450.275111N
AM:1NX 23 Roo the maximant ( *hanitel to regulatory hand limitnow 1D 18360c7,r0 onwards changed I 458.9251111: to 459.0003111:
GOCHON18 Go to new (h frequency of 459.0501111: (not 458.9751/m)
GOCIII1N23 Go to ma (h'.i num no o/ 059 1-5 mi._/101101 B 1835 /R,,,/ ('hrey onwards from 458.9251111: (within regulatory hand//SE IBBI2 ('hear buffer and return to parallel channel selection/SE 1St('/car holler and go to hist serially selec ted Ch23 (458.9251Hk)GOCHIIN 0 Return serially selected Channel la 0 (458.525111NSETPAR Return to lll el selected by parallel pins IP1-1'31 keelsSING1 I 18380 dump N 459.500.1111: without storing it on EEPR011SETHOD Enable internal 1200baud modemCOTES!. Enable internal 250Ik square wave modulated tett transmission
...titled 01 4,04,4,1 Lilt Cetet I
8
6
7
ChannelNumber
433. MHzband
N value for TX N value for RX
0 433,050 /LOADOO 17322 /LOADOO 16466
1 433,075 /LOADO1 17323 /LOADO1 16467
2 433,100 /LOADO2 17324 /LOADO2 16468
3 433.125 /LOADO3 17325 /LOADO3 16469
4 433.150 /LOADO4 17326 /LOADO4 16470
5 433,175 /LOADO5 17327 /LOADO5 16471
6 433.200 /LOADO6 17328 /LOADO6 16472
7 433.225 /LOADO7 17329 /LOADO7 16473
8 433.250 /LOADO8 17330 /LOADO8 16474
9 433,275 /LOADO9 17331 /LOADO9 16475
10 433,300 /LOAD10 17332 /LOAD10 16476
11 433,325 /LOAD11 17333 /LOAD11 16477
12 433,350 /LOAD12 17334 /LOAD12 16478
13 433.375 /LOAD13 17335 /LOAD13 16479
14 433.400 /LOAD14 17336 /LOAD14 16480
15 433.425 /LOAD15 17337 /LOAD15 16481
16 433,450 /LOADTB 17338 /LOADTB 16482
F max 434.775 /LOADMX 69 /LOADMX 69
Recepteur disposant egaiementd'un modem permettant la transmis-sion de donnees series au format1200 bps, 1 bit de start, 8 bits dedonnees et 1 bit de stop.Ce modem est relativement rudimen-taire car it ne permet ni la correctiondes erreurs de transmission, ni la
retransmission des paquets perdus.II assure cependant, au moyen decodes de synchronisation contenusdans les trames de donnees, une cer-taine securite de la communication.Ce modem utilise !'interface « seriedu microcontroleur PIC interne pilo-tent le recepteur.Le recepteur RX2M-433-5 consom-me 13 mA. II peut etre alimente sousune tension comprise entre + 4,5 V et+ 16 V. Point a ne pas negliger, la sor-tie du regulateur interne (+ 4,4 V) estdisponible sur une broche du boitier,ce qui permet !'alimentation de cir-cuits externes consommant un cou-rant maximum de 75 mA.
La programmationen mode cc serie
Bien que les frequences de receptiondu module puissent etre selection -flees au moyen de trois entrées paral-Ides (« switches »), nous n'avons passouhaite utiliser cette methode carelle ne permet que le choix d'un canalparmi seize. Nous avons donc optepour le mode « serie ».La programmation du recepteur s'ef-fectue tres simplement a ('aide descommandes donnees dans le tableaude la figure 6, lesquelles lui sonttransmises au moyen du logicielHyperTerminal de Windows.L'interface « serie » devra etre configu-ree a une vitesse de 2400 bps, 8 bitsde donnees, 1 bit de depart, 1 ou 2 bitsde stop et sans controle de flux.La vue d'ecran represent& en figure 7donne quelques exemples de la syn-taxe qu'il faut absolument respecter,y compris les Iettres entrées encapitales.II ne sera pas necessaire d'utilisertoutes les instructions si on secontente des cent vingt-huit canauxde base. Voici les principales :- SETPAR : permet de passer aumode de programmation « parallele »- SETMOD : valide le fonctionnementdu modem interne
rl 329 vvvwv. electroniquepratique. corn ELEC I RONIQUE NHiAI IOUE
- SETSER : selectionne le canalappele par Ia derniere instructionGOCHAN- <CR> : retour chariot pour la priseen compte de l'instruction- / : efface tous les buffers- GOTEST : permet, sur l'emetteur,de passer en mode « test » par Iamise en fonction du generateur inter-ne de signal carre d'une frequence de250 Hz- GOCHAN xx : fixe la frequence dereception sur le canal xx- LOADMX xx : fixe le plus haut canalautorise. Par exemple, pour avoiracces aux canaux compris entre 70et 127, it convient d'entrer la corn-mande /LOADMX 127.0n peut ensui-te entrer l'instruction GOCHAN 127- Calculs : a ['aide des formules don-nees ci-dessous, on peut egalementdecaler la bande des frequences.Ainsi, pour l'emetteur on utilisera :NTX = f RF/f ecart entre canaux SOit :
Nrx = 433,000/25 kHz = 17320Pour le recepteur :NRX = f RF - 21,4 MHz/f ecart entre canaux
snit :NRX =433,000 -21,4 MHz/25 kHz =16464
II suffira ensuite d'entrer, pour le canal (0),
l'instruction /LOADOO 17320 (ernet-teur) et /LOADOO 16464 (recepteur).Pour les canaux (1) a (16), it convien-dra d'effectuer les memes calculs. Lafrequence du canal (16) sera entréeen utilisant l'instruction /LOADTBnnnnn (o0 nnnnn est la valeur calcu-lee). Voir notre tableau presente enfigure 8.
AttenuateursEn utilisant un emetteur de forte puis-sance (superieure a 10 mW) a proxi-mite du recepteur, sa grande sensibi-lite aura pour resultat une saturationde sa sortie « RSSI » dont la tensionsera pratiquement a son maximum.II ne sera donc pas possible de lire lespetites variations de champ HF, cequi sera tres genant lors des *Inesou de la conception d'antennes.II convient donc d'utiliser des atte-nuateurs qui vont diminuer la puis-sance appliquee a l'antenne del'emetteur. De tels attenuateurs sontaisement realisables, mais necessi-tent un travail soigne. Ils doivent pre-senter, aussi bien en « entrée » qu'en« sortie », une impedance de 50 Q.
BNC
Filtre en PI
R1
- 3 dB (/2)
- 6 dB (/4)
- 10 dB (/10)
- 20 dB (/100)
BNC
R1 = 18 0R2 = R3 = 290 12
R1 = 38 0R2 = R3 = 150
R1 = 70 0R2 = R3 = 96 LI
R1 = 248 12R2 = R3 = 6012
BNC
Filtre en T
R4 R6 BNC
- 3 dB (/2) MO.
- 6 dB (/4) 110.
- 10 dB (/10)
- 20 dB (/100)
R5 = 140 0R4 = R6 = 9 I1
R5 = 68 (2R4 = R6 = 17 U
R5 = 35 IIR4 = R6 = 27 (2
R5 = 10 UR4 = R6 = 41 0
911
2,6 -
T----1-----1----1-- -T-T----T-r-----T i-----2.4 4------4--i . --1 i--- 'T 4- -4- 4 4.. s
1 I
2.2 1- T-- ......, 7 T' 'TI 1
I Ii i i 1 i
1 1
i I
i 1
I
1.8 i.1.
i.
1.6I
.,
i
.... 4-- - I--
. i iin-i-- (caw. "61"/ -i-- -11- i0ix 1.2 I -.--t .i l I- -4
0.8
0.6
0.4
0.2
0-125
-4 ------
-115
--4-
-105
I
-95 -85
Niveau RF (dBm)-75 -65 -55
Nous n'entrerons pas dans le detaildes calculs. II suffit de savoir que lefacteur d'attenuation lineaire N estle nombre qui divine Ia tension d'en-tree. L'attenuation en dB de la puis-sance est dorm& par la relation atte-nuation (dB) = -10 log N.Ainsi, si on desire reduire la puissan-ce de sortie d'un ometteur de 10 mWa 1 mW, un facteur d'attenuation de10 doit etre realise et le filtre doit pre-senter une attenuation en puissancede -10 dB.De meme, une puissance de sortie de100 mW sera reduite a 1 mW en utili-sant un attenuateur de -20 dB (fac-teur d'attenuation de 100).
Nous proposons en figure 9 desschernas d'attenuateurs en I I et en T,ainsi que les valeurs des resistances.Celles-ci seront de preference detype CMS ou carbone (non induc-tives). L'entree et la sortie s'effectue-ront sur des connecteurs BNC et onutilisera un petit boitier metallique quiassurera le blindage de ('ensemble.
Schema de principeLe principe de fonctionnement denotre mesureur de champ est indiqueen figure 10. La sortie « RRSI » dumodule RX2M-433-5 est connect&au systeme de mesure constitue dedeux circuits de type UAA180. Les -
re 329 wwvv.electroruqueproteque.rorn ELECTRONIQUE PRAI IQUE
Antenne :444helicoidale O +Vcc
RadiometrixRX2M-433-5
- -r3C u. cCC
0 0
RSSI 0SOF 0
AF Out 0RXD 0
+4,4 V Out 0-0+4,4 VGnd 0
PGM 0P1 oP2 oP3 0-
2 tr 1 pF C1
1-11IC2
1 pF
UB-D 9(F)
+4,4 V0
IC1
MAX232 C5/10 pF
1 I-I 16 -111-2 15
3 14
4 13
5 12
11
7 10
9
97T7T
R1
10 kit
C91 pF
P1
22 kit
+Vcc 0
IC3TBA820M
R2
C7=100 pT
120 U
R310 kit
,T7T
u82 7
3
R4 C1356 0 T100 nF
C14
+I100 pF
+4,4 VLed1rouge
R5
4,7 kitR8
680 U
R72.2 kit
016 HP+
1 000 pF
R6
C11
47 pF
C15220 prr
Batten8.4V
Ty
1 2 3
S2
IC2LM2931AZ-5
3
C6 C8100 nFF 11 000 pF
1
1 itC17
220 nF
TiBC547
8 UC18
C10 C1210 pF 100 nF
quels permettent Ia commande dedouze leds. Ces circuits integrent uneserie de comparateurs et possedentdeux entrées de reglages :- l'une pour le seuil « bas », c'est-a-dire le seuil d'illumination de la pre-mière led- l'autre pour le seuil « haut », tensionmaximale pour laquelle s'activera laderniere led.En utilisant deux UAA180, on aug-
1 pF
+5V
+Vcc
.5 V0
Sethi bas 0 4 V
P24,7 kit
VCC
+Vcc0_11.11d2
Led 2 a 13 rouge* Ld3
1111,18.34
tilhed5
ON 0 N v M cv o
IC4/UAA180
(NI w co n co o,
P34.7 kit
Sault haut 1.4 V
Seud bas 1 5 V
P4
4.7 kit
DZ14.7 V
Vcc
+Vcc
Led 14 a 21 jaune Led15
Led16
Led17
+Vcc 00 Led18
00ON V' C) C) 0
IC5,,UAA180
e4r)V411.01.- CD CC
71,71
P5 \\_4,7 kit47
Seull haut 2.5 V
mente la precision de la mesure de latension d'entree, cheque led repro-sentant une augmentation de celle-cide 80 mV.
La sortie « RSSI » presente une ten-sion de 0,5 V en absence de signalRF (-115 dBm) et une tension de 2,4 Va la reception d'un signal d'environ-60 dBm (et plus). La relation etantquelque chose pres lineaire, on peutalors en deduire Ia valeur du champ
L.
Led 22 a 25 verte
10
RF (voir figure 11, page precedente).Le module recepteur peut etre direc-tement programme par un signalRS232. Les donnees recues et dispo-nibles a la sortie « RXD » et en sortiedu modem interne etant aux niveauxTTL, un circuit d'interface MAX232adaptateur de niveaux est donc neces-saire.
La sortie « SQF » commande un tran-sistor lors de la detection d'une por-
re 329 vvvvvv.electronlquepratIque. corn ELECT RONIQUE PRAT IC)UE
12
17
teuse. Une diode led, inseree dans lecollecteur de ce dernier, s'illuminelors de cette reception.Nous avons souhaite equiper le mesu-reur de champ d'un circuit audio »permettant l'ecoute des signaux recuspar le recepteur, qu'ils soient nume-riques ou vocaux. II constitue unexcellent moyen de controle de laqualite de la modulation. Nous avonsainsi utilise un petit amplificateur inte-gre, le TBA820M, qui peut fournir unepuissance " audio » de 2 W dans unecharge de 8 Q.La platine est aliment& par une bat-terie NiMH de 8,4 V (180 mAh).Un regulateur de tension de type
LM2931/AZ-5 genere la tension dereference necessaire au fonctionne-ment des UAA180.
RealisationLe trace du circuit imprime est dispo-nible en figure 12.Se referer a ('implantation des corn-posants dorm& en figure 13 pourrealiser le cablage de la platine.Les straps et les resistances sontd'abord implantes. Souder ensuitetous les condensateurs, le transistoret le regulateur de tension. Tous lescircuits integres sont positionnes surdes supports. Pour le module recep-teur, utiliser des morceaux de barrette
&cable femelle » qui tiendront lieude support.Les leds peuvent etre soudees ouinserters dans une rang& de support. tulipe », cette derniere solution ren-dant leur implantation plus aisee.Achever le cablage par la mise enplace des supports de la batterie, leconnecteur SubD et les commuta-teurs. Souder alors les fils du haut-parleur (module miniature).Le connecteur BNC utilise est unmodule pour chassis. On le soudedirectement sur la carte a l'aide de larondelle a languette.Proceder enfin a un nettoyage del'excedent de resine au moyen d'un
n' 329 www.electronIqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
1 3
PILE 9 VOLTS OU BATTERIE
OLE025
OUaP3 ;1
R4(\Cs
\J
C13-- \JO p5
ICS C
O p4
IC2
DZ1
$s
O
S2
NAUT-PARLEUR 13 OhMS.
O 0R6
C15
R3-1=1- S1
1-Fig
O Pi
rN fl !, r, r, - - r,
1C4 C
O P2
eLED2
2 0 0 Q Q Q 9 2 2a It'aaa
RS
-(=/-R7
110011.E RECEPTEUR RX2M-433-5
0.VccOGN1D
GNDORF INO
GNDO
L(!.))
o
o
II
chiffon imbibe d'acetone ou de dis-solvent a vernis. Verifier les souduresafin de s'assurer qu'aucun court -circuitne relie une piste au plan de masse.
Reglages et essaisAucun cornposant « actif » n'etantpositionne sur la platine, inserer labatterie dans son support. Verifier latension en sortie du regulateur (5 V),puis les tensions parvenant auxbroches d'alimentations des diffe-rents circuits et du module recepteur.Passer ensuite au reglage des resis-tances ajustables P2 a P5 (broches(16), seuil « bas » et broches (3), seuil« haut »). Les tensions suivantes
devront etre mesurees : broche (16) de IC4 0,45 V broche (3) de IC4 1,45 V broche (16) de IC5 1,5 V broche (3) de IC5 2,5 VLa batterie etant otee de son connec-teur, inserer les composants et le
module recepteur dans les supportsrespectifs. A la mise sous tension, unsouffle doit se faire entendre dans lehaut-parleur et la diode Led2 doltscintiller. Pour les essais de recep-tion, it est possible d'utiliser soit unemetteur a frequence fixe connue,soit de realiser le montage utilisantl'emetteur TX2M-433-5 que nousallons maintenant decrire.
NomenclatureMESUREUR DE CHAMP
ResistancesR1, R3 : 10 1(52 (marron, noir, orange)R2 : 120 52 (marron, rouge, marron)R4 : 56 Q (vert, bleu, noir)R5 : 4,7 kQ (jaune, violet, rouge)R6 : 1 52 (marron, noir, or)R7 : 2,2 l<52 (rouge, rouge, rouge)R8 : 680 52 (bleu, gris, marron)R9 : 1 kS2 (marron, noir, rouge)P1 : 22 kS2
P2, P3, P4, P5 : 4,7 l<52 multitours
CondensateursC1, C2, C3, C4, C9, C18 : 1 pF/16 VC5, C10 : 10 pF/16 VC6, C12, C13 : 100 nFC7, C14 : 100 pF/16 VC8, C16 : 1000 pF/16 VC11 : 47 pF/16 VC15 : 220 pFC17 : 220 nF
SemiconducteursT1 : BC547LED1 a LED13 : led 3 mm rougeLED14 a LED21 : led 3 mm jauneLED22 a LED25 : led 3 mm verteIC1 : MAX232IC2 : regulateur de tension LM2931AZ-5IC3 : TBA820MIC4, IC5 : UAA180
Divers1 module recepteur RadiometrixRX2M-433-5 (Lextronic)1 support 8 broches1 support 16 broches2 support 18 broches1 morceau de barrette secable desupport femelle 15 points1 morceau de barrette « secable - desupport « tulipe » 48 points1 morceau de barrette « secable » depicots 3 points1 cavalier2 interrupteurs miniatures pour C.I.2 clips pour pile 9 V pour C.I.1 connecteur SubD femelle 9 brochescoudees pour circuit imprime1 connecteur BNC femelle pour chassisFil pour straps ou resistances 0 Q1 haut-parleur 8 Q miniature
EMETTEUR TX2M-433-5
Bien que la mise en oeuvre du TX2M-433-5 impose la realisation d'unsecond circuit imprime, nous avonssouhaite le presenter a nos lecteurs.Vous pourrez ('utiliser dans une reali-sation personnelle avec le RX2M-433-5 et juger ainsi de la haute quail-te de ('ensemble. Le synoptique inter-ne du module est presents en figure 14.
re 329 www.electroniqueprotique.corn ELECTRONIQUE PRATIQUE
Ucc
0
TX2M-433(10L TAPE
1.4 v (MAIN)
REG
VOLTAGE I1.4 v CPA)REG
LOOP FIL
(RC)
AOJ
SYNTH
CPU
13,1Hz
TCXO
1.1v (PA)
ADJ
I-
POWER CONTROL LOOP
MATCH
1LLC LPE
RE Ow
PPM
§DI 0100 150)
P2 (MOO NC)
P3 (MOO TOO
E..)TOE
0TXD (cl)(pial>
0Pi In (analogue>
14 15
2,7 mm59 mm
AAB.BB:
1 = Vcc2 = Gnd1 = Gnd2 = RF out3 = Gnd1 = 0 V
3.1 mm
--G30-- A1
1
EE Analogue input 0
C.C 2 = TXE3 = TXD
co" gain tnm C 4= AF inC 5 = +4,4 V out
6 = PGM
I 1.27 mmw
C.C 7 = 0 V8 = P1 (MOD TXD)
-000 B Unit height C.C 9 = P2 (MOD NC)
7 mm C 10 = P3 (MOD TXH)53,3 mm
Pin description TX2M
Pin A Name Function
1 + Vin +4,5- 16 V
2 Gnd Ground
Pin B Name Function
1 Gnd RF ground
2 RF out To the antenna
3 Gnd RF ground
Pin C Name Function
1 0 V Ground
2 TXE Transmitter enable. Low = ON, open = off. 4,7 k internal pullup to Vcc
3 TXD DC coupled input for 3-12 V CMOS logic. Leave open if unused
4 AF in AC coupled Analogue Input. Limit to 1 Vosk t 10 % to keep distortion< 1,5 % and peak FM deviation > 2,5 kHz
5 +4,4 Vout DC supply. 75 mA maximum drain. Only present when TXE is low
6 PGM Serial programming/configuration input at RS232 level
7 0 V Ground
8 P1 (MOD TXD)
9 P2 (MOD NC) Parallel frequency select inputs. Inverted logic, 10 k pullups to 4 V
10 P3 (MOD TXH)-,
La figure 15 donne les dimensionsainsi que la fonction de chacune deses broches. II convient d'apporterquelques precisions sur les proprie-tes de certaines de ces broches :- la broche 2C, TXE/, » dolt etre por-tee au niveau logique = bas » afin devalider l'emetteur- la broche « 4C, AF IN » (entrée ana-logique) peut etre utilisee pour la
transmission de la parole. Le signalappliqué sur cette broche dolt etred'une amplitude de 1V c ac pourgarder un taux de distorsion accep-table (< 1,5 %) et une excursion enfrequence > 2,5 kHz- la broche . 6C, PGM, » permet laconfiguration et la programmationdes frequences et des canaux. Cetteentrée supporte les niveaux RS232
- les broches « 8C, 9C et 10C sontutilisees pour la programmation deseize canaux en mode « parallelePour la programmation du moduleemetteur, se referer aux explicationsdonnees precedemment.Le module peut etre alimente sousune tension comprise entre 4,5 V et16 V. II consomme un courant de41 mA en emission.
re 329 vvvvvv.plprtroniquepr..-3tIqup_ .rom ELECTRONIQUE PRATIQUE
Antennehelicoidale
:4(.4
O
8,4 V
RadiometrixTX2M-433-5
c c QO 0
Gnd oTXE/ 0TXD oAF in o
+4,4 V Out 0PGM 0-Gnd 0
P1 0-P2 0P3 0-
9777; 9777;
0 +4,4 V
C310 pF
II
C4100 nF
-II-to 8.4 VP1
1 MU
6
IC1
LM741
2
R210 kit
R4C6
Fp10 kit
1-1
,±LR3 C510 Id/ 10 pF
97;1;
1
R7100 kS2
0 8.4 V
R54,7 kS2
C7
014R6 10 pF1
Microphone
Bat8,4 V
S1
Led1R1 rouge
1 Id/
C1 C2I100 nF1 000
8.4 V
9
SUB -D9(F)
5 0 -S
04
8 03
7 0
R81 kS2
C91 pF
8,4 V 0-0
6 -0+Vcc
0_4ki.d2
Led 2 a 6 verte
t_410Lied5
+Vcc 0_416
Led 7 a 11 jaune
tf) M
IC2/UAA180
CV V) 'Cr lf) CO N. CO 0)
C810 p: P2
10 kS2 -r7,7
Schema de principeLe principe de fonctionnement de laplatine d'essai du TX2M-433-5 estdonne en figure 16.Cette platine permet la programma-tion de l'emetteur ou l'envoi de don-nees « serie >, en utilisant le modeminterne (par commutation de S2) etl'envoi de signaux analogiques.Pour cela, nous avons realise un petitpreamplificateur pour microphone aelectret qui permet une liaison « audioentre les deux platines. Un vumetreleds permet de visualiser le niveauappliqué a ('entree de l'emetteur.Celui-ci peut etre equipe d'une
antenne helicoklale ou d'une petiteantenne a visser, comme on peut levoir sur la photo A. La platine est all-mentee par une pile de 9 V type 6F22ou une batterie NiMh/8,4 V.
RealisationUne implantation du circuit imprimeest proposee en figure 17.Se servir de ('implantation des com-posants representee en figure 18pour le cablage de la platine. Utiliserdes supports pour les circuits inte-gres. Le module emetteur sera posi-tionne sur le circuit imprime au moyende supports « secablegemelle Les
L_
O Led?
1_1(.1)L_ed9
+Vcc o
Led 12 et 13 orange
O Led10
16
diodes leds doivent etre des modelesau pas de 2,54 mm.Proceder enfin au nettoyage du versode la platine et aux verificationsd'usage avant la mise sous tension.
Essais et reglagesDeux reglages a effectuer :- la resistance ajustable P1 qui per -met de regler le gain de l'amplifica-teur operationnel IC1- la resistance P2 qui permet deregler la plage couverte par le vu -metre.Les modules RF &ant livres prepro-grammes sur le canal (0), on peut
329 www.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
RadiometrixTX2M-433-5
UHF NBFM Multi Channel Transmitter
Frequency: 433.050MHz - 434.790MHzRF Output Power: 10mW
f
medialer ess,:
C E 0889SN:PMX 0114
ement proceder a un pre -
e mes reur de champ, sans anten-, est mis sous tension. Ensuite,
r mett ur positionne a un metre estes alem-nt alimente. Les diodes ledsd rec pteur doivent s'illuminer ins-t-ntanament jusqu'a un certainrive u (trois ou quatre leds vertesrestent eteintes). En approchant('emetteur, une ou plusieurs d'entreelles doivent s'illuminer a leur tour.Le module « emetteur » peut etre pro-gramme afin de changer le canald'emission. Pour cela, les lecteurspossedant un second ordinateur(portable de preference), connecte-ront la platine « recepteur l'un d'euxet la platine « emetteur » au second.Sous le logiciel HyperTerminal, it suf-fira d'entrer, par exemple, les instruc-tions suivantes (sur les deux platines) : GOCHAN 35
se positionne sur le canal 35(valable jusqu'au canal 69) /LOADMX 127
permet d'avoir acces aux canaux
18
A
NomenclatureEMETTEUR
LED1Q
ni
Ice
I I I
B80
R6-CI- 0R
R35
3
3
3
3
S1
L.-
0P2
00
MODULE EMETTEUR T XaN-433-5
0
g0 0 0
GN00TXE/OTXD 0
RR IN 0+4,4V ouT o
PoloGNDop oPaop30
0ANTENN0E
ResistancesR1, R6, R8 : 1 k52 (marron, noir, rouge)R2, R3, R4 : 10 kQ (marron, noir, orange)R5 : 4,7 kQ (jaune, violet, rouge)R7 : 100 kQ (marron, noir, jaune)P1 : ajustable 1 MQP2 : ajustable multitours 10 kQ
CondensateursCl : 1000 NF/16 VC2, C4 : 100 nFC3, C5, C6, C7, C8 : 10 pF/16 VC9 : 1 pF/16 V
SemiconducteursLED1 : led o 3 mm rougeLED2 a LED6 : led miniature au pas de2,54 mm verteLED7 a LED11 : led miniature au pas de2,54 mm jauneLED12, LED13 : led miniature au pas de
superieurs (70 a 127) GOCHAN 120
se positionne sur le canal 120 GOTEST
permet d'entrer une frequence de250 Hz
2,54 mm orangeIC1 : LM741IC2 : UAA180
Divers1 module emetteur RadiometrixTX2M-433-5 (Lextronic)1 support 8 broches1 support 18 broches1 morceau de barrette secable » desupport femelle 15 points2 morceaux de barrette « secable desupport tulipe » 12 points2 clips pour pile 9 V pour C.I.1 interrupteur miniature pour C.I.1 morceau de barrette « secable » depicots 3 points1 cavalier1 connecteur SubD femelle 9 brochescoudees pour circuit imprimeFil pour straps ou resistances 0 Q1 microphone a electret
Dernier point important a signaler :le mesureur de champ doit etreplace dans un boitier metallique.
P. OGUIC
no 32g vvvuw.tAputronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE
Compteur de passagespar laser
La legendaire precisiondu rayon laser esta la base d'applicationsdont le nombre ne cessed'augmenter. Le montageque nous vous proposonspermet d'assurer lecomptage du passage depersonnes ou, de maniereplus generale, demobiles.
e montage dispose ega-lement de la faculte dediscerner le sens dedeplacement et de ne
retenir que le comptage des per-sonnes penetrant, par exemple, dansun local.De merne, une detection de passagepeut etre a l'origine de la fermeturemomentanee d'un contact pour com-mander, entre autres, l'ouvertured'une porte ou d'une barriere.
Principe
Fonctionnement generalDeux pointeurs 4< laser a orientationparallele et separes de quelques cen-timetres, envoient deux faisceauxvers un miroir pouvant etre eloigne deplusieurs metres. Ce dernier assure lareflexion des faisceaux qui sont alorsdiriges, chacun en ce qui le concer-ne, vers une cellule de reception LDR(figure 1).Lorsqu'un element mobile se dirigedu milieu (1) vers le milieu (2), it fran-chit successivement le faisceau issudu laser (1), puis celui du laser (2).Bien entendu, dans le sens contraire,cette succession se trouve simple-ment inversee.Une logique electronique adapteepermet de prendre en compte l'ordrede franchissement pour assurer. aufinal, l'une des diverses possibilitesde comptage suivantes :
0006000
°MOOG(111M11'"
0000000
..COMCC
007.18030
- comptage des passages du milieu (1)vers le milieu (2)- comptage des passages du milieu (2)vers le milieu (1)- comptage des passages dans lesdeux sens.De merne, tout franchissement desfaisceaux peut egalement aboutir a lafermeture temporisee d'un contact,pour l'un des cas suivants :- passage du milieu (1) vers le milieu (2)
- passage du milieu (2) vers le milieu (1)
- passage dans les deux sens.
Reglage directionneldes faisceauxUn rayon laser se caracterise essen-tiellement par son extraordinaire
Bic
06000ard
AGIV2013440mw"
voo yea*
concentration et ('absence de touterefraction. De plus. il est visible, cequi permet de faciliter les reglages.Avant de passer en revue le fonction-nement electronique du montage.arretons-nous un instant sur le princi-pe du reglage directionnel des fais-ceaux.Chaque pointeur laser est maintenudans un manchon dont l'embasecomporte trois trous repartis a 120'sur une circonference. Cette embasen'est pas directement plaquee contrele module constituant le circuit impri-me. En effet, un joint torique encaoutchouc se trouve interpose entrel'embase et le module. Grace a l'elas-ticite de ce joint, il est ainsi possible
re 329 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIOUE PRATIQUE
a) Detection du sens de passage
Rayon Laseremis
Rayon Laserreflechi
Milieu 1
b) Principe de recline directionnel du rayon Laser
Joint tongue en caoutchouc
3 vis *ladies sur la circonference
Ecrou collecote cuivre(colle epoxy)
Manchon demaintien
LDR
Modulecircuit impnme
de serrer plus ou moins les vis defixation, d'ot:i la possibilite de fairevarier legerement l'inclinaison du fais-ceau laser par rapport a la perpendi-culaire au module. L'objectif &ant,bien entendu, de faire aboutir le rayonreflechi sur le centre de la cellule LDRcorrespondante.Nous verrons, en fin d'article, Ia reali-sation pratique de ce dispositif ainsique Ia methode de mise au point.
Fonctionnement
AlimentationUn transformateur delivre sur sonenroulement secondaire une tensionalternative de 12 V.Apres un redressement en doublealternances assure par un pont dediodes, la capacite C1 realise un pre-mier filtrage. En sortie du regulateur,un 7809, on releve un potentiel conti-nu stabilise a 9 V (figure 2). C'est cedernier qui assure ('alimentation de la
Rayon emis
Rayon reflechi
partie « logique » du montage.La capacite C2 effectue un filtragecomplementaire, tandis que C5 faitoffice de capacite de decouplageentre alimentation et circuit aval.Les pointeurs « laser » fonctionnantnormalement avec une tension conti-nue de 4,5 V, it est necessaire de dis-poser de cette valeur. C'est Ia raisond'être du transistor NPN/T1, monteen collecteur commun et fonction-nant suivant le mode « suiveur depotentiel ».La base de T1 est maintenue a unpotentiel de 5,1 V grace a Ia diodezener DZ. Pour obtenir un fonctionne-ment correct de celle-ci, it convientd'y faire circuler un courant dequelques milliamperes. C'est la rai-son d'être de R1. Compte tenu de Iatension de jonction de 0,6 V
base/emetteur interne au transistor,on recueille un potentiel de 4,5 V surson emetteur II est destine a l'ali-mentation des pointeurs « laser ».
Alimentationdes pointeurs 4C laser »Les portes NOR (III) et (IV) de IC1 sontmontees en oscillateur astable. Plusexactement, on releve sur la sortie dela porte (IV) un creneau de forme car-ree, caracterise par une periode dontla valeur se determine au moyen de Iarelation :
T = 2,2 x R4 x C6Dans le cas present, cette periode estde l'ordre de 1 ms, ce qui corresponda une frequence de 1 kHz.Les portes NOR (I) et (II) du merle cir-cuit integre realisent deux inversionsconsecutives, si bien que sur les sor-ties de ces portes, on recueille descreneaux en opposition de phase.Les etats « haut » sont a l'origine desaturations alternees des transistorsT2 et T3, par l'intermediaire des resis-tances de limitation de courant R6 etR7. Les circuits des collecteurs de T2et T3 comportent respectivement lespointeurs LAS 1 et LAS 2. Ces der-niers sont alors alimentes alternative-ment sous un potentiel de 4,5 V, a Iaperiodicite de 1 ms. Au niveau ducourant delivre par l'emetteur de T1,tout se passe comme si ce dernierfournissait un courant constant del'ordre de 10 mA.Les pointeurs « laser » fonctionnentdonc en regime impulsionnel. Cettedisposition presente l'avantage d'uneplus grande fiabilite au niveau de Iareception des signaux lumineux dansla mesure oit les inconvenients lies aune variation de l'eclairage ambiantse trouvent elimines.C'est toute la superiorite du dyna-mique sur le statique.
Amplification des signauxAu merne titre que l'on est en presen-ce de deux pointeurs « laser », onreleve egalement deux chaines iden-tiques et independantes affecteesIa reception, a ('amplification et autraitement des signaux. A titred'exemple, examinons la premiere deces chaines : celle qui correspond ala LDR 1.La cellule LDR presente une resistan-ce ohmique plus ou moins elevee sui-vent son exposition a un eclairage.Dans la penombre, la valeur de Iaresistance peut atteindre plusieurscentaines de kilohms. En revanche, si
re 329 www.electrarliqueprEitique.com Fl FCTRONIQUE PHAI IOUE
230 V
Transfo
12 V
OaO
230 V2 x 6 V2,5 VA
R192,7 kil
12 r 13
11
R23220 kit
+ 20 V
+ 20 V
Pont
R1210 kit
1/4 IC2CD4001
Reg7809
+ 9 V
MT1
BC547
R1
1 kit
C5
o C1 C2 DZ
2 200 pF 100 pF 5,1V
+ 9 V
D51N4148
1
C9
1/2 IC6
R810 kit
12
13
Al R91 Mil 10 kit
R21
27 kit
C7R2 10 nF
1 KO
LDR1
IC1
CD4001R6 1 12
CIE VI 11 at10 kit
R7
4
10 kit
+ 4,5 V
-(L AS1 LAS2
T2 T3BC547 BC547
C610 nT
+ 9 V
13
R447 kit
1
T
I
R2227 kil
C810 nF R3
1 kit
LDR2 R11
10 kit
R1010 kit
1/2 IC6LM324
R5470 kit
R202,7 Kt
R1310 kit
10 nF
REL
+9 V
IC4CD4001
3 13
Id 6
U12
-1.R25
100 kit
11C11/10 pF
L1 /LedR42 rouge
1,5
+ 9 V
/A3100 kil
C3
12 100 pF
10
1/2 IC5CD4001
+ 9 V
2 x 1N4148
D1 11
D2 12
.14-Cro
C13 R14
1 nF 10 kit
AF2
1/41C2 5CD4001
R26100 1(12
+[I11
C12/10 pF
1/4 IC2CD4001
D6IC3 1N4148
CD40011
3
12
L2/Ledrouge R43
1.5 kit
1/4 IC22 x 1N4148
13 D310
10 kit
14 D4
6
(non utilisee)
CD4001
1 nF
R17
alb.1
aTbTTdTeTTgT
AF 1
al7 x sr el
M el ;71 V/ N cl1,5 kit mcccere
13 12 11 10 9 15 1416
IC9/CD4511 4
38 5 6
+9 V
BL BL
LT LT
LE
o 70004
RARB
R1810 kil
Q4B
C
03B
B
Q2B
A
Q1B
U P
b -L ±
Vb1- ZZZTZ7x
T
2
C10 R24
10 nF 220 kit1
1/2 IC5CD4001
100 kit
1,5 kit
13 12 11 10 9 15 1416
4 IC8/CD45113
8 5 6 2 1
ENB
C
Q4A Q3A
B
Q2A
A
Q1A
16 14 13 12 1
7
15 IC7/CD4518
10 6 5 4
9
CLBTL.
2ENA
LDR1
Ampli-opIV et I
SortieAmpli-op
(broche 1)
IC2
2
1C4
1C4
ms1.4
- 10 mV
3
Broche 3Broches 14 et 2
7 mV4,5 mV
Decharge C9
la LDR se trouve dans une ambiancelumineuse telle que l'eclairage diurne,cette resistance se reduit a quelquesohms. Tant que Ia LDR n'est pas sou-mise a un rayonnement laser, on rele-ve au niveau du point de sa jonctionavec R21, un potentiel de quelquesvolts, mais la n'est pas 'Important.En effet, des que Ia LDR recoit lerayonnement du faisceau laser, onobserve a ce memo point de jonctionun potentiel periodique caracterisepar une *lode de 1 ms et dont ('am-plitude s'eleve a quelques millivolts(figure 3).Ce potentiel variable est aussitottransmis sur rent& « inverseuse »d'un amplificateur operationnel (IV)
de IC6, par l'intermediaire de C7 etde R2. L'entree « non inverseuse » estmaintenue a une tension fixe de 4,5 Vgrace au pont diviseur que formentles resistances d'egales valeurs R8 etR9. En sortie de cet amplificateur, onrecueille les signaux presentes sur
('entree « inverseuse » mais fortementamplifies en amplitude et inverses enphase. Plus exactement, le coeffi-cient d'amplification s'exprime par larelation :
K = A1/R2Suivant Ia position angulaire du cur-seur de l'ajustable Al , on peut doncfaire varier cette amplification.En position mediane, ce coefficientest de l'ordre de 500.En cas de rupture du faisceau laser, lasortie de l'amplificateur presente unpotentiel de repos de 4,5 V.
fraitement des signauxLes signaux precedemment amplifiessont appliqués a rent& « inverseuse »d'un second amplificateur reference (I).Son entrée « non inverseuse » estsoumise a un potentiel fixe defini parles valeurs de R12 et R19. La valeurde ce potentiel est determinee par larelation :
u = 9 V x R12 / (R12 + R19)
Dans le present cas, it est de l'ordrede 7 V.
Ainsi, en cas de rupture du faisceau« laser » issu du pointeur LAS 1, si onconsidere l'amplificateur (I) de IC6, lepotentiel auquel est soumis ('entree« inverseuse » (4,5 V) est inferieurcelui de ('entree « non inverseuse » (7 V).
La sortie de l'amplificateur presentedonc un etat « haut » permanent. II enresulte que la sortie de la porte NOR(IV) de IC2 est a l'etat . bas ».En revanche, quand la LDR 1 est sou-mise au rayonnement « laser » enprovenance de LAS 1, a chaque foisque le potentiel present& sur ('entree« inverseuse » de l'amplificateur (I)devient superieur a 7 V, la sortiepasse a l'etat « bas ». En consequen-ce, sur Ia sortie de Ia porte NOR (IV)de IC2, on releve une suite de brefsetats « haut » caracterises par uneperiode de 1 ms.
Integration et signalisationL'ensemble D5, R23 et C9 constitueun dispositif integrateur. Lors desetats « haut » issus de la sortie de laporte NOR (IV) de IC2, la capacite C9se charge rapidement a travers D5.Au contraire, lorsque la sortie decette porte NOR est a l'etat « bas »,C9 ne peut que se decharger a uneallure beaucoup plus lente dans R23dont la resistance est plus importan-te. Plus precisement, la duree neces-saire pour que le potentiel de ('arma-ture positive devienne inferieur a lademie tension d'alimentation, soit4,5 V, peut se calculer au moyen de larelation :
t = 0,7 x R23 x C9Compte tenu des valeurs des corn-posants utilises, cette duree theo-rique est de l'ordre de 1,5 ms. Etantdonne que la periode de renouvelle-ment des charges successives de C9est de 1 ms, le potentiel de forme tri-angulaire presente sur les entréesreunies de la porte NOR (I) de IC4 secaracterisera par des minima restantsuperieurs a 4,5 V, correspondant auseuil de basculement de la porte.II en resulte, au niveau des entrées decette porte, un etat pseudo « haut »,tandis que sa sortie presente un etat
bas >>. La sortie de Ia porte (II) dumerne circuit integre delivre alors unetat « haut », ce qui a pour conse-
n° 3E9 www.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
quence I'allumage de la led de signa-lisation L1.En revanche, aussitat qu'il y a ruptu-re du faisceau laser, la sortie de Iaporte NOR (I) de IC4 passe a l'etat« haut » tandis que celle de la porte(11) passe a l'etat « bas », ce qui pro-voque ('extinction de la led L1.
Discernementdu sens de passageLe front montant qui se manifeste surIa sortie de la porte NOR (I) de IC4lors de la rupture du faisceau « laser »issu du pointeur LAS 1, est pris encompte par une bascule monostableconstituee par les portes NOR (111) et(IV) de IC4. Cette derniere delivreaussitat sur sa sortie un etat . haut »dont la duree se determine par larelation :
t= 0,7 x R25 x C11Dans le cas present, cette duree estd'environ 0,7 s. Cet etat « haut » estegalement presente sur ('entree (8) dela porte NOR (111) de 1C3. Cette portefait partie d'une autre bascule mono -stable NOR (11I) et (IV) de IC3 qui fonc-tionne de la merne maniere en cas derupture du faisceau en provenancedu pointeur LAS 2.Quand un individu (ou un mobilequelconque) provoque d'abord la
rupture du faisceau LAS 1, puis dufaisceau LAS 2, la bascule evoqueeci-dessus et faisant partie de la chai-ne initialisee par la cellule LDR 2 setrouve neutralisee pendant 0,7 s. Ellene reagit donc pas au passage de('individu provoquant la rupture dufaisceau issu de LAS 2. Sa sortiereste a l'etat « basL'ensemble etant rigoureusementsymetrique, it se degage la regle sui-vante :- lorsque les faisceaux sont rompusdans le sens LAS 1 vers LAS 2, seulle point (A) du schema presente unetat « haut » d'une duree de 0,7 s- lorsque les faisceaux sont rompusdans le sens LAS 2 vers LAS 1, seulle point (B) du schema presente unetat « haut » d'une duree de 0,7 s
Etablissementd'un contact temporiseCornpte tenu de la *le enoncee ci-dessus, si on ferme I'interrupteur 11,un etat « haut » de 0,7 s apparait au
niveau des cathodes communes desdiodes D1 et D2 pour tout passagedans le sens LAS 1/LAS 2. Le sensinverse est pris en compte lorsquel'on ferme I'interrupteur 12. Enfin,quand les deux interrupteurs sont fer-ries simultanement, le systerne accu-se reception des deux sens de fran-chissement des faisceaux « laserL'etat . haut » evoque ci-dessuscommande l'entrée d'une basculemonostable constituee des portesNOR (III) et (IV) de IC5. Pour chaquesollicitation, celle-ci delivre a son tourun etat « haut . d'une dui -6e reglablepouvant eller jusqu'a 7 s, selon la posi-tion angulaire du curseur de I'ajus-table A3. Pendant ce laps de temps,le transistor T4 se sature. II comportedans son circuit collecteur la bobined'un relais d'utilisation. Ce dernier,lors de sa fermeture, etablit ainsi uncontact temporise pouvant etre utilisepour diverses servitudes exterieuresau montage.La diode D7 protege T4 des effets liesa la surtension de self, lesquels semanifestent essentiellement lors desouvertures. Par ailleurs, on noteraque la bobine du relais est alimenteepar un potentiel de l'ordre de 20 Vpreleve directement sur ('armaturepositive de C1. S'agissant d'un relaisdont Ia tension nominale de fonction-nement est de 12 V, il a ete necessai-re d'inserer dans son circuit d'alimen-tation une resistance realisant unechute de tension de 8 V. Si « r » est laresistance de la bobine du relais, lavaleur de la resistance R44 a insererpeut se determiner par le biais de larelation:
R44 = 2 r/3Le relais utilise se caracterisant parune resistance de bobine de 720 Q, lavaleur de R44 adoptee est donc de470 Q.
Comptage des passagesLes fermetures des interrupteurs 13 et14, separement ou simultanement,permettent d'obtenir la merne selec-tion des cas a prendre en compte queceux explicites au paragraphe prece-dent. Pour chaque &tat « haut » de0,7 s disponible sur le point commundes cathodes des diodes D3 et D4, lasortie de la porte NOR (III) de IC2 pre-sente un etat « bas » de la meme
duree. Ce dernier est pris en comptepar le trigger de Schmitt forme par lesportes NOR (I) et (II) de IC5. Son roleconsiste a donner aux fronts mon-tants et descendants une alluredavantage verticale grace a la reac-tion positive apportee par R27 lorsdes basculements.Le circuit integre reference IC7 est unCD 4518. II contient deux compteursBCD.Le compteur (A) est affects au comp-tage des unites. II avance au rythmedes fronts negatifs des signaux decomptage presentes sur son entrée
Enable A » etant donne que l'entréeClock A » est relief,: en permanence
aunetat«bas».La sortie « Q4A » est reliee a ('entree
Enable B » du compteur (B) qui faitoffice de compteur des dizaines. Eneffet, lorsque le compteur (A) occupela position 9 (1001 en notation binai-re), la position suivante, zero (0000) apour consequence une transitionnegative sur " Q4A », ce qui fait avan-cer d'un pas le compteur (B).Lors de la mise sous tension du mon-tage, la capacite C4 se charge a tra-vers R18, ce qui a pour effet la pre-sentation d'un bref etat « haut » surles entrées « Reset » des deux comp-teurs. II en resulte leur remise a zero.Le comptage peut egalement etreremis a zero volontairement en ap-puyant sur le bouton-poussoir BRLes indications binaires des deuxcompteurs sont decodees par les cir-cuits IC8 et IC9, des CD 4511, dont lerole consiste a delivrer sur les sortiesdes niveaux logiques compatibles a('alimentation de deux afficheurs septsegments a cathodes communes.Les resistances R28 a R41 limitent lecourant dans ces segments.
Realisation pratique
Le circuit imprime tient compte de('implantation « dimensionnelle » desdeux pointeurs " laser » (figure 4).Dans l'exemple presente, Ia distanceseparant les deux axes varie de 6 a7 cm, mais cette valeur n'est absolu-ment pas critique. Un individu qui sedeplacerait en courant, merne15 km/H, mettrait une bonne quinzai-ne de millisecondes pour franchircette distance. Etant donne la perio-
n° 329 vvww.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
4
de retenue pour ('alimentation impul-sionnelle des pointeurs, soit 1 ms,
noter qu'il reste de la marge.Remarquer egalement que le modulecomporte six trous de fixation. Cettedisposition est destinee a rigidifierdavantage ('epoxy, surtout au voisi-nage de la fixation des manchons demaintien des pointeurs. La moindredeformation du module a ce niveauconduirait, en effet, a une legeredeviation des faisceaux « laser », cequi augmenterait les difficultes desreglages. Le circuit peut etre repro-duit en partant directement de ('etudepubliee. Se procurer les composantsnecessaires avant sa gravure afin
d'être en mesure d'effectuer les
eventuelles retouches sur le typondues a des differences de brochagesou d'espacements dimensionnels.Apres la mise en place des straps deliaisons, commencer par ('insertiondes composants presentant les plusfaibles epaisseurs, pour terminer parles plus volumineux. Bien respecter('orientation des composants polari-ses (figure 5).
Les pointeurs « laser »Les pointeurs utilises sont dispo-nibles aupres de la plupart des reven-deurs. Ils se presentent sous uneforme tubulaire d'environ 12 mm de
re 329 vvvvvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE
UMW iiii),111110
)
diametre et de 6 a 7 cm de longueur(photo A). Nous avons du les rac-courcir par sciage pour avoir accesau ressort de contact interieur, cedernier etant prevu a l'origine pourune alimentation par trois piles « bou-ton » de 1,5 V.Les pointeurs ont ete montes dansdes manchons adaptes (figure 1), eny intercalant une ou deux couches deruban adhesif afin d'aboutir a unebonne immobilisation. Les strapsd'alimentation, cote cuivre, ont etesoudes directement sur le ressort.d'une part et le corps metallique dupointeur, d'autre part (photo B). C'estgeneralement ce dernier qui est
NomenclatureResistancesR1, R2, R3 : 1 k52 (marron, noir, rouge)R4 : 47 kS2 (jaune, violet, orange)R5 : 470 k52 (jaune, violet, jaune)R6 a R18 : 10 K2 (marron, noir, orange)R19, R20 : 2,7 k52 (rouge, violet, rouge)R21, R22 : 27 kg2 (rouge, violet, orange)R23, R24 : 220 K2 (rouge, rouge, jaune)R25, R26, R27 : 100 1(52 (marron, noir,jaune)R28 a R43 : 1,5 kg2 (marron, vert, rouge)R44 : 470 S2 (jaune, violet, marron)LDR1, LDR2 : photoresistance o 7 mmAl, A2 : ajustable 1 MDA3 : ajustable 100 kg2
SemiconducteursD1 a D7 : 1N 4148DZ : diode zener 5,1 V/0,4 WL1, L2 : led rouge 0 3 mmAF1, AF2 : afficheur 7 segments acathode commune (TDSR 5160 G)Pont de diodesREG : Regulateur 9 V (7809)T1 a T4 : BC 547IC1 a IC5 : CD 4001IC6 : LM 324IC7 : CD 4518IC8, IC9 : CD 4511
CondensateursCl : 2 200 pF/25 VC2, C3, C4 : 100 pF/16 VC5 : 0,1 pFC6 a C10 : 10 nFC11, C12 : 10 pF/16 VC13, C14, C15 : 1 nF
Divers23 straps (8 horizontaux, 15 verticaux)2 borniers soudables de 2 plotsRelais 12 V/2 RT Finder (3022)6 supports 14 broches4 supports 16 broches2 barrettes de 10 brochesTransformateur 230 V/2 x 6 V/2,5 VALAS1, LAS2 : pointeur laser (voir texte)11/12,12/13 : groupements de deuxinterrupteurs DILBP : bouton-poussoir miniature
affecte a Ia polarite positive. Le bou-ton-poussoir de commande a eteenfonce au maximum en position defermeture permanente, lors de I'enro-bage du corps par le ruban adhesif.
Mises au pointLes curseurs des ajustables Al et A2sont a placer en position mediane.C'est generalement celle qui convient.Rappelons que c'est par l'interme-diaire de ces ajustables que l'on peutregler le coefficient d'amplificationdes signaux « laser recus.
230 VUtilisation Alt 5
0T1 111 Cl 01
REL
T2 R2 C2 B2
J -
it
L1
-1 R25 1-
1C4
-1 R42 F-t R23 I-
I C9 I
IC5
-r1, R27
_L
V
T
Transfo
220 V
6V
6V
-1 R6 1- -4 R7 1-
T2) (FisR2
J_-1 R3 1-
_LJ-
-r -r"r -1 Rti -1 R10 1- -r
1111Im
-rLMEI
00-IC9
12 11
106
R12R19
AF 2
R13R20
AF 1
1011101
7 3
H
IC7
13 14
T1
11221MEINNMI
E
M REG
CS
IC1
-4 R26 I-
IC3
-1 R24 1-1 C 10 1
L2
0
IC8
_L
T
Le coefficient augmente en tournantles curseurs dans le sens horaire.Le reglage essentiel concerne ('orien-tation des deux faisceaux. Dans unpremier temps, les manchons demaintien des pointeurs sont a montersur les modules, joint torique encaoutchouc incorpore, sans serrage,de maniere a manager un maximumde latitude de reglage (photo A).Une fois le miroir de reflexion fixequelques metres, it est possible derealiser une premiere approche dereglage en jouant sur Ia fixation dessix vis de maintien du module.
Ensuite, un reglage plus fin consisteintervenir sur les trois vis de reglagesdes manchons de maintien des poin-teurs de facon a obtenir reclairementdes LDR correspondantes par refle-xion des faisceaux sur le miroir. Unbon reglage est confirme par l'allu-mage de Ia led rouge qui se trouve encorrespondance avec chaque LDR.L'ajustable A3 sert a determiner Iaduree de fermeture temporaire durelais d'utilisation. Cette duree aug-mente en tournant le curseur dans lesens horaire.
R. KNOERR
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Et si on parlait tubes...
LES GRANDES ELECTRONIQUESPreamplificateur S1210
d'Audio ResearchLorsqu'en 1982Audio Research metsur le marche le célèbrepreamplificateur SP10,le constructeurbouleverse definitivementle petit mondede ('audio a tubes.
e SP10 est la synthese destheories developpees parBill Johnson tout au longdes annees soixante-dix :
regulation des tensions et stabilisa-tion des points de fonctionnementdes tubes, comme dans le materielde laboratoire.A cela s'ajoute un zeste de genie :une tres legere expansion de dyna-mique tout au long du spectre sonore(de l'ordre de 0,5 dB maximum), enexploitant le mieux possible les
courbes de transferts des tubes (voircours precedents).
1982, l'annee charniere
Endormis par le doux ronron de leurscaisses enregistreuses, les construc-teurs de materiel hi-fi, japonais pourIa plupart, n'ont pas vu arriver le dan-ger : Ia renaissance du tube ther-molbnique en audio due, en grandepartie, a l'arrivee du numerique« grand public » en 1980, si agressif al'epoque.Les &ages analogiques a semicon-ducteurs d'alors furent incapables detraduire sans distorsion les grands&arts de dynamique... seul le tube lepouvait !Attention, ce qui etait vrai en 1982 nel'est plus de nos jours... Les semi-conducteurs modernes assurent !En 1982 donc, certains constructeursd'appareils a tubes n'ont pas baisse
les bras. Parmi eux, citons AudioResearch et Conrad Johnson auxEtats-Unis; Jadis en France;Michaelson et Austin (aujourd'huiMusical Fidelity) en Grande -Bretagne.Et puis, it y eut les utilisateurs qui, unefois l'engouement du « All Solid Statepassé, exhumerent de leurs caves etgreniers les vieux Mc Intosh, HarmanKardon, Leak, Fisher et autresMarantz, sans oublier les appareilsfrangais celebres « Film et Radio »,Jason, Cabasse, Filson, sans oublierles « kits » Dynaco qui reprirent timi-dement du service. Fievre passeiste ?Certainement... mais it faut bienavouer que ces vieux engins domi-naient (c'est encore vrai de nos jours !)la nnajorite de la production hi-fi del'epoque, a ('exception de certainesrealisations exceptionnelles utilisantdes semiconducteurs, vendues tres,tres cher !II aurait ete facile aux constructeurss'interessant aux tubes d'en rester la,de reprendre les vieux schemas sanstrop essayer de les comprendre et derefabriquer des amplificateurs et pre-amplificateurs a l'ancienne.C'est malheureusement ce qui se
passe trop souvent de nos jours avecune multitude de petits construc-teurs, avides de benefices quicongoivent des « engins » aux perfor-mances auditives effarantes de nulliteet a la fiabilite plus que douteuse.Ils sont, bien evidemment, vendusdes prix a faire douter de son pouvoird'achat le consommateur le mieuxdispose.Pire encore, la meconnaissance dufonctionnement des tubes electro-niques amene de nouveaux gourousa redecouvrir des circuits inutilisableset inutilises depuis des lustres par lesgrands createurs de l'epoque, essen-tiellement pour causes d'instabilitescongenitales... et irremediables !Bill Johnson, le createur d'AudioResearch, n'est pas de ceux-la.Depuis 1973, date de la creation del'amplificateur D75 accompagne deson preamplificateur SP3, la marquen'a cesse d'evoluer au sommet de lahaute-fidelite d'exception (coOteuse !).Morrie son incursion dans le mondedes semiconducteurs fut un succes,avec le célèbre D100, amplificateurde puissance fonctionnant en classeA « glissante ».
re 329 wvvvv.pipctmnirit tepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
La philosophie de la marque ? Onpeut la resumer ainsi :
Des circuits sans concession auximperatifs d'economie, s'inspirantdes circuits hyper-performants utili-ses dans les appareils de mesures delaboratoires
Des tubes fonctionnant bien en decade leurs performances maximales,leur permettant d'assurer un servicetres long
Des alimentations stabilisees ultra-rapides et a large bande passante(comme dans les appareils demesures)
Une construction « lourde » de type militaire » (toles epaisses, circuitsimprimes epais et surdimensionnes,soudures a ('argent) Des composants de grande preci-sion et de hes haute fiabilite utilisesfres en deca de leurs marges desecurite.Par exemple, dans le SP10, toutesles resistances parcourues par ducourant continu et de la modulationsont bobinees et non inductives.Les autres sont a couche « metal ».Les condensateurs de liaisons sontau polypropylene, doubles par descondensateurs de faible valeur aupolystyrene, etc.C'est vrai, un SP10 d'occasion, c'estcher !Mais si vous avez ('intelligence de lemaintenir en bon &at, sans changerles tubes tous les huit jours sous pre-texte qu'un . ami qui s'y connait »vous a dit que le tube « machin chose »est meilleur que le tube truc-machin » ou pire encore qu'un gou-gnafier, . specialiste du up -grade »,vous a convaincu qu'il faut revoirentierement la structure de ('appareilet le recabler avec du cable fabriqueen Chine a 1500 le metre sous pre-texte que « les lois de l'electroma-gnetisme sont impenetrables (sic,nous l'avons lu votre « engin » vousassurera plusieurs decennies debons et loyaux services.Le SP10 est fait pour durer long -temps sans probleme, a conditionqu'il ne soit pas maltraite et qu'en casde panne (ce qui arrive tout de mernede temps en temps I), les compo-sants soient remplaces par ceuxd'origine ou, du moins, par des equi-valents.
Le SP10 : aichimied'un chef d'oeuvre
Chez Audio Research, comme chezd'autres constructeurs, il arrivequ'une merveilleuse aichimie donnenaissance a un appareil pratiquementinsurpassable, dont les qualites sub-jectives sont exceptionnelles.Dans cette categorie, le SP10 reste Iareference, parfois egalee mais jamaissurpassee par la marque elle-meme.Nous allons essayer de comprendrele pourquoi...
Les tubes et le SP10Quel est donc le secret de ce diabled'appareil ? II reside dans le circuit,bien stir, mais aussi les tubes, lescelebres ECC88/6DJ8, si mal utilisesdans certaines fabrications concur-rentes. Pourquoi ? Parce qu'il s'agitd'un tube a pieges, le plus redoutableetant sa tendance a ('auto -oscillation(de l'ordre de 450 MHz 9. Ceciexplique qu'il ait ete utilise avec suc-ces dans les fetes HF des televiseurscomme « auto-oscillateur ». Vous voyez,nous sommes loin de Ia hi-fi !
Bien maltrise, ce tube est d'une linea-rite exceptionnelle, a ['exception d'unpetit « accident » au milieu de Ia cour-be de transfert (pour une polarisationde -3,5 V). Utilise correctement, cet
accident » va produire naturelle-ment un effet expanseur de + 0,5 dBqui constitue l'une des caracteris-tiques (difficile a mettre au point) duSP10.
Pourquoi l'ECC88/6DJ8 est-elleexceptionnelle ? C'est grace a unprocede de fabrication evoque dansnotre serie de cours : la « grille -cadre ».Cette technique revolutionnaire, miseau point en France a la fin des anneescinquante par la Radiotechnique,allait bouleverser toute l'electroniqueen I'affranchissant des limites impo-sees jusque-la par la constructiontraditionnelle des tubes. Laquelle,I'epoque, &aft fort coOteuse...Les premiers a utiliser ces tubesfurent, bien entendu, l'industrie mili-taire et les laboratoires de mesures.Les grands oscilloscopes (Tektronix,en particulier) furent equipes de cestubes exceptionnels. Ils virent leursbandes passantes bondir de 20 MHza 100 MHz. La transmission video en
UHF, le radar, I'informatique progres-serent des lors a pas de geant.Et ('audio ? En dehors des fabricantsde materiels professionnels qui lesadopterent, ceux des materiels
grand public » les ignorerent, en rai-son des prix trop eleves et une miseen ceuvre delicate. La pente de cestubes est hes &levee (12,5 mAN pour('ECC88/6DJ8), ils exigent une ali-mentation rigoureusement stabiliseeet des points de fonctionnementextremement précis afin d'eviter unetendance a ('auto -oscillation.En 1982, le probleme se posa diffe-remment, des stocks enormes de6DJ8 &ant disponibles a bas prix.C'est Audio Research qui, pour Iapremiere fois, osa utiliser timidementl'ECC88/6DJ8 dans un preamplifica-teur : le SPEC.Les modeles A et B, fabriques depuis1975, utilisaient d'honnetes et clas-siques 12AX7/ECC83.Le modele C utilise la 6DJ8 en stagefinal d'adaptation d'impeclance, tantpour I'etage « phono » que pour l'eta-ge de sortie de « ligne ».Le resultat fut spectaculaire, malgreune legere tendance a l'instabilite.Bill Johnson se rendit compte fresvite qu'il fallait repenser tout le circuitqui avait fort peu evoque depuis leSP3 en 1973. C'est ainsi que naquitle SP10, synthese exceptionnelle dusavoir-faire accumule par AudioResearch tout au long des anneessoixante-dix.Un SP10 est un appareil de laboratoi-re mis a la disposition du « grandpublic » qui rompt definitivementavec I'approche traditionnelle du pre-amplificateur audio tel qu'il avait etedefini jusqu'alors.Le C22 de Mc Intosh, le Modele 7 deMarantz, le SP3 d'Audio Research etbien d'autres (Dynaco, Helkit,Cabasse, etc.) ont pu etre copies,souvent sans imagination, par lesmarques concurrentes.
Rien de tel avec le SP10 qui demeureun appareil unique de la meme factu-re que les amplificateurs de la
marque qui rompaient definitivementavec l'approche classique de ('ampli-fication de puissance.
Un dernier mot sur les tubes avantd'entreprendre ('etude des schemes.Evitez, dans toute la mesure du pos-
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Audio
sible (sauf en cas de depannage d'ur-gence), d'utiliser des tubes annoncescomme equivalents a l'ECC88/6DJ8.II n'existe aucun vrai equivalent, niversion renforcee de ce tube. C'estinutile, l'ECC88 s'est positionnee desl'origine en tube professionnel, avecdes caracteristiques bien precises.Ceci contrairement aux tubes « grandpublic » telle la 12AX7/ECC83 quichange de reference en version pro-fessionnel le (E83CC, 12AX7S,12AX7S, etc.). Les versions deriveesde l'ECC88 ont etc creees pour desusages differents. Elles presententdes caracteristiques qui s'ecartentparfois enormement du modele debase.L'E88CC, par exemple, rechercheepar les audiophiles parce qu'elle ren-ferme des pins dorees » (Ia belleaffaire !), a etc mise au point pour l'in-formatique (les ordinateurs a tubes,cela a existe 9. Aux valeurs des pola-risations choisies dans le SP10, lapente de l'E88CC s'etablit a 15 mAN,contre 12,5 mAN pour sa petite sceurECC88. Le courant qui traversera lescircuits du SP10 sera plus importantque prevu, avec les consequencesque vous imaginez.La 6922, vendue de nos jours commeremplagante de l'ECC88, a une penteaux points de polarisations choisis de8 mA/V. La vous ne risquez rien, saufde voir grimper le taux de distorsion.Le seul tube acceptable comme sub-stitut est l'E188CC. Bien que sa linea-rite ait etc sacrifice au profit de ladiminution de ses capacites parasites(utilisation originelle en amplificationvideo), les resultats sur un SP10seront corrects, sans « abimer » lecircuit, en particulier les circuits d'ali-mentation des filaments.
Dans le SP10, les filaments sont ali-mentes en tension continue et mon-ties en serie deux par deux sous 12 V.Chaque paire de tubes est alimenteepar un regulateur de tension 7815/3 a5 A. Une resistance chutrice limite lapointe de courant a l'allumage etramene la tension a 12 V (on comptesix regulateurs 7815).
Le courant « filament » de la 6DJ8 estde 365 mA. II n'est que de 300 mApour l'E88CC. Mettre ce tube a laplace de la 6DJ8 revient a voir sa ten-sion « filament » grimper a 13 V. La vie
du tube, de ce fait, sera reduite depits de 50 % et la temperature a l'in-terieur du preamplificateur « grinvera »en consequence.Avec la 6922, en revanche, vousn'aurez pas ce probleme, hors lesdefauts inherents a ce tube industriel(Microphonie, souffle, distorsion).Avec des 6DJ8/ECC88, leur dureedans un SP10 est de l'ordre de12 000 heures ! Vous comprendrez lepourquoi, apres ('etude du schema.Vous constaterez que le circuit estconcu pour utiliser les tubes bien endeca de leurs performances maxi -males et qu'il est fort peu sensibleaux dispersions des caracteristiquesde ces derniers. Ceci, contrairementau SPEC qui demandait un « reali-gnement » des points de fonctionne-ment des tubes en fonction duvieillissement ou en cas de leur chan-gement.Sur le SP10, rien de tout cela. Lespoints de fonctionnement s'ajustentautomatiquement, en fonction descaracteristiques des tubes et de leurvieillissement ou en cas de change-ment de ceux-ci. C'est un brevetexclusif Audio Research, ce quiexplique aussi la raison pour laquellecet appareil n'a jamais etc copie.
La philosophie du circuit
Des 1973, Bill Johnson a prone Ia sta-bilisation des tensions d'alimenta-tions peu consommatrices de cou-rant dans ses alimentations. II existe,en effet, trois methodes pour sous-traire une electronique des effetsWastes des variations de la tensionen fonction des appels de courant.
La methodedes constantes de tempsC'est la methode employee avecsucces par Mc Intosh, Marantz,Westrex, Ampex et appliquee avecplus ou moins de bonheur par lamajorite des constructeurs.Nous l'avons longuement develop -pee tout au long de nos cours. Elleconsiste a respecter la . courbe enve-loppe » du signal audio en calculantles temps de charge et de dechargedes condensateurs de filtrage, dedecouplage et de liaisons tout aulong des circuits. Ceci, en fonction
des appels de courant et des fit-quences « audio » mises en jeu. C'estparfois difficile mais, bien maitrise,cela fonctionne parfaitement.
La methode dite audiophile »Elle consiste a enfoncer un clou avecune presse de dix tonnes ! On aug-mente, au-dela du raisonnable, la
capacite des condensateurs « reser-voirs ». II n'est pas rare de voir descondensateurs de 10 000 pF en bat-terie, condensateurs alimentes sousune haute tension de 500 V ! De quoituer un cheval au moindre contact.De la merne facon, on augmente, au-dela du raisonnable, la valeur descondensateurs de liaisons sous pre-texte de « passer » des basses enmettant en parallele des condensa-teurs a bain d'huile, polypro, polysty-rene et tutti quanti... Consequencede tout cela : c'est lourd, dangereux,encombrant, pour un resultatmediocre, mou et souvent nul, lesconstantes de temps n'etant pas res-pectees.
L'alimentation stablliseeC'est la methode ideale, bien quecoOteuse et encombrante. Tout le
materiel de laboratoire et audio pro-fessionnel (pour les faibles courants)utilisait, des les annees cinquante,des alimentations « haute tension »stabilisees. Seul le grand public n'yavait pas droit pour des questions deprix de revient.Des 1973, Audio Research stabiliseles tensions d'ecrans de ses tubes depuissance et du preamplificateurinverseur de phase associe : un
simple tube serie » 6L6 pour le D75et un transistor de puissance « hautetension » pour le preamplificateurSP3 (ce qui etait une nouveaute).Au fil des annees, ('alimentation gros-sit et se perfectionna pour arriver('alimentation a tubes ultra-rapide duD79 et celle entierement a semicon-ducteurs du preamplificateur SP6.
L'alimentationstabilisee du SP10
Pour le SP10, Bill Johnson est revenuaux tubes (figure 1). C'est une ali-mentation g serie » utilisant deux 6L6montees en parallele et debitant seu-
re 329 vvvvvv.electronlquepreitique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
1
Vers CanalDroit
+793V
in 1k
+550V
220k I- 2008F_ 400V
220k +200pF_400V
7x47V
B+305V B+305V
CircuitRege ateur
deTension
47k
Cir uitRep ateur
deTension
8+2 +293V 8+1
0,4 300kmA
0,47pF
+160VPolypro
descommutations 20pF
+293V
ion
CI
2x6o
ton
loon
85mA +305V
100 n
12AT7
1N4006+.1 0,001pF
600V
+15V
MC34001P.
7i36
9,6mA
10V1W
100k
pDJ8 / ECC138
+6.3V
1,5k
+3,8V
1M fl
lement 85 mA sous 305 V, ce qui valeur assurer une grande duree de vie.Les 6L6 sont pilotees par une 12AT7,elle-merne drivee par un amplificateuroperationnel MC34001P (rempla-cable de nos jours par un TL071CP
1k
33k
4mA
0,22
IC
LM329C
1k
--A4AAA-
C
CR:25DB - -
25k
6DJ8/ECC88
+159V 10pF-250V
5,6mA
Polypro
0,015pFpolystyrene
encore plus rapide !). Une stabilisa-tion de tension aussi parfaite auraitpu suffire, mais Bill Johnson est ellejusqu'au bout de sa philosophie enstabilisant, nous le verrons plus loin,individuellement chaque tube afin
4
6,9V
15V
5k
475k
5pF
3,3k
6,9V
4,99k
200pF- ""2pF
243k
12,1k
Vets MutingaUtOrnat:qUe
447
L _ _ _ JPhoto -resistance
Led
2
out
Mutingmantle'
Z sortie : environ 1 kitCharge minimale recommandee : 20 ks2
Capacite maximale du cable de liaison : 0,001 pF
d'assurer une complete independan-ce de chaque stage (et de chaquecanal) par rapport a la source. C'estun procede utilise couramment enoscilloscopie, mais rarement en
audio, mome professionnelle.
n° 329 wwvv.electronlqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
Pour en terminer avec ('alimentationprincipale, sachez qu'elle est monteedans un chassis a part, celui-ci etantretie au chassis principal par un toronde cables de quatorze conducteursd'un metre de long. Ceci permet del'eloigner du preamplificateur propre-ment dit. Cette alimentation compor-te en plus des circuits redresseurs« haute » et « basse » tension : lescondensateurs de filtrage, six regula-teurs MC7815CK pour ['alimentationen 12 V des filaments (comme decritplus haut), un « timer » (NE555) pilo-tent un astucieux systeme de« muting >) a base de photo -resistance.
La modulation n'est vehiculee quedeux minutes trente apres Ia misesous tension de l'appareil (merci pourles haut-parleurs !).
SP10,I'amplificateur de ligne
Nous n'avons represents en figure 2ni les commutations, ni le potentio-metre d'entree (2 x 100 kQ log), ni labalance (2 x 100 kc2 lin) qui alourdi-raient inutilement le schema.Comme vous pouvez le constater,chaque tube possede sa propre ali-mentation stabilisee (entrée 305 V,sortie 293 V). Vous trouverez le sche-ma de ce circuit regulateur identiquepour chaque tube, en figure 3.L'amplificateur operationnel MC3001Ppeut etre remplace de nos jours parun TL071P.
Remarquer le point de fonctionne-ment de la premiere ECC88/6DJ8avec son tres faible courant de repos(0,4 mA).
Au point choisi, le circuit va se corn -porter comme un lager expanseur dedynamique. Grace a ('accident dansla courbe de transfert dont nousavons precedemment parle, « p » vavarier a ce point de 25 a 33.La legere augmentation du taux dedistorsion sera compensee par Ialigne de contre-reaction de 25 dBsituee entre le tube de sortie et letube d'entree. C'est certainement('utilisation fres particuliere du tubed'entree qui procure subjectivementune telle aeration dans le messagesonore delivre par le SP10.D'autre part, la ligne de contre-reac-tion contribue a fixer le point de pola-
+305V
0,22pF100V
TIP41
5
Zener24V5W
MC34001 P
4
6
IC
7
3x1N914
++
0,22VpF100
76.8k
I
0,47
I
0,47100k
risation de T1. Toute variation, mememinime, des caracteristiques de cetube, sera automatiquement corn -pens& par la contre-reaction. Legain « complet » de l'etage est de26 dB. L'impedance de sortie, entenant compte de Ia resistance de51(52 en serie et de la valeur residuel-le de la photo resistance, s'eleve1000 Q. La charge minimale recom-mandee par Audio Research est de20 kg2 (valeur classique de ('entreed'un amplificateur a transistors).La capacite maximale du cable deliaison ne doit pas exceder 1 000 pF.Un cable de dix metres, a Ia capacitestandard de 100 pF au metre, seradonc utilisable. Choisir de preferencedu cable « micro ». Evitez les cablesesoteriques a faible capacite et forteinductance.Dernier point : l'etage cathodyne desortie comporte deux demi-6DJ8/ECC88 montees en parallele afin dedoubler la pente qui passe a pros de20 mA /V au point de fonctionnementchoisi.Les deux resistances de 1 kQ mon-tees dans les grilles sont destineesfreiner la tendance a ('auto -oscillationdu tube. Malgre la qualite du circuit etafin de ne faire courir aucun risqueaux tubes en cas de surcharge, sur-tout a la mise sous tension oil les
I.- +293V
3
tubes d'entree debitent avant lestubes de sortie (ce qui rendrait lesgrilles de ce dernier positives), le
constructeur a place entre les grillesdu tube de sortie et sa cathode un JFet, canal P, bloque en fonctionne-ment normal. II ne devient conduc-teur qu'en cas de tension positive surles grilles du tube de sortie. En oscil-loscopie, on utilise couramment unpetit « neon » a cet usage... C'estplus joli, ca s'eclaire...
SP10, retage phono,correcteur RIMC'est en examinant le circuit de lafigure 4 que tout le savoir-faired'Audio Research en matiere detubes apparait clairement.Tout d'abord, comme nous l'avonsdeja signale, chaque tube a sa proprealimentation stabilisee (figure 3). Ceprocede utilise sur tous les stages, endehors de Ia beaute du circuit, assu-re aux versatiles ECC88/6DJ8 unesource de courant constant. Ceci,quel que snit leur vieillissement ouleur remplacement par des tubes auxcaracteristiques un peu differentes.Sur les appareils plus modernes, onutilise des sources a courant constantplacees dans les circuits de catho-des... ca fonctionne mais moins bien !
re 329 www.elEctroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRADQUE
45e partie
4
411W+
0-.AWAr--
13+305V
Cir ult CircuitRun'Mew 44V Rieguirdeur
d deTon on Tension
.293V
40k(SW)
6mA
+50V
LI 22411
+32V
20pF
1k
Poly pro2pF (400V)
IH
C2100pF
NAS
I 49.9k
+0.9V
224 n
T1: (2)61:U8/EGG86
1k
1508 301k
111 ft 25,5k
L(t.,:,;F 0,001 3tiF
3,3mA
k
IS40M
,100V
1k
15. (5)8DJ8/ECC88
1k
+0,67V
200
3 (4)5DJ18/ECC88
Contra Reaction
1k
B+305V
CircuitRegulateur
deTension
B+3 t +293V
620pFHI +154V
1 6.6mA
J175
tk
T7. (8)60.18/ECC88
Polypro
10pF (250V) out
Correctign_RJAA
25k
Vera
0.015pF CommutetionsPolystyrene
D'autre part, non content de Ia valeurtres grande de la pente de l'ECC88(12,5 mA/V), Bill Johnson monte lesdeux moities en parallele (T1 et T2)doublant ainsi la pente et divisant parla merne occasion sa resitance inter-ne par deux. Sous-alimentees en50 V et traversees par un courant tresfaible par rapport aux capacitesreelles du tube (3 mA par molt*, lerapport signal/bruit du premier stageest extremement bas : superieur100 dB (ce que l'on appelle la resis-tance equivalente de bruit de l'ECC88etant déjà tres faible : 300 Q).Ce premier stage peut donc etreconsiders comme un pre-preamplifi-cateur a faible bruit dont la sensibiliteavoisine 200 pV. Toutes les cellulesbobines mobiles peuvent donc etreutilisees a rent& du SP10, a ('ex-ception des Ortophon et autresKoetsu dont la sensibilite est tresfaible (50 a 100 pV). Ces cellulesdemanderont obligatoirement un
transformateur d'adaptation connec-t& sur ['entree standard 47 kt-2 com-mutable sur Ia face avant de I'appareil.L'entree de l'ECC88 est protegee desinterferences « radio » par un filtre L1,
C1, C2 et contre sa tendance a ('au-to -oscillation par deux resistances enserie de 224 Q dans les grilles.Le second stage est, a lui seul, unpetit chef d'ceuvre d'efficacite. C'estun amplificateur « cascode » a hautgain et a faible bruit.Sans entrer dans la theorie du « cas-code », sachez qu'un cascode pre-sente tous les avantages d'une pen-tode, sans en avoir les inconvenients.Son bruit de fond est tres bas (celuid'une triode), son coefficient d'ampli-fication est tres eleve (celui d'unepentode). Le probleme majeur ducascode est la polarisation de la grilledu tube superieur (ici T5/1-6). Elle estgeneralement assuree par un pont deresistances decouple par un conden-sateur de forte valeur. Le SP10 s'af-franchit de ce probleme en stabilisantla polarisation du tube superieur(T5/1-6) avec un circuit regulateurcomplet (encore un !).Cette debauche de regulateurs assu-re, on s'en doute, des points de fonc-tionnement rigoureusement stables !C'est ce qui permet une liaison direc-te avec l'etage de sortie (equivalent al'etage de sortie « ligne » a charge
cathodyne), les inconve-nients dus a ce type de liaison (insta-bilite surtout aux frequences Ole -\fees). L'impedance de sortie extre-mement basse de T7/T8 (Z = 1/S =1/0,0025 = 40 Q), montees en paral-lele, permet de rendre completementindependante de la charge la ligne decontre-reaction selective assurant lacorrection RIM.
En conclusion
N'esperez pas trouver un SP10 d'oc-casion en bon &at (ce qui devientrare) tres rapidement. Compte tenudu prix tits eleve en 1982 (de l'ordrede 30 000 francs a l'epoque, ce quien monnaie constante representeraitaujourd'hui environ 23 000 ), it y ena peu en circulation dans notre pays.Vous pouvez, en revanche, vous ins-pirer des schemes du SP10 pourconstruire votre propre preamplifica-teur en ne perdant pas de vue queces circuits sont protégés par desbrevets, donc utilisables uniquementpour un usage prive !
Bon travailR. BASSI
56 n° 329 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA1 IQUE
Vumetre stereoDetecteur d'ecretage
Si le vumetre, qui equipeIa plupart des appareils« audio » de haut degamme, permet de visua-liser Ia modulation dusignal, it est souvent prisen « defaut » lors despassages transitoires.II suffit d'un coup decymbale inattendu pourexiger de l'amplificateurplus d'energie qu'il nepeut en fournir, ce qui setraduit par l'ecretage dusignal et ('apparition d'unedesagreable distorsion.
ette realisation associe au
vumetre un circuit dedetection d'ecretage fortutile en cas d'utilisation
d'amplificateurs de faible et moyennepuissance, mais egalement en sono-risation.
Qui bluffe le vumetre ?La dynamique originelle d'unorchestre de musique classiques'etend sur plus de 100 dB. Cettedynamique est compressee au
« mastering » pour etre limitee a envi-ron 65 dB. Autrement dit, entre les
pianissimi » et les « fortissimi », Iavariation de la puissance peuts'etendre de 100 pW a 100 W. Leniveau d'ecoute « normal » dans unepiece moyenne avoisine 1 W. Si onconsidere les 60 dB necessaires a Iarestitution de la dynamique, on doitse demander ou se situe ce 1 W dansl'echelle des 60 dB.Dans le cas d'un amplificateur d'unedizaine de watts, puissance maxima -le d'un « single end » a 300B, ce 1 W
se situe déjà a 50 dB, soit assezproche de la limite d'ecretage. II suf-fira d'un passage « forte » pour satu-rer l'etage de sortie.Cette saturation ne sera probable-ment pas visualisee par le vumetre.En effet, l'inertie du mecanisme,associee au temps de montee de ladetection, ne permettra pas de suivreun transitoire. Le vumetre ne visualiseque la tension moyenne de la modu-lation.II existe plusieurs normes auxquellesdoivent repondre les vumetres. Laplus usitee est la BS6840 (BritishStandards) qui dit - en substance -qu'en presence d'un echelon de ten-sion equivalent a 0 dB Vu, l'affichagedoit atteindre 99 % en 0,3 s, avec undepassement maximal de 1,5 %.Inutile de preciser qu'avec l'inertie etl'amortissement des appareils « bonmarche », la norme n'est jamais res-pectee. Seuls les vumetres profes-sionnels en sont capables, mais a unprix redhibitoire pour l'amateur. Lesvumetres electroniques « bargraph »ne sont pas limites par la contrainte
mecanique, mais par le temps demontee du circuit de detection. Etl'hypothetique detection d'un transi-toire ne sera visualisee qu'un courtinstant, voire passera inapergue.
L'ecretage ou saturationde I'amplificateurQue se passe-t-il en pratique ? Tantque le signal musical est restituedans Ia partie lineaire de !Wage desortie, le taux de distorsion restefaible.En presence d'un transitoire, l'etage« driver » tente de suivre la modula-tion et pilote l'etage de sortie hors dela zone lineaire, voire hors de Ia limitemaximale fixee par la tension d'ali-mentation. Cela se traduit par unediscontinuite brutale du signal de sor-tie et la generation d'un peigne d'har-moniques (figure 1).Fort heureusement, l'ecretage desetages de sortie a tubes, speciale-ment celui des « single end », se pro-duit de maniere assez douce.C'est une forme de compression qui
RV 329 vvvvvv.electraniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
3
CC
(*)
By pass
Filtre 40 KHzOPA604
U I R3 R4
1pF10K10T C2
cv100K
100-
470pFCC
0 61
TR13,2VA2x22Vac
S1
111111111 11110ill
11
donne ('impression d'une puissanceapparente plus importante, a ('inversedu push-pull a transistors (figure 2).D'un point de vue physiologique, it aete etabli que la distorsion d'Acretagedevient audible si elle depasse unedui -6e de 20 ms (source : Note d'ap-
7,5K 30K
100nF
C3
150pF
3
+18V
-18V
+35VdcIC7
-35Vdc
7818
+18VO OPA604
1 1
0 R7
4,7pF47K
+18VA
R8
47K
+12V
IC9 A
C9 C11
1pF 470pF50V
C10 +C12
1pF 470pF50V
plication 385 de Bruel & Kjaer - Mai1992 ).
Le schema
tie de l'amplificateur. II est mis
7918
IC14 C16
1pF
IC8
C13 C15o22pF 1pF
78L12
C17 C18-22pF 11.1F
IV 2004
NIMMItarinniveau par le pont diviseur R1 -P1(figure 3). Un premier stage, de gainunitaire, limite les frequences supe-rieures a 40 kHz. II met en oeuvre unfiltre de type Butterworth du deuxie-
Le signal d'entree est preleve en sor- me ordre. Cet stage est optionnel etpeut etre ponte pour attaquer directe-
az' 32B www.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE
By pass
Filtre 40 KHz
R4
C2
30K
Opi
AC I
OPA604
150pF
+35Vdc
AC2
C3
+18V
-18V
109 011
R5
10K
CC
2
+18V0 OPA604
N-
IC26
D1
R8
0-18V 47K
fcr
47K
R7
4,7pF
47K
rncc
47K
-18V47K
Er) F-1-011 R10
4,7pF
1N4148
D2
1N4148
D5
1N4148
D4
118V +12V
107 A IC9
7818
- min1pF 470pF
50V
-35Vdc
010 +C12
1pF 470pF50V
IC8
Ecrotage Single End 6947
385 de Bruel & Kjaer - Mai
hema
I d'entree est preleve en sor-'amplificateur. II est mis
7918
C13 015
22pF 1pF
C14 C16
22pF 1pF
78L12
.>co
o I- 1C17 018= C19T22pF 1pF 1pF
niveau par le pont diviseur R1 -P1(figure 3). Un premier etage, de gainunitaire, limite les frequences supe-rieures a 40 kHz. II met en oeuvre unfiltre de type Butterworth du deuxie-me ordre. Cet etage est optionnel etpeut etre ponte pour attaquer directe-
1N4148
R12I I
10K
47K
1000
100K
+18VOPA604
r-
6
.-2
C7rn
22nF
ment IC2. L'AOP/IC2 amplifie le
signal d'un facteur de 2 et IC3 ('inver-se. En redressant les sorties des deuxAOP, on obtient un redressementdouble alternance. Les diodes D1 etD2 redressent le signal et pilotent IC4configure en comparateur. Le seuil decomparaison est fixe a +11,4 Vdc. Endessous de ce seuil, la sortie de 104est negative. Au croisement de la ten-sion de seuil », la sortie de IC4devient positive et declenche IC6 un4047 configure en monostable. Letemps de reaction de ces circuits estde l'ordre de 1 ps. Avec une valeur de22 kS2 pour R16 et 22 NF pour C6, lasortie du monostable reste « haute »
0-18V
+11,4Vdc
180K
R20
100K
10M
D3
1N4148
U) 47
+18V
0741
-180V
pendant 1 s. Ce tempmodifie en changeant I
R16 ou celle de C6. Cpilote une LED a forte intsur la face avant, sousLes diodes D4 et D5 nmeme signal et pilotenvumetre.
La capacite C7 se chargEvia la resistance R18 dedecharger lentement via IR19 de 10 MD. La c(temps de charge de 50 pvisualiser les pointes dela constante de temps cde 1 s de conserver lapouvoir etre lue.
NIQUE PRATIQUE n" 329 w.v
D1
3
2
+18VOPA604
IC3
-18V
6
47K
c-) R10
47K47K
c
4,7pF
1N4148
D2
1N4148
D5
1N4148
D4
1 C191µF
+18V0
MLcc
100K
+18V0 OPA604
R12 AIL 03
6 N10K 2_
47K
1N4148
03 a 1000
C7 0,
22n F
ment IC2. L'AOP/IC2 amplifie le
signal d'un facteur de 2 et IC3 ('inver-se. En redressant les sorties des deuxAOP, on obtient un redressementdouble alternance. Les diodes D1 etD2 redressent le signal et pilotent IC4configure en comparateur. Le seuil decomparaison est fixe a +11,4 Vdc. Endessous de ce seuil, la sortie de IC4est negative. Au croisement de la ten-sion de « seuil la sortie de IC4devient positive et declenche IC6 un4047 configure en monostable. Letemps de reaction de ces circuits estde l'ordre de 1 is. Avec une valeur de22 kS2 pour R16 et 22 pF pour C6, lasortie du monostable reste « haute
+12V0
5
IC6
68
1N4148
e-18V
+11,4Vdc
180K
R20O100K
10M
47K
+18V0
741
0-18V
12
22pF
22K
pendant 1 s. Ce temps peut etremodifie en changeant la valeur deR16 ou celle de C6. Cette tensionpilote une LED a forte intensite situeesur la face avant, sous le vumetre.Les diodes D4 et D5 redressent lemerne signal et pilotent IC5 et le
vumetre.La capacite C7 se charge rapidementvia la resistance R18 de 1 I<S2 pour sedecharger lentement via Ia resistanceR19 de 10 MS2. La constante detemps de charge de 50 ps permet devisualiser les pointes de puissance etla constante de temps de dechargede 1 s de conserver la valeur pourpouvoir etre lue.
ASTAST\T
+TRET
a
Q\
RiCC OSCR
RES
4047
10
11
13
470cc
V
L'affichage de Ia valeur maximale auvumetre est fixee pour une tension de+11,4 Vdc en sortie de IC5 par laresistance R21 de 62 I<S2 (pour leSIFAM AL39). Le choix d'un autre galva-
nornetre necessitera probablement une
autre valeur de resistance pour R21.Le choix de R1 et le *lege de P1sont determines par la puissance avisualiser. Puisque le seuil de declen-chement est fixe a +11,4 Vdc, celasignifie qu'il sera franchi si le signalaux sorties de IC2 et IC3 depasse8,5 Vac ou 4,25 Vac en entrée de IC2.Avec R1 ponte et P1 au maximum, unsignal de 4,25 Vac declenchera lecomparateur. Le *lege de P1 per -
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0
254x152mm d3, 2
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29 29
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0
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mettra de fixer le declenchemententre 4,25 Vac et 16 Vac, soit entre2,2 W et 32 W sous 8 Q.Une resistance de 30 I<52 en R1 fixerale declenchement entre 12,7 Vac et48 Vac, soit entre 20 W et 300 W. LesAOP utilises en IC1 a IC4 sont desOPA604, mais peuvent etre rempla-ces par les LF356 ou les TL021, sansdegradation du fonctionnement.
4
La resistance R22Le point froid de l'amplificateur estraccorde a la masse du circuit parune resistance de 100 Q. II s'agitd'une protection pour les stages desortie des amplificateurs.En cas d'inversion des fils de raccor-dements, les resistances de 2 W« encaisseront » provisoirement I'er-reur de manipulation.
De meme, certains appareils de fortepuissance sont composes de deuxamplificateurs fonctionnant en pont.Dans ce cas, it n'y a pas de point froid !En cas de raccordement direct aubornier, ce sont les resistances qui
accuseront le coup ».Pour ce type d'amplificateur, la solu-tion sera de prendre un des deuxplots du bornier HP comme point
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B
chaud » et la masse de l'ampli comme
point « froid
L'alimentationApres redressement des 2 x 22 Vac,on obtient une tension de ±35 Vdc.Deux regulateurs 7818 et 7918 stabi-lisent les tensions a ±18 Vdc.La tension de +12 Vdc des mono -stables 4047 est obtenue avec un 78L12.
Mise en oeuvre
Le vumetre est insere dans un chas-sis de 254 x 152 x 51mm. Le produitest disponible chez Hammond etporte la reference 1441-16BK3.La carte est fixee par quatre entre-toises de 10 mm au milieu du chassis(figure 4 et photo A). La face avantrecoit les deux vumetres et les leds.
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Le chassis est ferine parune grille ajouree
5
La prise secteur, le porte-fusible, leswitch de mise sous tension, le bor-flier de raccordement et le transfor-mateur d'alimentation sont fixes contrele cote droit (photo B).Le chassis est ferme par une grilleajouree (photo C).
Le circuit imprimeLa carte « ampli » mesure 100 x 145 mm
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NomenclatureResistances ± 1 % 1/4 WR1 : 30 kS-2 (voir texte)R2, R13, R20 : 100 kS2R3 : 7,5 kS2R4 : 30 k52R5, R12 : 10 kS2R6, R7, R8, R9, R10, R11, R15 : 47 kS2R14 : 180 kS2R16 : 22 kS2 (voir texte)R17 : 470 QR18 : 1 kS2
R19 : 10 MQ it 5 %)R21 : 62 kg.2
R22 : 100 Q (± 5 %/2 W)
Condensateurs sorties radialesC1, C9, C10, C15, C16, C18,C19 : 1 pF/50 V
C2 : 470 pF/100 V/5 %C3 : 150 pF/100 V/5 %04, C5 : 4,7 pF/100 VC6, C13, C14, C17 : 22 pF/50 VC7 : 22 nF/100 VC8 : 100 nF/100 VC11, C12 : 470 pF/50 V
SemiconducteursB1 : pont 40 V/1 AD1 a D5 : 1 N4148D6 : diode led (voir texte)IC1 a IC4 : OPA604 (voir texte)IC5 : LM741IC6 : 4047IC7 : 7818IC8 : 7918IC9 : 78L12
D
DiversP1 : 10 kS2 - 10 tours (vertical)F1 : fusible lent 63 mATR1 : torique 2 x 22 Vac/3,2 VA1 boitier 254 x 152 x 51 mm (Hammond)1 tole de fond 254 x 152 mm2 galvanometres Sifam-AL39B2 caches pour AL39B4 entretoises 10 mm F-F/M310 supports DIL 8 broches2 supports DIL 14 broches2 socles « chassis >' 8 mm pour led2 raccords pour led1 porte-fusible chassis 20 mm (F1)1 interrupteur SPDT (S1)1 prise HP stereo1 prise 230 V/1 A pour chassis13 picots + 13 cosses 1,3 rnm
(figure 5). Souder dans l'ordre : les
treize picots de 1,3 mm, les vingt-quatre pontages et les douze sup-ports de circuits integres.Suivront les composants par ordre detaille (figure 6 et photo D).Tester d'abord l'alimentation. On doitobtenir 35 V aux bornes des conden-sateurs « tampon » C9 et C10.La carte non Aquipee des IC est misesous tension pour verifier la presencedes ±18 Vdc aux broches (4) et (7) dechaque circuit integre et du +12Vdcaux broches (14) des IC6.Ensuite, apres « dechargement i> del'alimentation, inserer les circuits et
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verifier, apres mise sous tension, quechaque sortie de IC1, IC2, IC3 et IC5en broche (6) est bien a 0 V. En sortiede IC4, mesurer -17Vdc.Le raccordement des divers fils auxelements des faces avant et lateraleest realise suivant le schema de lafigure 3 et verifie meticuleusementavant la mise sous tension.
Reglage et mesuresP1 est ('unique composant a ajusteren fonction de « l'installation audio ».Le plus simple est evidemment detester l'amplificateur avec descharges fictives equivalentes a celledes enceintes en visualisant lessignaux a ('oscilloscope. Le reglagede P1 se fait pour un declenchementA 1 dB du seuil de saturation.Sans materiel, it ne reste qu'a faireconfiance aux specifications publiees.Ainsi un amplificateur specifie a 32 Wsous 8 Q, genere une tension de16 Vac. Diminuer la tension de 11 %(-1 dB), soit 14,3 Vac, et l'injecter
Caracteristiques TechniquesSensibilite 4,5 Vac minimumDetection Double RedressementTemps de detection de crete < 50 µSecTemps de maintien de la Led 1 Sec
Temps de montee du metre 200 mSecTemps de maintien du metre 1 Sec
Bande passante a -1dB 10Hz - 32 KHzConsommation 230 Vac - 4 VADimensions 254 x 152 x 51 mmPoids 1,2 Kg
('entree. Dans ce cas, Ri est un pon-tage et P1 est ajuste pour obtenir unetension fluctuant entre le negatif et lepositif en sortie de IC4 au point detest « TP ».La bande passante du detecteurcouvre de 10 Hz a 32 kHz a -1 dBavec le filtre en tete de circuit.
ConclusionCe vumetre, associe au detecteur decrete, completera l'installation audio.II fournira une indication correcte de
la modulation et des risques de satu-ration.II est d'ailleurs assez etonnant deconstater son declenchement pourdes pointes transitoires (controleessur oscilloscope) qui echappent augalvanometre ... et a notre oreille.
J -L VANDERSLEYEN
Pour les donnees de fabrication, de la carteimprimee ou quelque probleme d'approvi-sionnement, n'hesitez pas a contacter l'au-teur l'[email protected] ouvia son site www.novotone.be/fr
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Protecteurd'alimentationdes montages
Le mauvais fonctionne-ment d'une alimentationpeut avoir des conse-quences facheuses pourle reste des composantselectroniques qui Iui sontraccordes, surtout lors dela defaillance du systemede regulation. Celui-ci faitpartie des defauts lesplus frequents.
our parer aux pannes lesplus catastrophiques, it
existe depuis longtempsdes solutions simples
dont celle que nous vous proposonsici de realiser afin de proteger vosmontages les plus precieux.
SchemaPour proteger la sortie d'une alimen-tation contre les surtensions, deuxsolutions s'offrent a nous : ajouter unecreteur en parallele avec la sortie del'alimentation ou bien ajouter un dis-positif en serie avec celle-ci afin d'ou-vrir le circuit en cas de detectiond'une surtension.La solution de l'ecroteur possedel'avantage de maintenir le systemealimente pendant les perturbations.En contre-partie, le dispositif d'ecre-tage peut etre amene a dissiper uneenergie tres importante, selon le
modele equivalent du generateur quiest a l'origine de la perturbation.Dans le cas d'une alimentation stabi-lisee (lineaire ou a decoupage) demoyenne ou forte puissance, l'ener-gie a ecreter en cas de defaillance del'etage de regulation peut s'avererredhibitoire. Dans ce cas. it faut se
ELMEnO
Un montage elaboreautour d'un simplefusible
resigner a utiliser la deuxierne solu-tion : ouvrir le circuit d'alimentationpour confiner la perturbation enamont des composants sensibles.Dans les deux cas de figure, le tempsde reaction est un critere de choiximportant pour detecter et protegercontre des perturbations ou la
defaillance dune alimentation.Pour tine protection contre les
defaillances classiques, un temps dereaction de quelques millisecondesreste tout a fait acceptable.Notre montage se classe parmi lessolutions moyennement rapides,mais simples a mettre en oeuvre.Le schema de la figure 1 devoile unmontage ultra classique batiautour d'un simple fusible. Cettesolution possede l'avantage de pro-teger la sortie contre des surtensionseventuelles ou contre une consom-mation de courant trop elevee.L'idee consiste a utiliser un triacmonte en court -circuit franc pourfaire fondre le fusible lorsque la ten-sion de sortie de l'alimentation estanormalement elevee.Avec notre schema, la detection dessurtensions est obtenue a l'aided'une simple diode zener (D1) quilaisse passer un courant significatifdans la resistance R1 lorsque la ten-sion d'alimentation depasse sa ten-sion de seuil. Des que la tension auxbornes de R1 depasse la tension de
F1
64 n" 329 www.eieLtrontquepratique.com LLEC MONIQUE PRATIQUE
seuil du triac, ce dernier s'amorce,provoquant un fort appel de courantdans le fusible. Le triac resteconducteur jusqu'a ce que le « fila-ment » du fusible soit coupe, ce quiouvre alors totalement le circuit d'ali-mentation. Le condensateur C1monte en parallele avec la resistanceR1 permet de filtrer les perturbationsrapides, ce qui evite un declenche-ment du triac a Ia moindre occasion.Le fusible est bien connu pour safonction de protection contre la circu-lation d'un courant anormalementeleve. Le temps de coupure dependbeaucoup de la surintensite du cou-rant qui le traverse et des conditionsexternes d'environnement (tempera-ture exterieure, vieillissement du fila-ment, etc.). Plus Ia surintensite ducourant est elevee par rapport aucalibre du fusible, plus la coupure dece dernier est rapide.A ('inverse, plus le courant qui traver-se le fusible est proche de son calibreet plus le temps de fusion du « fila-ment » est long.Avec notre montage, cela peut poserun probleme si jamais le calibre dufusible retenu pour une applicationest proche de Ia limitation de courantde l'alimentation. En effet, en cas dedetection d'une surtension, le triacest bien declenche mais le courantqui le traverse est limits par 'Impe-dance de sortie de l'alimentation et'Impedance du fusible. Ce dernierrisque alors de mettre fres longtempsa fondre. Ce n'est pas tres gravepuisque, dans ce cas, la tension desortie de l'alimentation est fres affai-blie (il n'y a donc pas de risque pourles composants que notre montageest cense proteger), mais le fusible etl'alimentation risquent de devenirbrulants.Selon les circonstances, it est pos-sible d'arriver a un court -circuit quireste a requilibre pendant plusieursminutes. Evitez donc de choisir uncalibre de fusible trop eleve si vousvoulez que ce montage conservetoute son efficacite.
Realisation
Le dessin du circuit imprime est pro-pose en figure 2. L'implantation descomposants est reproduite en figure 3.
2
Une implan-tation des plussimples
Alimentation
-3
Quelquescomposantsinsarer dans lebon sens
Les pastilles sont percees a l'aided'un foret de 0,8 mm de diametre. Ence qui concerne CN1, JP1 et JP2, tlfaut percer les pastilles avec un foretde 1 mm de diametre. Le fusible estinsert dans un porte fusible quinecessite deux percages avec unforet de 2 mm.Comme d'habitude, procurez-vousles composants avant de graver lecircuit, au cas oia it vous faudraitadapter un peu I' implantation. Cetteremarque concerne particulierementles borniers a vis et le porte-fusible.Pour le reste, it n'y a pas de difficulteparticuliere. Soyez tout de merneattentif au sens d'insertion de ladiode zener Dl.Pour celle-ci, notez que sa valeurpeut etre ajustee en fonction desbesoins. Le seuil de declenchementde la protection se situe entre 0,5 V et1 V au-dessus de la tension que vousavez choisie.Avec Ia zener indiquee en nomencla-ture (diode de 4,7 V), le seuil dedeclenchement de la protection sesitue aux environs de 5,2 V a 5,7 V, cequi permet de proteger efficacementla majorite des circuits logiques 5 V(le parametre Supply VoltageMaximum Rating » se situe generale-ment vers 6 V pour ce type de circuit).La dispersion des caracteristiques dela diode zener et celle du seuil dedeclenchement du triac peuvententrainer des declenchements de laprotection pour une valeur assezbasse de Ia tension d'alimentation
NomenclatureC1 : 220 nFD1 : BZX79C4V7 (Zener 4,7 V 1/2 W)F1 : Fusible 5 x 20(0,5 A a 2 A selon vos besoins)JP1, JP2 : Bornier a vis 2 contacts(au pas de 5,08 mm)R1: 220 SI 1/4 W 5%(Rouge, Rouge, Marron)TR1 : Triac BTA16 ou equivalent
(proche de 5 V dans le cas de notrenomenclature).Vous serez peut etre amens a deter-miner le seuil reel de declenchementde votre montage si vous utilisez unealimentation dont Ia tension de sortien'est pas fres precise.Si vous constatez que le fusible deprotection fond un peu trop frequem-ment tandis que l'alimentation n'estpas en cause, vous serez amenschoisir une diode zener d'une valeurlegerement superieure. Dans ce cas,le seuil de declenchement reel
pourra basculer vers ('extreme inver-se et s'averer un peu trop eleve pourvotre application. C'est 'Inconvenientmajeur de ce montage qui reste tou-tefois d'une grande simplicite.Pour proteger des composants extra-mement sensibles au moindre depas-sement de leur plage d'alimentation,ce circuit ne sera peut-etre pas lemieux adapt& En revanche, it prote-gera la majorite des cartes electro-niques equipees de composants des-tines au grand public.
P. MORIN
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