NOVEMBRE 2006 www.electroniquepratique.com I 5,00

Amplificateura tubes pourecoute au casque

Le comptagebinaire 1 ou 0

Repartiteurperitelevision

Veilleusemulticolore

InterfaceGPIB/USB

Mosalique4 emuspour video -surveillance

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e TC5570016A-7a, 0.4

FRANCE : 5,00 DOM Avion : 6,40 DOM surface : 5,80 Port 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 $

OLESommaire N° 310

4 Infos/Nouveautes

initiation8 Internet pratique10 Savoir compter en binaire

21

2830

3440

Realisez vous-meme

Micro/Robot/Domotique

Mosaique 4 ecrans pour video -surveillanceVeilleuse multicoloreRegulateurs de temperature : refroidisse-ment ou chauffageChenillard musicalInterface GPIB/USB

Audio50 Et si on parlait tubes (cours n°28)56 Amplificateur pour ecoute au casque

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Fondateur : Jean-Pierre VEINMLLARD - TRANSOCEANIC SAS au capital de 574 000 - 3, boulevard Ney, 75018 Pans Tel. : 01 44 65 8080 - Fax : 01 44 65 80 90

Internet : http://www.electroniquepratique.com - President : Patrick VERCHER - Directeur de la publication : Patrick VERCHER - Redacteur en chef : Bernard DUVAL

Secretaire de redaction : Elsa SEPULVEDA - Couverture : Dominique DUMAS - Illustrations : Alain BOUTEVEILLE SANDERSPhotos : Isabelle GARRIGOU - Avec la participation de : R. Bassi, H. Cadinot. G. Isabel. R. Knoerr, B. Lebrun, P Morin, J -L Vandersleyen, 0. Viacava

La Redaction d'Electronique Pratique decline toute responsabilite quant aux opinions formulees dans les articles, celles-ct n'engageant que leurs auteurs.DIFFUSIONNENTES : ALIX CONSEIL PRESSE Tel.: 01 64 66 16 39 - PUI3LICITE : Ala revue, e-mail : pubep@froleane.corn

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Belgique : 5.50 Espagne : 5,60 Grece 5,60E Suisse : 10,00 CHF Maroc : 60 MAD Tunisie : 5200 TND Canada : 6,60 $ CAN

LE PROCHAIN NUMERO D'ELECTRONIQUE PRATIQUE SERA EN KIOSQUE LE 2 DECEMBRE 2006

News/Infos

Une selection d'ouvragesDUNOD/ETSF

Les antennese developpement des antennes s'etant opera, au fil du temps, dans le

W domaine de la technologie, Roger -Charles Houze a actualise son ouvrageLes antennes dont la 3' edition du tome 1 « Fondamentaux » vient de paraitreaux editions Dunod. Totalement refondue, cette edition est a jour des progresrealises en matiere de TNT, technique OFDM, telephonie mobile, numerisationdes services de radiodiffusion et de radiocommunications. Pratique et peclago-gigue, l'ouvrage propose une description technique precise des antennes detelediffusion et de radiodiffusion. Apres un bref exposé des principes physiquesde base (etude de la propagation des ondes EM, analyse du dipole rayon-nant...), it presente notamment les notions fondamentales et l'environnementtechnique, les antennes de television et les antennes pour transmissions enondes courtes. Une reference pour les radioamateurs, les techniciens et lesingenieurs specialises.

Roger -Charles Houze, Les antennes, tome 1e, Fondamentaux ', EditionsDunod, coll. EEA, Serie Technologie electronique, edition, 2006. 366 pages

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CONSIRVISEZvon t 16VNE/TE

ASTROMOMilaVEET OBSERVEZ LE CIEL...

Michel Dumont

ui n'a pas rove, en contemplant la sphere celeste, de plonger sonregard vers l'infiniment grand ?

En quelques heures de tragage, de decoupage et d'assemblage dans votreatelier, vous pourrez donner forme a votre rave en suivant pas a pas l'ou-vrage de Michel Dumont Construisez votre lunette astronomique et obser-vez le ciel... Ne negligeant a aucun moment les apports theoriques neces-saires a la fabrication, I'auteur nous guide par une logique progressive etdetaille clairement la construction de ('instrument, representations sche-matiques et photographies a l'appui. Une fois realisee, la lunette astrono-mique permettra d'observer les principales planetes, les crateres lunaireset de nombreux objets situes au-dela de notre systerne solaire.

Michel Dumont, Construisez votre lunette astronomique et observez leciel..., Editions Dunod/ETSF, coll. Planate Sciences, 2006, 148 pages

Initiez-vous a la robotique en creant « izibotaniant ('art de la recuperation, Pascal Liegeois nous montre com-ment, avec des pieces de magnetoscopes ou de lecteurs de CD -

Rom et un minimum de connaisances prealables, it est possible de creerun robot autonome dont les fonctionnalites, fres simples au depart,s'etofferont rapidement. S'il ne cherche pas a rivaliser avec AIBO, sonhomologue, le robot IZIBOT surprendra petits et grands lorsqu'il deem-bulera au gre de sa fantaisie... ou de la votre ! Ludique, simple et evolu-tive, cette plongee dans le monde de la mecanique et de l'electroniqueappliquee se fait &tape par etape.Rien ne vous empeche de vous atteler a d'autres realisations trouveesdans les numeros - anciens et a venir - d'Electronique Pratique...

Pascal Liegeois, La robotique a la portee de tous, EditionsDunod/ETSF, 2006, 128 pages

ROSCITHIVEA IA PORTir

Dr TOWSunnavt. SIMPLE, tveivrive

Pascal Liegeois

4 ro° 310 wvvvv...k t rim tit l it q trrtt it it it nitELECTRONIQUE PRATIQUE

Avec la multiplicationdes equipementsutilisant les ondes radiopour vehiculer toutessortes d'informations,les antennes envahissentnotre quotidien, souventde facon invisible.Frequemment mecon-nues, les antennesconditionnent pourtantles performances desequipements qui en fontusage. L'electronicienamateur fait, lui aussi,souvent appel auxantennes lorsqu'ilconcoit des systemesde telecommande sansfil. Pour vous aiderameliorer l'efficacite devos montages HF, nousallons naviguer quelquesinstants sur Interneta la recherche deprecieuses informationssur les antennes.

our entrer directementdans le vif du sujet, nousvous invitons a chargerdans votre navigateur la

page Internet suivante :http://hhollard.club.frlantennes.htm.En quelques lignes, ce site presenterapidement quelques-unes descaracteristiques princi pales desantennes, ce qui en fait une bonneintroduction, merne si une partie desinformations presentees est assezsuccincte.Le deuxieme site que nous vous invi-tons a visiter se situe a l'adresse :

http://perso.orange.fr/f5zv/RAD10/RM/RM08/RMO8a/RMO8a.html.Le contenu de ce site est beaucoupplus fourni, tout en evitant de tomberdans le piege qui consiste a inonder

InternetDR@TIQUE

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http://hhollard.club.fdantennes.htm

les lecteurs avec d'innombrables for -mules mathematiques, plus longuesles unes que les autres.Kerne si vous n'envisagez pas deconstruire vous-meme une antenne,vous serez surement interesse par lesphotos presentees sur le site :http://www.xaviervLcom/Antenne/index. html.

Les antennes presentees ici interes-seront principalement les amateurs

de points d'acces Wifi, mais les sym-pathiques photos valent bien un petitdetour.Si vous etes radioamateur, le sitehttp://perso.orange.fr/lesantennespourlesnuls/ vous interessera certai-nement. Ce site rappelle quelques-unes des notions de bases neces-saires aux radioamateurs et presentequelques installations d'antennesclassiques dans ce domaine.

http://perso.orange.fr/f5zv/RADIO/RM/RM08/RMO8a/RM08a.html se ***orOm.

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NOTIONS DE BASE

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Enfin, si vous souhaitez concevoirvous-meme une antenne, vous serezcertainement interesse par le site sui-vent :http://perso.orange.fr/f6crp/elec/Wantfil.htm.Les liens sur ce site renvoient syste-matiquement au sommaire.Pour acceder a la page indiquee,vous devrez utiliser le menu situe surla droite et vous rendre a la rubrique

Antennes - lignes de transmission .Vous y trouverez toutes les informa-tions necessaires a la conceptiond'une antenne.Nous terminerons en vous souhaitantune agreable decouverte des sitesproposes et nous vous donnonsd'ores et déjà rendez-vous au moisprochain pour de nouvelles decou-vertes grace a Internet.

P. MORIN

http://perso.orange.filf6crp/elecilt/antfiLhtm

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http://hhollard.club.fr/antennes.htmhttp://perso.orange.fr/f5zv/RADIO/RM/RM08/RMO8a/RMO8a.html

http://www.xaviervl.com/Antenne/index.htmlhttp://www.xaviervl.com/Antenne/Theorie/index.htmlhttp://perso.orange.fr/lesantennespourlesnuls/

http://perso.orange.fr/f6crp/elec/It/antfil.htmhttp://www.eiaj.ch/v2/support_de_cours/electricite/Cours_GEL/Branches_techniques/Telecom/Antennes.pdfhttp://home.nordnet.fr/-fthobois/MRA-8.htmhttp://f5ixu.wathy.com/eh.htmhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Antenne

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3255http://membres.lycos.fr/worldbandradio/antennes.htmhttp://radio.meteonfree.fr/yagi_fm.htmlhttp://www.teslacoil-france.net/theorie/antenne.html

http://perso.citi.insa-lyon.fr/gvillemaud/documents/antennes/64

Liste desliens

de ce dossier

re 310 vvww.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE 9

Savoir compter...

Parmi les differentesfonctions propres a Ialogique electronique, lecomptage occupe uneplace de choix.Etant donne que touts'articule autour du 0 oudu 1, le comptage estessentiellement binaire,ce qui ne nous facilitepas Ia vie...

eureusement, des cir-cuits integres deco-deurs, incorpores ou nondans les compteurs, per-

mettent de mettre le resultat ducomptage a notre portee.

Rappel sur le comptagebinaire

Le comptage decimal (base 10)C'est vraisemblablement parce quenous disposons de dix doigts quenous avons adopts le comptagedecimal, lequel repose sur ('utilisationde dix symboles, a savoir les chiffres

de 0 a 9. Le principe est alors relati-vement simple : une fois la valeur 9atteinte (et donc tous les symbolesayant ete mis a contribution), le

nombre suivant, le 10, s'ecrit en pla-cant le chiffre 1 a gauche, comptabi-lisant ainsi une dizaine, et le 0 imme-diatement a sa droite. Cette pratiquenous permet ainsi d'aller du nombre10 jusqu'au nombre 99. A cemoment, le merne principe s'appliquegrace a la mise en place a gauche duchiffre 1 pour la centaine. II suffit alorsde continuer suivant cette merne*le par les mises en place succes-sives des mille, des dix mille et ainside suite. Remarquons par ailleursque les dizaines, les centaines, lesmille... sont en fait des puissancesentieres de 10.

Tableau 1

Le comptage binaire (base 2)Ainsi que nous l'avons déjà evoquedans ('introduction de cet article,l'electronique logique est le royaumedu tout ou du rien, de l'etat « hautou de l'etat « bas ». En consequence,nous ne disposons que de deux sym-boles : le 0 et le 1. Mais it est tout afait possible de realiser un comptageen appliquant les mernes principesque pour le comptage decimal.Simplement, une fois atteinte la

valeur 1, pour passer a la valeur 2pour laquelle nous ne disposons pasde symbole, it convient de placer agauche le chiffre 1 qui represente enquelque sorte la « deuzaine », suivi dusymbole 0 immediatement place adroite.Le tableau 1 donne une idee de cettenotation pour les quarante-neuf pre-miers nombres.On peut noter que le nombre decaracteres mis en jeu augmente tressensiblement au fur et a mesure quele comptage avance. Manifestement,ce type de notation ne simplifie pas('appreciation de la valeur numerique,mais l'electronique s'en accommodetres bien.Pour une meilleure comprehension, itest souvent necessaire de transfor-mer une notation binaire en notationdecimale.

Transformer une notationbinaire en notation decimateII suffit d'appliquer les principes misprecedemment en evidence. Unemethode simple consiste a remplir untableau dont les entrées constituentune suite decroissante des puis-

Base Base Base Base Base Base Base Base Base Base10 2 10 2 10 2 10 2 10 20 0 10 1010 20 10100 30 11110 40 1010001 1 11 1011 21 10101 31 11111 41 1010012 10 12 1100 22 10110 32 100000 42 1010103 11 13 1101 23 10111 33 100001 43 1010114 100 14 1110 24 11000 34 100010 44 1011005 101 15 1111 25 11001 35 100011 45 1011016 110 16 10000 26 11010 36 100100 46 1011107 111 17 10001 27 11011 37 100101 47 1011118 1000 18 10010 28 11100 38 100110 48 1100009 1001 19 10011 29 11101 39 100111 49 110001

10 ire 310 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA11QUE

Initiation

sances entieres de 2 en respectant laregle suivante : pour chaque chiffre 1de la notation binaire, on marquerapar exemple une croix dans Ia casecorrespondante. Par la suite, it suffirad'additionner les valeurs des puis-sances entieres de 2 correspondantaux cases marquees d'une croix pourobtenir Ia valeur decimale recher-chee.Prenons, pour exemple, la notationbinaire suivante : 100100111000101comme indique en tableau 2. Lenombre decimal recherché est alors :16384 + 2048 + 256 + 128 + 64 + 4 +1 = 18885.

Transformer une notationdecimale en notation binaireToujours en partant d'un tableaureprenant la suite decroissante despuissances entieres de 2, it s'agitcette fois de decomposer le nombredecimal en une somme de puis-sances entieres de 2. Par la suite, etdans les cases correspondantes, onnotera :- Ia valeur 0 si Ia puissance entiere de2 concernee n'est pas comprise dansla somme,- la valeur 1 dans le cas contraire.A titre d'exemple, prenons le nombre817.La decomposition de 817 en puis-sances entieres de 2 est la suivante :817 = 512 + 305817 = 512 + 256 + 49817 = 512 + 256 + 32 + 17

817 = 512 + 256 + 32 + 16 + 1

La notation binaire de 817 est donc1100110001 (tableau 3).

La realisationdu comptage

Comment fabriquerun compteur binaireL'element de base est Ia bascule bis-table. Dans sa version la plus simple,une telle bascule comporte uneentrée « Clock », une entrée « Reset »et une sortie « Q ». Son fonctionne-ment est simple : a ('occasion dechaque front descendant d'un signalpresents sur ('entree Clock, la sortieQ change d'etat. L'entree Reset doitrester soumise a un etat « bas » pourun fonctionnement normal de Ia bas-cule. Tout &tat « haut presents sur

1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1

214 213 212 211 219 29 26 27 26 2s 24 23 22 21 2°16384 8192 4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

X X X X X X X

Tableau 2

29 26 27 26 25 24 23 22 21 2°512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

1 1 0 0 1 1 0 0 0 1

Tableau 3

Reset Reset

21Clock,

B1

L-4.-S°ftle 0 Clock

Clock

Reset

Sortie

2

B1

L

3 1

Q1

2

B2

2--3 1

Q2

B33 1

2

B43

04

1 Bascule bistable

cette entrée a pour consequenceimmediate le passage de la sortie Q al'etat « bas ». Si on maintenait ('entreeReset a un etat « haut », les frontsdescendants presentes sur rentreeClock seraient sans effet et la sortie Qresterait bloquee sur l'etat « bas ».En observant les oscillogrammes dela figure 1, on peut constater qu'unetelle bascule realise en fait une divi-sion par deux de la frequence dessignaux presentes sur ('entree Clock.Supposons que l'on monte, parexemple, quatre bascules de ce typeen cascade, comme indique sur lafigure 1. Le resultat est l'obtentiond'un compteur dont les sorties Q1 a04 sont capables d'occuper seizepositions differentes.C'est donc un compteur aptecompter de 0 a 15. II peut etre remisa zero a tout moment. II suffit pourcela de soumettre l'entrée Reset a unetat « haut. ».Lorsqu'il atteint la position extreme15 (1111 en notation binaire), la posi-tion suivante est le zero.Le tableau 4 precise le fonctionne-ment complet pour un cycle decomptage.

Clock Q4 Q3 Q2 I Q1 Base10

1 0 0 0 0 01 0 0 0 1 1

1 0 0 1 0 2

1 0 0 1 1 3

1 0 1 0 0 41 0 1 0 1 5

1 0 1 1 0 6

1 0 1 1 1 71 1 0 0 0 81 1 0 0 1 9

1 1 0 1 0 10

1 1 0 1 1 11

1 1 1 0 0 12

1 1 1 0 1 13

1 1 1 1 0 14

1 1 1 1 1 15

Tableau 4

Un diviseur de frequenceII existe des circuits integres compor-tant plusieurs bascules bistablesmontees en cascade. C'est le cas duCD 4040 qui integre douze bascules.De ce fait, it se caracterise par unecapacite de comptage de 2'2, soit4096. II est donc capable de compterde 0 a 4095. II avance au rythme desfronts descendants des signaux decomptage presentes sur son entréeClock. Sa remise a zero peut etre pro-voquee par la presentation d'un bref&tat « haut » sur son entrée Reset.

ire 310 vwvvv.electrorsquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

4

2Diviseurde frequence

L'application represent& en figure 2est une division de frequence.Reprenons l'exemple du paragraphe« Transformer une notation decimateen notation binaire » appliqué aunombre 817. En observant le tableauutilise pour la conversion et en affec-tant les colonnes aux sorties 01 aQ12 du compteur, on note que pourla position particuliere correspondantau nombre decimal 817 (1100110001en notation binaire), toutes lescathodes des cinq diodes sont simul-tenement en relation avec un etat« haut ». II en resulte un etat « hautsur le point commun des anodes. Labascule monostable form& par lesdeux portes NOR est alors activee. IIen decoule deux consequences :- ('apparition d'un bref etat « haut »sur la sortie de la bascule (sept milli-secondes dans l'exemple traits)- la remise a zero du compteurEn definitive, on recueille ainsi un etat

haut » toutes les 817 impulsionselementaires de comptage. II s'agitdonc bien d'une division par 817 dela frequence presentee a ('entree ducompteur.A ('aide de diodes placees en regarddes sorties appropriees, ce compteurpeut ainsi diviser la frequence dessignaux d'entree par n'importe quelnombre compris entre 2 et 21', soit4096.

Comment obtenir des tempo-risations importantesDans certaines applications, it peutetre necessaire de disposer dedurees importantes de temporisation.Le recours au seul dispositif tradition-nel du type bascule ou oscillateurdont la duree est bias& sur la chargeou Ia decharge d'une capacite dansune resistance ne resout generale-ment pas le probleme. II est alors per-tinent de mettre en ceuvre un oscilla-

teur generant un nombre tres impor-tant de periodes que l'on peutdecompter pour aboutir a une addi-tion de durees elementaires et pro-duire ainsi une duree de temporisa-tion suffisamment grande.Le circuit integre CD 4060 comporteun oscillateur integre suivi d'une suitede quatorze bascules bistables mon-tees en cascade. La figure 3 illustreune maniere simple permettantd'aboutir a une temporisation longueduree. Tant que l'entrée Reset restesoumise a un etat « haut » par !Inter-mediaire de la resistance de 10 la lecompteur est bloque et toutes sessorties presentent un etat « bas ».En revanche, des que l'on ferme l'in-terrupteur I, le compteur de la tempo-risation prend son depart.Sur la broche n° 9, on releve alors descreneaux de forme carree caracteri-ses par une periode definie par larelation : T = 2,2 RC.Pour qu'un etat « haut » apparaissesur la sortie 014, les sorties ducompteur occuperont une configura-tion binaire telle que les sorties Q1 aQ13 sont a l'etat « bas ».Le lecteur etablira sans peine que lenombre necessaire de periodes ele-mentaires correspond a la notationbinaire 1 suivi de treize zeros, soit 2",soit 8192 en notation decimate. Labascule monostable delivre alors unebreve impulsion positive materialisantla fin de la temporisation.

Si Ia valeur de la resistance R est de470 Id2, celle de la capacite C de2,2 pF, la duree totale de la tempori-sation obtenue est de :2,2 x 47 x 104 x 2,2 x 106 x 8192= 18635 secondessoit 5 h 10 min et 35 s.

Le systeme BCD

II existe des compteurs binaires corn-portant quatre bascules bistablesmontees en cascade et munis dequatre sorties Q1 a Q4, mais dont lavaleur maximale est volontairementlimit& a 9 (1001 en notation binaire).Une fois cette valeur atteinte, le

compteur revient sur la position zeropour demarrer un nouveau cycle decomptage. Un tel systeme, assezhybride a vrai dire, porte le nom deBCD, Binary Coded Decimal, ce quipeut se traduire par « Systeme deci-mal code binaire ».Le tableau 5 reprend le fonctionne-ment du compteur BCD.Un tel compteur est utilise dans lescas ou le systeme de cornptage doitrester decimal. C'est, par exemple, lecas lorsque l'on a recours a un affi-chage sept segments.La figure 4 fait etat d'un tel montageen utilisant un circuit integre CD 4518comportant deux compteurs BCDdont les sorties sont reliees auxentrées de deux decodeurs BCD -, 7segments et qui sont des CD 4511.

3 Temporisateur 4 longue duree »

re 310 www.eiectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Clock 04 03 02 Q1 Base10

1 0 0 0 0 01 0 0 0 1 1

1 0 0 1 0 21 0 0 1 1 31 0 1 0 0 41 0 1 0 1 51 0 1 1 0 61 0 1 1 1 71 1 0 0 0 81 1 0 0 1 9

Tableau 5

EpilogueDenombrer des objets, les quantifier,mesurer, autant de problemes aux-quels l'homme a ete confronts desles premiers temps de l'humanite.Seuls les outils ont evolue. Du che-min a ete parcouru entre le boulier etIa calculatrice scientifique. Des nota-tions antiques telles que les chiffresromains se pretaient fort mal aux cal-culs et le recours aux chiffres arabesa constitue un progres marquant.Mais it existait dans le passé d'autresbases comme Ia base 12 des pheni-

4Affichage7 segments

1 Clock ENARA

Reset RB

a

b

el di el fl sl

.1 dT13 12 11 10

CD4511

8 5 2

eT T dI9 15 14

164

3

7

LEI

Q4B

C

Q3B

B

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01A

LE

16 14 132

7

151 9 8

12 11 10 6 5

ciens par exemple. II est en effet pos-sible d'imaginer un comptage dansn'importe quelle base. L'adoption deIa base 2 est simpiement le resultatd'une necessite imposee par les loisphysiques de l'electronique.

CD4518

D'ailleurs, en vous inspirant des prin-cipes developpes au debut de cetarticle, it peut etre tout a fait amusantde otter par exemple un systerne decomptage de base 3...

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Repartiteurperitelevision

Avec l'avenement de laTNT, de nouveaux equipe-ments audiovisuels sontamends a completer unepanoplie d'appareils auxmultiples branchements.L'evolution du materiel ouson renouvellement seraprogressif pour chacun etce repartiteur peritelevi-sion permettra de raccor-der la sortie d'un adapta-teur TNT ordinaire versdivers appareils peritelevi-sion : magnetoscope, gra-veur de DVD, transmetteursans fil, ordinateur, etc.

e repartiteur peritelevi-sion est equipe, d'unepart, de deux embasesperitel prevues pour

maintenir la liaison televiseur/adapta-

teur TNT et, d'autre part, de deuxseries de trois embases RCA corres-pondant a deux sorties audio/videosupplementaires destinees, parexemple, au raccordement avec unou deux enregistreurs (magnetosco-pe ou graveur de DVD) ou avec untransmetteur de ('image et du sonpour une liaison sans fil de la pieceprincipale vers des pieces equipeesd'un televiseur secondaire.

Le schemaLe schema de ce repartiteur peritele-vision (figure 1) repose sur un circuitspecialise dans le transfert designaux video, le TEA5114, circuitvideo populaire de STMicroelectro-nics, d'origine SGS-Thomson.Ce circuit integre de 16 broches, dont('application typique est la commuta-tion des signaux video RVB, contienttrois amplificateurs video de 6 dB etune porte OU logique. La figure 2presente le brochage et la structurede ce composant. La repartition dessignaux audio est confide a undouble amplificateur operationnel,

associe a des etages tampons a tran-sistors. Une alimentation secteurcompacte complete le montage.

Le signal videoLe signal video composite issu del'adaptateur TNT est appliqué a Iaresistance R4 de 75 5-2, laquelle reali-se ('adaptation d'impedance.L'amplitude du signal video composi-te est ainsi divisee par deux et savaleur typique est alors de 1 Vcc.Ce signal parvient au travers descondensateurs C1, C2 et C3 d'isole-ment des composantes continues,aux entrées des trois amplificateursvideo du TEA5114 dont 'Impedanced'entree est fres superieure aux 75 S2de R4, ce qui permet leur mise enparallele.L'impedance interne de sortie desamplificateurs video du TEA5114 estd'environ 10 SI, valeur ramenee aenviron 75 12 grace aux resistancesseries R1, R2 et R3.

Trois sources video sont ainsi dispo-nibles. L'une permet de maintenir Ialiaison peritel avec le televiseur et lesdeux autres seront dirigees vers des

n° 310 www.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUF PRATICUr

K3

Secteur

230 V

F1

100 mA

Televiseur S

ortie 1

171513119753

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TN

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0120O10 0Oos0

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470 nF

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560K

6Q

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Voie gauche

Audio 2

Voie droite

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470 nF 4.7 kr2

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1710 N

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2

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548R

26K

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),C

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udio 3V

oie droiteC

11470 nF

Audio 3

Voie gauche

Sortie 2

Enregisteur

(Magnetoscope ougraveur D

VD

)

Sortie 3

Liaison vers autres TV

Transm

etteur sans fitou

Modulateur U

HF

/UH

Fou

second emegistreur

2

TEA5114

R1 Input EI

Grid 2

G. Input E-

R2 Input Cl

G2 Input

B1 Input 6

B2 InputEFB1 Input E

40-0Vref

16 R Output

15 Fsn Input

3 \in,

2 R Output

3 FBG Input

11 B Output

E Fs, + FBB Input

FB Output

Brochage du TEA5114

3

R2

Vs R2= -Ve R1

Vs R2- = 1 + -ye R1

1 1 1- -+ -R R1 R2

R1 R2 4 R = R1 + R2

Calcul du gain d'un amplificateur oporationnel

appareils auxiliaires raccordes auxembases RCA. Ces signaux videocomposites seront completes par lessignaux audio stereophoniques, deli-vres par l'adaptateur TNT sur lesbroches 2 et 6 de l'embase peritel K1.

Les signaux audioDeux amplificateurs operationnels,contenus dans un classique LM358,amplifient de maniere identique lessignaux audio de gauche et de droite,lesquels sont ensuite repartis vers lesdifferentes sorties via des etagestampons a transistors. Normalement,

it n'est pas necessaire de corriger('amplitude des signaux audio. Unefaible amplification en tension estdonc etablie par defaut avec la pre-sence sur la carte des cavaliers SW1et SW2. La resistance de contre reac-tion, dont depend le gain des amplifi-cateurs, resulte de la mise en paralle-le de deux resistances R9 avec R10et R11 avec R12. La valeur resultanteest ainsi plus faible et le gain en ten-sion de ces amplificateurs audio seraminimal avec la presence des cava-liers SW1 et SW2.Cependant, certains appareils peu-

vent presenter des niveaux de

signaux audio plus faibles. Cette dis-persion de niveau peut etre Orientelors d'une commutation d'un appareila un autre. En 6tant les cavaliers SW1et SW2, ('amplification en tensionsera alors plus elevee.La figure 3 rappelle le calcul du gaind'un amplificateur operationnel utiliseen amplificateur inverseur, ainsi quele calcul d'association des resis-tances.L'alimentation du LM358 n'etant passymetrique, une composante conti-nue doit etre ajoutee au signal audio.C'est le role du pont de resistancesR7/R8, lequel polarise a 5 V ('entreenon-inverseurse des amplificateursoperationnels en divisant par deux latension d'alimentation. Grace a lapresence des condensateurs d'isole-ment C5 et C6 en serie avec les resis-tances d'entree R5 et R6, seules lesvariations des signaux audio serontamplifiees.En sortie des amplificateurs opera-

emetteur commun

Collecteur commun

Base commune

4

Vs0

7TX

Vs0

n° 310 www.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Domotique

tionnels, un stage tampon a transis-tor monte en collecteur commun isolechaque sortie audio. Ainsi, la stabilitedu niveau audio est garantie a ('en-tree de chaque appareil raccorde aurepartiteur et un eventuel court -circuitsur l'une des sorties n'aura aucuneconsequence pour les autres. Untransistor utilise en collecteur corn-mun permet d'obtenir un gain encourant important et un gain en ten-sion unitaire, d'ou sa fonction de sui-veur de tension.La figure 4 presente les trois mon-tages fondamentaux d'un transistorbipolaire.

L'alimentationCompte tenu des caracteristiques desortance du TEA5114, une alimenta-tion maximale de 10 V est necessaire.Elle est obtenue avec un regulateurde tension fixe C13, un 7810 en boitierTO220.La tension secteur est abaisseeenviron 12 V grace a un transforma-teur d'isolement a double enroule-ment secondaire.Ainsi, seulement deux diodes deredressement D1 et D2 assurent unredressement double alternance.Le filtrage est alors realise par lecondensateur C7.La sortie du regulateur est decoupleepar le condensateur C8.

Realisation

Le coffretLes dimensions du circuit imprimecorrespondent au format d'une cas-sette video. Vous pourrez ainsi eco-nomiquement placer le montage al'interieur d'un boitier de cassettevideo.

Le circuit imprimeAfin que le montage prenne placedans un coffret de cassette, la carteest equipee d'un transformateurextra -plat surmoule. Le modele utilisepour la maquette presentee, est demarque Myrra de la serie 45000,d'origine Selectronic.Des modeles Schaffner pourraientegalement convenir.Le trace des pistes propose est prevupour recevoir indifferemment un

modele Myrra 6 VA (45027) ou

Schaffner 3 VA (TES1063).La taille assez importante des pisteset des pastilles permet d'envisagerune fabrication artisanale du circuitimprime. Une zone delicate est nean-moins a verifier soigneusement.II s'agit du passage des pistes entreles pastilles du LM358.

Les embases peritel sont normale-ment normalisees. Par contre, it exis-te differents modeles d'embasesRCA. Le modele retenu est au cata-logue Selectronic sous la reference60.9205. Pour d'autres modeles,vous serez amens a modifier le typonpropose en figure 5.

n° 310 vvww.electroniquepratique.cam ELECTRONIQUE PRATIQUE

6TRANSMETTEUR SANS FIL

ouMODULATEUR VHF/UHF

ouSECOND ENREGISTREURt

SORTIE 3

V

ENREGISTREUR(MAGNETOSCOPE ou GRAVEUR DVD)t

SORTIE 2

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rl

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cc

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1920

21

K2

cc

7

Blindage de la fiche : 21

Sortie video composite ou luminance : 19

Masse video composite : 17

EIS composante rouge ou chrominance : 15

Masse composante video rouge : 13

Entree/sortie composante vert : 11

Masse composante video vert 9

Entree/sortie composante bleu : 7

Masse composante video bleu : 5

Sortie audio voie gauche : 3

Sortie audio voie droite :

20 : Entrée video composite ou luminance

18 : Masse commutation rapide

16 : Entree/sortie commutation rapide

14 : Masse bus de donnees D2B12 : Sortie bus de donnees D2B10 : Entrée bus de donnees D2B

8 : Entree/sortie commutation lente

6 : Entrée audio voie gauche

4 : Masse audio

2 : Entrée audio vole droite

NomenclatureResistancesR1, R2, R3 : 68 S2 (bleu, gris, noir)R4 : 75 S2 (violet, vert, noir)R5, R6 : 4,7 1(0 (jaune, violet, rouge)R7 a R18 : 10 1(11 (marron, noir, orange)R19 a R24 : 2,2 Id2 (rouge, rouge, rouge)R25 a R30 : 560 S2 (vert, bleu, marron)R31, R32 : 47 Id1 (jaune, violet, orange)

CondensateursC1, C2, C3, C4, C10 : 100 nFC5, C6, C11 a C16 : 470 nFC7 : 220 pF/25 VC8 : 220 nFC9 : 10 pF/25 V

Semi-conducteursD1, D2 : 1N4001..07T1 a T6 : BC548, BC547C11 : TEA5114Cl2: LM358CI3 : regulateur 10 V, 7810

DiversK1, K2 : embase pante,K3 bornier deux plotsK4 : support de fusible 5 x 20K5 a K10 : embase RCAFl : fusible 100 mA retardsTR1 : transformateur extra -plat Myrra230 V/2 x 12 V- 6 VA(ref. Selectronic 60.9228).

L'impla ntationdes composantsLa realisation d'ensemble ne posepas de probleme particulier.Vous debuterez ('implantation descomposants de la figure 6 par lesstraps.Une realisation soignee de ces strapssera obtenue avec du fil de cuivreargente ou avec du fil de laiton, prea-lablement etire a l'aide de deuxpinces plates avant leur mise enforme.Apres avoir soude ('ensemble de cesstraps, vous poursuivrez la realisationavec ('implantation des resistances,puis des diodes et circuits integres,condensateurs.Vous terminerez par les composantsles plus epais : connecteurs, embases,transformateur, etc.

Mise en service et testsCette operation vous permettra a lafois de valider le bon fonctionnementgeneral de votre realisation, maisaussi le bon etat ou le bon cablage devos cordons. Si vous etes amens

18 n° 310 wvwv.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

realiser vos propres cordons, vouspourrez vous reporter a la descriptionde la prise peritel de la figure 7 ega-lement appelee prise SCART(Syndicat des constructeurs d'appa-reils radiorecepteurs et televiseurs).Les figures 8a et 8b indiquent lecablage des cordons peritel et RCAnecessaires aux divers raccorde-ments. Avec des cordons peritel croi-ses ou cordons SCART universels de

61)- ( i

El- ED 11:1ElEl- El 12:1ElEl- Ila 113Ei

BB 1`13®EF m inInto

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El- ><- 13©um El-

pi->- CIi CI

8b

30 et 60 cm de longueur, raccordezl'adaptateur TNT ou autre sourcevideo principale a ('entree peritel durepartiteur et branchez la sortie 1

(peritel) a ['entree peritel AV1 du tele-viseur. Le comportement de I'appa-reil video, en ('occurrence l'adapta-teur TNT, ne doit pas avoir change.Debranchez la sortie peritel du repar-titeur et branchez a la place l'une desdeux sorties RCA. L'image et le son

doivent a nouveau etre presents demaniere identique.Effectuez le meme essai avec l'autresortie RCA.Des lors, votre repartiteur peritelevi-sion est teste dans son ensemble etvous pourrez proceder au raccorde-ment definitif de ('ensemble de votreequipement audiovisuel.

H. CADINOT

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irnprinies.

Circuitsintegre.

Coti(es.Condeosateurs..

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()lodes.fers

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VIC(OCOStfoieUtS.

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000

ilelais.lesistances.

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(sates.'Transistors.

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I

_1

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Mosalique4 ecrans

[noir et Blanc]

ELI ..I RI

-1111111

Le present montagepermet de visualiser surun seul ecran les imagesprovenant de quatresources video. II est plusparticulierement prevupour des applications devideo -surveillance.

Le montage est constitue parla superposition de deuxcartes aux fonctions dis-tinctes : la carte video char -

gee de commander le moniteur desortie et la carte d'acquisition quieffectue la numerisation des signauxvideo provenant des quatre entrées.Cheque carte est sous le controled'un microcontroleur PIC 16F628,iC8 pour la carte d'acquisition et IC17pour la carte video. Comme on peutle voir sur les photos, les deux cartes

s'assemblent grace a ('usage deconnecteurs HE14.

Caracteristiquesdu montage

La resolution est de 256 points sur512 lignes pour tout ('ecran, soit 128points sur 256 lignes pour chequeparcelle de la mosalque. C'est suffi-sant pour un televiseur de 25 a 35 cmenviron. Le taux de rafraichissementest d'un peu plus de quatre imagespar vole et par seconde en moyenne.La realisation ne fait appel qu'a descircuits courants d'approvisionne-ment else.

Principede fonctionnement

En regime normal, les deux cartesfonctionnent de facon parfaitement

independante. La carte video genereun signal de type PAL et affiche sur lemoniteur le contenu de sa memoireecran IC14.

Pour sa part, la carte d'acquisitionechantillonne tour a tour les quatrevoies d'entrees et stocke dans samemoire de travail IC4 les imagesqu'elle numerise.

Des que les quatre voies ont ete pas -sees "en revue", le mode associe autransfert de donnees entre les deuxcartes est active et le contenu de IC4est entierement recopie dans IC14,puis les deux cartes retournent a leuractivite de routine.Les explications suivantes supposentque vous ayez quelques bases a pro-pos de la constitution d'un signalvideo (trames, demi-trames et interli-gnages, signaux de synchronisation).Un article sur ce sujet a ete publiedans le numero 288 de novembre2004.

n° 310 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

C91 pF

I C10

100 nF

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106

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12

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16In0

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33 pFT

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SIN

La carte d'acquisition(figure 1)

Cette carte est de loin Ia plus impor-tante (13 circuits integres). Elle estsous le controle du plc 16F628 (IC8),cadence par une horloge externeconstruite autour de I'oscillateurIC11:D dont le signal de sortie, fortdissymetrique, est remis en forme etvoit sa frequence divisee par deux parle compteur IC9:B.Au final, la frequence de cette horlogeest de l'ordre de 2,5 MHz, ce qui estplutOt lent.Les signaux video issus des quatreentrées sont achemines jusqu'aucommutateur analogique IC13 quipermet de selectionner la voie quidolt etre echantillonnee. Cette der-niere est determinee par le PIC parl'intermediaire des deux lignesRBO/RB1 dont l'etat logique serviratout au long du processus de digitali-sation a identifier la voie active. Onrecupere en sortie du commutateurIC13 le signal choisi, distribue surdeux sorties distinctes : la premiere,notee X, est connectee au convertis-seur analogique/numerique video IC1(TDA 8708) et la seconde, notee Y,est reliee au circuit IC10 extracteurdes signaux de synchronisation hori-zontale et verticale.Le PIC analyse ces signaux de Iafacon suivante :II attend le passage a l'etat bas de Iasortie synchronisation verticale relieea RA6, ce qui lui indique qu'il est enpresence du commencement d'une

Le convertisseur A/N video

nouvelle demi-trame. A partir de cetinstant, it lui faut compter les signauxde synchronisation horizontale (sortie1 du LM1881) pour determiner lemoment ou it faudra lancer Ia numeri-sation (environ 30 lignes a compteravant le debut de la zone image).Cependant, ces signaux sont tropcourts (4,7 ps) pour que le PIC puisseles apprehender directement du faitde sa faible frequence d'horloge,aussi a -t -on place un petit dispositifconstruit autour de IC9:A entre leLM1881 et le PIC afin de compter ceslignes de facon fiable.

Pour ce faire, en debut de demi-trame, le compteur IC9:A est remiszero par le passage a l'etat bas dusignal de synchronisation verticale,dont l'etat logique est inverse par T1(car le RAZ du LS393 est actif a l'etathaut).

Des la fin de ce signal, le compteurest increment& a chaque impulsion"ligne" presente en sortie de IC10 etc'est alors le nombre de ces impul-sions divise par quatre que le PICcompte par l'intermediaire de la sor-tie Q1 du compteur reliee a RA3. Cefaisant, le PIC examine un troisiernesignal disponible en sortie de IC10qui indique si la demi-trame en coursest une demi-trame paire ou impaire.Si elle est paire, alors il la rejette etattend le prochain signal de synchro-nisation verticale (qui sera celui d'unedemi-trame impaire).

Si elle est impaire, it poursuit Ia pro-cedure qui merle a la numerisation.(Remarque : on aurait pu ne lire queles demi-trames paires et rejeter lesimpaires, ('important est qu'ellessoient toutes de meme type, car si onne les differenciait pas, l'image auraitdes "a coups" verticaux du fait dudecalage d'une ligne qui existe entreces deux demi-trames.Cela est cependant penalisant pourle rythme de rafraichissement desimages. La suite de Ia procedureconsiste a mettre a zero les comp-teurs d'adresse memoire IC5 et IC6en mettant brievement a l'etat bas leslignes RB5 et RB6 du PIC.

Le compteur IC5 sert a adresser lespoints de l'image numerisee, soit 128par ligne (QO a Q6 sont utilises). Lecompteur IC6 sert a adresser leslignes numerisees de l'image, soit

256 lignes. Une trame contient en fait287,5 lignes d'image, 31,5 sont doncignorees. En tout, une image occupe32 koctets, soit le quart de la mernoi-re IC4. Les lignes RBO et RB1 relieesegalement a IC4 permettent d'attri-buer une adresse precise a l'imagenumerisee de chaque vole.On remarquera que certains signauxde commande passent par un multi-plexeur (IC7), ceci ayant son impor-tance au moment du transfert dedonnees.

Dans le cas present, la sortie RB2 duPIC, placee au niveau bas, forcetoutes les entrées marquees A versles sorties correspondantes notees Y.Le rythme de "venue" des lignes del'image etant suffisamment lent, le

compteur IC6 peut etre directementincrements par le PIC par sa sortieRB5.

La commande de IC5 est par contreplus delicate : it est increments parles fronts montants de ('horlogegeneres par IC11:D/IC9:B.

Cependant, ce comptage ne peutavoir lieu que Iorsque la broche"Count Enable" (cclken) est a Petatbas et c'est a l'aide de celle-ci que lePIC ordonnera le debut et la fin ducomptage des points de l'image : ii

faut bien noter que cela n'est pos-sible que parce que le compteur et lePIC sont commandos par le memesignal d'horloge et sont donc parfai-tement synchrones.Des que le moment de la numerisa-tion est venu et juste apres un derniertop de synchronisation, la procedurerepetee pour chaque ligne numeriseecommence.

Le PIC met a l'etat haut la ligne RB3ce qui a pour effet de bloquer I'oscil-lateur IC11:D.Le montage est alors a l'arret jusqu'ala venue du top suivant qui fait passerla sortie de IC11:A a l'etat haut etdebloque I'oscillateur.

Le PIC est alors synchronise avecl'image a recevoir et fait repasserl'etat bas sa ligne RB3, puis metsimultanement RAO a l'etat bas (auto -rise le comptage pour IC5), RA1 al'etat haut (autorise I'enregistrementpar le transfert des signaux d'horlogevers WR par l'intermediaire deIC11:C) et ceci durant 51 ps, a la fre-quence de 2,5 MHz, soit quasiment

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128 echantillons. La numerisationoperee par le convertisseur IC1, quiest lui aussi sous le controle de l'hor-loge IC11:D, se deroule de la fagonsuivante : le signal video en sortie ducommutateur IC13 est achemine jus-qu'a ('entree In2 de IC1 oia it est trai-ts par un amplificateur video de gainvariable destine a preparer le signal aIa conversion en stabilisant sonniveau moyen et son amplitude maxi -male.

Pour ce faire, deux impulsions doi-vent etre generees exterieurement,indiquant a IC1 le palier bas du topde synchronisation ligne (GateA) et lepalier de noir (GateB), ce qui est exe-cute par le microcontroleur IC12 quiest un simple PIC 12C508A qui ana-lyse le signal de synchronisation ensortie de IC10 (LM1881) sur sonentree GP2 et commande les deuxentrées GateA et GateB par GPO etGP1.

Une fois mis en forme par ce premieretage, le signal video ressort duTDA8708 pour etre filtre par ('en-semble R9, L1, R10, C19, C20 quiest un filtre anti-aliasing reduit a saplus simple expression et est amensau convertisseur 8 bits proprementdit par la broche ADC In.Apres chaque front montant de l'hor-loge en sortie de IC9:B, la valeurbinaire correspondant au signal videoconverti est disponible sur les sortiesDO/D7 qui sont relives au bus DO/D7de la memoire IC4 par l'intermediairede l'etage tampon IC2 dont les sor-ties sont actives dans le mode acqui-sition.

La commande d'enregistrement (WR)de la memoire IC4, active a l'etat bas,regoit un signal d'horloge inverse parIC11:C.

Ainsi, les donnees DO/D7 sont rafrai-chies au debut de ce palier bas (quicorrespond au front montant d'horlo-ge pour IC1), on est ainsi certain quedurant les dernieres 70 ns de ceniveau bas de WR, les donnees nechangeront plus et Ia memorisationsera fiable.II faut egalement pour cola quel'adresse memoire pointee par lescompteurs IC5 et IC6 ne se modifiepas durant ce niveau bas de WR.Pour IC6, aucun risque car it n'estincremente qu'au debut de chaque

nouvelle ligne a numeriser. Pour IC5,le delai introduit par IC11:C entrel'horloge IC9:8 et la broche WR estcompense par la porte IC11:6 et parle multiplexeur, ainsi que par le delaiinterne introduit par les compteurseux-memes, aussi l'adresse restera-t-elle parfaitement stable durant laphase critique.

Une fois toute la ligne numerisee, lessorties RAO et RA1 repassent respec-tivement a l'etat haut (comptage deIC5 inactive) et a l'etat bas (enregis-trement inactive). Le PIC incrementele compteur ligne IC6 par RB4, remetIC5 a zero par RB6 et se resynchroni-se sur le signal video grace a RB3. Lecycle recommence ainsi durant 256lignes de Ia demi-trame.Une fois cela accompli, le PIC IC8commence la procedure de numeri-sation d'une demi-trame de la voiesuivante en mettant son adresse surles lignes RBO/RB1 qui commandentle commutateur analogique IC13 et lamemoire IC4 et le cycle recommence.On remarquera que chaque vole pos-sede son propre condensateur deblocage de la composante continued'entree, cola afin de gagner dutemps.En effet, les signaux video d'entreescomportent toujours une composan-te continue qui differe selon les appa-reils dont ils sont issus.Les charges et decharges d'uncondensateur unique auraient pourconsequence de perturber ('extrac-tion des signaux de synchronisationpar le LM1881 et produiraient defausses indications au PIC mais per-turberaient egalement le convertis-seur en faisant apparaitre des zonesbrillantes ou sombres sur l'image.

La seule parade serait alors de diffe-rer ('etude du signal d'entree durantun certain temps apres chaque chan-gement de vole, ce qui ferait perdrebeaucoup de temps.Malgre cela, it pout arriver parfoisqu'une vole alt une tilts legereinfluence sur la suivante lorsquel'image de cette derniere est tressombre, le plus souvent lorsque leurstensions continues de repos sont titsdifferentes. Dans ce cas, intervertirles deux voles peut resoudre le pro -blame.Une demi-trame (impaire) est ainsi

numerisee sur chaque vole et une foiscela accompli, le PIC IC8 a termine laprocedure d'acquisition et debute laprocedure de transfert en faisant pas-ser a l'etat haut la sortie RB2 signa-lant qu'il est pret a transferer lecontenu de la memoire IC4 vers lamemoire de la carte video.Nous allons maintenant etudier le

fonctionnement de cette secondecarte avant de decrire la procedurede transfert.

La carte video(figure 2)

En ('absence de transfert, le fonction-nement de cette carte est le suivant :I'oscillateur a quartz IC20:C et Dgenere une frequence fixe de 5 MHzdestinee au PIC IC17, au compteurde points IC15 et au convertisseurNumerique/Analogique video IC18.Tout comme dans la carte d'acquisi-tion, le compteur de points IC15 estremis a zero au debut de chaqueligne a afficher par le PIC (ligne RB5),puis son comptage est autorisedurant 51 ps par la ligne RA1 relive('entree "CCLKEN" de ce compteur.A la frequence de 5 MHz, cela donne256 points. En memo temps, les sor-ties de la memoire IC14 sont valideespar le passage a l'etat bas de la ligneRAO.

Ainsi, apres chaque front montant deI'horloge, l'adresse memoire etantstabilisee, un nouvel echantillon stoc-Ice en memoire est disponible sur lebus de sortie D0/D7 de IC14 et estpris en compte par le convertisseurseulement lors du retour a l'etat basde ce signal d'horloge, encore pourdes raisons de stabilite.Durant la phase d'affichage, les sor-ties du circuit tampon IC19 sont inac-tivees par l'etat haut present sur Ialigne RA6 du PIC IC17.Durant la phase obscure (les 13 der-nieres microsecondes de la ligne, oubien durant la phase d'extinction duspot lors du retour ecran), les sortiesde la memoire sont invalidees par lepassage a l'etat haut de RAO de IC17,alors que cellos de IC19 sont valideespar le passage a l'etat bas de RA6.La valeur presentee alors sur le busde donnees, qui est 64, est lue enpermanence a chaque cycle d'horlo-

n° 310 vvvvw.electronlquepratique.com ELEC I RONIQUL PRAT IQUE

+5 V0

X2/5 MHz

IIIR15 R14

1kf2 11(0

IC20:D13

11

1274LS00

IC20:C IC20 B108a ,_5_---st_

-_,P 6

474LS00 74LS00

J4

0

11

IC18TDA 8702

DO8

D1

D20

D3

9

4D4

3D5D6

2D7

5

IC1574HC590

11CCLK 00

12010c

13

14

97W

11

CCLKEN Q1CCLR Q2

C13

RCLK Q405

OE Q607

RCO

IC14628128

15

2

4

3

4

5

6

252627

7 28

12a10

>CCLK Q0CCLKEN 01CCLR Q2

Q31 3-RCLK Q4

0514 06

9771; 07

RCO

9

1

1211

2

3

4

09

5

7

67

5

9

IC1674HC590

IC20 A2

1

29

1

74LS00

24

AO DO

Al D1

A2 D2A3 D3A4 D4A5 D5

A6 06A7 D7

A8A9A10AllAl2A13A14A15A16

WR/RDOE

21

2019

18

12

13

14

CLK

Vout+ L2

R18 220 pH

Vout-

Vref

IC1974HCT541

17

15

14

13

15

1617

18

22 5E1,Li CE2

1 0 +5 VR1210 kit

T

CO NCO r9 05 -- CD V) O.,-000000001

J1

Q0010203Q4

05Q6Q7

DO

D1

D2D3D405D6D7

0E10E2

151-ps_270

R19C23 C24 390 0

100 p7 180 pFTT7

C22700 nF

2

3T. 974'5--

+5V7

?9

1

R13

+5 V 0-1-7--22 kit

R17

CD N CO I,. CO GI0 N

ran

o 2

'icT)22122c%0,..cccececcctcecctip

cc

IC17PIC16F628

CD :2L:Lo+5 V

2

J2

N.

RV2/10 kit

C25

I220 pF

0 +5 V

R23 R222.2 kn 1.5

R211.5 ki2

T2BC547

C2610 pF

RV31 162

R201,5 kit

4,7 kit

IcO

R16

--1=1-0 +5 V4,7

N

o o o oo6J3

La carte video

ge par le convertisseur IC18 et cor-respond a Ia valeur du palier de "noir"lors des phases d'extinction du spotecran.Cette valeur est en fait celle qu'attri-bue par defaut le convertisseur IC1de la carte d'acquisition au niveauminimum correspondant au "noir" de('image, les valeurs comprises entre 0et 64 &twit reservees par ce compo-

sant aux signaux de synchronisationligne et trame, merne si cette fonc-tionnalite n'est pas exploit& dans cemontage.Tout comme dans le cas de la carted'acquisition, le PIC IC17 est chargéd'incrementer le compteur de lignesIC16 a chaque nouvelle ligne afficheede la demi-trame en cours grace aupassage a l'etat haut de Ia ligne RB6,

BC547

75R25

Sortievideo

0 +5 V

R24220

alors que son comptage sera remiszero pour la demi-trame suivante parl'intermediaire de la ligne RB7.Afin d'obtenir une resolution maxima -le, les demi-trames paires et impairessont differenciees par la ligne RB4relive a IC14 et l'on obtient ainsi uneresolution verticale de 2 x 256 = 512lignes par trame.Le signal "image" en sortie du

310 wwvv.electronIquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

convertisseur numerique/analogiqueIC18 passe d'abord par un premierfiltre construit autour de R18, C23,L2, C24 et R19 destine a lisser leseffets de l'echantillonnage, puisaboutit a un etage amplificateur abase commune bati autour du tran-sistor T2, le role de cet etage etantprincipalement de mixer a ce signalimage, les signaux de synchronisa-tion "ligne" et "trame" generes par lePIC IC17 et disponibles sur sa sortieRB3. L'ajustable RV2 sert a regler leuramplitude alors que l'ajustable RV3determine le niveau du signal "image"en sortie.Enfin, le signal "composite" ainsigenera passe par un adaptateur d'im-pedance forme par T3, R24 et R25pour etre disponible sur la prise RCAde sortie video permettant de relier lemontage a un moniteur de television.

Le transfertSon principe est le suivant : au

moment d'afficher une nouvelletrame (donc une suite de deux demi-trames), Ia carte video va lire et affi-cher le contenu de la memoire IC4 enlieu et place de celui de IC14 qu'ellelit normalement.Ce faisant, les donnees de IC4 etantsur le bus, elles seront memorisees"au vol" par IC14 et une fois la

memoire IC4 entierement lue par lacarte video, son contenu, en plusd'avoir ate affiche pour la premierefois a l'ecran, aura ate memorisedans la memoire ecran IC14 qui rede-viendra des lors la memoire de travailde Ia carte video, les deux cartesreprenant leurs activites separees.Lors du transfert, les donnees transi-tent par la jonction J1 et le tamponIC3 qui est active en meme tempsque les sorties de la memoire IC4 parla sortie RA3 du PIC 1017, alors queIC2 et IC14 voient leurs sorties inacti-vees par Ia ligne RA2 et RAO de IC17.Au dernarrage, les resistances R1,R2, R12, R13 maintiennent un &tathaut durant le reset interne des PICs,inactivant toutes les sorties des com-posants du bus de donnees.Comme nous l'avons vu, ('initialisa-tion du transfert est realisee par lepassage a l'etat haut de Ia ligne RB2du PIC IC8 de la carte d'acquisition.

Cet etat haut est aussi retransmis auPIC IC17 de l'autre carte par sonentrée RBO par le biais de la jonctioninter -cartes J3.

II sert egalement de commande aumultiplexeur IC7, selectionnant lesvoles marquees B pour etre dirigeesvers leurs sorties Y respectives.Ainsi, le compteur de point IC5 voltson horloge devenir celle de la cartevideo IC20:C et D (par J4) et sonautorisation de comptage passe sousle controle du PIC IC17 de cettememe carte par l'intermediaire de sasortie RA3.

Par contre, la remise a zero de IC5reste sous le controle de IC8, it doitdonc y avoir communication entre lesdeux PICs pour synchroniser ces dif-ferents signaux.C'est le but du signal issu de la sortieRA2 de IC17 qui passe a l'etat hautchaque part affichee d'une ligne (51ps). Un second signal issu egalementde IC17 par RB2 et connecte a ('en-tree RA4 de 107 passe a l'etat hautdurant tout le temps du transfert (surdeux demi-trames donc) et son pas-sage a l'etat bas indique a IC8 qu'iIpeut reprendre son activite couranted'acquisition d'image.Le compteur ligne IC6 reste entiere-ment sous le controle du PIC IC8,seule sa sortie 00 est deconnecteede l'adressage memoire et remplaceeau niveau de IC7 par le signal indica-teur de demi-trame provenant de Iasortie RB4 de IC17 (par J2).Ainsi, les donnees correspondant auxadresses paires de la memoire serontmemorisees dans la zone associee aIa demi-trame paire de l'image gene-ree par la carte video et les adressesimpaires seront pour leur part, asso-ciees a la demi-trame impaire. Onrespecte ainsi l'interlignage propreaux televiseurs afin d'obtenir la reso-lution verticale de 512 lignes annon-cee. Le dernier signal d'importance,lors du transfert, consiste a substitueraux poids faibles des numerosd'ecrans (RBO de IC8), le signal issude RA4 de IC17 de fawn a changer('ecran lu en memoire lorsque l'onpasse de la partie gauche a la partiedroite de l'image durant le transfert.Enfin, le passage a l'etat haut de lasortie RA2 du PIC IC17 autorise l'en-registrement des donnees circulant

sur le bus D0/D7 en provenance deIC4 par la memoire IC14 de fawn aafficher continuellement cette nouvel-le mosaIque lorsque la carte d'acqui-sition cessera le transfert. Id encore,la presence de la porte IC20:6 sertcompenser le retard genera par lapresence de IC20:A et garantir la fia-bilite de I'enregistrement.

L'alimentation(figure 3)

Le montage est alimente par untransformateur de 2 x 9 V de puissan-ce 10 VA minimum. Le redressementest effectue directement sur Ia carted'acquisition de fawn a obtenir unetension positive necessaire au fonc-tionnement des circuits logiques 101A IC20 et aux amplificateurs a transis-tors, mais egalement une tensionnegative destinee au seul commuta-teur IC13 qui la reclame afin de linea-riser sa caracteristique de transfert etd'abaisser sa resistance interneassez elevee autrement. Deux jonc-tions amenent ('alimentation a la

carte video : J5 pour ('alimentationdes circuits analogiques et J6 pourles circuits numeriques.

Le calcul dela duree d'un cycle

II reste a estimer Ia duree d'un cyclecomplet comprenant l'echantillonna-ge des 4 voies video d'entrees et letransfert de la mosaIque completedans la memoire "ecran" IC14. Enfait, les signaux video presents enentrées ne sont pas synchronisesentre eux, ni avec celui de la cartevideo. Tout aussi important, cettedesynchronisation fluctue sans cessedu fait des infimes mais signifiantesdifferences de leurs bases de temps(meme a quartz).Aussi, a chaque cycle, ces desyn-chronisations vont etre a l'origine deretards divers, lorsque le programmeattend la venue d'une demi-trameimpaire.Ainsi Ia duree du cycle evoluera entredeux extremes, soit environ de troisimages par seconde dans le cas leplus defavorable a environ septimages par seconde dans le cas le

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Transco

#0O

4 x 1N4007D1

l'i° 123_230\71

2 x 9 V10 VA

D4

3

L'alimentation faitappel a de nombreuxregulateurs

2

Reg27805

41_Vi Vo

GndC33C27 C30 C31

1000 pF 10 pFT22 pF 72 pF

97,7C28

1000 pF

J5

J6 1

Reg37805

Vi VoGnd

2

7777.

Reg47805

o +5 V

o C32 C34 C35 C36 C38T10 pF T00 nFT100 nFT100 nFT100 nF

3-0--0 +5 V

Vi VoGnd

10 pF

3

Reg1 Reg57905 7805

Vi VoGnd

1

-----0 -5 V

"'" C29+ 10 pF

plus favorable. La moysenne s'etablitdonc a cinq mais en pratique la

cadence observee est plutot proche

1

Vi VoGnd

2

7777;

I _I_ I I° +5 VC39 C40 C41 C42 C46 C4710 pF 10 pF 100 nF 100 nF 22 pF 100 nF

300.'-000

'=° C43T10 pF

L32,2 pH C44 C45

10 pF 100 nF

+V1

de quatre images par seconde. realisation et aux differents reglages.Le mois prochain, nous terminerons A tres bientot.ce montage en nous attaquant a sa 0. VIACAVA

SelectronicL'UNIVERS ELECTRONIQUE

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EP

Veilleusemulticolore

Cette realisation tressimple exploite unnouveau modele de diodeelectroluminescente unpeu particuliere. Misesous tension, celle-cipresente automatique-ment une succession decouleurs differentes, sansaucune intervention denotre part !

ette diode integre unsysteme electroniqueinnovant, permettantla led de parcourir cycli-

quement chaque couleur apres undeal non reglable et avec un fondu-enchaine du plus bel effet. Le cycleest immuable : rouge, blanc, bleu,vert, jaune, violet. La tension d'ali-mentation requise est de 3 volts, pourun encombrement identique a celuidune led de 5 mm environ.Nous allons mettre en oeuvre deux deces nouvelles leds dans un petit bd.-tier contenant initialement uneveilleuse neon, pilotee par une cellulephotoresistante. Le fonctionnement

de notre maquette sera identique,mais l'eclairage en couleurs chan-geantes sera bien plus agreable

! Pour accentuer encore l'effetmagique de cette led, nous associe-rons deux circuits de commandeindependants, presentant un petitdecalage fres benefique a la succes-sion des couleurs.

Schema electronique

II est donne en figure 1. II comporteune section d'alimentation un peuoriginale et deux fois le meme sche-

ma de commande (aux tolerancesores). En raison de la fres faibleconsommation de notre dispositif, it

ne sera pas necessaire de faire appela un transformateur, toujours lourd,encombrant et coOteux. II nous suffitd'exploiter Ia reactance d'un conden-sateur presentant une tension d'iso-lement suffisante sur le secteur.Un modele 400 volts minimum estconseille, voire 630 volts si dispo-nible. II s'agit de Cl sur le schema.Sous une tension alternative, un ele-ment dielectrique se laisse traverserpar un courant, ce qui provoque a sesbornes une chute de tension grace(ou a cause) de son impedance notreZ. La perte d'energie, contrairementcelle d'une resistance chutrice clas-sique, est pratiquement nulle en rai-son du dephasage de 90° que Ionconstate entre tension et courant.L'echauffement de Cl est donc nul !Son impedance se calcule par la rela-tion suivante :Zc = 1/2 71 fC(f represente la frequence en Hertz etC la capacite en Farad)L'intensite disponible reste faible etse determine une fois de plus grace aIa loi d'Ohm :I = U/Zc =U27tf Cet finalement : C = 1/2 rz f U

Principe de fonctionnement de la veilleuse

Ph

R1

1 MO-1 I -

C1D2

1N4007

Oi Secteur 1 NF

EDF 400 V

230 V/50 Hz D1 -Jr1N4007

N cr.

C2470 nF

D3XZener

10V

C3I 470 pF

25 V

R3100 kiI

LDR 2

T1

2N2222

L2RVB

R7270 LI

R5I1 MI

T2

LORI 2N2222

28 re 310 www.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Domotique

Pour une consommation estimee50 milliamperes et avec un secteur de230 volts a 50 Hz, on prendra :C = 0,050/2 it 50 230 = 692 nFNous avons choisi un module 1 pFisole a 400 volts.Attention ! Nous attirons des a pre-sent votre attention sur le danger lie ace schema particulier dont uneconnexion est directement reliee ausecteur ! En outre, apres la mise horsservice, it subsiste une charge dange-reuse dans le condensateur C1 queIon decharge tres rapidement a l'aidede la resistance R1 de forte valeur.Le redressement est assure par lesdiodes D1 et D2, tandis que la zenerD3 (valeur 10 volts) assure une stabi-lisation suffisante. Le filtrage de cettetension unidirectionnelle est assurepar les elements C2 et surtout C3 deforte valeur.Pour la mise sous tension de la led L1ou L2, un transistor NPN est miscontribution.La cellule photoresistante LDR2forme avec la resistance R3 un veri-table pont diviseur.En pleine lumiere, la cellule presenteune resistance tres faible, polarisantla bale du transistor T1 en negatif.Le transistor est donc bloque, parconsequent la led RVB/L1 resteeteinte. On pourra d'ailleurs monterun element ajustable en lieu et placedes resistances R2 et R3.Dans l'obscurite, la cellule offre uneresistance ohmique tres importanteet la base du transistor est reliee aupole positif a travers R3 et R4.La led L1 s'illumine et debute soncycle d'allumage preprogramme.

Les leds et les cellules LDR sontsoudees cote pistes cuivrees

Interieur du boitier d'origine conte-nant une veilleuse neon et une cellu-le photoresistante

NomenclatureSemi-conducteursD1, D2 : 1N 4007D3 : zener 10 voltsT1, T2 : 2N 2222, boitier TO 92L1, L.2 : diode led a effet RVB (Conrad)

Resistances(toutes valeurs 1/4 de watt)R1 : 1 MQR2, R3 : 100 ki-2R4, R5 : 1 kg -2

R6, R7 : 270 Q

CondensateursC1 : 1 pF, isolement 400 V minimumC 2 : 470 nFC3 : 470 IF/ 25 V

DiversBoitier TekoPrise de balisage secteur2 cellules LDR cylindriques (a recuperer)Fils souples

Le merne fonctionnement est valablebien entendu sur la led L2. Aucunreglage ne sera necessaire et vousserez vite fascine par la successiontres lente des diverses couleurs et lemélange des deux circuits iden-tiques.

Realisation

On trouve facilement dans tous lessupermarches, au rayon bricolage ouarticles electriques, de minusculesprises lumineuses ideales pour logernotre application (voir photos).II nous importe de conserver la prisesecteur a deux broches et le cabo-

2 Cote pistes cuivrees

EU! -I R2 I-

LORI

-I R3 )-

8 8 LDR2-L _L -L

'e2 CI?CC

-r-I R7 I-

-I R6 F T1 T2

T

SECTEUR

3 Insertion des composants

Le module est enferme dans un boi-tier Teko

chon translucide. Avec un peu desoin et de patience, on parvient a dis-socier les deux elements et a leuradjoindre un petit bolter isolant, Tekopour notre prototype. Le circuit impri-me d'une taille tres reduite comportetous les composants du schema, lesdeux leds et les deux cellules LDRetant installees cote cuivre pourapparaitre juste sous le cabochontranslucide (figures 2 et 3).Veillez a bien isoler les elementsavant la fermeture du boitier qui pour-ra s'enficher dans une prise 2P stan-dard, pour un fonctionnement imme-diat.

G. ISABEL

n° 3111 wwvv.eleEtroniquppratique.cam ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

Regulateursde temperature

II existe de nombreux casde figure ou it estsouhaitable de reguleractivement la temperaturede fonctionnement d'unmontage electronique.Parfois, it est imperatifd'evacuer les caloriesdissipees par les compo-sants (c'est le cas de lamajorite des micropro-cesseurs de nos PCmodernes). Au contraire,it faut rechauffer artificiel-lement la temperature defonctionnement d'un sys-teme pour augmenter lastabilite de certaines deses caracteristiques (lafrequence d'un oscillateura quartz, par exemple).

ous vous proposons derealiser deux montagestits simples qui vousaideront a resoudre effi-

cacement les deux problemes de tem-perature que nous venons d'evoquer.

Schema

Nos deux realisations utilisent uncapteur de temperature pour deter-miner le point de fonctionnementdesire.Nous avons selectionne un capteurtres repandu qui est encore distribuedans un boitier non CMS (boitierTO92, dans notre cas). II s'agit ducapteur LM335Z.Les capteurs LM135 ou LM235conviennent egalement, mais ils sontgeneralement un peu plus couteux.Le LM335Z se caracterise par unetension nominate a ses bornes qui est

1

proportionnelle a la temperatureabsolue de son boitier (temperatureexprimee en °K).II est calibre pour developper unetension de 10 mV/°K, clans une plaged'utilisation allant de -40 °C (233,15 °K)A +100 °C (373,15 °K). Rappelonsque le zero de la temperature absolue(exprimee sur une echelle dynamiqueou absolue dont l'unite est le degreKelvin) est decale de -273,15 degrespar rapport a notre echelle usuelledes temperatures (rechelle Celsius).Le passage d'une echelle a l'autre sefait facilement a l'aide de la relationsuivante : T(°C) = T(°K) +273,15.

Contd.)le de temperature par ventilation

re 310 wwvv.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUF

Micro/Robot

C1

220 pF

D25,6 V

R1

1,81(0

R25.6 16.2

R34.7 ki2

DP1

3

10 kW I LM135

R43,9 kfl

C210 nF

U1

LM311

8

R510 kU

R6 R7 8Iy

R9

4 x 33 f2

T1

IRF830

2 Controle de temperature par resistance chauffante

Si Ion applique cette relation a la ten-sion de sortie de notre capteur detemperature, on obtient :

VM= 2,7315 +(r. x 10 mV/°C)avec V exprime en volts et T en C.

Par exemple, lorsque la temperatureambiante du bolter du capteur est a+25 °C, la tension presente a sesbornes est de l'ordre de 2,98 V.La proportionnalite de la tension desortie par rapport a la temperatureabsolue du bditier rend le capteurLM335Z tres simple a utiliser, commevous pouvez le constater par vous-merne sur les schemas reproduits enfigures 1 et 2.Le schema de la figure 1 representeun petit systeme de controle de tem-perature par ventilation, tandis que lafigure 2 reproduit un petit systemede controle de temperature par resis-tances chauffantes. Comme vouspouvez le constater, les deux sche-mas sont quasiment identiques, a lapolarite de detection pres.Dans le cas du schema de la figure 1,la tension developpee par le capteurde temperature (D3) est compareepar le circuit U1 via sa broche positi-ve (2) a une tension de referenceappliquee a sa broche negative (3).Lorsqu'une tension aux bornes ducapteur de temperature &passe latension de reference (c'est-a-direlorsque la temperature du capteuraugmente), la sortie du comparateurU1 passe a l'etat . haut », ce quipolarise le transistor MOS (T1) dans

un mode sature. Cela declenche leventilateur qui est raccorde au

connecteur CN2.Notez que le transistor retenu pour cemontage permet de commuter uncourant pouvant monter jusqu'a 3 A,ce qui est largement surdimensionnepour piloter la plupart des ventila-teurs alimentes en 12 V auxquelsnotre montage est destine.Notez qu'avec notre schema, la limi-tation de la puissance du ventilateurest plutot dictee par les possibilitesde la diode D1 (ne depassez pas 1 Aavec cette diode). Ceci dit, revenonsa notre explication principale.Sous l'effet du ventilateur (libre

vous de positionner ventilateur etcapteur a proximite du systeme dontvous souhaitez reguler la temperatu-re), la temperature du capteur D3 vabaisser, entrainant du merne coupune diminution de la tension develop -pee a ses bornes.Si le ventilateur est correctementdimensionne, la temperature du cap-teur descend en dessous du seuilpour lequel la tension a ses bornesest inferieure a la tension de referen-ce. Des lors, la sortie du comparateurU1 retombe a zero entrainant dumerne coup le blocage de T1 et l'ar-rot du ventilateur. Sous l'effet de lachaleur dissipee par les systemesenvironnants, la temperature du cap-teur a vite fait d'augmenter a nou-veau, entrainant un nouveau cycle derefroidissement.

Au final, la temperature oscille sensi-blement autour du seuil pour lequel leventilateur est mis en fonctionne-ment, ce qui assure une regulationconvenable de la temperature dessysternes places a proximite du ven-tilateur (sous reserve d'un bondimensionnement du systeme deventilation vis-a-vis des caloriesevacuer).Le montage est concu pour fonction-ner de 9 V a 12 V, via une alimentationraccordee a CN1. La tension d'ali-mentation n'a pas besoin d'être regu-lee, mais elle doit etre correctementfiltree. Un petit bloc d'alimentationcapable de fournir le courant neces-saire au ventilateur, avec une surchar-ge de 50 mA, suffit largement.La diode D1 protege le montage encas d'inversion du connecteur d'ali-mentation, tandis que la diode zenerD2 perrnet de maintenir une tensionde reference relativement insensibleaux variations de l'alimentation (enrevanche, ce n'est pas le cas de lavitesse de rotation du ventilateur).La resistance variable P1 permet defixer le seuil de reference, ce quidetermine la temperature desiree. Lecondensateur C2 filtre les oscillationsparasites du montage, sachant que lecomparateur est monte ici sans hys-teresis.L'hysteresis naturel du comparateursuffit a notre application, sachant quela stabilite de notre boucle de regula-tion depend essentiellement des pro -

n' 310 wwwelectronIquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

3 CI du conk& de temperature par ventilation

NomenclatureCondensateursC1 : 220 pF/25 VC2 : 10 nF

ResistancesR1 : 1,8 kfl 1/4 W 5 %(Marron, Gris, Rouge)R2 : 5,6 ic52 1/4 W 5 %(Vert, Bleu. Rouge)R3: 4,7 ki2 1/4 W 5%(Jaune, Violet, Rouge)R4 : 3,9 Id2 1/4 W 5 %(Orange, Blanc, Rouge)R5: 10 ks2 1/4 W 5%(Marron, Noir, Orange)

Semi-conducteursT1 : IRF830 ou equivalentU1 : LM311PD1 : 1N4001(diode de redressement 1 N100 V)D2 : Diode Zener 5,6 V (1/4 W)D3 : LM335Z (ou LM135/LM235)

DiversCN1, CN2 : Bornier a vis 2 contactsP1 : Ajustable 10 kg2

prietes du capteur de temperature etdes performances du systerne deventilation.Ajoutons, pour terminer la descriptiondu schema de Ia figure 1, que la sor-tie du comparateur U1 est une sortiea collecteur ouvert, d'oCi la presencede Ia resistance R5 pour polarisercorrectement le transistor MOS (T1)lorsque le comparateur passe a l'etat

haut ».Passons maintenant au schema de lafigure 2 qui est fres proche du prece-dent, mais dont la finalite est totale-

4 Insertion des composants

ment inversee par rapport au monta-ge de la figure 1. Cette fois, le monta-ge ne pilote plus un ventilateur maisdes resistances chauffantes de 33 L(R6 a R9) destinees a &ever Ia tem-perature ambiante du systeme danslequel ce montage sera place.La tension de reference et la tensiondu capteur de temperature ont chan-ge d'entree sur le comparateur, cequi inverse le sens de l'asservisse-ment. Le transistor T1 est maintenantpassant tant que Ia temperature ducapteur est inferieure au seuil imposepar la position de la resistance ajus-table P1. Sous l'effet de Ia puissancedissipee par les resistances R6 a R9,Ia temperature ambiante va monterjusqu'a ce que la tension developpeepar le capteur soit suffisante.Ce mode de regulation de Ia tempe-rature est couramment employe pourgarantir une tres grande stabilite surdes oscillateurs a quartz. Le point defonctionnement se choisit generale-ment quelques degres au-dessus dela temperature ambiante maximum.Quelque 40 °C a 50 °C peuvent suffi-re en region temperee, mais 60 °C70 °C sont preferables pour unemeilleure marge de fonctionnementdans des environnements difficiles,tels que derriere le pare brise d'unvehicule stationne en plein soleil.II va de soi que les resistances R6 aR9 et le capteur D3 doivent etreconfines avec le systenne dont it fautreguler la temperature. La mise encoffret est generalement un peu plusdelicate et it est frequent de limiter le

confinement thermique au strict mini-mum. Vous serez donc certainementamenes a deporter les resistances etle capteur.Pour vous offrir un peu plus de latitu-de dans le choix des resistances R6 aR9 (en fonction du volume qu'il fautrechauffer), nous avons change ladiode D1 pour ce montage.Ainsi, sous 12 V, vous pourrez « pilo-ter » des resistances allant de 33 S2 (4 W)

jusqu'a 22 12 (6,5 W), ce qui devraitsuffire a bien des applications (autotal, cela fait tout de meme 4 x 6,5 Wdissipes, sans meme parler despertes dans T1).Nous attirons votre attention sur lesrisques de brulure encourus avec cedeuxierne montage, si jamais la

consigne est reglee en position maxi-mum. De plus, en cas de defaillancedu montage (par exemple, en cas decourt circuit sur T1 ou bien si la resis-tance P1 est ouverte), la temperatureatteinte par ('ensemble du systernepourrait entrairier un risque d'incen-die (selon les dimensions globales dusysterne, la resistance thermique et lanature des materiaux employes, l'en-vironnement dans lequel le systerneest utilise, etc.). Evitez donc a toutprix de surdimensionner les resis-tances chauffantes par rapport auvolume que vous devez chauffer etrefusez d'utiliser un tel montage dansdes locaux non surveillesPour estimer les risques d'un surdi-mensionnement dangereux du syste-me, vous pouvez simuler les effetsd'une panne d'asservissement sur le

32 n° 310 vwwv.eiectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

5 CI du controle de temperature par resistancechauffante

systeme final (dans son environne-ment de travail reel) en retirant la

resistance ajustable P1 du montage.En mesurant la temperature internedu systeme pendant un temps suffi-sant, vous pourrez determiner('asymptote de votre systeme enboucle ouverte et juger s'iI existe unrisque d'incendie du systeme (enfonction des materiaux employes) encas de defaillance du montage decommande. Les lecteurs sont encou-rages a la plus grande prudencequant aux conditions de mise enceuvre et au dimensionnement de cemontage qui reste de leur seule res-ponsabilite.

RealisationLe dessin du circuit imprime ducontroleur de temperature par venti-lation est en figure 3. L'implantationest reproduite en figure 4. Le dessindu circuit imprime du controleur detemperature par resistances chauf-fantes est reproduit en figure 5 et('implantation en figure 6.Les pastilles des circuits imprimessont percees a l'aide d'un foret de0,8 mm de diametre pour la plupart.

6 Insertion des composants

En ce qui concerne les borniers a vis,la diode 1N4001 et les transistorsMOS, il faut repercer les pastillesavec un foret de 1 mm de diametre.Pour la diode MBR751, utiliser unforet de 1,5 mm de diametre.Enfin, n'oubliez pas de percer le troude passage pour la vis de fixation dutransistor MOS (trou de 3,5 mm dediametre) pour pouvoir plaquer le

transistor sur un dissipateur ayantune resistance thermique inferieure a18 °C/W.Avant de graver le circuit imprime, itest preferable de se procurer lescomposants pour s'assurer qu'ilss'implantent correctement. Cetteremarque concerne particulierementles borniers a vis et les resistances depuissance.Lors de la premiere mise en servicedes montages, vous pourrez regler Iaresistance ajustable P1 pour que Iatension de reference appliquee aucomparateur soit de 3 V environ, cequi correspond a une consigne de26,85 °C (voir la formule indiquee endebut d'article). Cela vous permettrade les tester a partir d'une positionconnue ou il est facile d'agir sur lecapteur (le simple fait de toucher

Micro/Robot

celui-ci avec les doigts permet defaire evoluer rapidement sa tempera-ture et de depasser le seuil).

P. MORIN

Nomenclature

CondensateursC1 : 220 pF/25 VC2 : 10 nF

ResistancesR1 : 1,8 ki2 1/4 W 5 %(Marron, Gris, Rouge)R2 : 5,6 id2 1/4 W 5 %(Vert, Bleu, Rouge)R3 : 4,7 KI 1/4 W 5 %(Jaune, Violet, Rouge)R4 : 3,9 kS2 1/4 W 5 %(Orange, Blanc, Rouge)R5: 10 kS2 1/4 W 5%(Marron, Noir, Orange)R6, R7, R8, R9 : 33 4 W 5 %

Semi-conducteursT1 : IRF830 ou equivalentU1 : LM311PD1 : Diode MBR751 (3 A)D2 : Diode Zener 5,6 V (1/4 W)D3 : LM335Z (ou LM135/LM235)

DiversCN1 : Bornier a vis 2 contacts(au pas de 5,08 mm)P1 : Ajustable 10 I<S2

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Chenillard musical10 voies

a gradation de lumiere

Ce chenillard est destinea commander une rampede 10 spots. Le nombreimportant de voies n'estpas le seul atout de cejeu de lumiere, puisqu'iIallie a Ia fois le principedu chenillard et dugradateur.

n effet, d'une part la lumi-nosite de la lampe quidefile successivement devole en vole est reglable

par l'intermediaire d'un potentiometreplace en facade de l'appareil, d'autrepart la vitesse du defilement est fonc-tion de l'intensite sonore captee parun microphone. De plus, une selec-tion est prevue pour commander ledefilement a partir d'un signal d'hor-loge externe.

Le schema

La figure 1 presente le schema deprincipe de ce jeu de lumiere. II secompose des sous -ensembles sui-vents : ('alimentation, le gradateur, lepreamplificateur, le convertisseur deniveau sonore, le VCO et le che-nillard.

L'alimentationUn transformateur de faible puissan-ce abaisse la tension secteur et assu-re un isolement galvanique entre lereseau et ('alimentation basse tensiondu montage. La tension alternative50 Hz/12 Veff du secondaire estredressee par un pont de Graetzconstitue des quatre diodes D1 a D4.Dans un premier temps, ce pont estchargé par le diviseur de tensionR1/R2. Par ailleurs, la diode D5 char-ge le condensateur de lissage C1.La tension continue qui en resulte estensuite regulee par un classique

7808, stabilise par le condensateurde decouplage C2.

Le gradateurLe pont de resistances R1/R2 polari-se le transistor T1 dont le collecteurest chargé par la resistance R3. Ce

transistor est ainsi conducteur pen-dant la quasi totalite dune alternancesecteur, bloquant la jonction base-emetteur de T2 qui ne peut alorsconduire.Par contre, a cheque transition d'al-ternance secteur, la tension redres-see passe par ce que Ion appellecouramment le zero secteur. La basedu transistor T1 &tent a cet instant a0 V, ce dernier est bloque.La base de T2 est alors liberee et Iaresistance R3 sature le transistor T2.Pendant la duree du zero secteur, Iasaturation du transistor T2 entraIne ladecharge du condensateur C3 dansIa resistance R6. La constante detemps R6C3 etant fres faible par rap -

n° 310 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

R104.7 kit

*8 V R722 611

R11

220611

C5;10 pF

C6

100 nF

611

CapsuleElectret

8

22 611

164324 C8C138

470 nF

GW1 F1/3A L1/54

C14

S100 n7'

ectew 400 V230 V

*8 V0

D6Rouge

115

2.201

470 0

R6100

C3100 nF

Schema de principese decomposant ensept sous -ensembles

C2TOO nF

K

4,7 kn

R2

.8VR14 ° C130

220101 4 LM324 RV22104

8

=, 0,3

11220 KU

7 pi R16

R1510k01 C16

100 nF

77f l

220 nF

13

81/0

R18220101

14

071114148

C130LM324 C10

1 yFT

R21

220 611

R2010101

1119

4 701

R23221,11

3

2

4

7

10

56

9

18

Vdd000102Q3 CI5

04 4017

05RST06

070809 GECO

Vss

8

C12100 nF

14 3

8 4

15

777,

Vcc RatDethar 7

C14

NE555

Comp

TrigCV Grid

-c157100 OF

C1341M324

R25161s2

4 7 601

R34 7 kir

73BC558

T2BC5a8

3

+8 V

4-

71

110548

1137

-I=1-15 60

R36

15 au

+8 VO

7131

BC548

R47 I39011 2 4

Iliac010400 V

R2447 ki1

SW10

R56 Voie 10

6 390 0

EMI

C115

R57

6 390 0

AzriMOC3021

C114

MOC3021

R35 R55 Voe 9-1==l- -1=1.-1.i CI13

BC548

1390 1216 K1 70

R45I A I

Tnacpe400 V

390 (1 2 moc 4= 3021R54

4

R34

-1=1-15 01

R33

1=1-15 au

R32

15 Ku

R31

15 Ku

R30

15 au

R29

15 acr

R28

15 al

71280548

R46390 11

710BC548

R44390 11

T980548

R4339012

1880548

R42390 11

7794548

2

1 C112

SW8

-1=1*--3900

2 MOC3021

0111

R53

-1=1390116

'Mac07400 V

Vow 8

SW7

Vote 7

Triac

Y\N1E Q6SW6

400 V2 moc 4

3021

0110

MCC3021

C19

R41 I390 (1

76BC548

R40390 11

T580548

1139

390 11

148C548

R3839011

2

Tnac09 SW9400V

R52--1=1-1-6 390 12

R51

-1=16 390 it

2

3021

CII3

4

R50

Doc05400V

Tnac04400 V

39011Triac03400 V

2 MOC3021

C17

4

Voie 6

Vole 5

Voe 4

SW3

R49

6 aso

2I MOC 4

3021

1 06

Y\tx

R46

6 390 11

2 MOC 4

3021

Tnsc02400V

Mac01400 V

Vole 3

Vole 2

SW1

Vole

n° 310 wwwelectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Emetteur

e+

e -

Alim -

e

LM311

e- > e+ => Vs = 0

Alim +

Collecteur

Balance/Strobe

Balance

e- < e+ => Transistor de sortiel'etat bloque

Vs = Valim via RL

2L'Otage de sortiedu LM311 estconstitue d'untransistor depuissance acollecteur ouvert

Masse

Declenchement

Sortie

Reset

Comp

Decl

Masse

NE555

Vcc

Decharge

Comparateur

Modulation

Sortie

Decharge

3

Structure du 555,en particulier lepont de resis-tances determi-nant les differentsmils de commu-tation

port a une alternance secteur, la

decharge du condensateur C3 estquasi instantanee. Cette phase cor-respond au front raide, descendantde la dent de scie evoluant auxbornes du condensateur C3.Par contre, des que le transistor T2est bloque, le condensateur C3 com-mence a se charger a courantconstant car le transistor T3 est pola-rise en generateur de courant.L'evolution de Ia tension aux bornesdu condensateur C3 est ainsi lineaire.En effet, le potentiel de la base du

transistor T3 est fixe par la tensiondirecte de la led D6.La tension aux bornes de la resistan-ce R5+Aj1 etant constante, le courantde collecteur du transistor T3 estconstant (Ic # 1E).

Le signal en dents de scie, resultantde Ia charge a courant constant ducondensateur C3, est compare a unseuil de tension fixe par le potentio-metre P1. Lorsque la dent de sciedepasse ce seuil, l'etage de sortie deCl2 est sature. L'emetteur des tran-sistors T4 a T13 est ainsi porte a la

masse, ce qui permet l'amorgaged'un triac. En fait, le comparateur Cl2est un LM311 dont l'etage de sortieest constitue d'un transistor de puis-sance a collecteur ouvert (figure 2).Ainsi, tant que la dent de scie appli-quee sur ('entree (3) de Cl2 n'a pasatteint le seuil fixe par P1, le circuit decommande des sorties est inhibe.En agissant sur le potentiometre P1,on bloque plus ou moins longtempsle fonctionnement des transistors T4a T13 pour rendre inactifs les opto-triacs. On agit ainsi sur Ia brillancedes lampes.

Le preamplificateurLe microphone a electret est alimentspar les resistances R9 et R10, lereseau R9/C5 operant un filtrage.Le signal capte par le micro M1 estappliqué a rent& non inverseused'un amplificateur operationnel, utili-se en amplificateur non inverseur.Son entrée est polaris& au travers dela resistance R11, par le diviseur detension R7/R8 a VALim/2, soit 4 V.Ainsi, le signal audio est superpose aune composante continue de 4 V enentrée et en sortie de Cl3B. Lescondensateurs C6 et C7 se conten-tent d'assurer ('isolation des compo-santes continues, afin de ne pas per-turber les differents etages. Le gainde ce premier etage d'amplificationest fonction des elements R12, R13et P2 qui assurent une plage dereglage suffisante.Le signal de sortie de ce premieretage subit ensuite une secondeamplification grace a un second AOPcontenu dans C13, un LM324 qui encontient quatre. Cette fois, CI3C estutilise en amplificateur inverseur, dontrent& est polaris& de la mernemaniere que CI3B, mais par linter-mediaire de la resistance R14.

Le convertisseur de niveausonoreLe signal ainsi preamplifie est conver-ti en une tension lissee de niveau pro-portionnel a ('amplitude du signal.Pour ce faire, un premier (Rage,constitue de CI3D, D7, R17, R18 etC9 realise un redressement mono-alternance du signal qui est ensuiteintegre par le condensateur C10associe a la resistance R19.

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La constante de temps R19C10 aete choisie pour produire le meilleureffet psychedelique.Le signal continu present aux bornesde la resistance R19 est ensuiteappliqué au travers de la resistanceR20 a l'entrée d'un amplificateur x 2non inverseur obtenu avec le quatrie-me AOP de C13. Une composantecontinue de 2 V en sortie (offset) estintroduite par la resistance R21. Ainsila tension de sortie au repos de CI3Aest voisine du seuil initial du VCO,C14. Ce seuil peut etre affine en utili-sant pour R21, un modele ajustable.

Le VCOVCO signifie « Oscillateur commandeen tension ». En fait, CI4 est un clas-sique 555, utilise en convertisseurtension/frequence. Plus la tension ensortie de CI3A est elevee et plus lafrequence de sortie de CI4 est impor-tante. Le seuil de comparaison du555 est abaisse a un peu moins de2 V par la resistance R26. La figure 3precise Ia structure du 555, en parti-culier le pont de resistances determi-nant les differents seuils de commu-tation. Ainsi, pour des tensions aussibasses que 2 V et plus, appliqueesIa resistance R24, le condensateurC8 peut se charger pour atteindre lesseuils de commutation du 555.Plus la tension appliquee a la resis-tance R24 sera importante, plus lecourant de charge du condensateurC11 sera eleve, entrainant une charged'autant plus rapide et une frequencede sortie plus elevee. La resistanceR25 dose le courant de charge ducondensateur C11. Avec un modeleajustable, R25 permet d'ajuster la

vitesse maximale de defilement.

Le chenillard proprement ditet Petage de puissanceLes impulsions d'horloge produitespar le VCO sont appliquees a ('entree(14) de C15, un compteur decimalCMOS. A chaque front d'horloge, uneseule sortie de ce 4017 passe a l'etat

haut », Ia sortie precedemmentl'etat « haut » etant remise a zero. Enportant a l'etat « bas » ('entree (13) deC15, les impulsions d'horloge appli-quees a ('entree (14) sont validees.A la mise sous tension, pour eviterque le 4017 entre dans un mode erro-

ne, le reseau R27/C12 provoque uneremise a zero de C15, par un bref &at

haut » sur ('entree Reset, broche(15) de C15.

Chaque sortie de CI5 attaque unstage de commande de la partiepuissance, identique a chaque voie.Un transistor NPN est utilise en com-mutation pour etablir le circuit d'ali-mentation de la diode emettrice d'in-frarouges d'un optotriac. Ce dernierassure le parfait amorgage du triac de

sortie dont le role est celui d'un inter-rupteur commande.Un fusible protege ('ensemble desvoies. Comme une seule vole estactive a Ia fois, la valeur du fusible estdimensionnee en fonction de la puis-sance maximale de l'une des voles.Par exemple, si une lampe de 300 Wrepresente la charge maximale, le

fusible sera de 1,6 A. D'autre part, lereseau L1/C14 limite la production deparasites.

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GRADATION

SENSIBILITE

5

P

T9

111,MEM T8

T7

111.T6

111PT5

T4

0

TR1

r

C 1 1

1\1\1\11\11

- R57 I -

G A2 Al

-4 R56 I-

C A2 Al

-I R55 F

G A2 Al

-I R54 ) -

G A2 Al

G A2 Al

G A2 Al

92

-I R51 I -

G A2 A1

GA2 A1

r --

U GA2 At

R48

GA2 Al

010

09

08

07

Q6

05

04

Q3

02

Q1

fr,®

.®

(-3®

")&

6 &

6 &

cr)(S)

Js)

0

SECTEUR220 V

VOTE 10

VOTE 9

VOTE 8

VOTE 7

VOTE 6

VOTE 5

VOTE 4

VOTE 3

VOIE 2

\JOIE 1

La realisationBien que la carte soit d'un formatimposant (figure 4), la realisation dece jeu de lumiere demeure assezsimple.De plus, la mise au point est securi-see par ('utilisation d'optotriacs quiassurent une isolation galvaniqueparfaite entre le reseau secteur et la

partie basse tension (logique et ana-logique).Dans un premier temps, la self LI n'estpas montee sur la carte (figure 5).Ainsi, l'etage de puissance ne serapas sous tension pour les premiersessais. Cette self est un modele anti -parasite pour triac ou thyristor, mais it

est conseille, pour cette application,de realiser un bobinage sur un tore

Nomenclature

ResistancesR1, R2, R3, R10, R19 : 4,7 kitGaune, violet, rouge)R4 : 470 i2 (jaune, violet, marron)R5 : 2,2 I(D (rouge, rouge, rouge)R6 : 100 12 (marron, noir, marron)R7, R8, R17, R22, R23 : 22 kS2(rouge, rouge, orange)R9, R15, R20, R23 : 10 kt)(marron, noir, orange)R11, R14, R16, R18 : 220 Id2(rouge, rouge, jaune)R12, R13 : 1 kS2 (marron, noir, rouge)R21 : 100 kit _ou ajustable de 220 kit(marron, jaune, jaune)R24 : 47 kit (jaune, violet, orange)R25 : 1 mg./ ou ajustable de 1 a 2,2 MD(marron, noir, vert)R26 : 1,8 IQ (marron, gris, rouge)R27 : 100 k12 (marron, noir, jaune)R28 a R37 : 15 k0(marron, vert, orange)R38 a R47 : 390 S2(orange, blanc, marron) ou 270 LI siMOC3020 au lieu de MOC3021R48 a R57 : 390 L2(orange, blanc, marron)Aj1 : 4,7 kitP1, P2 : 47 I<S2 ou 100

CondensateursC1 : 220 pF/16 VC2, C6, C12, C15, C16 : 100 nFC3, C8, C11 : 470 nFC4 : 4,7 pF/16 VC5, C7 : 10 pF/16 VC9 : 220 nFC10 : 1 pF/16 VC13 : 47 NF/10 VC14 : 100 nF/400 V

SemiconducteursD1 a D5 : 1N4001 ... 4007D6 : Led rouge 0 3D7 : 1N4148T1, T2 : BC548, BC237, BC547T3 : BC558, BC557T4 a T13 : BC338, BC337, BC548Q1 a Q10 : BT137-F,triac 4 a 8 A/400 a 600 VC11 : 78L08, 7808Cl2 : LM311CI3 : LM324CI4 : NE555, LM555, TS555CI5 : 4017CI6 a CI15 : MOC3021, MOC3020

DiversM1 : microphone a electretLl : self antiparasite 5 A pour triacTR1 : transformateur 220 V/12 V-2 VAFl : fusible rapide 1,6 A, 5 x 20SW1 a SWil : 11 borniers 2 plotspour CI1 support de fusible 5 x 20 pour CI

38 n° 310 vwwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

magnetique avec un nombre despires important, Ia section du fil

&tent alors adaptee a la charge maxi -male par vole.Avant Ia mise sous tension, vous veri-fierez le bon sens d'implantation descondensateurs polarises, des diodes,des transistors et surtout des circuitsintegres.Placez le curseur de la resistanceajustable Aj1 a mi-course, ainsi quecelui des resistances ajustables R21et R25, si vous avez opte pour desmodeles ajustables (verticaux ouminiatures).Si vous possedez un oscilloscope,observez le signal triangulaire presentsur la broche (3) du LM311. Reglezalors Aj1 pour que la dent de scie soitpointue avec une amplitude maximale.Sinon, vous pouvez effectuer le regla-ge de Aj1 a l'aide d'un multimetrenumerique. Sur le calibre 20 Voc,vous devez lire une tension d'environ3 V aux bornes du condensateur C3.

Vous pouvez egalement obtenir le*lege de Aj1 approximativement enrecherchant la plus grande sensibilitede Ia gradation obtenue avec lepotentiometre P1.Ensuite, vous procederez a l'etalon-nage de R25. En ('absence de micro-phone, vous devez relever sur la sor-tie (1) de CI3 une tension legerementinferieure a celle relevee aux bornesde Ia resistance R26, broche (5) deC14, soit environ 1,9 V.

En presence d'un fond sonore, vouspouvez conclure cette premierephase d'essais en observant lesvariations de tension en sortie (1) duLM324, en fonction de l'intensitesonore et du *lege du potentio-metre P2.Dans un second temps, vous proce-derez a l'essai de l'etage de puissan-ce et ainsi de ('ensemble du monta-ge. Pour ce faire, la self L1 prendraplace sur le circuit imprime et unelampe 220 V sera oleo& sur cheque

sortie. Placez le potentiometre P1 ami-course et le potentiometre P2 enbutee a gauche (volume minimal).Des la mise sous tension du secteur,Ia led D6 doit etre allumee et unelampe doit eclairer avec une brillancemoyenne. Agissez alors sur P1 pourregler la luminosite de cette lampe.Si ce test est satisfaisant, vousn'avez plus qu'a augmenter le volu-me a l'aide du potentiometre P2 pourobserver le defilement d'un spot dontla luminosite est reglee par le poten-tiometre P1.Sinon, debranchez votre montage etprocedez a de nouvelles verifications.Pour des lampes dune puissancesuperieure a 300 W, les triacs doiventetre equipes d'un radiateur. Unechute de tole en aluminium de 2 mmd'epaisseur, fixee au baffler du triacl'aide d'un boulon M3 et dune ron-delle &entail, est une solution.

H. CADINOT

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Une interfaceGPM/US

Les appareils de mesurede haut de gammepossedent souvent uneoption « GPIB », ouencore « IEEE -488 »,permettant leurfonctionnementen mode telecommande

Is peuvent ainsi etre commandoset interroges a distance, ce quiouvre la possibilite de realiserdes bancs de mesure automa-

tiques pilotes a ('aide d'un ordinateur.Encore faut-il, pour tirer profit decette option, disposer d'une interfaceadequate, d'ou ('objet de cette reali-sation.

Tour d'horizondu bus GPIB

II n'est peut-titre pas inutile de rappe-ler, tres succinctement, en quoiconsiste le bus GPIB. Ce sigle est leraccourci de "General PurposeInstrumentation Bus" et repond a lanorme IEEE -488. Cette norme a vu lejour dans les annees 70, mais c'est lasociete Hewlett-Packard, a l'epoque

constructeur notoire d'appareils demesure, qui, vers le milieu desannees 60, a ete a l'origine de ce busd'instrumentation portant alors le

nom de HPIB (pour Hewlett-PackardInterface Bus). Cette invention nedate donc pas d'hier, mais elle esttoujours d'actualite et, merne si denouveaux systemes d'instrumenta-tion a base d'Ethernet sont apparussur le marche, le parc actuel desappareils de mesure utilise encore

1

Blargement le bus GPIB. II existe enfait deux standards, identiques dansleur fonctionnement, mais differentssur le plan de la connectique : le stan-dard americain IEEE488 et le stan-dard international IEC 625. Le pre-mier utilise un connecteur de type« Micro Ribbon n a 24 broches, alorsque le second utilise un connecteurde type SUB -D a 25 broches. II exis-te, heureusement, des adaptateurspermettant de passer d'une connec-tique a I'autre. II est a noter que lestandard IEC 625, avec son connec-teur SUB -D, comporte un risque deconfusion avec par exemple lesanciens ports RS232 a 25 broches etqu'une erreur de branchement peutentrainer des dommages d'un cote,de l'autre, ou des deux ! Notre inter-face utilise la connectique de lanorme IEEE -488. La liaison entre lesappareils et le controleur (qui estgeneralement l'ordinateur) comporte5 fils de controle du bus, 3 fils degestion de la communication et 8 filsde donnees, les autres fils etantconnectes a la masse.Le tableau de la figure 1 liste le bro-chage du connecteur IEEE -488, les

Signaux et brochage du connecteur IEEE -488

Nom de signal Signification Numero de broche

D101 Data input output 1 (bit 0) 1

D102 Data input output 2 (bit 1) 2_

0103 Data input output 3 (bit 2) 3

D104 Data input output 4 (bit 3) 4

D105 Data input output 5 (bit 4) 13

D106 Data input output 6 (bit 5) 14

D107 Data input output 7 (bit 6) 15

D108 Data input output 8 (bit 7J 16

E01 End or identify 5

DAV Data valid 6

NRFD Not ready for data 7

NDAC Not data accepted 8

IFC Interface clear 9

SRO Service request 10

ATN Attention 11

REN Remote enable 17

GND Ground 12, 18 A 24

n° 310 wwvv.electroniquepratique. EOM ELECTRONIQUE PRATIQUE

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noms des signaux et leur significationanglo-saxonne.Voyons plus precisement quelle est lafonction de chacun de ces signaux :- D101 a DI08 : ce sont les huit

lignes permettant le transfert desoctets du controleur vers les appa-reils connectes sur le bus, ou desappareils vers le controleur.

II s'agit donc d'une transmission a 8bits paralleles, bidirectionnelle.- E01 : quand cette ligne est au

niveau logique 1, elle informe ('ap-pareil qui regoit une serie d'octetsque la transmission est terminee. Laplupart des appareils interpretentegalement le caractere de saut deligne (caractere ASCII de valeur 10)comme fin de transmission.

Cette ligne a aussi une autre fonctionlorsqu'elle est au niveau Iogique 1 enmerne temps que la ligne ATN, lecontroleur peut executer un pollingparallele. Dans Ia version logicielleactuelle de notre interface, cettefonction n'est pas utilisee.

DAV, NRFD et NDAC : ces troislignes permettent le controle de Iatransmission des octets selon Ia

technique du « handshake », quel'on peut traduire par « poignee demain ». Nous y reviendrons plusloin.IFC : cette ligne, quand elle passeau niveau logique 1, agit comme unreset du bus et provoque le retourde tous Ies appareils dans un etatconnu.

- SRO : cette ligne peut etre activeepar un appareil pour signaler qu'iI a

quelque chose a dire », parexemple qu'une mesure est dispo-nible, ou bien qu'il est en erreur, ouencore que Ia commande qu'il aregue ne fait pas partie de sonvocabulaire.ATN : cette ligne est actionneeexclusivement par le controleur etpermet de faire la distinction entreles messages d'interface lorsqu'elleest au niveau logique 1 et les mes-sages d'appareils lorsqu'elle est auniveau Iogique 0. Par ailleurs, lors-qu'elle est au niveau logique 1 enmerne temps que la Iigne EOI, ellesignale rexecution d'un pollingparallele.REN : au niveau logique 1, cetteligne indique a un appareil qu'il doit

passer dans son mode de comman-de a distance. Dans ce mode, engeneral, une led s'allume sur Ia faceavant de ('appareil et les corn-mandes locales deviennent inac-tives. Des que cette ligne repasseau niveau logique 0, ('appareilretourne dans son mode de fonc-tionnement local.

Chaque appareil peut etre adresse enparleur ou en ecouteur sur le busIEEE -488. Toutefois, certains appa-reils ne peuvent etre que parleurs,comme certains capteurs, ou queecouteurs, comme Ies imprimantesou les matrices de commutation.Plusieurs appareils sur le bus peu-vent etre adresses comme ecouteurs,mais un seul peut retre en parleur.Le bus IEEE -488 permet de recevoirau maximum 14 appareils et 2/3 aumoins de ces appareils doivent etremis sous tension. Chaque appareilpeut prendre une adresse compriseentre 0 et 30, en excluant evidem-ment celle du controleur. Le reglagede ('adresse s'effectue generalementa ('aide de petits interrupteurs situesa rarriere de ('appareil, ou, pour cer-tains appareils plus sophistiques,partir du « setup » accessible depuisIa face avant. Ajoutons que la Ion-gueur maximale totale des cablesd'interconnexions entre les appareilsne peut exceder 20 metres et que lalongueur d'une liaison entre deuxappareils ne peut exceder 2 metres.Par ailleurs, les circuits de sortie desappareils sont du type a collecteursouverts.

2

Le protocole de communication dubus IEEE -488 est au format TTL, enlogique negative. Ainsi, un niveaulogique 1 correspond a un niveau detension inforieur a +0,8 V, tandis qu'unniveau logique 0 correspond a unniveau de tension superieur a +2 V.Le chronogramme de la figure 2represente revolution des niveauxelectriques presents sur les lignesDAV, NRFD et NDAC, lors d'unechange de donnees entre un appa-reil parleur et un appareil ecouteur.Les lignes DI01-8 et DAV sont pilo-tees par le parleur, tandis que leslignes NRFD et NDAC le sont parrecouteur. A ('instant TO, le parleurplace l'octet a emettre sur les lignesDIO, mais laisse la ligne DAV (DAtaValid) a retat faux (donc a +5 V), tantque recouteur maintient Ia ligneNRFD (Not Ready For Data) a retatvrai (donc a 0 V). A ('instant T1,recouteur met la Iigne NRFD a retatfaux, pour informer le parleur qu'iI estprat pour acquerir l'octet. Le parleurfait donc passer a retat vrai Ia ligneDAV, pour indiquer a recouteur quel'octet qu'il a place sur les lignes DIOest valide. Des lors, recouteur com-mence ('acquisition de l'octet. A l'ins-tant T2, it a termine ('acquisition del'octet et fait donc passer Ia ligneNDAC (Not Data ACcepted) a retatfaux. Le parleur met alors la ligneDAV a retat faux pour signifier quel'octet n'est plus valide. Le cycle serenouvelle ainsi jusqu'a ce que l'octettransmis corresponde a un caracterede fin de transmission (comme LF),

Processus d'un echange de donnees

DIO1-8

DAV

NRFD

NDAC

Octet N Octet N+1

TO T1 T2

n" 310 www.electroniquepratique.corn ELECTF1ONIQUE PRATIQUE

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ou bien que la ligne E01 soft activeepar le parleur.Les messages envoyes aux appareilspar le controleur peuvent concernerun appareil en particulier, pour parexemple lui demander le resultatd'une mesure. Mais iI existe aussi unedouzaine de messages normalises adestination de tous les appareilsconnectes sur le bus. C'est le cas,par exemple, des commandes UNT(UNTalker, octet de valeur 5Fh) etUNL (UNListener, octet de valeur3Fh), ayant pour effet respectivementde desadresser tous les appareilsecouteurs et de desadresser I'appa-reil parleur. Comme le temps dereponse n'est pas identique pourtous les appareils, on voit ici 'Inter&de ce processus de « handshake ».En effet, la ligne NRFD, par exemple,restera a l'etat vrai (0 V) tant que l'ap-pareil le plus lent la maintiendra danscet etat, interdisant au controleur defaire passer la ligne DAV a l'etat vrai.Ainsi, la vitesse de transmission sur le

3

J2

RCTR

C

I

bus s'adapte naturellement a celle del'appareil le plus lent.Ce petit apercu du bus IEEE -488 esttres loin d'être exhaustif et les lec-teurs interesses pourront en prendredavantage connaissance en effec-tuant des recherches sur Internet parle mot -clef « IEEE -488 » ou GPIB ».

Schema de principede l'interface

Le schema de principe de 'Interfaceest presente en figure 3. Ce genred'application constitue un terrain depredilection pour microcontroleur etcelui que nous utilisons est unATmega32L, de la gamme des micro-controleurs AVR 8 bits d'Atmel. Le

raccordement au bus GPIB est effec-tue au travers du connecteur J3 etmet en oeuvre la totalite des ports Aet C du microcontroleur. La commu-nication depuis et vers le PC s'operepar le port serie du microcontroleur,

Schema electrique de /'interface

Re11

LCC1105

J1Con-HE10

11

9() 06 0 0 5

20 0-3

+5 V

R310 ki2

R410 kit

TIC II

RST

USBO1A

POLOLU

TX

RX

Vbus

R1

390 S2

R2

390 S2

C3/22 pF

ttII C)Z1

Cl7,3728

MHz T

100 oF C2/22 pF9777

(J1

ATmega32

interface au port USB du PC par unmodule USBO1A du fabricant POLO-LU. Ce module, particulierementminiaturise, est distribue par la socie-te Lextronic sous la referenceUSB391 et, ce qui ne gate rien, est lemoins onereux dans ce genre de pro-duits. Le choix d'utiliser le port USBest justifie par le fait que le portRS232 devient de plus en plus raresur les PC actuels et en particulier surles portables, mais aussi et surtoutpar le confort qu'il apporte en per-mettant d'alimenter le montage a par-tir du +5 V du bus. Une protectioncontre les court -circuits est apporteepar le polyswitch note Fl sur le sche-ma. Ce fusible « eternel » coupe l'ali-mentation si l'intensite consommeedepasse un maximum de 200 mA. Leport RS232 du microcontroleur estconfigure a 115200 bauds, 8 bits dedonnees, sans controle de parite, unbit de stop et sans controle de flux.Le connecteur J1 sert a la program-mation du microcontroleur, pratique

+5 V 0-

o PBO PAD 0- ATN

O PB1

o PB2

O PB3

o PB4

o MOSI

0 MISO

O SCK

O RST

+5 V o-o VCC0 GND

0 X1

0 X2

-0 RXD-0 TXD

PA1 0 SRQ

PA2 0-REN

PA3 0 07

PA4 0-D6

PA5 0--D5

PA6D4

PA7 0 DO

AREF 0 0 +5 V

AVCC 0

GND

PC70-1)1

PC60- D2

PC50--D3

PC40 E01

PC30

o PC20

PC1 0

O PC00

o

DAV

"TTT- T 1"

(0

Rest8 x 2,2 ki2

J3Con-HE10-26 '4"

NI CV

0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0

00 0

U) 14- tf) C- 0)

NRFD

NDAC

IFC

Fl220 mA C4

717 pF

+5 V

C5Z100 oF

T

tN 0 1

Res28 x 2.2 kfl

re 310 wv.m.electronIquepratique.corn EL ECTRONIQUE PRATIQUE

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en cas d'eventuelles mises a jour dulogiciel. Le montage de ce connec-teur est donc facultatif, si le micro-controleur est programme exterieure-ment. Tout aussi facultatifs sont lesrelais statiques notes Re11 et Rel2 etle connecteur J2. Neanmoins, ils

seront vivement apprecies dans lecas de tests automatiques necessi-tant des commutations ou un chan-gement de configuration de natureelectrique sur le dispositif testa.Attention, it s'agit de relais statiquesdont Ia resistance des - contacts »atteint une bonne trentaine d'ohms. IIpourra donc etre necessaire de pre-voir un montage intermediaire, enfonction du courant de commandedesire.

Limitationsdes fonctionna Hies

Notre interface n'utiise qu'une poi-gnee de composants relativementclassiques. II est bien evident que lamedaille a un revers et qu'il ne fautpas attendre de ce montage des per-formances comparables a cellesd'un produit commercial a base decomposants specifiquement dedies,d'un cad 10 a 15 fois superieur. Voicidonc quelles en sont les principaleslimitations

Ia norme IEEE -488-1 prevoyaitl'origine une vitesse de transmis-sion maximale de 1 Mo/s et les pro-duits actuels atteignent maintenantdes vitesses de 8 Mo/s. Notre mon-tage est evidemment tres loin deces vitesses, puisque l'echange desdonnees transite par le port RS232du microcontroleur. Cet inconve-nient est toutefois tres relatif, car lavitesse des communications estlimitee, dans le cas le plus frequent,par les instruments pilotes eux-mernes.

- les chaines de caracteres revues ouenvoyees aux instruments ne peu-vent depasser une longueur de 100caracteres. On evitera donc dechainer plusieurs instructionslongues dans une seule commande.

- la norme prevoit qu'un appareil peutconsommer jusqu'a 3 mA par lignedu bus. Notre microcontrOleur nepouvant delivrer que 20 mA par sor-

tie, six appareils au maximum peu-vent theoriquement etre mis simul-tanement en parallele sur le bus. Enrealite, le courant consommé parligne est generalement bien en des -sous de cette valeur.

- cette interface ne peut etre que leseul controleur du bus. La possibilitepour un instrument de prendre lecontrole du bus, s'il possede cetteoption (cas peu frequent), n'est doncpas supportee par cette interface.cette interface ne genere pas d'in-terruption lorsque la ligne SRQdevient active. II appartient donc auprogramme de l'application de tes-ter l'etat de cette ligne periodique-ment, au moins apres qu'une corn-mande ait ate envoy& a un appareil.

On volt donc que ces limitations nesont pas trop penalisantes pour lecas general ou l'application envoiedes commandes aux instruments, lesinterroge, puis affiche ou traite lesresultats recus. Avant d'entreprendrecette realisation, it conviendra toute-fois de savoir exactement quellesseront les exigences de l'applicationenvisagee.

Realisation pratique

Le dessin du cuivre est represente.enfigure 4 et ('implantation des com-posants en figure 5. Aucune difficul-te particuliere n'est a signaler, a l'ex-ception de quelques pistes de cuivreproches les unes des autres, entrelesquelles tl faudra verifier ('absence

4 Trace du circuit imprime

de court -circuit de cuivre ou d'etain.Le microcontroleur sera programmeavec le fichier GPIB.HEX disponiblesur le site de la revue.Le module USBO1A est distribue parLextronic avec des barrettes depicots a souder. II ne faudra pasoublier d'approvisionner le cableUSB en merne temps que le module.Ce cable est egalement disponiblechez Lextronic, sous Ia referenceCW093.Les cables conformes a la normeIEEE -488 possedent des connec-teurs « gigognes », leur permettant des'emboiter les uns dans les autres, demaniere a connecter plusieurs instru-ments sur le bus.Afin de faciliter le raccordement de lacarte a ces cables relativement lourdset peu souples, le connecteurCentronics a 24 broches n'est pasdirectement implants sur la carte. Laliaison s'effectue donc au moyend'une nappe souple, longue d'unevingtaine de centimetres. Lesconnecteurs exactement conformesA la norme du bus IEEE -488 n'etantpas faciles a trouver, nous utilisons iciun connecteur a sertir femelleCentronics, du type pour imprimante,mais a 24 broches. Ce connecteur nepossede pas les canons Metesnecessaires au verrouillage, mais lacompatibilite electrique est totale etIa tenue mecanique tres satisfaisante.Du cote carte, le connecteur J3 estde type HE10 male a 26 broches (iln'existe pas de module a 24broches). On sertira donc un connec-

re* 310 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

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0 J2 COCOCORCTRCT

CTSRTSDSRDTRDCD

O

REL2 REL1

Fl

USB391

_L

Ec-

-r

6;

C5

w

J3

O

0

5 Implantation des elements

teur HE10 femelle a 26 brochesl'extremite d'un troncon de nappe26 fits au pas de 1,27 mm et le

connecteur Centronics a 24 brochesA l'autre extremite de la nappe donton aura coupe les fils 25 et 26 sur unou deux centimetres.II faudra faire attention, lors du sertis-sage des connecteurs, a ce que labroche N°1 du connecteur HE10 cor-responde bien a Ia broche N°1 duconnecteur Centronics, comme illus-tre sur la figure 6. L'operation desertissage peut se passer d'unoutillage special et se contenter d'unpetit etau que Ion serrera modere-ment.

6

Mise en serviceLa premiere chose a faire consisteinstaller le driver du module USB,apres avoir decompresse le fichierUSBO1a.ZIP, (telechargeable avec lesfichiers de cet article, mais aussi surle site de Lextronic ou celui de Pololu)et lance SETUP.EXE.Lors du premier branchement de lacarte sur le port USB du PC,Windows reclame une deuxierne foisce driver, afin que le module soitreconnu.II suffit de se laisser guider par lesdemandes de Windows et de cliquersur OK dans la fenetre qui stipule que

Detail de la nappe de raccordement, vue de dessus

Connecteur HE10

femelle 26 broches

Broche 1

0 n

.)

ot)

Detrompeur)

o

t) o

0

00 0

Nappe

26 conducteurs

Connecteur Centronics

femelle 24 broches

2 fils

coupes

Broche 1

NomenclatureR1, R2 : 390 LIR3, R4 : 10 kitRest, Rest : Reseau 8 x 2,2 kitC1, C5 : 100 nFC2, C3 : 22 pFC4 : 47 I.iFF1 : Polyswitch 200 mAQz1 : Quartz 7,3728 MHzModule USB/RS232 : Pololu USBO1AU1 : ATmega32L-8Re11, Re12 : Relais Clare LCC110SJ1 : Connecteur HE10-10 malepour CIJ2 : Barrette 6 picotsJ3 : Connecteur HE10-26 malepour CINappe de raccordement : Nappe 26fils au pas de 1,27 mmNappe de raccordement : ConnecteurCentronics 24 broches femelle a sertirNappe de raccordement : ConnecteurHE10-26 femelle a sertir

,-_',Ltstpunnatre P6ri -

Foot, &AK" Affe:haSse

r? 12 3 -t 3116!qp Cartes reseau

Clovers

Controkeur de 1.xteur de dsquettes

Et Conbieews ATAIATAP1 IDE

14, Contreieurs eudo, video et tar

Ct: 4j Contraeurs de bus U58eife, Contredeurs hate de bus IEEE 1394

t9 Contre4ews SCSI et RAID

RC Letters de CD-ROM/MD-ROMW Lecteurs de &due

to Letters de deopettesEE a Montage

*MIA Network Bus Enumerate,

Ffl ordinatesFA 9 PeriphorENes systeme

Ports (COM et Os)din=.1 Port de commu-ecation (COMI)

.1 Port de communicate:el (COMA)

g Poo roprireeree (L91'1).1 US8 Secs" Port (coma)Erocesseurs

_7J

7 Le port Pololu est iden COME

ce driver n'a pas obtenu la signaturede Microsoft.

A partir de cet instant, la carte estfonctionnelle et it ne reste plus... qu'adevelopper ('application qui commu-niquera avec les instruments connec-tes sur le bus au travers du nouveauport corn installe par le driver dumodule USB.

Pour connaitre le numero de ce nou-veau port, il suffit de se rendre dans legestionnaire de peripheriques deWindows et de consulter Ia liste desports disponibles.

Le port Pololu doit y figurer, comme lemontre l'exemple de la figure 7.

n° 310 voiwv.electronIquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Liste des commandesde Ia carte GPIB

La langue de Shakespeare etant derigueur dans la terminologie utiliseepar les instruments programmablesIEEE -488, elle est donc egalementutilisee par notre interface.

- OUTPUT(adr, n chaineCette commande envoie vers l'instru-ment d'adresse adr ('instruction chai-ne. II est Bien evident que la chaineenvoyee est specifique a ('instrumentconcerne, dont it faut posseder lanotice pour en connaitre la syntaxe.

- ENTER(adr)Cette commande demande a ('ins-trument d'adresse adr d'envoyer surle bus le resultat d'une mesure et faitlogiquement suite a une commandeOUTPUT. La chaine revue de l'instru-ment respecte, la aussi, une syntaxespecifique que l'utilisateur est suppo-se connaitre.

- STATUS(adr)Cette commande demande a l'instru-ment d'adresse adr de retourner sonoctet d'etat. Elle doit etre utiliseelorsque la ligne SRQ a ete activee par!Instrument. Pour pouvoir ('interpre-ter, it faut connaitre la signification decheque bit. Le fait de lancer cettecommande desactive la ligne SRQ.

- SRO ?Cette commande permet deconnaitre l'etat de la ligne SRQ. Lacarte repond par 1 ou 0 selon que laligne est active ou non.

- RESET(adr)Cette commande permet d'initialiser('instrument d'adresse adr.

- DCLEARCette commande remet toys lesappareils dans un etat predefini.

- CLEARCette commande envoie une impul-sion sur la ligne IFC. Elle a pour effetd'interrompre toute communicationen cours sur le bus.

- LOCAL(adr)Cette commande oblige ('instrumentd'adresse adr a quitter le mode tele-commande pour revenir en modelocal.

- CONTROLLER(adr)Cette commande permet de changer

l'adresse de la carte interface. Pardealt, la carte est a l'adresse 0 et,en principe, it n'y a pas de raison deIa changer. La carte renvoie un mes-sage de confirmation.

- TIMEOUT(x)Cette commande permet de fixer ledelai d'attente en reponse a unecommande d'appareil. II peut etre fixeentre 1 et 60 secondes. Le (Mai pardefaut est de 5 secondes. La carterenvoie un message de confirmation.

- CONFIGCette commande renvoie des infor-mations relatives a la carte commel'adresse de la carte ou la valeur dutimeout.

- REL1(x)Dans cette commande, x peut valoir0 ou 1 et place le relais N°1 respecti-vement en mode "repos" ou en mode"travail". La carte confirme en repon-dant 0 ou 1.

- REL2(x)Idem que la commande precedente,mais pour le relais N°2.

Les commandes peuvent etre indiffe-remment en minuscules ou majus-cules. Elles doivent se terminer parun saut de ligne et un retour chariot(codes ASCII respectivement 10 et13).

Messages d'erreur- Err1 (erreur de syntaxe)La carte renvoie ce message lorsque

8

Micro/Robot

la commande envoyee comporte uneerreur de syntaxe.- Err2 (erreur de valeur numerique)Ce message survient lorsque la com-mande contient une valeur nume-rique anormale. Par exemple, si unnombre contient un caractere nonnumerique.- Err3 (adresse > 30)Cette erreur survient si une comman-de contient une adresse de valeursuperieure a 30.- Err4 (timeout)Le delai maximum a ete &passe.- Err5 (reglage timeout)Ce message survient si vous tentezde definir un timeout inferieur a 1, ousuperieur a 60.- Err6 (reglage adresse de 'Interface)Ce message est identique a l'Err3,mais concerne l'adresse de la carteGPIB.- Err7 (la carte ne peut pas s'adresserelle-meme !)Cette erreur se produit si l'on envoieune commande (comme OUTPUT ouENTER) avec comme adresse cellede la carte GPIB.Le fonctionnement de Ia carte peutetre tests a ('aide d'Hyperterminal deWindows. II faut alors parametrer lacommunication en 115 200 bauds, 8bits de donnees, 1 bit de stop et pasde controle de flux.Pour un contrOle plus confortable etplus approfondi, on peut lancer lelogiciel TEST_GPIB.EXE, dont unecran est presents en figure 8. Ce

Exemple d'ecran du logiciel Test gpib

CEMEMMEMIMMMIIIIMINNOL: .-111)11

Commandos d'instruments adresses Commandos de ('interface et du bus -

V748E03.Hz30 673E+03

Effacer la (entitle

j Adresse &instrument -> 29

Envoyer vets rristrurnent

lief are(? sty

Voider (Output)

Recevoir (Enter

Local (GIL) I Reset (SIX) Status

Interface GPIB address._ 0Timeout setting__ ...... 5 sLast message from interface__ 0Last used address. . 29Last sent string... ... REF AREF? SIRLast received suing. V748E03.Hz30.6731Le ratan I est 811 eavai

Effacer la feineare

Afficher la configuration en court

&Seism de Ia carte GPIS

le *recut

Rechercher les adreases utisees

Interlace dear FC Device clear r CL

Relays 1 '1 I Heats.' Ft I Relax 2 T Reins 2 R

Adieste 0 Dalai de lepDnst 5 S END

La cello GPIB etI connei.lee. an port N;

n° 310 vvvvvv.electraniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

logiciel a ete teste sous Windows2000 et Windows XP.

Lorsqu'il est lance, le logiciel detecteautomatiquement la carte GPIB etrecherche ensuite les adresses occu-pees par des instruments eventuelle-ment presents sur le bus, avant derendre la main a l'utilisateur.

La fenetre de gauche affiche les infor-mations en provenance des appareilscommandos, tandis que celle de droi-te concerne plus particulierement lacarte et les lignes de commande dubus.

II gore les eventuelles erreurs reguesde la carte et permet de s'affranchirdes " OUTPUT », « ENTER » et autrescaracteres de fin de ligne.

Dans le champ " Envoyer vers ('ins-trument », it suffit donc de saisir unechaine de caracteres conforme a lasyntaxe preconisee par le construc-teur de I'appareil sollicite, apres enavoir renseigne l'adresse dans lechamp " Adresse d'instrument puisde cliquer sur « Valider (Output) ».

9 Deux appareils sant ici rac-carries a !'interface

Si la chaine envoyee declenche unereponse de I'appareil (elle contientalors, en general, un point d'interro-gation), it faut ensuite cliquer sur latouche « Recevoir (Enter) » pour voirs'afficher la reponse de I'appareil.Si la ligne SRO est activee par unappareil, la pseudo -led, en bas adroite, s'allume en rouge et la touche

Status » s'affiche en vert.

II faut dans ce cas cliquer sur cettetouche, ce qui a pour effet d'afficher('octet d'etat emis par I'appareil, dedesactiver la ligne SRO et d'eteindrela pseudo -led.

Les messages retournes par unappareil sont presentes dans un for-mat particulier au fabricant de cetappareil.

L'exemple presente affiche une chai-ne de caracteres (fenetre de gauche)revue d'un analyseur audio SoundTechnology type 3200.

Cette chaine signifie que le niveauaudio mesure vaut 748 mV efficaceset que la frequence du signal est de30,673 kHz.

Comme on le volt, it sera necessairequ'une application bien faite, dans lecadre d'un releve de tests automa-tique, manipule quelque peu cettechaine de caracteres pour obtenirune presentation des mesures plusacceptable !

B. LEBRUN

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286 PARTIE

AP\AI\

CP.

CO

DE LA THEORIE A LA PRATIQUELA CONTRE-REACTION

(SUITE)

La contre-reaction est cer-tainement, en audio, le cir-cuit le plus difficile a bienutiliser. Dans notre derniercours, nous vous avonsexposé les principes debase de la reaction et de lareaction negative (contre-reaction ou CR) en simpli-fiant, a ('extreme, un phe-nomene bougrement corn-plexe ! Pour aller plus enavant, it vous faut biencomprendre ce qui fait quecela fonctionne ou... provo-que une catastrophe ! Ettout d'abord...

II y a contre-reaction lorsque lesignal reinjects a ('entree est enopposition de phase avec le signald'entree. Avec un seul stage ampli-

ficateur, aucun probleme (figure 1). Si oncouple avec un attenuateur ad hoc latension de sortie recuperee sur la

plaque d'un tube amplificateur et qu'onreinjecte une fraction de cette tensionsur la grille de ce merne tube, l'opposi-

tion de phase est parfaite car le tube estinverseur (lire nos precedents cours). Entheorie du moins, car differents facteursparasites peuvent intervenir !Tout d'abord, les capacites parasites(cf. cours precedents). Elles se trouventen parallele sur ce circuit archi simple etarnenent des rotations de phase auxfrequences elevees. L'inversion de

phase n'est plus parfaite et le systemepeut entrer en oscillation a tres hautefrequence ! Les condensateurs C et Ck(en serie avec le signal) vont, eux, fairetourner la phase aux tres basses fre-quences. Accrochage tres basse fre-quence, tres desagreable.Avec un seul stage contre-reactionne,vous ne risquez pas grand -chose. Maisplus le nombre d'etages augmente,plus l'effet des capacites parasites etdes condensateurs de liaisons et dedecouplages se fait sentir. Mais conti-nuons avec des circuits parfaits (!)

hyper simples et abordons le cas dedeux stages (figure 2).Inutile de songer a la contre-reactionramenee sur la grille car la tension desortie se retrouve en phase avec la ten-sion d'entree (180° + 180° = 360°).Vous avez fabrique un vrai oscillateurqui se nomme un ..multivibrateur » !

HT

,777

Figure is : Un tube est inverseur. Figure lb : Application de la contre-reactionDephasage de 180" sur un simple stage

n° 310 www.electroniquepratique.com 50 ELECTRONIQUE PRATIQUE

L'AMPLIFICATION

HT

Figure 2aDeux etages en sorie.

Double inversion de phase180" + 180 = 360'

Contrereaction

HT

Fiqure 3

Figure 4Comment appliquer

la contre-reaction (CR)sur un systeme a deux etages.

R1 beaucoup plus grand que RaR2 beaucoup plus petit que Rk

irgCR

CR

Rea °kin

Figure 2bSi vous reinjectez une fraction de la ten-

sion de C vers A, le systerne oscille.Vous avez tree une reaction

(multivibrateur)

Sortie0

97,7

Ce sera toujours le cas lorsque la

boucle de contre-reaction englobera unnombre pair d'6tages.Avec trois etages, le probleme ne sepose pas (figure 3). Le signal de sortieen D est bien en opposition de phaseavec le signal d'entree en A.Vous pouvez cependant, dans le cas

(frequent) de deux etages dans les pre-amplificateurs, ou it est important que lesignal de sortie soit rigoureusement enphase avec le signal d'entree (phaseabsolue), appliquer une contre-reactionsur la cathode du premier tube (figure 4).Appliquer une tension positive sur lacathode revient, en effet, a reduire la

tension entre grille et cathode, doncrequivalent d'une fraction negative detension sur la grille de commande.Deux autres methodes sont employeescouramment, elles sont extraites dedeux celebres fabrications :- Ampli de ligne par Ampex. Utilise, surdeux etages, une contre-reaction dite

n° 310 wwvv.etectroniquepratique.com 51 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LA CONTRE-REACTION (SUITE)

Entreei470 I<S2

+150 V

I I

+150 V

47 kfl

62 k0

CR

0,05 pF

0

1 MO I I

0.25 pF

1 k.0

100 kitlog.

Tube12AU7/ECC82

ou 6SN7

Sortie

Figure 5 : Contre-reaction plaque a plaque (schema Ampex)

0

Entrée

'17

+270 V

1201(0

+148 V0

MM1

1 MO

+310 V

Tube12AX7/ECC83

330 Id)

I

CR820 0

+150 V

330 MI

1.1.1.111111=111

0 0,25 pF

100 k.(2

log.l I = Sortie

Figure 6 : Contre-reaction cathode a cathode (schema Mc Intosh).Attention : ce montage est inverseur

plaque a plaque » (figure 5).- Ampli de ligne par Mc Intosh (C20 etC22). Contre-reaction dite « cathode acathode 0 (figure 6).Je vous recommande de mettre en pra-tique ces deux schemas, vous serezsurpris par le resultat !Vous remarquerez, sur ces schemas,que les resistances de cathodes nesont pas decouplees par un condensa-teur. Ceci amene une contre-reactionsupplementaire dite, selon certainsauteurs, « contre-reaction d'intensite »,car ces resistances de cathodes sontparcourues par le courant traversant letube.En realite, d'autres auteurs affirment (et

je suis tents de les croire... par experience) qu'il s'agit d'une contre-reactionde tension, car agissant directement surIa variation de potentiel grille/plaque. Aubout de soixante-dix ans, le debat n'esttoujours pas clos !Toujours est-il que le gain de l'etage estdiminue, mais que son taux de distor-sion peut etre considers comme nul !

C'est extra et c'est ce qu'il faut faire !

ET LES ETAGESDE PUISSANCE ?

Nous avons vu que chaque stageengendre, en theorie, une rotation dephase de 180°. Mais en raison des

capacites parasites des condensateursde liaisons et d'autres facteurs (induc-tances, transformateurs, etc.), it est evi-dent qu'en realite chaque etage vaintroduire une rotation de phase « para-site » en dehors du dephasage normal.Prenons le cas de trois etages.Normalement le dephasage globaldevrait etre de :

180° x 3 = 540°En fonction de la frequence, les effetsparasites vont se faire sentir, parfois surune seule frequence du signal musical.Si, a une frequence determinee, les liai-sons par condensateurs de grilles intro-duisent un dephasage de, par exemple,60° (valeur typique), chaque etage nedephasera plus que de :

180° - 60° = 120°Multiplie par trois stages, le dephasagesera de :

120° x 3 = 360°Donc le signal de sortie sera en phaseavec le signal d'entree. L'oscillationsera inevitable !En regle generale, on essaye d'eviter,dans toute la mesure du possible, d'en-glober avec la contre-reaction un

nombre eleve d'etages.Et pourtant, c'est ce que l'on fait cou-ramment dans pratiquement tous lesamplificateurs de puissance contre-reactionnes. II existe donc des solu-tions.

LA CONTRE-REACTIONSUR LES AMPLIFICA-TEURS DE PUISSANCE

Bien que Ia contre-reaction soit utiliseepratiquement sur tous les bons pream-plificateurs, ne serait-ce que pour ajus-ter le gain a une valeur raisonnable, onparle surtout de la contre-reaction desamplis de puissance.Laquelle est constituee, dans la majori-te des cas, par une boucle de contre-reaction englobant tout l'amplificateur,y compris le transformateur de sortie(figure 7).Or, un amplificateur comporte souventun nombre important d'etages. Le pro-bleme majeur sera donc la stabilite(l'amplificateur ne doit pas se transfor-mer en oscillateur).

n° 310 vwwv.electroniquepratique.com 52 ELECTRONIQUE PRATIQUE

L'AMPLIFICATION

MM. Bode et Nyquist, dans les anneesquarante, ont parfaitement cerne le pro-bleme mais leurs calculs sont extreme-ment complexes et difficilement utili-sables en pratique.On salt, en effet, que les oscillationsproviennent des rotations de phasedues aux differentes constantes detemps des circuits de l'amplificateur :- Condensateurs de liaisons : avance dephase.- Self induction du primaire du transfor-mateur de sortie : avance de phase- Action sur les basses frequences (endessous de 100 Hz).- COte hautes frequences : retard dephase del aux capacites parasites (lirecours precedents).- Self de fuite du transformateur de sor-tie.

Pour que l'amplificateur soit stable, it

faut que sans contre-reaction (boucleouverte), a chaque extremite de labande transmise, la somme des depha-sages n'atteigne en aucun cas 180°(c'est ce que l'on appelle <, le critere deNyquist ).Or, on sait qu'une constante de temps(RC) ne peut apporter qu'un dephasageinferieur a 90°.Par consequent, un amplificateur depuissance ne comportant que deuxetages (cas des monotriodes) seraassure d'être stable, quel que soit letaux de contre-reaction, car it y auradeux constantes de temps passe haut(liaisons) et deux passe -bas (transfos etcapacites parasites).Malheureusement, plus le nombred'etages, donc de constantes detemps, augmente, plus cela se gate.Maintenir la stabilite devient alors titsdifficile si l'on ne veut pas recourir a desastuces I 3 constantes de temps egales : le tauxde CR doit etre inferieur a 18 dB 4 constantes de temps : 12 dB maxi. 6 constantes de temps : 9 dB maxi.C'est pour cette raison que le tauxrecommande, quel que soit le typed'amplificateur, s'eleve a 6 dB.Avec un taux aussi faible, on beneficiede tous les avantages de la contre-reaction, sans aucun de ses inconve-nients.

+HT

Entree0

I R2 I

Amplificateur

R

.4CR

+HT

Figure 7 : Disposition classique d'application de la contre-reaction (CR)sur un amplificateur de puissance. La « boucle de contre-reaction

intervient en general sur la cathode d'un tube d'entree,R1 et R2 formant un potentiometre.

Correcteur d'instabilite aux frequences basses

Correcteur d'instabilite aux frequences elevees

C1

R2

Cp

C2

R2 = 1/10 RaC2 = 10 fois Cp(Capa parasite)

Rg

Montage classique que l'on trouvesur 90% des amplificateurs de puissance.

C2 est de l'ordre de 470 pF

Figure 8 : Reseaux de correction

LES ASTUCESDE CONCEPTION

Premiere astuce. Decaler les constan-tes de temps afin que celle qui corn-

mence la premiere a faire tourner laphase (attenuation de la bande passan-te -3 dB) ait déjà fortement attenue legain avant que la suivante ne prenne lerelais.

Exemple : un stage de votre amplifica-

n° 310 wwvv.electroniquepratique.com 53 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LA CONTRE-REACTION (SUITE)

teur passe le 1 Hz, vous etes tres fier.Limitez, en diminuant le condensateurde liaison, la bande passante a 10 Hz,vous serez gagnant.De meme, votre etage passe allegre-ment 100 kHz, limitez-le a 30 kHz, vousserez, la aussi, gagnant en faisant recu-ler la limite de stabilite.Votre ampli se comportera alors commes'il ne comptait que cette constante detemps, en ignorant les autres !Deuxierne astuce. Etablir des reseauxcorrecteurs de phase (figure 8). Trescomplique !...Troisierne astuce. Utiliser, quand c'estpossible, la liaison directe inter-etages(que nous etudierons plus tard).

Attention, si vous utilisez des reseauxcorrecteurs, deconnectez la ligne de CRet assurez-vous du fonctionnement cor-rect de l'amplificateur sans contre-reaction.Dans la troisieme partie de notre seriede cours, nous etudierons les schernasdes appareils les plus celebres en ana-lysant point par point la totalite des cir-cuits, y compris les lignes de contre-reaction.Comment ajuster votre ligne de contre-reaction si vous ne possedez pas d'ap-pareils de mesure ?C'est ce que nous etudierons le moisprochain.II nous faudra aussi evoquer les defauts

de la contre-reaction, lesquels sontnombreux en termes d'intermodulationet de rendu transitoire en audio.La contre-reaction est difficile et dange-reuse a manipuler. C'est pourquoi denombreux constructeurs tentent des'en passer.Nous verrons que, dans le cas d'utilisa-tion de triodes de puissance, cela sejustifie, mais que la contre-reaction estpratiquement obligatoire lors de ('utili-sation de tetrodes et de pentodes depuissance grace a son action sur ceque Ion appelle le , coefficient d'amor-tissement

Au travail !R. Bassi

Et si on yarlait tubes,,,

En 11 cours,

apyrenez a connaitreet a maitriser re fonctionnement des

tubes dectroniques

Emission thermolonique, electron -volt, charge desyace...

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ra' 310 www.electroniquepratique.corn 54 ELECTRONIQUE PRATIQUE

AMPLIFICATEUR 100 mWPOUR CASQUE 8 Q ou 32 S2

Cet amplificateur developpe une puissance nominale de100 mW sur 8 S2 ou 32 I. tout en affichant des specifica-tions dignes des meilleurs produits. II met en oeuvre untube 6EM7 d'approvisionnement aise.

a bande passante s'etendde 15 Hz a 60 kHz a -1dB,pour un temps de monteede 3 ps. A Ia dynamique

exceptionnelle de cette realisation,s'ajoute la chaleur incomparable du sontypiquement « tube ».

LE SCHEMA

Ce projet met en ceuvre un seul tube parcanal (figure 1).Notre choix s'est porte sur la 6EM7, unedouble triode dissymetrique disponibleen grande quantite sur le marche ame-ricain. Elle peut etre remplacee directe-ment par la 6EA7 ou la 6GL7.

Ces trois tubes sont initialement prevuspour fonctionner en « oscillateur - dri-ver >, dans les televiseurs. La premieretriode a fort gain est cablee en oscilla-teur et peut dissiper 1 W. La seconde,utilisee pour piloter la bobine de deflec-tion du tube cathodique, peut dissiper10 W. Vous remarquerez la faible resis-tance interne de la triode de sortie :

750 Q ! (photo 1 et figure 2).Ce tube est couramment utilise outre-Atlantique dans des realisations d'am-plificateurs pour casque, mais toujourssans contre-reaction et avec transfor-mateur de sortie place dans le circuitd'anode. Les essais ainsi realises furentfres peu convaincants en termes de

bande passante, temps de montee, defacteur d'amortissement et de bruitresidue!.

Nous avons donc remis le concept surle métier pour aboutir a Ia presente rea-lisation.

LE CIRCUIT AMPLIFICATEURPour des raisons de stabilite, les deuxtriodes sont couplees par des capaciteset polarisees par une tension fixee+36 Vdc par la diode zener Zl.Ceci evite les derives du point de fonc-tionnement. C'est imperatif pourconserver les specifications de departdans le temps. Le gain de la premieretriode V1 A sans contre-reaction s'elevea 46.Le transformateur de sortie est de typetorique. Ce choix resulte de bien desessais qui nous ont finalement conduitsa abandonner le transformateur de sor-tie classique place dans le circuit decharge d'anode.II s'agit d'un transformateur d'alimenta-tion de 230V/2 x 6 Vac d'une puissancede 15VA.Au banc de test, nous avons mis en evi-dence une bande passante spectacu-lairement plus large : de quelques hertza plus de 100 kHz, pour un temps demontee de I'ordre de 2ps.L'inconvenient de ce type de transfor-mateur est de ne pas supporter de cou-rant continu sans etre immediatementsature.La charge anodique de la triode de sor-tie est realisee par une resistance de16,5 ki2/6 W (R11, R12) et le transfor-mateur de sortie est alimente en alter-natif via les condensateurs C8 et C9.Le gain de la triode de sortie V1B sanscontre-reaction s'eleve a 4,6.Le ratio 230V/6V nous donne un rapportde transformation de 38,3 et un rapportd'impedance de 1470.Ce qui, avec une charge de 8 SI, ausecondaire nous restitue au primaireune charge de 12 ka Nous utiliseronsle deuxieme secondaire en serie avec lepremier pour obtenir une impedance de32 O.La dissipation anodique du tube de sor-tie s'eleve ici a 2 W, ce qui est un gagede longevite.

re 310 www.electroniquepratuque.com 56 FLECTRONIQUE PRATIQUE

UNE DYNAMIQUE EXCEPTIONNELLE

U470K2Wcc

0 10K

0,1pf

47KLog

cc[470K

+36Vdc

36V

C2

2,2pF63V

rn

220K2Wcc

V16EM7

+220Vdc

0,1pF630V

R4

V1/A

+40Vdc

47K 1C31pF

100coCC

100 C5-'-lOnF

co Co

< E[ 33K

3W

+170Vdc

10K14-0

R10

470K

3W

IC100,4711F1630V

10pF450V,01-

+52Vdc

630V

V1/8

1C7

3,3K 470pF 1pF3W 63V 100y

TR112Ka

1

110

o +420Vdc18mA

8fl 32

Figure 1 egolfrooft,Utilisation d'une double triode dissymetrique 6EM7

Figure 2L'amplificateur peut -etre realise avec les triodes

6EA7, 6EM7 ou 6GL7

6EM7 Ratingslieater

6,3 ii -f - 0,6V 925mA

Va Max Pa Max

330 V 1,5 W

330 V 10 W

Notes

Section 1 (Pins 4,5,6)Section 2 (Pins 1.2,3)

6EM7 Application Data

Class

A

A

Va (Volt) la (mA)

250 1,4

150 50

Ra (11)

40000750

S (mAN) (1

1,6 647,2 5,4

Section 1 (Pins 4,5,6)Section 2 (Pins 1.2.3) Photo 1

32C

S1

0

0

6EA7 RatingsHeater

6,3 +1- 0,6V 1.05A

Va Max Pa Max

350V 1 W

550V 10 W

Notes

Section 1 (Pins 4,5,6)Section 2 (Pins 1,2,3)

6EA7 Application Data

Class Va (Volt)

A 250A 175

la (mA)

1.5

48

Ra (C)

34000770

S (mAN) p

1,9 656,5 5

Section 1 (Pins 4.5,6)Section 2 (Pins 1,2,3)

6GL7 RatingsHeater

6,3 of- 0,6V 1.05AVa MaX Pa Max

350V 1 W

550V 10 W

Notes

Section 1 (Pins 4,5,6)Section 2 (Pins 1,2,3)

6GL7 Application Data

Class

A

A

Va (Volt) la (mA)

250 2

175 46

Ra (S2)

30000780

S (mAN) m

2,2 666,4 5

Section 1 (Pins 4,5,6)Section 2 (Pins 1,2,3)

ADAPTATION DES IMPEDANCESL'impeclance des casques n'est pasvraiment normalisee. Nous trouvons surle marche des casques de 8, 32, 50, 64voire 600 5-2., ce qui nous oblige a avoira disposition, pour une meme puissan-ce, des tensions assez differentes :

100 mW dans 8 S2 ne demande que

0,9 Vac alors que 100 mW dans600 SI exige 7,7 Vac.L'inverseur S1 permet le choix entrehaute ou basse impedance. En basseimpedance, le signal maximum est deI'ordre de 1,5 Vac sous 0,5 SI, ce quiconvient aux casques de 8 a 32En haute impedance, it s'eleve a 3 Vac

sous 32 CI pour les casques de plus de32 IL Ce commutateur est place a l'ar-dere du chassis.

LA CONTRE-REACTIONBien que presentant déjà des caracte-ristiques nettement ameliorees, nousavons ajoute une centre -reaction assez

rs` 310 vvvvvv.electroniquepratique.com 57 ELECTRONIQUE PRATIQUE

AMPLIFICATEUR POUR CASQUE

Figure 3Une alimentation

simplementredressee et filtree

2x6,3Vac1,1A

250mASlow 0

SC11

2

TR602x300Vac90mA

C60 B60

4:;0 NC

4

C61100nF0 LL

S60 375Vac

alimentation

Fixation desTransfos de sortie

Figure 4 : Le transformateur d'alimentation de type toroidal estmaintenu entre deux coupelles

Photo 2 : Vue arriere de l'amplificateur

R62 D60 D61

10K

L60

T

5H50mA

82µF500V

C623

82µF500V

I

63mAFast

F61

470K2W

82K

V1

V1

0+420Vdc36mA

+60Vdc

C63

10µF100y

OOV

severe. La stabilite du montage n'en apas ete affectee. En effet, la rotation dephase due au transformateur toriquereste faible dans la bande de frequenceutilisee. Le taux de contre-reaction estde 18 dB, avec pour resultat une bandepassante qui s'etend de 15 Hz a 60 kHza -1 dB a Ia puissance nominale et unfacteur d'amortissement de 16.Le taux de distorsion est de 0,6 %1 kHz pour 100 mWeff. II est constitueprincipalement de H2, ce qui n'a riend'etonnant pour un montage a triode ensingle end.

LE CIRCUIT D'ALIMENTATIONLe schema de ('alimentation est repro-duit en figure 3.

Le transformateur torique choisi a

l'avantage de ne pas prendre trop deplace en hauteur (32 mm).De plus, son rayonnement magnetiqueest insignifiant.II est disponible chez Audiotub TSM(publicite dans nos pages) sous Ia refe-rence 01316-0130. It propose quatresecondaires : 2 x 300 Vac et 2 x 6,3 Vac.La haute tension redress& monte430 Vdc aux bornes du condensateurC61. Elle est filtree par la self choke L60de 5H et le condensateur C62.Un fusible rapide de 63 mA protegel'electronique des court -circuits. Les

filaments sont aliment& en 6,3 Vac etport& a un potentiel de +60 Vdc afind'eliminer les risques de ronflette dus

('influence thermdionique « filament -cathode ».L'ondulation pour un courant de 40 mAest de 3 Vpp avant L60 et 20 mVpp surC62.

MISE EN OEUVRE

LE CHASSISII n'est pas prevu pour ('instant de sous-traiter la fabrication du chassis, toutdependra de l'interet des lecteurs pource projet. Ce meme chassis recoit ega-lement un amplificateur « Push-pull -SRPP hybride - 6BL7/BUZ80 » qui voussera presente dans ('une de nos pro-chaines publications. Le coffret estcompose d'un chassis Hammond de

re 310 wvwv.eiectroniquepratique.com 513 ELECTRONIQUE PRATIQUE

UNE DYNAMIQUE EXCEPTIONNELLE

254 x 152 x 51 mm, identique a celui duPP 6L6GC decrit dans ElectroniquePratique n°301 (aujourd'hui epuise),surnnonte d'un petit chassis de 100 x152 x 51 mm.II est plus facile de realiser en premierlieu la partie mecanique en se servantde la carte non montee et des diverselements.Le transformateur d'alimentation et laself de filtrage sont fixes au-dessus duchassis et proteges par le deuxiemepetit chassis.Le petit chassis sera fixe sur le grand enfin de montage par quatre vis auto-taraudeuses de 6,5 mm et 2,9 mm dediametre.Le transformateur d'alimentation estmonte a l'aide de deux coupelles demaintien.Celle du bas, montee a l'envers, surele-ye le transfo de 10 mm environ. Cecipermettra la fermeture du capot supe-deur et le placement de la vis de fixationdu transformateur de sortie situe sousle chassis. La vis de maintien du trans-formateur d'alimentation M6 est a teteconique et la tole est fraisee facilementpour loger celle-ci.La fixation arriere de Ia self L60 fixeegalement le deuxierne transformateurde sortie (photo 2 et figure 4).La photo 3 et la figure 5 presententl'agencement general et les diversescotes d'usinage. II est preferable demarquer in -situ les pointages definis parle circuit imprime a l'aide de celui-ci.Dans ce cas, on positionnera les deuxpremiers trous de fixation de 0 3,2 de lacarte a 30 mm du bord exterieur avantdu chassis, en centrant les deux trous.Les autres cotes ne sont pas vraimentcritiques. Le trou de 6,2 mm marque (X)recoit Ia vis de maintien du transforma-teur d'alimentation. Les trous (Y) 0 4,2,les vis des transformateurs de sorties etles trous o 4,2 (Y)+(Z) la self.Les quatre trous 03 servent a fixer lechassis superieur et enfin le trou 027assure le passage des divers fils dutransformateur d'alimentation et de laself L60. Une grille en fer agrementeedune peinture noire mate et munie dequatre pieds de 10 mm de haut vientfermer le chassis.

Oo oo ko

0

'0

0 O

a)co

0O0

a)N

O

0'0

O

'0

OO

N

dl, 2

d3

d4,2

( Y)

d3

(Y)d6,2

(x)

d3

Ref

d27 d4,2Chassissuper!. eur d3

( Z)

d3,2 d3,2

d27I

d27

'5

a

aE 2.. e

.. in- In3 -u^-el

d3,2

d3,2

d3,2

d3,2C.) -

251,0248,0

218,0

203,0

185,0180,0

168,0

158,0

140,49

121,44

102,39

30,0

0,00Les cotes sont mesurees A l'exterteur du ch'Issis

Figure 5 : Plan de pergages et decoupes du chassis infeneur

La face avant recoit la prise pour lecasque, l'interrupteur et le voyant demise sous tension (figure 6 et photo 4).Un trou de 10 mm permet le passage del'axe du potentiometre de volume. Un

passe fil de diametre 6 mm interieur estserti dans ce trou et maintient l'axe dupotentiornetre.La face arriere recoit le socle et le

fusible secteur, le selecteur d'impeclan-

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AMPLIFICATEUR POUR CASQUE

O 0

0

O 0

C9

Figures 6 et 7 : Plans de percages des faces avant et arriere du chassis

In In

In

N0

OO

InN

N

In tO IDN O 1.0 \0 0) '0

it(

0

If) 0 M0) (NZ

0 0.0 0tO 0 0 0

N

0

0

0

N

In

0N

ISTAIREMIS Haut

ism. ___WA gilL.M....M.:::--

d3,2

r6,25

4xd10

d14

d3,2

illril Itil I d 3 MIOISZNakci I° AOKI:

g In. 11 I gir MrLes cotes sont mesurees a 1'extCrieur du ch5ssls

51,0

20,915,0

0,00

51,045,038,5

13,57,50,0

Figures 8 : Insertion des composants et circus

Rite Composants Valet.

Preamplificateur

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

24

4

4

2

2

4

2

1

2

2

C1

C2C3C4C5C6C7C8C9C10P1

R2R3,R9R4,R10R5,R8R6R7R11,R12R13S1

TR1Z1

Alimentation

1

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

B60C60C61,C62C63D60D61

F60F61

L60R60R61

S60TR60

0,1111

2,2111

1µF0,1111

10nF

470p1pF

0,22p10pF

0,47p2x4470h

470h

10K

100

47K220E

33K3,3K

Inverse

Voir to36V

8001.

100n

82pF

10pF

1N41=

Led 2r315mi

63m,5H

470h

82KSwitc

Voir to

ce, les deux socles RCA isoles et lesocle pour haut-parleurs (figure 7 etphoto 5).Ce dernier est prevu pour la realisationde l'ampli SRPP hybride, mais est rac-corde ici au socle pour jack ecouteur dela face avant.Apres s'etre assure que tous les

ensembles trouveront leur place, nouspouvons passer au montage des diverscomposants sur le circuit imprime.

LE CIRCUIT IMPRIMELe circuit imprime de dimensions137 x 155 mm supporte tous les com-

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UNE DYNAMIQUE EXCEPTIONNELLE

mprime a l'echelle 1 de l'amplificateur

VoWPulss. Tel/Type

250V63V

63V630V100V63V100V

630V450V630V

2W0,5W0,5W0,5W0,5W2W3W3W

400 rnW

1A

375Vac500V100V

50mA2W

0.5W

Radial 10mmRadial 5mmRadial 5mm

Radial 22,5mmRadial 5mm

Radial 5 / 7,5mmRadial 10mm

Radial 22,5mmAxial

Radial 27,5mmLog

5% MO1% MF1% MF1% MF1% MF5% MO5% MO5% MODPDT

5%

Radial 15mmRadial 10mmRadial 5mm

VertLent

Rapide

5% MO1% MFDPST

posants de l'amplificateur et de son ali-mentation a ('exception des trois trans-formateurs et de la self (figure 8).Les sept cosses « faston ,> et douzecosses « picot >, sont inserees et sou-dees en premier lieu. Ensuite, on sou-dera les deux supports octal.Les trous de passage des broches sontfortis a o 2 mm.Les supports sont soudes du cotecuivre et les broches ne doivent pasdepasser du cote composant. Ce fai-sant, l'epaulement du support sera a15 mm exactement de la surface de lacarte et le maintien par les six entre-

toises de 15 mm positionnera ceux-ci ala bonne hauteur. On soudera ensuiteles composants par ordre de grandeurcroissant en terminant par les deuxelectrolytiques C61 et C62 et le poten-tiornetre.On raccordera les deux fils HT et lesdeux filaments du cote cuivre, ces filscourront entre la carte et le fond duchassis. II est preferable de tester lacarte en dehors du chassis. II nest pasnecessaire de raccorder les transforma-teurs de sorties. Pour ce faire, alimenterles filaments et appliquer une tensiondune centaine de volts. Sans contre-

reaction, un signal de 100 mVpp enentrée engendrera un signal de sortiede l'ordre de 600 mVpp sur ('anode deV1 B. A ce niveau de tension d'alimenta-tion, les polarisations ne sont pas eta-blies et le gain combine des deuxtriodes reste faible.Neanmoins, cela est suffisant pourdeclarer la carte fonctionnelle. Elle peutetre placee dans le chassis et raccor-dee aux differents elements exterieurs.Notez que tous les raccordements sefont par cosses et souliers, de cettefawn la carte est libre de tout fil et peutetre dernontbe facilement.

re 310 www.electroniquppratique.com 61 ELECTRONIQUE PRATIQUE

AMPLIFICATEUR POUR CASQUE

Photo 6

rrrrrr1,01110/101111VITVEMNII

nr,Awirtimarmmacsrimmuivatiman7741n0naill:UCIFINQn000MOiFINLIMMOVErAPIMMEIAMOIOOMIAIMMIli2MNNiMPMMOONAMMINMtMWOkworrtiprmrtivmarractrmilailmorL'AroL7Jr,

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F

re 310 wwvv.electroniquepratique.com 62 ELECTRONIQUE PRATIQUE

UNE DYNAMIQUE EXCEPTIONNELLE

LES MASSESL'ensemble du circuit est flottant. Lamise a la masse du chassis se fait en unseul point de la carte derriere le poten-tiometre (photos 3 et 6). Une vis auto-taraudeuse assure le contact electriqueavec le chassis et la grille.On s'assurera que sans ce contact demasse, le circuit est Bien flottant parrapport au chassis. Si ce n'est pas lecas, it faudra chercher et depister la

fuite » coupable.

MISE SOUS TENSIONII ne faut pas raccorder les deux fils decontre-reaction.La premiere mise sous tension se fait depreference a ('aide d'un autotransfor-mateur.Verifier progressivement la montee destensions jusqu'a obtenir les 6,3 Vac dechauffage et les 420 Vdc de HT.Verifier la tension de polarisation de36 Vdc (R2 -Z1) et les tensions d'anodesdes deux triodes. L'ampli est alors fonc-tionnel et it y a lieu de rebrancher les filsde contre-reaction. Cables selon le

code couleur (0 = noir, 1 = brun, etc.)present* sur le schema, les transforma-teurs de sortie sont raccordes dans lebon sens. Mais une surprise est tou-jours possible et si l'accrochage del'ampli se produit, aucun doute it faudrainverser les deux fils brun et bleu.

QUELQUES MESURES

Les mesures classiques sur notre pro-totype vous sont presentees auxfigures 9, 10 et 11.La reponse aux signaux carres, toutparticulierement a 10 kHz, est excellen-te. Le depassement reste faible et letemps de montee est de 3 ps. La fre-quence de coupure se situe vers110 kHz a -3 dB (figure 9). L'ajout d'unereactance composee d'une capacite de1 pF en serie avec une resistance de8 f2 laisse le signal imperturbable.Le taux de distorsion a -1 dB de la puis-sance nominale est de 0,5 %. La repre-sentation spectrale montre une decrois-sance progressive H2 a -46 dB, H3 a-66 dB, H4 a - 76dB.De quoi ravir nos lecteurs audiophiles...

Fig.9

Fig.10

Fig.11

Hum & Nolte (20 Hz / Div) I Ref -4OdBVAlimentation non stabilise*

Hum & Noise (20 Hz / Dlv) / Rol -40dIVAlimentation stabilises

SinnAl en 14. a 7 K417 IRMIn d,1 DIM IRUPTFI 7 KH. (SO 14, DWI

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AMPLIFICATEUR POUR CASQUE

Caracteristiques Techniques

Puissance nominate 2 x 100 mWPuissance maximale 2 x 300 mWDHT + Bruit a 100rnW < 0,8 %DHT + Bruit a 10mW < 0,2 %Distorsion d'intermodulation (ITU-R) -46 dBDistorsion d'intermodulation (SMPTE) -50 dBTemps de montee 3 µSecSensibilite 1 Vac pour 100 mWeftReponse en frequence a -1 dB a 100mW 15 a 60 KHzReponse en frequence a -3 dB a 100mW 7 a 100 KHzImpedance de sortie 811 / 32 E2

Impedance d'entree 47 K52

Taux de contre-reaction (NFB) 18 dBImpedance interne (sortie 8 D.) 0,5 S2

Facteur d'amortissement (DF) 16

Bruit de fond (H&N) < 100 µVRapport S!B (Flat SNR) pour 100 mW > 80 dBDiaphonie de 100 Hz - 10 KHz > 70 dBTubes 2 x 6EM7Consommation 220 Vac - 0,17 A - 40 VADimensions 152 x 270 x 115 mmPoids 3,5 Kg

Figure 12 Mesures relevees sur le prototype

Composants specifiques

1 Chassis Me contacter1 Grille Rayons bricolage2 Tube 6EM7 Me contacter2 Transformateur de sortie Radiospares 223-84591 Transformateur d'alimentation Audiotub TSM 01316-01301 Choke Hammond 155H Me contacter2 Socle RCA 'sole Conrad 7310711 Socle Jack stereo isole Radiospares 478-0152 Support octal CI 25mm Me contacter1 Socle fusible 20mm Conrad 0644366 Entretoise M3-FF-15mm Conrad 5265251 Socle Secteur Conrad 7356201 Socle HP Conrad 7377801 Raccord Led Conrad 7412131 Support Led Conrad 1789427 Cosse Faston Radiospares 284-84667 Soulier Faston Radiospares 534-35112 Cosse picot 1.3mm Conrad 52627412 Soulier picot 1,3mm Conrad 5262584 Pied 20mm Radiospares 543-2321 Bouton Conrad 715620

La figure 10 montre egalement la

maniere dont s'effectue l'ecretage doux(" Soft Clipping ») de cet ampli, ici

500 mW. Les deux vues du bas mon-trent les bruits et ronflements residuels,le niveau de reference est place a-40 dBV. A gauche, on distingue bienl'effet de ('alimentation non-stabilisee.Le bruit decroissant de 0 a 20 Hz estcelui des instabilites de la tension sec-

teur. Pour confirmation, nous avons ali-mente l'ampli avec une alimentationstabilisee et ce bruit disparaft complete-ment comme presente sur la vue dedroite, avec toutefois une petite pointea -95 dBV due a ('alimentation stabili-see elle-merne et un peu plus de 50 Hzresultant de la boucle de masse (mesu-rer, c'est perturber..).La mesure de la distorsion d'intermodu-

lation a ete faite selon les deuxmethodes les plus courantes.La methode de l'ITU-R (InternationalTelecommunications Union - Radio -communications) preconise ('injectionde deux signaux de 19 et 20 kHz d'am-plitude egale (en fin de bande audio !) etde mesurer le resultat issu de la sous -traction des deux frequences (1 kHz) dOa la non-linearite du systerne.C'est le test le plus cruel pour un ampli-ficateur. Le ventre du battement fait6 Vpp, ce qui produit un signal de500 mW en pointe en sortie (figure 11 -haut). La DIM est de -46 dB.La methode americaine SMPTE(Society of Motion Picture & TelevisionEngineers) date de 1941. Elle preconise('injection de deux signaux de 60 Hz et7 kHz dans un rapport de 12 dB (4 a 1).Cette methode est plus avantageusecar elle se trouve dans une zone pluslineaire. Les deux raies laterales situeesa 60 Hz de part et d'autre de la raie a7 kHz sont a 50 dB du signal pilote de60 Hz (figure 11 -bas).

SPECIFICATIONS DU PROJETLa figure 12 indique les performancesdu projet. Vous trouverez egalement ci-contre la liste des composants speci-fiques.

L'ECOUTE

L'ecoute au casque se revele un regalpour l'oreille. Le son tres agreable, sanscoloration, restitue la musique clas-sique et le jazz avec une excellentedefinition.Avec un temps de montee de 3 ps, lespercussions sont, comme on pouvaits'y attendre, superbement rendues,mais sans agressivite deplacee. Le rea-lisme est exceptionnel.

Jean-Louis Vandersleyen

Pour les donnees de fabrication, de lacarte imprimee ou quelque problemed'approvisionnement, l'aufeur disposede quelques dizaines de tubes 6EM7(NOS/NIB). N'hesitez pas a le contacterpar e-mail (1.vandersleyen©skynet.be)ou via son site www.novotone.be/fr

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