20 F N° 122 NOUVELLE SERIE JANVIER 1989

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11113792437020009 01220

I.S.S.N. 0243 4911

sommaire detaille p. 42

ier Wm 2 e'ry chi ficre

5600 pFDogrance

boricnotr 20%

400c) pFtension

rouge 250Vlame 400 v

e 17, frre 24m* chi gre

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Muff/ ph ph co tevr

exemple lo Doc, p ± -40% 250 V chstrotrot/ deb cOt. jeurs Hair arc rre ebianc ,r°v9e-

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2 Wen:ince : or .±-5i orgeni 340.4

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ADMINISTRATION REDACTION-VENTES : Societe desPublications Radio-Eieetriques et Scientifiques.

Tel. :42.00.33.05 - Telex PVG 230 472 F

1PSociete anonyme au capital de 300 000 F.2 12, rue Bellevue, 75940 Paris Cedex 19

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PAGES 34 ET 36En nous adressant votre abonnernent, precise/ sur l'enveloppeg SERVICE ABONNEMENTS r. 24 12. RUE BELLEVUE, 75940PARIS CEDEX 19.Important : Ne pas mentionner noire numero de compte pour letpaiernents par cheque postal - Prix d'un numero 20 F.Los regiments en especes par courner stint eirictement interdits.ATTENTION ! Si vous etes de:}o a bonne, vows faciliterex nevetikhe en joignent a votre regiernent soil rune de nos dernthresba ndes-aciresses, suit is releve des indications qui y figurent. Pou rtout changement d'adresse, joindre 2.20 F et la dernthre bande.

ectroyilpratique

N0122 JANVIEK 89

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PAGE

Un adaptateur transistormetreUn compteur de vitesseUn indicateur d'inclinaisonUn bagdeTransmission audio par IRUn tableau animeUn testeur logiqueUn eclairage automatique

43526579839499

114

EN KITLabo 13 : Voltmetre lumineuxEtoile a 8 broches TSM

76103

PRATIQUE ET INITIATIONTemporisateur d'extinctionLe multimetre MX 50 METRIXFiche technique 4076Initiation (2° partie)

64109117119

DI VERSA

Nos Lecteurs 133

ADAPTATEURTRANSISTORMETRELe multimetre represente aujourd'hui un appareilquasi indispensable pour toute personne desirantfaire de l'eleetronique. Cependant, ses possibilitespeuvent 'etre &endues par l'ajout de platinesperipheriques. Celle que nous vous proposonsvous permettra d'effectuer des releves de gains detransistors.

out comme l'auteur,beaucoup d'entre vousdisposent de nombreuxtransistors dans leurs

casiers. Un tri par gain s'impose deslots, si l'on sail qu'une reference ins-crite sur un boitier ne suffit pas reelle-ment a renseigner l'utilisateur sur lecomposant qu'il tient en main : itn'est pas exceptionnel de rencontrerpour un meme modele, des gains va-riant de 100 a 900 !

On pourrait ainsi effectuer un classe-ment en trois Brands groupes :

Les faibles gains, de 0 a 40, que l'onreservera pour les montages de com-mutation (commande de LED, de re-lais...) ;

les gains moyens, de 40 a 300, pourles usages courants

les gains importants, superieurs300, pour les preamplifieateurs, lesadaptateurs...

Que reprtsente le gaind'un transistor ?

Ce composant est un amplificateur decourant. 11 comporte ainsi trois elec-trodes notees : emetteur, base, collec-teur. En injectant un faible courant I%dans sa base, on retrouve dans soncollecteur un courant plus important,note Ic. Le rapport Ic/Ib correspondau gain jet, que l'on prononceract Beta D.

N°122 ELECTRON ICILIE PRATIQUE 43

SOURCE

IDE TENSIONDE 9V

SOURCEDE COURANT

POSITIVE

SOURCEDE COURANT

NEGATIVE

V

LIHITEURDE COURANT

3OrnA

A

SELECTION

00

NPN/PNP

STABILISATIONA 2V ET TEMOIN

IDE MISESOUS TENSION

TRANSISTORA TESTER

VO LTM ETRECALIBRE

20OrnV

SELECTION

10 pA/-100 p A

Fig. 1 synaptique.

1- PRINCIPE

La figure 1 fournit le synoptique dumontage.Les differents blocs correspondentaux pointilies du schema de la fi-gure 2. L'hypothese de test du transis-tor sera la suivante (fig. 3a).Une resistance est placee dans le col-lecteur d'un NPN, branche entre lepotentiel Vcc > et la masse (0 V).Le courant Ic traversant le transistordonne naissance a une chute de ten-sion V, aux bornes de R, egaleR . Ic. Precedemment, nous avionsaffirme que Ic Ib Won V

R . lb . 13.

Remplacons R . lb par K, uneconstante.Nous obtenons alors :V K . #On volt de suite que Ia tension V seraune fonction lineraire du gain. II suf-fira alors, pour connaitre la valeur dece dernier, d'utiiiser un voltmetre quel'on connectera aux bornes de R. Ce-pendant, le transistor sera polarise demaniere difference, suivant son type(NPN ou PNP) grace aux circuits durotacteur B. De plus, deux sensibilitesde courant de base seront disponiblesgrace aux circuits du commuta-teur A :10 Ib= 10 pA20 Ib = 100 AA

Schema de principe. Fig. 2

Il - CARACTERISTIQUESCOMPLETES

DE LAPPAREIL Test de transistor- au silicium- au germanium- NPN,- PNP

Courant de base- 10µA- 100 AA Tension de test recluite a 2 V. Securite en cas de court -circuit en-tre collecteur et emetteur, par une li-mitation. Sortie sur un calibre vohmetre de200 mV ou de 2 V.

I -13PPI LE9V

C5 Rio

CIRCUITA2

10 Op

lop COMAl 3

PNCOM

PNP CIRCUITB2 1011

aVCC

B

COM

VC PNP

CI RCU ITCOM A3

10 011

R12 R13

C

CIRCUIT83

NPN

VOLT.

NUM.

44 N°122 ELECTRONIOUE PRATIQUE

III - FONCTIONNEMENT(figure 2)

i° L'alimentationUne pile 9 V du type 6F22 fournitl'energie necessaire pour rendre l'ap-pareil portable et autonome.

2° Le limiteur de courant

Des l'origine, la maquette fut prevuepour tester des semi-conducteursdouteux, presentant, par exemple, uncourt -circuit franc entre collecteur etemetteur. Si Ia platine n'etait pas pro-tegee, R13 dissiperait en permanence400 mV, et la pile debiterait plus de200 mA, ce qui, vu le modele en ques-tion, la conduirait a une inert cer-taine !L'electronicien traumatise, ne pou-vant assumer une telle situation, tro-querait certainement son muItimetrecontre une tondeuse a gazon dans lesquarante-huit heures !Avant d'en arrivcr la, une solutionconsiste a introduire, en aval de la

inknleure de l'adaptateur en question.

source de tension, un limiteur de cou-rant. Ce dernier est ici constitue d'ungenerateur de courant constant donton donne le schema a la figure 3b.

Theorie

Les deux diodes d, poiarisees par Ra,fournissent une reference de tensionproche de 1,2 V. D'apres la loi desmailles, on aura :

Vb = Vbe + Ve

sachant que

Ve = Rb . Ie,

Fig. 3 GenErateur de courant constant.

on en deduit que :

Vb Vbe + Rb . le

:

leVb Vbe

Rb

Sachant, de plus, que :

Le courant d'emetteur est egal aucourant collecteur (au courant debase pres),

Na 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 45

que Vb = Vdiodes = constante, que Vbe = constante,

on obtient un courant collecteurconstant.

Pratique

On desire que la protection inter-vienne lorsque l'intensite delivrae parla pile atteint les 30 mA. (On ne tientpas compte du courant consommepar D3, la LED).

On aura alors :

Rb -Vb - Vbe

le

1,2 -0 6 V- 20 2

0,03 A

On choisira la valeur normalises laplus proche, soit 22 2.

Lorsque la charge appliquee seracomprise entre 012 (court -circuit) etR = 2 V/0.03 A. la protection entreraen action. Lorsqu'elle sera superieureen valour, lc dispositif regulateur seramis hors service, ceci &tam la situa-tion normale de forictionnemcnt.

3P La regulation de tension

Aim de proteger certains transistorsquelque peu fragiles, nous avons deli-berement reduit a 2 V, la tensionde test. Le regulateur utilise est unLM 317 dont le potentiel de sortie sefixe a l'aide d'un pont de resistancesassurant une contre-reaction. La rela-tion suivante permet de calculer latension de sortie. Elle aura pour va-leur :

= 1.25 1 +R3

Ra

Pour nos lecteurs qui souhaiteraientreutiliscr cetie partie de ]'alimenta-tion, sachez que le composant enquestion pelt fournir un courant de1.5 A sous une tension comprise en-tre 1,25 V et 37 V.Pour un complement d;information,nous vous invitons a vous reporter aun article de i'auteur, paru dans Eke-ironique Pratique n° 103, portant surla stabilisation.

40 Les generateursde courant constant

Montes autour de TR2 et TR3, nousne reviendrons pas sur leur fonction-nement, similaire au limiteur de cou-rant vu precedernment. Sachez sim-plement que la source de courant.construitc autour de TR3, fonctionne

si

e 1 Ifl 00-440

I ._....1 e' E*".4"::

_,,. .,

Rim

x

s0-ffR

PI me 7 -CM- 8 -MEI-pH

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-rye -ME- EXIII 6 as fISO t:le -OM--:"")-CRID- IN 0

11]

9 9 2TRANSISTOR

R TESTER

-11E133-

XJX

de meme maniere, exceptee qu'elleabsorbe le courant par son collecteur.Ceci devient totalement necessairepour polariser le transistor a tester,lorsque celui-ci est un NPN.

5° Les commutations

Les circuits A1 et A2 du premier ro-tacteur permettent de selectionner lecourant de base injects dans le semi-conducteur tests, tandis que les cir-cuits B1, B2, B3, du second rotacteurassurent le choix NPN / PNP.

Fig. 4 Trace du circuit imprime et im-et 5 plantation a rechelle.

IV-REALISATIONPRATIOUE

a) Le circuit imprime

Son trace est donne en figure 4 al'echellc 1. On le realisera de prefe-rence en epoxy afin d'obtenir unebonne rigidite mecanique du supportet, par dela meme, des pistes. Le des -

46 NO 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

>oA p2

X

Al0 COM

0 10p0 loop

A20 COM

0 lopB ioup

'V ?V

5

D34

BP

X

0A 5 C

X 0 X 01 5 6 910

BlNPN

PNP

COM

NPN

PNP00 0 COMO

B2

COM 0NPN10p

0PNP,OOII OCOM

83B C E

9 100

C P gleescrocodile's

-is 0 -

pile 9V

X

X

sin du cuivre pourra etre directementrealise a l'aidc de bandes et de trans-ferts. type Mecanorma, apres un se-rieux dagraissage de la surface sur la-quelle on travaillera.Apres gravure dans un bain de per-chlorure de fer tiede, on percera lesdifferents trolls a

0,8 ou 1 mm, pour l'ensemble descomposants, 1,2 mm pour les tosses, 3 mm pour les trolls de fixation.

Fig. 6 Plan de cablage.

b) Implantation (fig. 5)

On commeneera par insercr l'uniquestrap, puis les diodes, les resistances,les transistors, les petites capacites et,pour finir, les composants de volumeet de hauteur plus importants. 111 fau-dra toutefois preter attention a la po-larita des composants, sous peine denon ou mauvais fonctionnement.

c) cabiage11 ne posera aucun probleme si l'onprend soin de bien suivre les indica-tions de la figure 6. Santa cabler

le coupleur de pile dont le flu rougecorrespond au +, le contact travail du bouton-pous-soir qui ne possede aucun sens debranchement, la LED d3 dont l'anode (+) corres-pond a la patte la plus longue,

1 Utilisation de mini -pincer. Des fils conducteurs pour les liaisons.

N° 122 ELECTRONIQUE PR ATIOUE 47

les commutateurs (A) et (B) posse-dant chacun trois circuits, les deux bornes de mesure se rac-cordant a des embases chassis-ba-nane, les trois electrodes (e, b, c) du tran-sistor testa, a sortir sur des fiches cro-codiles.

d) 116glages1°

Positionner le rotacteur B surNPN, positionner le rotacteur A sur10 µA, connecter un amperemetre sur unfaible calibre entre les fiches crocodi-les « b » et « e », *ler Au! de maniere a lire surl'appareil 10 MA.

2° Executer la m8me operation pourla position 100 µA avec AJ2, de ma-niere a lire 100 ALA sur l'appareil.3° Positionner le rotacteur B sur PNP. refaire les mernes operations avecAJ3 pour 10 MA et AJ4 pour 100 MA.

Christophe PICHON

LISTE DES COMPOSANTS

Ri: 2,7 kit (rouge, violet, rouge)R2: 22 St (rouge, rouge, noir)R3: 3,3 kt) (orange, orange, rouge)R4: 4,7 kit (jaune, violet, rouge)R5 : 560 St (vert, bleu, marron)Ra: 2,7 kit (rouge, violet, rouge)R7: 33 kit (orange, orange, orange)R8: 3,3 kit (orange, orange, rouge)R9: 2,71(12(rouge, violet, rouge)Rio: 33 kit (orange, orange, orange)R : 3,3 kit (orange, orange, rouge)R12: 100 it (marron, noir, marron)R13: 10 it (marron, noir, noir) Toutes les resistances sont de puis-sance 1/4 W R12 et Rl3 sont de precision 1 %

C : 220 nFC2: 100 nFC3: 330 µF/axial/16 VC4: 100 µF/radial/16 VC5: 100 µF/radial/16 Vdi=d2=d4=d5-d6=d7= IN4148diodes petits signauxd3= LED verse 0 5 mm

CI : L111317, regulateur de tension ajus-tableTR] : 2N2905, transistor PNPTR2 : BC557. transistor PNP petits si-

gnauxTR3 : BC548, transistor NPN petits sr-gnaux

Aft A.13 : 47 Ica ajustables couchesA.12= AJ4 : 4, 7 kit, ajustables couches

1 coupleur de pile 9 V3 pinces crocodiles de couleur (jaune,verse, rouge)1 houton-poussoir1 contact au travail2 hananes femelles chassis (rouge +noire)1 cabochon de LED2 rotacteurs, 3 circuits, 4 positions pourfacade2 boutons pour rotacteurI passe-fil1 batier Retex ViseboxCosses poignards, nappe de fils, soudure,visserie, epoxy...

1 B RGHIERA

1,1 le WIRE NS GAMUTSBIEICTROCIONS

E

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' " (411)' -it

-Vionalitkqac'!3

1.1,:f6l'etwOLes

11,

3a

LE LIVRE DES GADGETS

vec cette cinquiemeedition du Livre desGadgets, B. Fighieraperpetue sa methode

d'initiation qui consiste a plonger ra-pidement l'amateur dans la pratiquedes elements plutot que de divulguerde rebarbatives notions de technolo-gic-Ainsi, des la reconnaissance ou

'Identification des composants s'en-suit l'enchainement de montages pro-gressifs et associatifs qui, par leurscombinaisons, permettent la multipli-cation des applications.Riche, educatif et en couleurs, l'ou-vrage repose sur l'utilisation d'unefeuille transfert destinee a la realisa-tion rapide des circuits imprimes pargravure directe.Dans ces conditions, l'amateur estamene a fabriquer son circuit im-prime avec la plus grande facilite.

L'ouvrage s'articule ainsi autourd'une quarantaine de montages dontune dizaine de nouveaux, tels que lethermometre lumineux, l'emetteurFM, la mini-minuterie, le bijou, etc.LE LIVRE DES GADGETS, B. Fi-ghiera, couverture cartonnee avecfeuille de transfert direct, 132 pages,110 F.Editions Techniques et ScientifiquesFrangaises. Distribution : EditionsRadio, 189, rue Saint -Jacques, 75005Paris.

48 N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

INDICATEURDE VITESSEPOUR AUTOLes controles de vitesse se multiplient, et itdevient de plus en plus necessaire de disposer d'unindicateur de vitesse précis et fiable, afin de mieuxrespecter les limitations preconisees par le Codede la route.

ussi proposons-nous anos lecteurs la realisa-tion de cet indicateurdigital qui pourra figu-

rer en bonne place parmi les autresinstruments du tableau de bord.

1 - LE PRINCIPE

a) Les generalites

L'information vitesse sera preleveesur le systeme d'allumage du moteur.Ce choix impose une correlation en-tre la vitesse enclenchee et le taragedu dispositif de mesure. La conse-quence de cette conception est l'ob-tention d'une tres bonne precision, cequi est loin d'etre Ie cas des indica-teurs de serie installes a bord des ve-hicules.Afin de ne pas compliquer le disposi-tif, le boitier devient operationnel au-lomat iquement des que le conducteurenclenche le dernier rapport, c'est-h-dire la quatrieme ou la cinquieme vi-tesse, suivant le vehicule. C'est en ef-fct dans cette circonstance qu'il estinteressant de connaitre parfaitementsa vitesse exacte. Celle-ci sera affi-eh& par l'intermediaire de trois affi-cheurs luminescents, c'est-A-dire avecune precision de l'ordre du kilometrepar heure.

b) Le principe de la mesure

La mesure consiste a denombrer lenombre d'etincelles produites par lesysteme ti'ailumage, pendant une du-

ree fixe donnee. Le resuItat de cecomptage est alors periodiquementaffiche ; bien entendu, les parametresnumeriques sont choisis de faeon telleque le nombre d'etincelles detecteespendant cc temps de reference repre-sente effectivement des kilometrespar heure.Recherchons la relation reliant la fre-quence de succession des etincelles Ala vitesse de rotation du moteur. Pourun moteur a 4 temps a un seul cytin-dre, it se produit une etincelle pour2 tours de vilebrequin. S'agissantd'un moteur A 4 cylindres, la fre-quence de la production des etincellesest A multiplier par 4, ce qui revient Adire qu'il se produit 4 etincelles pour2 tours, soit 2 etincelles par tour de

vilebrequin. Si le moteur tourneN tr/min, la frequence F de la succes-sion des etincelles est done de :

F60 30

x 2 - etincelles/s

La periode T separant deux etincellesconsecutives est alors de :

1 30T= -FDans le cas du vehicule teste par l'au-teur, on releve, pour une vitesse derotation du moteur de 3 000 tr/min,en cinquierne vitesse, une vitesse del'ordre de 120 km/h. Pour obtenir undenombrement de 120 impulsionselementaires, iI convient done d'ef-

52 N° 122 ELECTRON1QUE PRAT1QUE

fectuer ce comptage pendant une du-ree : Fig. 1 Synoptique. Reception du signal

1

A =20

= 120 T

120 x 30 120 x 30A - 3 000 -1'2sAinsi, dans le cas, ii faut creer desit fenetres » de mesure de 1,2 secondede duree pour effectuer une mesurecoberente de la vitesse. Nous verronsdans le chapitre suivant que d'autresprecautions sent necessaires, tellesque is synchronisation, les lectures etles remises a zero periodiques ducompteur, pour aboutir a une bonnemesure. On notera egalement, a ce ni-veau, qu'iI suffira de faire varier laduree de la fenetre de mesure pourobtenir le reglage approprie au typede vett icule.La figure 1 met en evidence le schemasynoptique de fonctionnement de

- LE FONCTIONNEMENTELECTRONIQUE

a) Alimentation (fig. 2)

Lertergie necessaire est bien stir four-nie par la tension de 12 V disponibleaux bornes de la batterie, ou plutot,en aval de Ia serrure de contact. A ceteffet, it conviendra d'alimcnter lemontage uniquement lorsque le der-nier rapport est engage. Une solutionsimple, experimentee par l'auteur,consiste a fixer un microcontact aproximite du levier de vitesse, sous le

Alimentation et amplification duFig.1 signaL

ease de temps Synchronisation

Amplification

Mise en forme

Compt age

1.__..Memorisationperiodique

Decodage RAZper;odique

Detection dudipassement de

fa valeur 95

a./ Memorisationde la centaine

AI f ichage

soufflet en caoutchouc. La languettemobile du microcontact se trouveseulement sollicitee lorsque le rapporten question est engage ; un position-nement approprie du microcontact etun reglage de Ia languette permettentde solutionner simplement ce pro-bleme. Le boitier comporte en plusun interrupteur general, ce qui per -met eventuellernent d'aliminer volon-tairement la mise en action de l'indi-cateur. Une diode Di fait office dedetrompeur et evite ainsi les erreursde raccordement au niveau du respectdes polarites. La capacite CI effectueun filtrage de la tension fournie parI'installation, qui, rappelons-le, corn-porte des ondulations introduites par

l'alternateur de charge de la batterie.Le transistor NPN Ti, dont la base estmaintenue a un potentiet fixe de 10 Vpar la diode Zener DZ, &Eyre a sonemetteur un potentiel fixe, regule etcontinu, de l'ordre de 9,5 V. Les ca-pacites C2 et C3 effectuent un ultimefiltrage et eliminent les eventuellesfrequences parasites.

b) Detectionde !'information vitesse (fig. 2)

Dans Ic cas des vehicules equipesd'un allumage classique, l'informa-tion vitesse pent etre prelevee sur laborne basse tension de la bobine.Pour les voitures comportant l'allu-

Micro-contact demise en Service

12V

C 3

N. 122 ELECTRONIGUE PRATIQUE 53

(iR

Fig. 3Trailemen! du signal. comptage elsynchronisation.

r - - - -10 1/2 IC21

L131 12

R 13

11C

I 1/4 IC3I+V

L____J

r1/2 IC2

L _ J

R16-41W-

1/2 IC4L___

Nor

I1/4 1C3L _ _ _ _ J

10 CLA

R 15

1/4L____J

C12

w

16 2 10

A

rI IC5 I

L _ _ _ _ J

4 3 14 13

R 21

14D4

+V

16 2 6 10

$ IC6L.._ _J

7 15 9 8

I 1/4 IC8L____J

CL 8

777

8

13

P 1/4 ICH

12 17eRES A

9 85

RES B

C18

7 R 26

D8

89

7 71 1/4 ICS IL _

C 13

C

2

'1/2 C7

927

R28

R29

C 15mi.

U

. V4 IC9L _ _ J

r 7.1/4 IC4 IL _ _ _ _

magc electronique, cette informationpeut etre obtenue egalement sur uneborne basse tension du transforma-teur de sortie. L'auteur a mere ob-tenu de bons resultats en montantune pince crocodile directement surl'isolant de la sortie haute tension dece transformateur, qui est 'Thee au< Delco » de distribution. Nean-mains, on petit constater a ]'oscillo-scope que le signal ainsi preieve n'estpas tres <t pur » et comporte des fie-quences parasites non negligeables.Aussi est-il preferable de rechercherune borne basse tension qui delivreun signal Bien regulier, exempt de re -bonds et done tout A fait liable.Les resistances R2 et R3 constituentun pont diviseur. Une fraction de]'amplitude du signal est donc ache-

minee par l'intermediaire de Cs et deR6 sur ]'entree inverseuse d'un circuitcelebre dans nos colonnes : le o 741 ».L'entree directe de ce composant estmaintenue a un potentiel fixe de l'or-dre de 4,5 V grace aux resistancesd'egales valeurs Ra et R5. C'est d'ail-leurs ce potentiel que I'on releve surla sortie, a l'etat de repos, sous laforme d'une composante continue.L'ajustable A1, en serie avec R7, in-troduit une reaction negative a l'am-plificateur dont le gain s'exprime parla relation :

gainR7 + A 1R6

Dans le present montage, it peut at-teindre 50 lorsque la position angu-

laire du curseur de l'ajustable estmaximale. Le signal ainsi amplifte estalors transmits, par le biais de C6, surla base d'un transistor PNP T2. Cedernier a sa polarisation fix& par lesresistances Rs et R9. Cette polarisa-tion est telle qu'en l'absence de si-gnaux on releve un potentiel tout afait nul sur lc collecteur de T2. En re-vanche, des que des signaux sont de-tectes, on enregistre sur ce collecteurdes pointes dont ]'amplitude est celledu potentiel d'alimentation, et quisont o arronclies » par la presence deC7. La frequence de ces signaux estBien entendu fonction de la vitesse derotation du moteur. Ainsi, a2 000 tr/min, cette frequence est66,6 Hz, ce qui correspond a une pa-riodc de 15 ms.

54 No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Photo 2. - Assemblage facile des circuits imprimes.

c) Mise en forme du signal(fig- 3)

Le signal issu du collecteur de T2 estpris en cornpte par les porics NOR IIIet IV de IC2, montees en trigger deSchmitt. Un tel montage delivre a sasortie des signaux dont les frontsmontants et descendants sont bienverticaux. Cette caracteristique s'ex-plique par une acceleration des ph&nomenes de basculement des portes,grace a la reaction positive introduitepar R13, qui achemine une fractiondu potentiel de la sortie sur rentreedu trigger.Les portes NOR I et II de IC2 formentune bascule monostable dont it n'estpeut-etre pas inutile de rappeler lefonctionnement. A retat de repos, lasortie de la bascule ainsi que les en-trees de la porte I sont a retat bas. Lasortie de Ia porte I et les entrees reu-nies de la porte II sont alors a retathaut, ce qui a pour effet de disposerd'une capacite Cg totalemeni &char-ge. Des que rentree 1 de la Porte Iest soumise a un etat haut, la sortie decette meme porte passe a retat bas. Ilen est de meme en ce qui concerne lesentrees de la porte II &ant donne que,dans un premier temps, la capaciteCs, se chargeant a travers R14, se

comporte comme un court -circuit. Lasortie de la bascule presente alors un&tat haut. Des que Cg a atteint un ni-veau de charge suffisant, c'est-a-direaussitot que le potentiel des entreesde la pone II atteint environ la moitiede la tension d'alimentation, lapone II bascule. Sa sortie repasse aretat bas de repos. La sortie de lapane I repasse alors a Past haut, ccqui permet de nouveau la clecharge deCs qui se trouve ainsi prete pour lasollicitation suivante. La duree du si-gnal &byre par la bascule est tout afait independante de celle qui carac-terise l'impulsion de corn mande. Enfait, cette duree est uniquement fonc-tion des valeurs de R14 et de C8. Tresexactement, du moths dans la theorie,elle est determinee par Ia relation :A t 0,7 . R14 X C8Dans le present montage, l'impulsionpositive delivree par la bascule est Ca-racterisee par une duree de l'ordre de500 as. La porte AND III de IC3forme egalement un trigger deSchmitt. Sa sortie attaque rentree

Horloge )y du compteur.

d) Comptage (fig. 3)Le circuit integre IC5 est un doublecompteur BCD. Son brochage et sonfonctionnement sont rappeles en fi-

gure 6. Notons que cc compteuravance au rythme des fronts ascen-dants des creneaux presentes sur ren-tree Clock, a condition que rentreeEnable correspondante se trouve sou-mise a un etat haut. C'est le cas ducompteur A du boltier, qui effectue lecomptage des unites. Le compteur B,en revanche, doit avancer au momentof le niveau logique present sur Q4Apasse de I a 0, etant donne le principememe du corn ptage BCD. La sortieQ4A est donc 'Thee a rentree Enable,du compteur B. Dans ce cas, rentreeClock doit etre reliee a retat bas. Lecompteur B est affects au comptagedes dizaines. Le dispositif de comp-tage ICs a donc une capacite de de-nombrement allant de Ia valeur 00 ala valeur 99. Lorsque cette dernierevaleur se trouve depassee, c'est-i-direlorsque la vitesse &passe 99 km/h(tout en restant inferieure a200 km/h), on enregistre sur la sortiede la porte inverseuse NOR 1V de ICsun front ascendant. Celui-ci est prisen compte par le montage derivateurque constituent la capacite C19 et laresistance R26. Sur la cathode de D7,on voit donc apparaitre une breve im-pulsion positive qui correspond a lacharge de C19 a travers R26, au mo-ment précis oil ICS passe de Ia va-

N o 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 55

13

010

31

Fir -\041c9.12

R32

CIAIC9L

R21

10

C20

C..)

b

2 1 b

13

2 mammon c p {9)

ILV4 1C0

9

R30

D12"Alr

4/12

fObIe :tm c

p (9 )14 13 8 7 6 1

Ar 2 I

L___J

+vaILT

cei

15 4 3 13

6

b

12 11 10

r1.0 1

L___J

CC

a

9 15 14

LE/5 0 C A

q12

I 4 1b

AF1 I

L___J

ei g16, p (9 114 13 8 7 6 1 2

(.1

+

BL LT [a

b

b Ic Id f g

16 4 3 13 12 11 10 9 15 14

rI inn I

5 6 2 1

L

0.48 0.30 Q20 016-6- -6- -6- -6-

1 12 12 11

LE/5

105 I

L

C A

G4 A ,0.3 A 02 A 0.1 A-0-

Fig. 4 Affiehage.

leur 99 a la valeur 00, c'est-a-dire100. Cette impulsion positive estalors transmise, a travers Dg, sur i'en-tree 2 de la porte AND I de 1C9, quiest montee en porte de memorisation.En effet, meme lorsque l'impulsiond'entree aura cesse, it se produit Iemaintien d'un &tat haut sur la sortiede la porte AND, grace au verrouil-lage effectue par la diode D9. Nousverrons ulterieurement commentcette memoire est a nouveau effackeperiodiquement grace a 1a presenta-tion d'un etat bas fugitif sur !'en-tree 2. La diode D7 permet une de -charge rapide C19 lorsque la sortie dela porte NOR 1V repasse a l'etat bas.

c) Base de temps (fig. 3)

Les pones NAND HI et IV de IC4constituent un multivibrateur asta-ble. Un tel oscillateur ne fonctionnequ'a In condition que l'entrée de corn-mande 12 soit soumise a un etat haul.Dans le cas oil cette entree est mil& aun etat bas, la sortie de la porte IVpresente un etat haut, et celle de laporte III un etat bas permanent. Lemultivibrateur est en etat de blocage.

En revanche, lorsque l'entree 12 estreliee a un etat haul, l'ensemble entreen oscillation. Cette oscillation se tra-duit par la charge, puis la dechargesuivie d'une charge en sens contraire,de la capacite C10, a travers les ajusta-bles A2 et A3. Il en resulte, sur la sor-tie de la porte NAND III, des ere-neaux dont la periode est fixee par larelation :

T4k2,2x(A2+A3)xC10,

La resistanceR17 n'entre pas a pro-prement parler dans la determinationde la frequence oscillatoire ; elleconfere au multivibrateur une meil-leure stabitite de fonctionnement. Dememe, on notera que la capacite Clo,etant donne son mode de sollicita-tion, ne saurait etre du type polarise.Nous verrons ulterieurement com-ment le multivibrateur est com-mande. Pour le moment, remarquonsque les creneaux delivres sont trans-mis au trigger de Schmitt que formela porte AND IV de IC3, qui attaqueson tour ('entree de comptage d'un se-cond double-compteur BCD, dumeme type que celui evoque au para-graphe precedent. Sur la sortie Q4Bde IC6, on enregistre done un frontdescendant lorsque le compteur passede Ia valeur 99 a la valeur 00. Nous

verrons plus Join qu'a ce moment pré-cis la base de temps cesse provisoire-ment, pour des raisons &tees par lanecessite d'une synchronisation.Pour dare ce paragraphe, rappelons-nous que IC6 effectue en fait une divi-sion par 100, et que si is detection dufront descendant sur Q4B doit se pro-duire au bout d'environ 1,2 secondeapres le debut du demarrage de labase de temps, celle-ci devra oscillerune periode de 1 200 ms/10012 ms, pour reprendre le cas particu-lier explicite au chapitre consacre auprincipe. L'ajustable A2 permet l'ob-tention d'un premier reglage, Landisque l'aiustable A3, d'une valeur dixfois plus faible et place en serie avecA2, autorisera un reglage plus fin etplus alse de la periode getter& par Iabase de temps.

f) Memorisation periodiquedu comptage (fig. 3)

Au moment on IC6 passe de la positLion 99 a la valeur 00, on enregistresur la sortie de la Porte inverseuseNAND 1 de IC4 un front ascendant.Ce dernier est pris en compte par lecircuit derivateur C13/R22 qui delivrea ce moment une breve impulsion po-sitive, aussitot transmise sur l'entreede commande de la bascule monosta-

56 N.122 ELECTRON IQUE PRATIQUE

ble que forment les portes NOR I et IIde IC7.Compte tenu des valeurs de R23 et deC14, la bascule delivre sur sa sortieune impulsion positive d'une dureede 500 As. Un trigger de SchmittAND II de IC9 confere a cette impul-sion des fronts Bien verticaux, tandisque la porte NAND II de IC4 l'in-verse pour en faire une impulsion ne-gative. Nous verrons un peu plus loinque l'impulsion positive aura pour ef-fet de memoriser, le cas &Want, lechiffre I correspondant a l'affichagede la centaine, tandis que l'impulsionnegative memorisera l'affichage desdizaines et des unites.

g) Remise a zero periodiquedu compteur (fig. 3)

La fin de la commande des memori-sations precademment evoquees estmaterialisee par ]'apparition d'unfront montant sur la sortie de la poneNAND II de IC4. Apres prise encompte par le circuit derivateurC16/R24, une seconde bascule mono -stable constituee par les portesNOR III et IV de IC7 prend son de-part. Elle delivre sur sa sortie une im-pulsion positive egalement d'une du-ree de 500 As. Cette impulsion a deuxconsequences:- Elle assure la remise a zero de IC5grace aux entrees Reset A et B.- Elle &memorise la porte AND I deIC9 grace a l'inversion apportee par laporte NOR II de IC8.

On peut noter que la duree de l'effa-cement du niveau haut de cette portede memorisation AND I de IC9 estintentionnellement superieure a cellequi caracterise l'impulsion de memo-risation acheminee par le circuit deri-vateur C,9/R26. En effet, sans cetteprecaution de conception, le passagede IC5 a 00 au moment de la corn-mande de la RAZ, et pris en comptepar le circuit derivateur C19/R26, me-moriserait a tort la pone AND I. Lemaintien de l'entree I a un etat bas,pendant 500 As, empeche donc cettememorisation indeniable.

En résumé, on peut retenir qu'aubout du temps defini par le reglage dela base de temps it se produit succes-sivement :

- le releve du resultat du comptage ;- la remise a zero du dispositif decomptage ;- l'arret provisoire de la base detemps, comme nous le verrons main -tenant.

*10msCol t.T2

99100I

K.

000 Km/h)

\10 t 500 Ns

IC3

0IC5 I I.

11

IC5

1

R25 i

r.

El1© I

6

IC3 I -1Arrit Im p. neutratisie Synchrof-

11b33 I base de temp:

00

El # 12ms99

1C3

14106 1

El1C4 I

4 t Ns ( memorisation )

1C7

.5500

IDIC4 I LI .E 500 Ns (RAZ)

1C7

3iO t idnete[adicbtaisoen

IC8gmtaermrapg:

RAZIC8 I

1A___e.

11

IC9 178 9

r

Ice ...

10 t Lt500IC8

< Ns.

E1C9 1 11

r

Fig. 5 Oscillogrammes caracteristiques.

h) Synchronisation (fig. 3)

Des la fin des operations de releve etde RAZ du compteur, si l'on faisaitdemarrer a nouveau la base de temps

sans tenir compte de la succession desetineelles, it se produirait un affi-chage instable au niveau du dernierchiffre affiche qui risquerait d'hesitercontinuellement entre deux valeursvoisines, alors que la vitesse du yell-cule est parfaitement stable. Pour evi-ter ce phenomene desagreable pour leconducteur, it est necessaire de syn-

No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 57

Photo 3. - Presentation du module principal.

chroniser le debut de la « fenetre u deensure avec une impulsion corres-pondant a une etincelle. afin de tou-jours effectuer le comptage des im-pulsions dans les mimes conditions.La commande de la base de temps estdonc pilotee par la porte de memori-sation AND I de IC3. Placons-nous Aun moment du cycle on la sortie decette porte presente un etat haut. Labase de temps est alors operation-nelle. A ('instant oit IC6 alteint Ia po-sition 00, c'est-a-dire au bout de100 impulsions delivrees par le multi-vibrateur, nous avons vu que la porteNAND IT de IC4 delivrait une impul-sion negative. CeIle-ci a pour effet dedememoriser la porte AND I de IC3,dont la sortie passe a retat bas. Lemultivibrateur se bloque aussitot, etIC6 se trouve provisoirement main-tenu sur sa position zero. Le circuitderivateur C12/R21 achemine de bre-ves impulsions positives, emanant dusignal traite destine au comptage, surl'entree 6 de la porte AND II de IC3.Mais celle-ci ne les transmet sur sasortie qu'a la condition que l'entrée 5soit soumise A an etat haut. Etantdonne que cette entree est reliee A lasortie de la porte NOR I de ICg, le lec-tear verifiera aisernent que la sortiede cette Porte ne presente un etat haulque si l'on n'est pas en presence de laphase 4.4 releve » ou « RAZ >> ducompteur. En dehors de ce cas tout afait particulier, l'irnpulsion positiveen provenance du circuit derivateurC12/14.21 se trouve acheminee par laporte AND II de IC3, par D2 sur l'en-tree 1 de AND I de IC3. Cette der -

niere porte memorise alors la coin-mande, et la base de temps prendbien son depart en synchronisationavec une impulsion de comptage ge-neree elle-mime par une etincelle.

Decodage et affichage (fig. 4)

Les boitiers 1Ciu et ICII contiennentdes decodeurs BCD 7 segmentsCD 4511 dont le brochage est egale-ment rappele en figure 6. Un tel cir-cuit integre comporte les quatre en-trees destinies a la lecture du codebinaire. Mais iI comporte en plus uneentree LE/Strobe. Si celie-ci est sou-mise a un etat has, les 7 sorties caua

g u reliees aux entrees approprieesde l'afficheur 7 segments A cathodecommune delivrent des etats has et

Brorhage et fonctionnement descircuits employes. Fig. 6

CD 4518 Double compteur BCD

"WES Q4 0L0 Q2

CO 4511

Q.1 ENA. CL

Decodeur BCD-.7 segments

C LT Pt LEA D A

'STROBE

MAN 74 A706 0 Afficheur 7 segments

i cathode commune

01112131416f 617 f 9i91011121314iCZ= 11111 I I I

EN

0.1

a2

no

ah1 I.

LTBLLEDCBA abode f g Alf

1-0 X X X XX X 11 1 1 1 1 1 81 0 X XXXX 0000000rEteint1 1 0 0000 1 1 1 1 1 10 0

1 1 0 a 00 1 0 1 1 0 0 0 0 ;

1 1 0---1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 21 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3I 1 0 0100 0110011 ,-;

1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 51 1 0 01 1 0 0 0 1 1 1 1 1 b1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 o 0 -:

1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 01 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 q1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

1 1 0 1 0 1 1 o 0 o 0 0 0 0 Eteint

1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 a 0 Eteint

1 1 a 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Eteint

1 1 1 _X X X X * * * * * * lE *

X Etat indifferentDepend du code BCD au moment de !atransition de LE de 0 a 1

58 N°122 ELECTRO N IOU E PRAT= E

haut conformement au tableau de lafigure 6. Dans le cas de noire mon-tage, dans ces conditions, on assite-rait en fait a un defilement continudes valeurs, et aucune lecture ne se-rait possible. Mais, grace a l'entreeLE/Strobe, it est possible d'effectuerdes releves ponctuels de Ia valeur ducompteur 105 et de les memoriser.Cette memorisation se produit aumoment ea I'on presente sur l'entreeLE/Strobe une breve impulsion nega-tive, suivie d'un maintien de cette en-tree a l'etat haut. Dans ces condi-tions, les afficheurs indiquent enpermanence la valeur contenue dansIC5 au moment precis ou cessepulsion negative, c'est-i-dire justeavant la remise a zero periodique de105, ainsi que nous rayons déjà vudans les paragrapher precedents.Les resistances R33 a R46 limitent lecourant dans les segments a une va-leur de l'ordre de 10 mA. L'afficheurAn, en relation avec 1010, lui-memeen correspondance avec le compteurA de 105, est done affecte a t'indica-tion des unites, tandis que AF2, retieau compteur B de IC5, via ICI I, affi-che les dizaines de kilometres parheure.

j) Affichage de la centaine(fig. 4)

Dans le but d'economiser un deco-deur CD 4511 supplementaire quin'aurait eu a decoder que la valeurmaximale o I le cas particulier decc chiffre a ete traite a part. Nousavons vu au paragraphe consacre aucomptage que la porte AND I de IC9prosentait un kat haut memorise si lecompteur IC5 avait eu roccasion de&passer la valeur « 99» au momentdu releve. Par l'intermediaire de laporte AND IV de 1C9, un bref &athaut est done transmis sur l'entree dememorisation de la porte AND III deIC9 au moment de la commande de lalecture du compteur. Au rneme mo-ment, un circuit derivateur C20/30 de-livre une breve impulsion positive,aussitot transformee en impulsion ne-gative par la porte NOR III de 1C8.Cette impulsion negative &memo-rise systematiquement la PorteAND III de IC9.Mais etant donne qu'elle est nette-ment plus breve que celle qui corres-pond a la memorisation, on enregis-trera quand rneme un kat haut sur lasortie de Ia porte AND III de IC9 si lavitesse reste superieure a 99 km/h.Dans le cas contraire, Petal haut cedesa place a un etat bas.

0

0

0

HAUT0

Fig. 7Trace's des circuits linprimk5s

L'afficheur AF3 destine a l'affichagedu chiffre l correspondant a la cen-taine a ses segments b et c aliment&par le transistor T3, par le biais de laresistance de limitation R3.Remarquons tout de mettle que, dansle cas oft le vehicule depasserait

199 km/h, la valeur suivante afficheeserail. de 100 km/h au lieu de200 km/h, compte tenu du mode defonctionnement adopte.Mais nous pensons que les lecteursd'E1ectronique Pratique sont des gensserieux, ayant taus participe a l'ope-ration « Drapeau blanc n du week-end de la Toussaint et dont Iaconduite a des vitesses non permisesest fortement improbable...

N° 122 ELECTRONIQUE PRATiQUE 59

III - LA REALISATIONPRATIQUE

a) Circuits imprimes (fig. 7)

Its soot au nombre de trois : un mo-dule inferieur, un module superieuret un module affichage. Comme d'ha-bitude. ils peuvent etre realises par laraise en oeuvre des differents prod uits

de transfert Mecanorma. Cette reali-sation peut etre directe par applica-tion directe des transferts sur la facecuivre de l'epoxy, ou encore indirectepar la confection d'un « mylartransparent. On pourra se refereravec interet a un article d'Electroni-que Pratique de novembre 1988(n° 120) dans lequel it est rappele,avec taus les details utiles, comment

realiser simplement les circuits impri-mes.Apres gravure au perchlorure defer etun ringage abondant, routes les pastil-les seront percees a l'aide d'un foretde 0,8 mm de diametre. Certainstrous seront a agrandir a 1 ou ! ,3 mm

Implantation des elements. Fig. 8

Passage du tubecytindrique defermeture i.iu boitier

L

Nomm

1 2 34 56 7 89

I( I I I eng1-1--A'B CiD

----Connecteurs12V

0

R7

ictTill

R5

C10

R17

0 (3I I

mg

)4,

Connecteur( broches males cote cuivre

001 1

C6

C1

TO1 \-/

DlR18R19

L1

-L-2

A BCD

2 3 4

AF3 AF2 AF1

LTI LI Li1.11 I I LI

Connecteurs coudes

C9

34

E FG

R13

R15R164-

I OM

R2D

mi dopihipZilgo*=

IBM

11

Mi

C7R14

or

ModuleAffichage

Moduleinferieur

Modulesuperieur

60119122 ELEQTRONIQUE PRATIQUE

CouvercleMontage du boitier. Fig, 9

suivant la grosseur des connexionsdes composants a implanter. Enfin,pour terminer, ii est toujoursconseille d'etamer les pistes pourdon ner a I'ensernble une meilleure te-nue chimique et davantage de resis-tance mecanique. Par ailleurs, cetteoperation d'etamage, que l'on pentreatiser directement au fer a soudor,pourra etre mine a profit pour verifierl'ensemble des pistes et &teeter even-tuellement snit des contacts indesira-bles entre pistes voisines, soil des mi-c roco up ures.

b) Implantation des composants(fig. 8)

Le principe de montage des compo-sants est toujours le meme : on cle-bute par les composants de moindreepaisseur tels que les diodes, les resis-tances et les petites capacites, et onacheve par les composants plus volu-mineux comme les condensateursplus grands et les transistors.Toutefois, les circuits integres serontimplantes uniquement en fin d'opera-tion, en prenant soin de ne pas leschauffer anormalement lors de la sou-dure. Il va sans dire qu'il est absolu-ment indispensable d'apporter unsoin tout a fail particulier au niveaudu respect des polarites des compo-sants orientes. Taint erreur a ce ni-

Photo 4. - La carte d'affichage.

Erobasesbanane +embase sone

Decoupe pouruornrnande

interrupteur agtissiere

Face arriere

Partie inferieure

Afficheurs

rectangulaire

Plexiglaso rouge

Module"Affichage"

veau 'ne compromet pas seulement lefonctionnement du montage, matsrisque egalement de detruire les corn-posants concernes.

c) Mise en boite (fig. 9)

Les modules inferieurs et superieursseront mantes l'un sur l'autre a l'aidede quatre vis de 3 mm de diametre etd'ccrous, formant ainsi des entretoi-ses reglables. La distance entre lesdeux modules sera surtout imposespar le type de connecteurs males et fe-melles que l'on aura pu se procurer.Lc module of ichage sera installs enposition verticale par enfichage des

connecteurs coudes. L'utilisation deconnecteurs evite l'emploi de fils sou-ples, toujours disgracieux et porteursde problemes lies a la fragilite des ex-tromites de fil en cuivre soudees.L'ensemble est fix& dans le boitiergrace a quatre vis traversant le mo-dule inferieur. Le module « affi-chage>> peut encore etre davantagcconsofide par le collage, sur ics faceslaterates et a l'interieur, de petits las-seaux, par example des allumettes,qui formeront des rainures de posi-tionnement et d'immobilisation.Une &coupe rectangulaire est a pra-tiquer sur la face avant de maniere arendre visibles les afficheurs. On peutmeme y colter un morceau de plexi-glas rouge pour ameliorer l'esthetiquede l'ensemble mais aussi pour prate-ger l'interieur du boitier de la pous-siere.La face arriere recoil deux embases« banane fr destinees a l'alimentation.Il recoil egalement une embase dutype c< sonorisation » a laquelle seraraccordee l'entr&e de I'informationvitesse. Une &coupe est aussi a pre -your pour le passage de l'intcrrupteurgeneral,

d) Montage et tarage (fig. 10)

Le boitier pourra ensuite etre montedans le vehicule, par exempie dans unendroit approprie du tableau de bord,ou dans une niche rest& disponible, agauche de la boite a gants par cxem-ple.Le microcontact de miss en servicepeut etre install& aupres de la base dulevier de vitesse. Son positionnementdevra etre tel qu'il se ferme lorsquel'on enclenche la vitesse de plus

Na 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 61

Levier de vitesse

Micro - contactde. detectionLen!e ou 5eme

vitesse

Fig. 10 Schema gen&al &installation.

grande valeur. L'auteur, pour ses es -sass, a pu le fixer sous le soufflet, cequi offre l'avantage d'une dissimula-tion male de 'Installation.On peut maintenant passer aux essais.et au tarage de l'indicateur. Taus lesajustables sont accessibles sur le mo-dule superieur. Concernant l'ajusta-ble Ai qui fixe le gain de l'amplifica-

lion du signal d'entree, unpositionnement median est appropriadans la plupart des cas.En tournant le curseur dans le sensdes aiguilles d'une montre. on aug-mente le gain, et inversement.Pour effeetuer le tarage, on peut, dansun premier temps, se baser sur l'indi-cateur de vitesse propre a la voitureen agissant doucement d'abord sur lecurseur de A2 puis sur celui de A3pour affiner le reglage. Par la suite, ii

Photo 5. - Gros plan sur le transistor depuissance.

convient d'obtenir un reglage plusexact en procedant par chronome-trage direct d'une distance parcourueconnue a vitesse constante.L'indicateur est maintenant tout afait operationnel ; desormais, vousn'aurez vraimem plus aucune excusesi un radar detecte un depassementde vitesse... Robert KNOERR

LISTSDES COMPOSANTS

a) Module inferieur

12 straps (5 horizontaux, 7 verticaux)R22 a R27: 6 x 33 kg (orange, orange,orange)R28 : 10 kit (marron, noir, orange)R29 : 100 162 (marron, noir, jaune)R30 et R31 : 2 x 33 IcS1 (orange, orange,orange)D5 a D12: 8 diodes -signal (1N4148,1N914)C13 : 4,7 nF milfeuilC14 : 22 nF milfeuilCI5 : 1 nF milfeuilC16 : 4,7 nr.' fnilfeuilC17 : 22 nF milfeuilC18 : 1 nF milfeuilC19 a C20 : 2 x 4, 7 nF milfeuilT 3 : transistor NPN BC 108, 109,2N2222ICa : CD 4518 (double compleur BCD)

1C8: 2x CD 4001 (4 Dories NOR a 2entrees)1C9: CD 4081(4 portes AND a 2 entrees)Connecteur femelk 9 brochesConnecteur femelle 4 brochesConneeteur femelle 3 broches

b) Module superieur

6 straps (4 horizontaux, 2 verticaux)RI : 330 St (orange, orange, marron)R2 : 100 kit (marron, noir, jaune)

Ri et R3 : 3 x 10 k52 (marron. noir,orange)R6, R7 : 2 x 1 kit (marron, noir, rouge)R8 : 3,3 kit (orange, orange, rouge)R9: 100 IcS1 (marron, noir, jaune)Rlo : 150 1-2 (marron, vent, marron)

: 33 kit (orange, orange, orange)R12 : 10 k 2 (marron, noir, orange)Ri3 : 100 kit (matron, noir, jaune)R14 : 33 /di (orange, orange, orange)R15 : 10 k52 (marron, noir, orange)Rio 100 kt2 (marron, noir, jaune)R17: 470 ktl (jaune, violet, jaune)R18 : 10 kut (marron, noir, orange)R to : 100 kt2(marron, noir, jaune)R20. R21: 2 x 33 1(0 (orange, orange,orange)

At et A2 : 2 ajustables de 47 ku. implan-tation horizontale, pas de 5,08/13 : ajustable de 4,7 kit, implantation ho-rizontak, pas de 5,08

D : diodes 1N4004, 4007D2 a D4: 3 diodes -signal (IN4148,1N914)DZ : diode Zener de 10 V

Ci : 220 AF116 V electrolytiqueC2 : 47 aF/10 V electrolytiqueCj : 0,22 uF milfeuilC4 : 22 nF milfeuilCs. Co : 2 x 0,1 ;IF milfeuilC7 : 47 nF milfeuilCg : 22 nF milfeuilC9 : 1 nF milfeuilC10 : 0,22 AF milfeuil

C11 : I nF milfeuilC12 : 4,7 nF milfeuilTI : transistor NPN RD 135, 137T2 : transistor PNP 2N2907ICI : µA 741 (amplificateur operationnel)IC2 : CD 4001 (4 portes NOR a 2 entrees)IC3: CD 4081 (4 portes AND a 2 entrees)IC4: CD 4011 (4 portes NAND a 2 en-trees)1: int errupteur a glissthreConnecteur male 9 broches4 picots

c) Module affichage

15 straps (3 horizontaux, 12 verticaux)R32 : 330 i2 (orange, orange, marron)R33 a Rad : 14 x 680 0 (bleu, gris, mar-ron)AF1 21AF3 : 3 afficheurs 7 segments a ca-thode commune (MAN 74A 706D)IC5 : CD 4518 (double compieur BCD)ICI], ICI]: 2 x CD 4511 (decodeur BCD

7 segments)Connecteur coude male 4 brochesConnecteur coude male 3 /troches

d) Divers2 em bases o hananeMicrocontact (voir texte)

ernbase type sonoI fiche sono correspondanteFil soupkFil blinde (1 conducteur + blindage)Coffret plastique 120 x 80 x 60

62 No 122 ELECTRONICWE PRATIQUE

TEMPORISATEUR D'EXTINCTIONMINE LAMPEDans ce montage d'initiation, sur plaque FIXFIL,la lampe reste allumee durant quelques secondesapres l'ouverture du commutateur.

n simule ici l'equipe-ment de certaines auto-mobiles dont les pharesrestent allumes un cer-

tain temps apres qu'on ait quitte levehicule.

PRINCIPE DEFONCTIONNEMENT

Lorsque l'interrupteur I est fern* lestransistors T1 et T2 conduisent. Le re-lais, dont Ia bobine est dans le circuitcollecteur de T2, est en position « tra-vail N, (not& T) et la lampe L est allu-mee.Lorsqu'on ouvre l'interrupteur, lecondensateur charge sous 4,5 V appli-que cette tension sur la base de Ti,qui continue done a conduire ; lalampe reste allumee.A mesure que le condensateur se &-charge, l'intensite diminue dans labase de Ti. Au bout d'un moment, letransistor cesse d'etre sature et le cou-rant dans l'emetteur diminue egale-ment.Rapidement, ce courant est tel que latension aux bornes de R3 (entre lespoints M et N) est inferieure a la ten-sion de seuil de la jonction base-ernet-teur du transistor T2. Celui-ci se blo-que alors, et le relais passe en position« repos sr (not&R) : la lampe s'eteint.On petit augmenter Ia duree de latemporisation en augmentant la capa-cite du condensateur, et inversement.

LISTEDES COMPOSANTS

R : resistance 114 W, 22 kitR2, R3: resistance 114 FV, 1141C: condensateur 100µFTi et T2 : transistors NPNRL : relais 6 V, 1 RT FIXFIL sur pia-quette1: interrupteur FIXFIL sur plaquette

L : !awe 3,5 1/, 0,2 A sur dauille FIX-FILCavalier FIXFIL de 1,2 et 4 intervalles

Pour se procurer le materiel FIXFIL,s'adresser a :- CICADIS : B.P. 3, Le Nage. Dracy-le-Fort, 71640 Givry, tel.: 85.41.31.55.- TSM 15,rue deg Onze-Arpents,95130 Franconville, tel.: 34.13.37.52.

$4 N.122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

UN INDICATEURD' INCLINALSONA l'instar des astronefs, qui possedent un horizonartificiel, nous vous proposons de doter votrevehicule automobile, gull soit tout terrain on non,d'un indicateur d'assiette permettant en sommede vous rendre compte au volant du degr6 deroulis ou de tangage.

et equipement ne figurememe pas en option surban nombre de vehicu-les haut de gamme.

Alors reattendez pas pour en equipervotre there deudeuche.

A - PRINCIPEU MONTAGE

Au tableau de bard des avions, ontrouve un instrument de pilotage par-ticulier destine a materialiser une re-ference de verticale terrestre et per-mettant au pilate d'apprecier laposition de son avion en roulis et entangage : c'est recran d'horizon artifi-ciel. II est utilise en particulier pourles approches aux instruments. Rap-pelons encore que Ie roulis est le mou-vement periodique d'un bord a l'au-tre que prend un navire sous l'effet duvent ou de la houle ; tandis que le tan -gage est le mouvement du navire dansle sens de sa longueur (sens du &pla-cement).A bord d'un vehicule automobileclassique, on peut nettement saisir lanotion de pente lorsqu'une routes'eleve et que le moteur peine un peuplus. Les routes montagneuses ensont l'exemple le plus concret. Ontrouve d'ailleurs des panneaux sur lebord de la route lorsque la pente estconsider& comme dangereuse ou dumains incite a la prudence. Remar-quons au passage que ces indicationss'appliquent plus generalement auxdescentes, pour lesquelles on indiquela declivite en pourcentage.[Inc valeur de 10 % correspond a unedenivellation de 10 metres pour unedistance de 100 metres.

L'inclinaison lateral e d'une automo-bile stationnee a cheval sur le trottoirest aisement detect& de la meme ma-niere. II nous a semble amusant Cuencore utile de proposer a nos lee-teurs un indicateur d'angle de pentebidirectionnel, qu'ils pourront mon-ter sur le tableau de bord de leur vehi-cule automobile. Le montage est basesur le principe de Newton (celui qui,selon la legende, a recu one pommesur la tete) scion lequel les corps tom -bent scion one attraction verticalevers le sol. RappeIlez-vous le fil aplomb du mean, qui n'a d'ailleurspas do etre employe pour la tour dePise en ItalieEn equipant l'axe d'un potentiometred'un mobile assez pesant et en solida-risant le corps du potentiometre avec

la voiture, on petit etre assure quel'axe dc celui-ci sera toujours manoeu-vre de maniere a laisser le mobile a laverticale. Ce raisonnement s'appliquebien stir aussi bien pour ]'angle duroulis que pour celui du tangage.moyennant on montage mecaniquecorrect. Le &placement du vehiculeest dont traduit par une variation deresistance et, sans trap de mal, parone variation de tension. 11 nous res-ters juste a visualiser correctement laposition du potentiometre par quel-ques LED plates disposees A la ma-niere d'un mobile articule en son cen-tre (voir photos).Lin etalonnage soigné est meme envi-sageable avec un peu de patience etpar un choix judicieux de la valeur dequelques composants.

No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 65

Photo 2. - Pn'sentation do ?nodule d'affichage.

CARTE UR

DE ROULIS

_ r . .

ALIMENTATION

12 Wits

CA PTEUR

OE TA NGAGE

REGLAGE

ANGLE

CONVERTISSEUR

IC1

REGULA TRIP

5 Volts

RE GLAGE

ANGLE

AFFICHAGE

A LEDS

AFFICHAGE

A LEDS

Fig. 1 Synoptique.

B - ANALYSEDU SCHEMAELECTRONIQUE (fig. 2)

Le dispositif etant destine a fonction-ner a bard d'un vehicule automobile,it est clair que la tension sera preleveesur la batterie, puis ramenee de 12 a5 V a l'aide d'un classique regulateur7805 bien connu. Un condensateurchimique C2 assure un leger lissagesur la sortie.Le cceur du montage est le circuit in-tegre LM 3914 de National Semicon-ductors (NS), qui contient dix compa-rateurs de tension &ages le long d'unechaine de resistances de division. Cesresistances ont toutes la meme valeur,soit 10 kQ. Nous signalons au passagequ'il existe le circuit LM 3915 dumettle constructeur et compatiblebroche a broche, mais comportant

66 Na 122 ELECTRONIQUE PRAT1QUE

Photo 3. - La carte impritnee principale

une &Ilene de resistances a progres-sion logarithmique (valeurs de 410 SIA 6,63 ke). Nous preferons pour noireutilisation le premier modele, plus fa-cile a etalonner si necessaire.Selon la valeur de la tension de refe-rence disponible A ceite chaine (bro-ches 6 et 7), la sortie de l'un des corn-parateurs basculera des que la tensionprelevee sur le pont diviseur, pour('entree noninverseuse, sera approxi-mativement egale a la tension objetde la comparaison. Celle-ci est appli-quee a travers la broche 5 a toutes lesentrées inverseuses des compara-teurs. Le circuit possede dix sortiespour les LED dont les anodes sontcommunes et reliees a travers ladiode D1 a la tension positive d'ali-mentation. Cette diode dolt protegerle circuit integre des inversions de po-larite.Vous aurez note que notre circuit estcapable de commander directement

les diodes electroluminescentes del'affichage. Sur ICI, par un choix etun reglage judicieux des ajustables P2et P3, on peui assurer le decoupage dela tension d'entree en pas reguliers,c'est-i-dire occasionnant une varia-tion de tension tres progressive.Enfin, le plus simple a comprendreest le potentiometre P1, notre capteurd'inclinaison dont is tension aux bor-nes est exaciemeni de 5 V et dont lecurseur distribue la valeur a mesurerselon ]'angle de roulis ou de tangage.Bien entendu, un modele de polentio-metre a variation lineaire est preco-nise ici. 11 est clair que la position me-diane du curseur de P1 doitcorrespondre A l'allumage de la diodecentrale, a savoir 1-4 et L 11 sur leschema. En realise, ces diodes sontmontees deux par deux en serie, poursimuler plus parfaitement la rotationd'un curseur lineaire. La consomma-tion du circuit integre est fort Eno-

deste puisqu'elle n'est guere plus Cle-\Pee que 20 mA. Nous avons omis designaler (rue le mode point (une LEDA la fois) est preconise ici, et cela serealise en ne reliant pas la broche auniveau positif de l'alimentation. L'au-tre mode est le mode barre ou &Ilenede LED (cm parle de DOT/BAR).

C - REALISATIONPRATIQUE

La realisation du montage est aiste sivous utilisez les circuits imprimesproposes aux figures 3 et 4. Leur reali-sation ne doit poser aucun problemeinsurmontable et, si vous faites vospremieres armes, nous ne saurionstrop vous conseiller de lire un articletraitant de ce sujet dans ElectroniquePratique du mois de novembre 1988.

N. 122 ELECTRON1QUE PRAT1QL/E 71

+5V

P1

ROULIS

+ 12 c)Volts

Cl

11

1-

L2 L3 L4 L5 16 L7

17 16 15 14 13 12 11

3 IC1 LM 3 914 8

5 2 4 6 7

R6

7805

LEDS PLATES ROUGES -D.

(2 en sine)

+5V

P4

L8 L9 110 L11 112 L3 114

17 16 15 14 13 12 11

3 1C2 LM 3914 8

5 2 4 6 7

P6

R12

Fig. 2 Schema de principe. Traces des circuits imprimis a Fig. 3rechelle. et 4

--t.,A te-c° I' 1e--,.. a .... 5.0 0.4

41111.M0111 411e7 C-4' 4

72 N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

0

ROUL IS

41'

Masse

P1

Corn mun

ON/ OFF

0 0 ligc,

n 00

0

00

0

7 LEDS

ROUL IS

Comrnande leds

Vers platine

1 I

0

M

S

7805

12 Volts

allurne ogares

TAN GAG E

P4

7 LEOS

TANG AGEcommwde leds

Corn mu n

leds plates rouges Implantation des elements. Fig.et 6

0

W 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 73

La mise en place des divers compo-sants se fera selon les indications desfigures 5 et 6. Quelques straps figu-rent sur la plaquette d'affichage ; lesdiodes LED plates seront soigneuse-ment disposees, et on veillera plusparticulierement a leur brochage. Desfils souples multicolores relieront lesdeux plaquettes et acheveront cetterealisation qu'iI vous appartient demettre a I'abri ou en valeur dans lecoffret de votre ehoix.Le reglage du montage se fera en deuxtemps puisque la detection du rouliset celle du tangage font l'objet decomposants totalement separes. llconvient tout d'abord de garer votrevoiture sur un sol le aussi horizontalque possible, puis de trouver un em-placement pour lager l'ensemble cap-teur. Les potentiometres sont fixes etles axes places a mi-course, les contrepoids etant places et regles ensuitela verticale. Les LED centrales dechaque echelle doivent s'allumer ; sice n'est pas le cas, retoucher les ajus-tables pour obtenir un allumage detoutes les LED par inclinaison descapteurs vers la droite et vers la gau-che.Pensez a choisir des potentiometresdont l'axe se manceuvre tres facile-ment si vous voulez obtenir une rota-tion aisee et sans a -coups. Une devia-tion simultanee des deux balanciersest possible, mais verifiez tout dememe qu'ils ne puissent pas s'accro-cher l'un dans l'autre.Gageons que cette realisation origi-nale mais simple fera des envieuxparmi les possesseurs de vehiculesplus sophistiques. N'allez tout dememe pas jusqu'a router sur deuxroues sous pretexte de voir si la der-niere LED de l'echelle du roulis veutbien s'allumer.

Guy ISABEL

Photo 4. - Cc que revek « capteur ».

LISTEDES COMPOSANTS

Semi-conducteurs

Regulateur integre 5 V positifs 7805IC 1, IC2: comparateurs LM3914 de NSDi, D2 : diodes redressement 1N4001Li a Li4 : diodes LED plates rouges(28 au total)

Resistances (toutes valeurs 1/4 W)

RI, R2, R3 : 10 kit (marron, noir, orange)R4 : 1509 (marron, yen', marron)R5 : 560 11 (vent, bleu, marron)R6: 3909 (orange, blanc, marron)R7, R8, R9: 10 left (marron, noir, orange)R10: 150 it (marron. vent, marron)RI t : 560 it (vent, Neu, marron)

R12 : 390 it (orange, blanc. marron)PI, P4 : potentiometres lineaires 4,7 a22 1c9 (voir texte)P2, P5 : ajuslables horizontaux 470 itPj, P6: ajustables horizonlaux 1 kit

Condensateurs

C1 :plastique 10 nFC2: chimique vertical 470 pF/16 V

Divers

Boitier avec une face plexiglas rougeBailer alu pour support des capteursCable 4 fils ou blinde 3 conducteursInter miniatureFits souples multicolores2 supports a souder 18 brochesDiverses pieces mecaniques (voir lexte elphotos)

TOUTE L'EQUIPE

ELECTRONIQUE MARQUE

VOUS PRESENTE SES

MEILLEURS MU POUR 198974 N0122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LABO 13MINI~VOLTMETREVoltmetre de poche a diodes DEL. Autonome,compact et de faible cout, cet appareil remplaceraavantageusement le traditionnel testeur decontinuite en usage dans de nombreuxetablissements scolaires et introduit la mesure detension Crete alternative en instantane.

Cette realisation s'inscritdans Ia gamme des pro -jets electroniques pourla <4 Techno o develop-

* par Electronique College et repro-ductible au niveau des classes scolai-res, en substitution a l'obsolete« sonnette ».

CARACTERISTIOUES

- Alimentation par pile : consomma-lion 30 mA.- Affichage a 16 diodes electrolumi-nescentes.- Tensions continues et alternativesde 0,1 a 300 V en 5 gammes.- Precision 5 %, linearite 1 %.- Mesure des tensions crete par « ba-layage ».- Reponse en frequence superieure100 kHz.- Impedance d'entree elevee.

LE PRINCIPE DES KITSrr ELECTRONIQUECOLLEGE »

Dans un but educatif, « ElectroniqueCollege » offre un choix de deux pos-sibilites pour la realisation du mon-tage.ter choix : realisation du circuit im-prime par vous-meme.Vous trouverez ci-joint un dessin ducircuit imprime a l'echelle 1. Celui-ci,a l'aide de la methode Transpage,vous permettra de realiser votre cir-cuit sur laque presensibilisee. Vouspouvez aussi sensibiliser une plaquecuivree a l'aide d'une resin photo -sensible en aerosol. Dans les deux cas,

it est prudent d'etamer le circuit apresgravure et rincage.Ze choix : utilisation du circuit im-prime 0 Electronique College ».Un circuit imprime, fourni en verreepoxy de 16/10e, est livre cote cuivrereconvert d'un vernis appele epargne.Ceci presente les avantages suivants :- risques de court -circuit entre pisteslors de !'operation de soudure reduitsau minimum ;- protection des pistes en cuivrecontre l'oxydation- aide au reperage des pastilles al'aide d'un quadrillage realise dans levernis epargne.En outre, ce circuit est &tame, ce qui

ELECTROIlIOUECOLLEGE

facilite le travail tors du soudage descomposants.Que vous ayez choisi Ia I re ou la 2emethode, it ne vous reste qu'a percerle circuit et souder les composants.a) Percage : 1,3 mm pour les grandespastilles rondes, 0,9 mm pour toutesles autres pastilles.b) Montage : le reperage des compo-sants se fait sur une grille quadrilleeau pas de 2,54 mm. Les ordonneessont reperees en a, a', b, b', c, c', d,d'... Les abscisses en 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8... Pour chaque composant, les coor-donnees donnees dans le tableau demontage vous permettent de Ie posi-tionner a coup sur correctement.

MONTAGE

X X X

8

10.5 V--dom

* zzzi--- 11---

R4

E+

RI111:

C I 1

a

16

F.1,2%_isssjii3

lb -

01 t*WM.RA1

4R5 R6 R7 98 R9

DEL

K1

PP. oV

Fig. 1 Schema de principe.

SCHEMA DE PRINCIPE

La figure 1 permet de comprendrc Ic

fonctionnement de l'ensemble.Le circuit integre CI' est utilise enamplificateur lineaire. I1 commandel'une apres l'autre 16 diodes electro-luminescentes avec une reponse ex-tremement rapide qui permet mernede mesurer une tension periodique.Exemple la modulation audio.Cette particularite le distingue large-ment des autres appareils a aiguilleon mane digitaux pour lesquels it estimpossible de lire une valeur instan-tanee.La diode D, elimine la composantenegative et protege l'entree du circuitintegre. La resistance RA1 permetd'ajuster avec precision la pleine

La mise en route et les differents cali-bres sant selectiones par le commuta-teur Kl. L'alimentation du circuit ne-cessite une tension minimale de 9 V.Une pile du type « alcaline » assurenormalement ce service. Toutefois,pour utiliser en totalite une pile ordi-naire, le circuit prevoit l'emplace-ment d'une deuxieme batterie de1,5 V montee en serie et du typeLR 03.

II n'y a pas de difficultes particulierespour le cablage de ce montage. Lescomposants sont places du cote noncuivre, le plus pres possible du cir-cuit. Soudez successivement les resis-tances, le support de CI, le commuta-teur et les DEL. Veillez aux polaritesdes diodes et des DEL.Effectuez le cablage dans I'ordre indi-que en annexe en vous a idant duschema d' implantation de la figure 2.

MISE EN ROUTE

Apres une derniere verification, l'en-semble est pret a fonctionner. Ali-mentez a l'aide d'une source de ten-sion egale a 10 V en respectant lespolarites. Positionnez le calibre sur1,5 V, reliez l'entree a une tensioncontinue de reference egale a 1,5 V etajustez la resistance RA1 de faconobtenir l'allumage de la 16C diodeDEL.

Trace du circuit imprime. Fig. 2

Mini VoltIX EP

2 6 B 10 12 14 16 16 20 22 24 26 29 30 32 341 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

3388440481 a

01cLff-1O

tmficL/OE Cear

15 2C:$ 7,2r1

-v1V4ITS rtr-81- ri 48

r '191

Photo 2. - Circuit imprime d'un type particutier.

N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 77

r.

e -C SC ,:i as as os se vs st at Pr 9,' cI, 2 a 1IP 5...0 Ft: es vs es CS rs et- v? of ts , : e 7 a c

--,NI iriiIVI -140488

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Photo 3. - Aspect du module cable.

Positionnez le calibre sur 15 V et ve-rifiez l'affichage en faisant varier latension de reference de 1,5 V a 15 V.Le cas echeant, retouches legerementle reglage de RAI,La mcsure en alternatif s'effectue encorrespondance avec la derniere

diode allumee. Si les deux extremessoft en fonction, passer a un calibresuperieur. Dans le cas d'une mcsureen tension sinusoldale et pour obtenirla valeur moyenne, divisez le resultatobtenu par 1,41.

NOMENCLATURE

Resistances 1/4 W

Ri : 10 MU (marron, noir, bleu)R2: 100 kit (marron, noir, jaune)R3 : 10 kt (marron, noir, orange)R4 : 390 16! (orange, Blanc, jaune)R5 : 5,6 MO (vert, bleu, vert)R6. 39 kg (orange, Nam, orange)R7 : 18 kg (marron, gris, orange)R8 : 3,6 kit (orange, bleu, rouge)R9: 1,8 at (marron, gris, rouge)RA : resistance ajustable 100 kg

Diodes

D1: 1N4148DEL (16) DEL rouge 0 3 mm

Circuit integre

C7/ : EIA,4 170

Divers

I commulateur 2 x 6 positionsI support circuit integre 2 x 8 plots7 picots

Bolder

1 boitier avec logement pile 9 V1 borne rouge1 borne noire1 bouton 0 6 interieur1 gravure1 pile 9 V alcaline

Faites-nous partde vos experimentations

personnellesen nous soumettant

une maquette electronique

ELECTRONIQUEPRATIQUE

2, rue de Bellevue75019 Paris

Photo 4. -"Insertion a rinterieur du coffret.

78 N° 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

LE BADGEELECTRONIQUEPRATIQUEEncore un gadget, oui... mais des plus originauxcar, au lieu de faire simplement clignoter unediode electroluminescente ou meme allumerprogressivement une rampe de DEL, ce badge feravarier d'intensite lumineuse une DEL bicolore,autorisant ainsi une multitude de couleurs entre lerouge et le vert, en passant par le jaune. Alorssoyez branche, et que la lumiere soit !

I. SCHEMASYNOPTIOUE

1 faut savoir qu'unediode DEL bicolore estconstituee d'une diodeDEL rouge et d'une

DEL verte dans le merne boitier. Enagissant sur la polarisation de chaquediode, on agit sur leur intensite lumi-neuse, mais aussi sur le melange descouleurs (entre rouge et vert). Ainsinait l'idee de commander chaquediode par un signal triangulaire, defrequence lente pour visualiser la va-riation. Le hasard et le temps combi-neront ces deux signaux et permet-tront le melange des couleurs.La generation d'un signal triangulaircest assuree par un integrateur, associea un detecteur de seuil (« trigger »).En sortie de l'integrateur, on releveun signal triangulaire et, en sortie du« trigger », un signal carre. On corn-mande la DEL a travers un genera -tear de courant, assez sommaire, quifera varier l'intensite dans la DEL etegalement sa diffusion lumineuse. on&double ce montage car la DEL estbicolore, a quelques variantes pres(courant 1, frequence).

11. SCHEMA DE PRINCIPE

EirlaLe schema de principe est Presqueaussi simple que le synoptique. Pouravoir un montage compact, on a

choisi de realiser l'integrateur et le0 trigger » avec des pones C-MOS. Le0 trigger » est realise a l'aide d'unepone OU exclusif, montee en sui-veur, de trois resistances et d'unediode. La diode autorise deux seuilsnon symetriques, necessaires pour legenerateur de courant. L'integrateurest realise par une porte OU exclusif,montee en inverseur, associee a uneresistance et deux condensateurs dontun de compensation (CI ou ne-cessaire pour entretcnir ]'oscillation.Ainsi donc, avec quatre portes OUexclusif, donc un circuit integre, onrealise deux generateurs de signaltriangulaire. La figure 3 complete]'analyse par quelques rappels sur Iapone OU exclusif, dont le symbole

actuel utilise. Grace aux portes OUexclusif, on a pu utiliser un seal cir-cuit integre au lieu de deux.Le generateur de courant utilise unsimple transistor. Au Vbe pits, on re-trouve aux bornes des resistancesd'emetteur la difference de tensionentre mile d'alimentation et celle dusignal triangulaire, done egalementune tension variant lineairement.Une des diodes sera ainsi comman-d& par le courant de collecteur, pro-portionnel a cette tension divisee parla valeur de la resistance d'emetteur,qui vane lui aussi lineairement.Les valeurs des composants assurentdeux frequences tres lentes, legere-merit diferentes. Il sera possible de lesmodifier en changeant les valeurs de

No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 79

R3 1,14

4seW9` hiMe`

R4,C2 ou Rio,C4. Le plus simple estde changer la resistance consideree. Ilest possible de modifier l'intensite lu-mineuse en agissant sur R6 ou R12,mais it faudra eviler de descendresous 33 ft. Si l'envie vous prend, 11 estegalement possible d'augmenter lenombre de diodes. 11 suffit de repro-duire le nombre de fois desire le mon-tage (R, T, Ra, D) precise a droite dela figure. La realisation double déjà lavisualisation.De plus, en inversant la diode bico-lore, vous inverserez la variation lu-mineuse. Quand une diode serarouge, l'autre sera verte... Experimen-tez alors d'autres valeurs pour R6 etR 1/.

En respectant les valeurs choisies, lebadge fonctionne de 4 V a 15 V. A4 V, la consommation maximale est

TRIGGER" INTEGRATEUR/.\/.1T1

de 33 mA environ, et 100 mA sous9 V. La pile de 9 V durera tout demerne longtemps car le courantmoyen est beaucoup plus faible. Onrecommande toutefois I'usage d'unepike alcalinc.

REALISATIONPRATIQUE(fig. 4, 5.6, 7)

Pour realiser le circuit imprime, onutilisera une plaque de verre epoxy.de 60 x 30 mm. On en trouvera le

FL\v-4 ,NTEGRATEUR .TRISGER

Synopttque de fonct f on nemen t.Fig. laet lb

IC I

R

91 R2/t

R7 R9 R10

R5

NY&

C4 R11

02 R8

RS

T1

03

72

R12

PI

Fig. 2a Schema de principe.et 2b

Quelques explications compl6men- Fig. 3(tares. a 6

Sza.0+a.0 S= a .1 + 71

5 = a 5.

00u-> 0ou4

I C 1

b

Symbol? actual

Armen symbol?

5= at:65= ah*ali

5

101011

I

II T1, 12

r.,;(0011111#.9 LE sAmr, ATAG

D3

V

So mm

01, 112

80 No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

trace des faces composants et facecuivre respectivement aux figures 5 et6. On reproduira le trace du circuitsur le cote cuivre, en utilisani une desnombreuses methodes courammentdecrites, en veillant bien a ne pas firerle circuit a l'enversApres le transfert du trace, on passe ala gravure dans un hain de perchlo-rure de fer porte a 48 0C pour une ac-tion rapide. 11 ne reste plus qu'a rin-cer le circuit, le secher, le percer(trous de 0,8 a 1 mm) et le protegerpar un vernis protecieur, ou un eta-mage qui constitue le fin du fin!!

Photo 2. - Le montage s'articule autourd'un seul circuit integre,

On implante alors les composantsdans l'ordre habitue] : resistances.condensateurs, diodes, transistors.circuit integre (sou& pour un gain deplace). Le brochage des semi-conduc-teurs est precise en figure 4.

.filf(TROAlkilE/v/PArictuTc_

0° 4.1349,. .0

0

Photo 3_ - Astucieux dispositif d'accro-chage.

,

En figure 7, un cache qui pourra etrerealise en epoxy, commc en circuitimprint& pour preciser l'iniitule. II sefixera sur le circuit principal par descosses support tulipe. II pourra to casecheant jouer le role d'interrupteur deraise sous tension, bien que le plussimple soit de deconnecter la pile.Les zones cuivrees sur le cote du cir-cuit principal perrnettent de souderdeux <4 pinces », realisees en fit rigideetame. On pourra ainsi fixer le badgesur la poche de sa veste et cacher lapile a l'interieur de cette meme po-che. A remarquer que les fits d'ali-mentation sont soudes cote cuivre,sous ICI, sur les deux pastilles pre-vues, sans commettre d'erreur de po-larite.

CONCLUSION

11 est possible d'utiliser ce montage enbadge, de dissocier les DEL pour ca-cher l'electronique (ce qui est un peudommage, car elle aussi mettra en va-leur foriginalite de votre realisation),de le monter dans sa voiture (pouregayer les enfants turbulents !), oupour avoir un voyant original sur sasonnette ou sa derniere realisation,ou...

P. WALLERICH

NOMENCLATUREDES COMPOSANTS

RI, R7: 100 kit 114 WR2: 220 kit 114 WR4 : 6,8 Mil 114 WR5 : 10 kfl 114 WR6 : 15041 112 WR3, R9: 120 kit 114 WR8 : 220 kit 114 IVR10: 6,8 Mit 114 WRif : 10 1012 114 WR12:51t2 112 IVCj : 0,15 ALF piastiqueC2 : 0,22 AIF plastiqueDi, D2: 1N4148D3: DEL bicolore 5 mmTi. T2 :BC308A, BC251AICt : CD403013R : 10 id. I 114 WT BC308A, BC251AD : DEL bicoloreRa: 33Sla 470 0112 W1 plaque epoxy 30 x 60 mm

si cache)1 connecteur pour pile 9 VPicots supports tulipe, soudure...

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Ne 122 ELECT-RI:MIME PRATIQUE 81

TRANSMISSIONSAUDIO PAR

_mINFRAROUGESMI MODULES

EN FREQUENCE

L

L'intelligibilite d'unprogramme de television estsouvent un probleme d'environnementacoustique. Vous ressentez ce probleme,notamment quand vous vous trouvez avec despersonnes qui ont des choses tellementintelligentes a se dire qu'elles doivent vousempecher de suivre votre programme prefere.

e remade, c'est l'ernet-teur a infrarouges quise trouve installe stirvotre televiseur, et dont

les signaux sant captes par une photo -diode, suivie de selection, demodula-tion, amplification, pour aboutir a unecouteur que vous mettex sur vosareilles. Notex que cet ecouteur est.accessoirement, une arme dissuasiveenvers ceux qui ant envie de vousparler.Meme sans emploi de moyens focali-sants. la portee de l'installation de-crite ci-dessous est d'au moins dixmetres. En munissant emetteur et re-cepteur cl'anterines directives, c'est-A-dire de loupes qu'on devra orientertres soigneusement, on peut arriverune portee dix fois plus grande, etfranchir, par example, la distance en-tre deux batiments voisins. La liaisonsera alors extremement discrete. carla focalisation par lentilles fait queseul le destinataire peut la capter.De plus. cette liaison se distingue parune excellente qualite acoustique, caron v utilise la modulation de fre-quence.

PAR TICULA RI TES

DE LA MODULATIONDE FREQUENCE

Comme le nom du precede l'indique,la modulation de frequence consiste afaire agir le signal. c'est-a-dire l'infor-

rnation a transmettle, non pas surl'amplitude, mais sur la frequenced'une porteuse ou d'une sous-por-teuse. II en resulte des variations defrequence d'autant plus rapides quela frequence du signal est plus elevee,et une < excursion » d'autant plus im-portante que le volume de ce signal

N° 122 ELECT RO N IOU E PRATIQUE 83

est plus fort. Par n excursion D, on en -tend le nombre de kilohertz sur lequelIa variation de fr&quence s'etend.Comme it n'est pas possible d'agir ef-ficacement sur la frequence (ou sur laIongueur d'onde) du rayonnementemis par une diode a infrarouges, onprocede par rintermediaire d'unesous-porteuse. Le montage decrit tra-vaille avec une frequence de repos desous-porteuse de 50 kHz environ.Celle-ci agit sur la porteuse (sur lerayonnement infrarouge) par modu-lation d'amplitude ou, plus exacte-ment, par tout ou rien. Cela signifieque cette porteuse se trouve tout sim-plement decoupee au rythme de lasous-porteuse, laquelle se trouve mo-dulee, en frequence, avec une excur-sion rnaximale de ± 20 kHz. Ainsi, lafrequence de la sous-porteuse est sus-ceptible d'evoluer entre 50 - 20 = 31)et 50 + 20 = 70 kHz.A la reception, on s'arrange pourprendre en compte exclusivement lesvariations de frequence, el non pascelle d'amplitude. Comme les pertur-bations (bruit) se manifestent essen-tiellement par des variations d'ampli-tude, it en resulte tine ameliorationappreciable de la qualite de transmis-sion.Cependant. cette amelioration n'estpas inconditionnelle. En effet, si lesmodulations d'amplitude (AM) et defrequence (FM) coexistent, en ma-tiere de radiodiffusion, c'est que cha-cune a ses avantages, La figure 1 illus-tre une comparaison (necessairementsubjective, done approximative) en-tre les deux procedes. Alors que lalinable de l'AM &emit a peu presregulierement avec la distance entreemetteur et recepteur, la FM pre-sente, toutes choses &gales par ail-

un palier de qualite exprimantune nem superiorite aux distancesfaibles et moyennes. Au-dela de cepalier, 1a qualite de la FM &croft ra-pidement, et it existe meme une plagcextreme, sur laquelle la modulationd'amplitude est encore intelligible(avec quelque peine), alors qua la mo-dulation de frequence ne l'est plus.

On peut pousser la limite de rentabi-lite de la modulation de frequence unpeu plus loin en exploitant Les diffe-rentes reponses au bruit des deux ty-pes de modulation.

Lars de conditions de reception cor-respondant a ('intersection des cour-bes AM et FM de la figure 1, la puis-sance du bruit de perturbation est lameme, dans les deux cas. 11 en est dif-

Fig. 1

Fig, 2

La modulation de ftequence n'estIquirrieure a cell(' d'amplitude que

a on Jan abstraction de ce qui sepasse a la !Unite d'iniclhgibilite.

La reparation spectrale du bruitesr homogime en AM, alors que('amplitude de bruit FM est pro-portionnelle a la frequence de mo-dulation.

feremment quant a la reponse spec-trale de ce bruit. La figure 2 montrequ'cn AM on observe un 1,4 bruitblanc D, c'est-a-dire un melange equi-libre de toutes les frequences qui sontcomprises dans Ia gamma acoustique.En revanche, le bruit residuel de lamodulation de frequence presenteune sonorite beaucoup plus aigue, carles frequences &levees y predominent.En analysant cc bruit a l'aidc d'un fil-tre a bande etroite et ajustable en fit-quenee, on constatera que rampli-tude de bruit est proportionnelle a lafrequence.

On peut ainsi arneliorer sensiblementle confort de reception en attenuantles frequences elevees a l'aide d'un fil-tre passe -bas. Certes, cette attenua-

tion se repercutera aussi sur le signalutile, et on s'eloigne done des condi-tions de la « haute fidelite D. Mais II ya un remade. II consiste dans une« preaccentuation D des frequences&levees, a remission. On soumet le si-gnal BF ii une function « passe-haut », et ralteration qu'iI y subiraainsi, a remission. sera precisemcntcompensee par le filtre passe -basqu'on utilise, a la reception, pour at-tenuer le bruit.

PRINCIPE DEL'EMETTEUR

Le diagram -lie de la figure 3 montreque remetteur comportc un pream-plificateur BF. Le signal d'entree,provenant d'un microphone, ou de lavole son d'un televiseur, etc., y estCleve A une amplitude suffisante pourpouvoir attaquer le modulateur.Ce dcrnier est un oscillateur dont lafrequence depend d'une tension decommande qu'on lui applique. En an-glais, un tel circuit est appele « vol-tage controlled oscillator »,rabreviation VCO qu'on utilise sou -vent pour ce type de montage.Ainsi qu'on le verra plus loin, ce VCOest un oscillateur a relaxation dont lecondensateur est &charge, periocli-quement, avec une intensite propor-tionnelle a la valeur instantanec du si-gnal de modulation. On obtient ainsiune excellentc linearite de modula-tion. De plus, cc procede ne n&essitede bobinage ni a remission ni a la re-ception, ce qui facilite Ia realisationde l'ensemble.Le modulateur atiaque un etage depuissance qui ne fait rien d'autre quedecouper, au rythme du signal fournipar le VCO, rintensite d'alimentationdes diodes de rayonnement infra -rouge.

Fig. 3Principe de remetteur. Le modula-tear est un oscillateur dont la Ire-quence est une _fonaion lineairedime tension de commande_

BFPrarnplit3

Modubleur(VCO)

SO t =kHz

Etage de

Puissance

84 Na 122 ELECTRONIQUE PRATIOUE

PREAMPLIFICATEURDE L'EM1SSION

La figure 4 montre le schema completde l'emetteur a modulation de fre-quence. Le preamplicateur (gain entension de 11) est constitue par unamplificateur operationncl TL 081.Quand le signal a transmettre pro-vient de la sortie son d'un televiseur,d'un radiorecepteur ou d'un cnrcgis-treur, on dispose souvent d'une am-plitude suffisante (0.5 a 1 Veff) pourqu'une preamplication dans un rap-port de deux soil suffisante. On peutalors utiliser le preamplificateur de lafigure 5. II s'insere directement entreles deux lignes pointillees qui ont atetracees dans le schema de la figure 4.Si. au contraire. on a besoin d'un gain

plus important (attaque par un mi-crophone dynamique), it suffit dechoisir le rapport (R5 + R6)/R5 egal augain desire. En portant, par exemple,R5 a 1,5 MU, on obtiendra un gain deWO. La modulation maximale del'emetteur sera alors oblenue avecunc tension efficace d'entree de2.5 mV.

Dans taus les cas, i1 convient d'ajus-ter le potentiometre d'entree, R1, defacon a obtenir l'excursion optirnale,sans surmodulation aux signaux forts.

Fig. 4Schema crimple! de remetteur. Lepremier amphficateur ope ration-nel seer de pMamplificateur BF etles deux mores firm partie du /no-dulateur de fri'quence

Les modalites de cet ajustage sontdonnees plus loin, dans le paragraphsconsacre a l'exparimentation.

MODULA TEUR

DE FREQUENCE

L'amplificateur A2 (fig. 4) est utiliseen trigger de Schmitt. Son entrée

mains » se trouve connect& sur C5.La rapidite de charge de ce condensa-teur depend de l'intensite de collec-teur de Ti, done de la valeur instanta-née du signal BF.

Lorsque la tension aux bornes de C5atteint le seuil du trigger, celui-ci bas-cule, et C5 est alors tres rapidementdecharge via R16 el Di. Puis, it se

charge de nouveau, plus lenternent,par le courant de collecteur de Ti. On

Entreeor

1 c

470NF

R2

R3IL 001

Ai

06WOO

R4

C2

Quand on pew se consenter d'unFigO foible gain BF. on peut rem placer

ramplificateur operationnel Ai deia.figure 4 par ce montage.

IC 4

C5

R7

R8

Tr

R11

TiBC

5480

R13

014

C7

R9

50mA

0.5,1)

R15iSAW

D5 V

03 D4

Id02 KK

lit 5VA

L D1

"7/ L0271

L02 484

(2)

LD4 0//

0.154

Lns

1

2N2219

ou

BSY 860.64/

019

12

C8

12V

12V

Alimentation 12 V pour remetieurFig. o h modulation de frequence de la fi-

gure 4.

N6122 ELECTRONIOUE PRAT1QUE 85

obtient ainsi, aux bornes de cecondensateur. une dent de scie dontla frequence est une fonction lindairedu signal BE d'entree.

Comme on prefere, pour des raisonsde rendemeni, attaquer Pelage de sor-tie avec une rectangulaire. onconnecte aussi A3 sur C5. Ce secondamplificateur est utilise en compara-teur. La valeur de R i I a ete choisie defawn a obtenir un signal de sortie sy-metrique (rapport cyclique voisin de0.5).

La frequence de repos du modulateuretant determinee par rintensite decollecteur de Ti, on peut I'ajuster parR10. On verra, plus loin, que cet ajus-tage se fait sur la frequence centraledu recepteur. Bien entendu. cette fre-quence de repos depend aussi de lavaleur de C5. On aura done avantagea utiliser un type donne pour une to-lerance de 10 % (dielectrique plasti-que, polystyrol ou equivalent). Sur -tout ne pas utiliser un condensateurceramique, courant de fuite et effet detemperature seraient prohibitifs.Les elements R 1 et C6 constituent unpasse-haut d'intensite et assurentainsi la preaccentuation dont il etaitquestion plus haul. Leurs valeurs ontote choisies de fawn que les frequen-ces elevees de modulation (a partir de4 kHz environ) donncnt progressive -mewl lieu a une excursion superieureA la valeur nominate. Cette accentua-tion atteint 6 dB vers I 0 kHz. linesurmodulation n'esi guere a craindrede ce fait, car dans un signal audio,les frequences aussi &levees n'existentque sous forme d'harmoniques, c'est-a-dire avec des amplitudes relative-ment faibles.

ETAGE DE SORTIEET ALIMENTATION

Le transistor T, commande les diodesa infrarouges suivant le principe del'intensite constante. La tension dereference qui est necessaire pour cemode de fonctionnement, est obtenuepar la tension de seuil des diodes D2 aD4. On obtient ainsi une correctionde temperature, excluant tout dom-mage en cas de temperature ambianteelevee.

Platirie imprimee pour temetteurde la figure 4 et /'alimentation dela figure 6. Elle peut etre logeedans un baffler Teko P13, Lepelcontiendra aussi le transformateurd'alimentation.

Fig. 7

Photo 2. - Carte imprimee de la section emettrice

86 ND 122 ELECTRONIQUE PR AT IQU E

Comme la tension de sortie de A3 nes'annule pas completement, tors desalternances correspondantes, on in-tercale la diode D5, Iaquelle agit ega-lement par son scuil, pour assurer unblocage parfait de T2.L'intensite moyenne de collecteur deT, est de 120 mA environ, avec lesvaleurs du schema. Quand on utilisedes diodes d'amission a boitier metal,supportant une intensite plus forte(CQX 19, LD 242). on peut rodutreR I 9 en consequence (5,6 ou 4.7 eton aura alors avantage a ramener R18a 1.2 Mt.En sortie, on peut utiliser indifferent-ment I A 6 diodes luminescentes,connectees en serie. Suivant l'effet dcdirectivite qu'on souhaite obtenir. onfera appel a des diodes a faisceau plusou moins etroit, orientees toutes dansla merne direction ou disposees en&entail. Bien entendu, la port& serad'autant plus roduite qu'on cherche adiffuser plus large. Seuie l'experiencepermettra de determiner le compro-rnis optimal.La tension d'alimentation a ete choi-sie egale a 12 V, car cette valeur estsouvent disponible dans les televi-seurs dont la sortie son doit attaquerIsernetteur d'infrarouges. On pout no-tamment en profiter quand c'est l'am-plificateur BF du televiseur qui estalimente en 12 V, car cet amplifica-teur ne fonctionnera, en principe,qu'a puissance reduite. quand on dif-fuse le son par vole infrarouge.Quand on envisage un fonetionne-ment autonomc, on pourra faire ap-pel au circuit d'alimentation de la fi-gure 6.La figure 7 propose un circuit im-prime pour le montage de la figure 4et pour falimentation de Ea figure 6.Le regulateur 12 V se trouve montesur la face cablage de la platine. On y

Photo 3. - Gros plan sur les diodes d'erms-sUm.

0/

Composants figures 4, 6 et 7(emetteur FM)

Al : amplificateur operationnel TL081 CPA2. A3 : double amplificateur opera-tionnel TL 082 CP

: 100 n1 dielectrique plastiqueC2, CS. C4 : 470 nF, 20 V, electrnlyti-que

: 1,5 nF, styrnflex ou dielectriqueplastique (± 10 %)0: 15 nF, dielectrique plastiqueC7: 22 nF, ceramique nu dielectriqueplastique0: 330 nF dielectrique plastiqueCy : I 000 'IF electrolytiqueDi a Dc : l N 4148 nu equivakntes

12 : potentiornetre 100 ou 220 kil, lo-garithmiqueR2: 180 kitR3: 820 kftR4: I MilR5: 15 kSt

Ro : 150 kitR7: 390 alR8: 100 kitRy: 1,8 kitR10: &stable 2,2 kit1? 11 : 100 keRI2: 2.7 kt/R13. 1001d2RI5 56 kitR16: 470E1R17: 27k11Rm 1,8 kitR19: 6,8 StTj BC 54813 ou equivalentT2 : 2N2219 ou equivalent

Condensaleur dentree BF: 100 nFI100 VRegulateur de tension 12 V : 7812 CVau equivalentTransformateur d'alimentation : 2

.lbis 12 V10,16 A (5 VA)

Diode(s) a infrarouges : LD 271,LD 242, CQX 19, CQY 37, CQW8913. SF11 484 ou similaire(s)

Composants figure 5(variante amplificateur BF)

I condensateur electrolytique :470 nFI 20 V4 resistances : 3,3 kit, 10 kg, 100 kit et390 kit1 transistor BC 548 B ou equivalent

laisse subsister une petite surface cui-vree, laquelle constituera un radia-teur suffisamment efficace pour rap-plication envisagee,

Les dimensions du circuit irnprimesont adaptees a un boitier Teko P/3.lequel contiendra aussi le transforma-teur. interrupteur et fusible sont logesdans une paroi laterale, alors que laplatine metallique supporte leconnecteur d'entree, le potentiometrede volume et deux douilles, sur les-quelles on connecte les diodes d'emis-sion, montees sur une petite plaquettese terminant par des fits rigides qu'onpourra plier de facon a obtenirl'orientation souhaitee.

PRINCIPE DURECEPTEUR FM

Le receptcur de modulation de fit.-quence fait appel a une boucle dephase et fonctionne en demodulationsynchrone. C'est a peu pres ce y

a de plus sophistique en la matiere.Neanmoins, ce recepteur ne necessiteaucun bobinage.La figure 8 presente son diagrammede fonctionnement. Pour des raisonsde hande passante, on utilise non pasun phototransistor mais une photo -diode, A cause de sa capacite interneplus faible.

Pour obtenir un bon rendement, ondoit la faire travailler avec une resis-tance de charge de I'ordre de 100 kit.En cas de fort eclairement ambiant, laphotodiode risque de saturer dans cesconditions, ou du moins de travailleravec une tension residuelle si faibleque sa capacite interne devient prohi-bitive (attenuation des frequenceselevees). Pour cette raison, on fait ap-pel a un circuit de charge actif, obeis-sant si peu a la Ioi d'Ohm que la resis-tance virtuellc de charge et la tensiona ces bornes ne varient que tres peuavec l'intensite qui le parcourt.

Accessoirement, cette charge activefiltre la composante alternative(100 Hz) des ampoules d'eclairaged'une maniere si efficace qu'on nerencontre aucun probleme a ce sujet.

En fait, cette action de filtrage setrouve encore renforeec par l'amplifl-cateur selectif (fig. 8) dont le gain entension est voisin de 1 000. Du fait dece gain, on obtient. en fonctionne-ment normal, une tension parfaite-ment ecretee (debarrassee de toutemodulation aecidentelle ou parasite

N.122 ELECTRONIQUE PRAT1GUE 87

Photo -,ispect du reccmcur.

de faire appel A un amplificateur BFd'impedance relativement elevee.Deux versions d'un tel amplificateurseront presentees par la suite.Le recepteur travaille avec une ali-mentation autonome de 6 V (piles).On arrive ainsi A un montage leger etpeu encombrant. Le fonctionnementest encore correct quand les piles sesont dechargees jusqu'a 5 V, et mememains, bien que la bonne tenuc descircuits integres du montage ne soitgarantic, erl principe, que jusqu'a5 V.

PHOTOD1ODEA CHARGE ACTIVE

Le schema de la figure 9 presente lescircuits u haute frequence » et « de-modulation du recepteur a modula-tion de frequence. Tant que reclaim -

PhD

Charge

Active

AMPlifiSelectil501' 20kHz

Comparateur

de phase

RV CO

BF

0

Ecouteur

d'amplitude) a la sortie de cet ampli-ficateur ou, a plus forte raison. apresramplificateur supplementaire qui setrouve a rentree du comparateur dephase.Cc comparateur fait partie d'un cir-cuit integre (CD 4046), lequelcontient egalement un VCO dont leprincipe est parfaitement identiquecelui du VCO de remetteur. Or, la td-che du comparateur consisie A corn -parer le signal de son propre VCO acelui d'un signal qui, tout comptefait. provient du VCO de remetteur.Au depart, ces deux signaux aurontdes frequences differentes ou dumains un &art en phase_ Partant decette difference, Ie comparateur eta-blit un signal d'erreur qui est appli-que au VCO par rintermediaire d'unpasse -bas (R et C). Tres rapidement,ce signal d'erreur forcera le VCO durecepteur sur une position de phase setrouvant verrouillec avec cede du si-gnal incident.

tine fois la boucle de phase ainsi ver-rouillee, les deux VCO (emetteur etrecepteur) fonctionnent sur unememe frequence. Si la frequenceremission se trouve alors modifiee dufail de la modulation qui raffecte, lecomparateur du recepteur produitune tension de sortie un peu cliff&rente. mais toujours telle que son pro -pre VCO reste asservi a celui deremetteur.En d'autres termes, le VCO du recep-teur est l'csclave de celui de remet-leur, lui-meme esclave du signal BFde modulation. Or, eel asservisse-ment implique que les deux VCO re-coivent des tensions identiques d'en-tree. car autrement ils ne pourraientse trouver sur une meme frequence.Le signal FM o &module est ainsiobtenu a rentree du VCO du recep-teur. car la tension qu'on y trouve est,par definition, &gale a celle qui corn-mande Ie VCO de remetteur.Pour exploiter cc signal. it convient

Fig. 8 Principe du recepteur. On y faitappel a une demodulation syn-chrone par boucle de phase, ne ne-cessitant aucun hohinage.

ment de la photodiode BP 104 restefaible, sa charge est essentiellementcon stituee par R1, car la chute de ten-sion sur R, reste inferieure au seuil debase de Ti, et celui-ci reste bloque.Lors d'un eclairement plus fort et mo-dule en basse frequence (ampoulesd'eclairage), T1 tend a amplifier le si-gnal de la photodiode avec inversionde phase. 11 se cornporte ainsi corn meune resistance de charge tres faible. etles basses frequences sont fortementattenuees de ce fait.

n'en est pas de meme pour les Fre-quences de modulation, beaucoupplus elevees (30 a 70 kHz), car du faitde C3, elles ne peuvent pas parvenirsur la base de T1. Cette derniere ne re -

gait ainsi qu'une tension proportion -

88 N.122 ELECTRONIQUE PRATIOUE

C1

T1

BC

5488

LD1 PhDBP104

F)u,C2

C3

R2

e1113

R5WsW

CO 4046

TL082

R7-NWA4-

R6

C4 5

R9

R10

C6

65o,

16 1

Comp.

Signal Comp.

VCO

R2 I nh

R1

C

VCO

C9

C8

C7

o + 6V

R12

R13

Amplifi

BF

C13 f-C12

C11

C10m

ITonalite 2.1oeiLo1302014)

I

R15

Volume

Fig. 9 Circuits a antenna de preamph-fiCation siVedire et de demodula-tion active du recetneur a modula-tion de frequence.

nelle a la moyenne de l'aclairement.et Ti se comporte comme une resis-tance de charge dont la valeur est aumains aussi elevee que cello de Ri.La conduction de Ti implique unetension de 0.6 V entre base et emet-teur. Comme R1 et R2 constituent undiviseur de tension, cela implique2,4 V entre collecteur et ernetteur.M'erne lors d'un fort eclairement,cette valeur nc pourra etre &pass&que de peu, car un tel depassementimplique une augmentation de l'in-tensite de collecteur de Ti, done unecompensation de l'effet qu'on auraitobserve avec une resistance de chargepurement ohmique.

AMPLIFICATEUR

Obtenir un gain de 1 000, jusqu'a70 kHz, avec un seul amplificateuroperationnel, c'est possible si le pro-duit gain par largeur de bande de cetamplificateur operationnel est aumains egal a 70 MHz. Cependant, unamplificateur operationnel doubled'une bande passante de 3 MHz estnettement m01115 cher, presente

mains de difficultes de realisation. etpermet un filtrage en &apes. tras fa-cile a mettre en ceuvre.lin premier effet de Mirage est déjàobtenu par C2, car ce condensateurassure une function passe-hautconjointement avec le diviseur de po-larisation de base, R3. R4. On obtientainsi unc rejection supplementairedes basses frequences de la modula-tion perturbatrice due aux ampoulesd'eclairage.Les deux amplificateurs operation-nels qui suivent eerie liaison fonc-tionnent chacun avec un gain de 33,ce qui determine one frequence supe-ricure de coupure de 80 a 90 kHzpour chacun, soil environ 70 kHzpour l'ensemble des deux etages. Lafrequence inferieure de coupure de-pend de C4 et de C5. Ces capacites ontete choisies de fawn a obtenir une re-ponse aussi peu accident& que possi-ble, entre 30 et 70 kHz.A la sortie, on peut se contester d'unecapacite de liaison (C6) de faible va-leur, car le circuit integre de la bouclede phase (CD 4046) presente une im-pedance d'entree elevee.

DEMODULATION FMPAR BOUCLE DE PHASE

L'entree u signal » (broche 14) duCD 4046 aboutit sur un amplificateurA large bande, Iequel attaque l'une des

deux entrees du comparateur de pha-ses. L'autrc entrée de ce comparateur(broche 3) est reliee directement a lasortie du VCO (broche 4).La plage de frequence de cet oscilla-teur est determinee d'unc part par lesresistances (Rio et R11) qui se iron -vent cannectees sur les broches 11 et12, d'autre part par Cs. Comme dansle VCO de l'emetteur, on aura avan-tage a utiliser un condensateur de10 %, a ]'exclusion de tout modele ce-ramique ou autre type minuscule.Pour des raisons de dispersion, ]'utili-sation successive de deux CD 4046dans un meme montage peut donnerlieu a un &art de plus de 10 % quantaux frequences de repos du VCO.Pour qu'il y ait, neanmoins, une coin-cidence suffisante, on ajuste la fre-quence de Pernetteur (par Rio, fig. 4)de facon a obtenir, en absence de mo-dulation, une tension continue de3,5 V sur l'entree de commande duVCO (broche 9, fig. 9). Cette tensiondoit etre mesuree avec un voitmetreforte impedance (voltmetre digital).Le flltre passe -bas de la boucle dephase (R12, C7) presente une fre-quence de coupure de 16 kHz. Celasignifie que des signaux BF jusqu'a16 kHz peuvent etre &modules. Pourobtenir une bonne separation de lasous-porteuse, on prevoit un secondMire du meme type (R13, C10).A la suite, on trouve une commandede tonalite (C11, Ri4). Du fait de la

N° 122 ELECTRONIQUE PRATIOUE 89

preaccentuation qu'on avait operee al'emetteur, elle agit dans les deuxsens. Les sons aigus se trouvent favo-rises quand la valeur de R14 est maxi -male, et on peut les reduire assez for-tement dans le cas contraire. En casde liaison a longue distance, on parreflexion, la commande de tonalitepermet de reduire tres efficacement lebruit, car les frequences elevees y pre-dominent, comme on l'avait vu dansla figure 2.

AMPLIFICATEURS BFDU RECEPTEUR

Quand l'emetteur travaille a excur-sion maximale, on dispose d'unc am-plitude d'au moins I V a la sortie dudemodulateur. On peut donc secontenter d'un gain en tension relati-vement faible dans I'amplificateurprecedant l'ecouteur.Une solution particulierement simpleest indiquee dans la figure 10. Ellen'est valable que pour des ecouteursde plus de 100 SI, car l'amplificateuroperationnel ne saurait fournir uneintensite suffisantc dans une chargeplus faible. De plus, l'alimentationn'etant que de 6 V (soit 5 V vers la finde la vie des piles), on recueille moinsde a la sortie de l'am-plificateur, d'oft une puissanced'ecoute souvent insuffisante.Un amplificateur a symetrie comple-mentaire, de type classique, peutfournir une intensite plus importante,mais guere plus de tension, car lestransistors de sortie travaillent en col-lecteur commun, une chute detension d'au moins I V dans chacund'eux, sans parler de ce qu'on perddans les resistances d'emetteur qu'onprevoit habituellement dans ces mon-tages.

Un rendement bien meilleur (3 a 4fois plus de puissance sous 5 V d'ali-mentation) est obtenu par le montagede is figure 11, oit les deux transistorsde sortie fonctionnent en emetteurcommun. Leur tension de dechetn'est alors que de I'ordre de 0,2 V.Dans ce montage, T3 et T5 consti-tuent un « supercollecteur communNPN-PNP, alors que T4 et T6 for-ment un « supercollecteur commun »PNP-NPN, le tout etant assemble defawn a pouvoir fonctionner enclasse B, et avec un gain en tensionegal a (R20 + R21)/R20. Les transistorsd'entree, T1 et T2, sont montes en col-lecteur commun et servent a la foiscompenser le seuil emetteur-base de

Entree

Rb

560 kit

560 k

Ra pA741

au TL081

+6V

4,7 kStRd

2,2 uF

2,2 NF

7Ca

Ecouteur100 3000

.6V

Fig 10 Amplificateur BF de fail* puis-sance, pour le recepteur de la fi-gure 9.

T3 et 14, et a doter le montage d'uneforte resistance d'entree (au moins200 kW.On peut utiliser cc montage pour toutecouteur dOnt ('impedance est egale

Platine impritnee reunissant le re-Fig.12 cepteur de la figure 9 avec l'ampli-

ficateur BF de la figure 11. Laforme allongee garantil un mini-mum d'interaction entre les cir-cuits du montage.

Amplificateur de inovenne puis- Fig.11sance et de trey haul rendement,utilisant de fawn optimak la ten-sion d'alimentation de 6 V.

au superieure a 8 I. Un fonctionne-ment avec petit haut-parleur esi ega-lement possible.

REALISATIONDU RECEPTEUR

La figure 12 propose un circuit im-prime associant le circuit de recep-

la figure 9 a l'amplificateur dela figure 11. Les dimensions de ce cir-

Ecouteur R15 R14

SO N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Photo 5. - Carte impritnee de la partie recepleice.

Composants figures 9, 11 et 12Irecepteur FM)

+.f ): double amplificateur operation-nelTL 082 CPC1: 470 nF, 20 V electrolytiqueC2: 220 pF, ceramique(3: 2,2 nF, ceramiquer4: 390 pi', dielectrique plastique ou ce-ramique

nF, dielectrique plastique ou ce-ramique

In: 220 pF, ceramiqueC-: 1 oF, dielectrique plastique ou Cera-wipeCi: L5 nF, polystyrol ou dielectriqueplastique (± 10 %)6: 100µF, 10 V electrolytiqueno: 1 nF, ceramiqueCu: 10 nF, ceramique02, C i3 : 470 nF, 20 V, electrolytique

: 220µF, 10 V electrolytiqueC i5: 100 ou 220µF, 10 V. electrolytiquePhD : photodiode BP 104 (Siemens) ouRP14750 (RTC)

Ri :150 k1tR2: 56

R3, R4 : 560 kitR5,14 : 10 IcS2

R7.330 kitRs: 10 icS1

4:330 k&.-2Rio: 33 kitRH: 12 kftR12, 813 : 10 ktiR14.R15: potentiometres logarithmiques,100 ou 220 kft

Ti, T3, Tit : BC 548 13ou equivalentsT2, T5: BC 558 ou equivalentsTo : BC 328T7 : 13C 338Circuit integre : CD 4046 (boucle dephase C-MOS)

Composants figure 10(variante amplificateur BF)

4 resistances : 4,7 kft, 18 kf/, 2 fois560 Ail2 condensateurs : 2,2 et 22µF', electrOly-tiques1 amplificateur operationnel pA 741 ouTL 081 CP

suit mit ete choisics de facon qu'onpuisse le lager dans un boitier TekoP/4, A cote d'un support pour quatreoodles piles de 1,5 V. Les organes decommando (potentiometres, inter-rupteur) peuvent etre fixes soil sur Iaplatine metallique, soit dans une pa-roi laterals du boitier.

La photodiode BP 104 &tan( dot&d'un angle d'ouverture relativernentlarge, on pout avoir avantage a la pro-teger de la lumiere ambiante en la dis-posant, dans le boitier, 1 a 2 cm au-dessous d'une ouverture circulaired'un diametre de 8 a 10 mm. Au be-soin, on peut prevoir une lentille pouraugmenter la directivite.En disposant la photodiode directe-ment au-dessous de I'ouverture indi-quee plus haut, l'orientation du re-

cepteur sera moins critique. Onpourra, dans ces conditions, mieuxcanter une source diffuse, Celle qu'unereflexion du rayonnement emetteursur un mur ou sur un plafond.II est parfaitement possible de modi-fier le circuit imprime, mais on auratoujours avantage a lui conserver uneforme relativement allongee, de facona eviter tout couplage parasite. En ef-fet, les signaux de reception et deVCO sont de memo frequence, et lefonctionnement se trouvera forte-ment perturb& si une fraction, mememinime, du signal produit par le VCOparvient a Pentree de Pa.mplificateurselectif, Comme un filtrage n'est ja-mais parfait, on observe memo un pe-tit residu du signal VCO a la sortie dePamplificateur BF et dans le fil del'ecouteur.

EXPERIMENTATION

Apres realisation des montages et ve-rification des tensions continues indi-quees dans le schema, on met Ie re-eepteur en service. En absenced'ernission, on dolt entendre un bruitintense dans l'ecouteur (potentiome-tre de volume largement ouvert), no-tamment en presence d'une sourced'eclairage. Ce bruit doit cesser, desqu'on met l'emetteur en service (sansle moduler pour l'instant), et quandon oriente ses diodes de rayonnementapproximativement sur la photo -diode du roccpteur.

Si le bruit persiste. modifier la posi-tion du potentiometre de frequencede Parnettcur (R10, fig. 4) jusqu'a cequ'on obtienne le resultat souhaite. 11se peut, neanmoins, que ce ne soil paspossible_ Par exemple, quand l'emet-tour ne fonctionne pas correctement.Normalement, les diodes d'ornissiondoivent s'echauffer d'une manierenettement sensible. Si cues restent

Photo 6. - Gros plan sur la photodiode de re?ception.

N° 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 91

froides. l'amplificateur de sortie del'emetteur est en panne.On peut aussi imaginer des disper-sions de caracteristiques idles que lesfrequences d'emission et de receptionsent trop differentes pour. qu'un ac-cord soit possible. Ii faudra alors rem -placer, dans le recepteur, Cg par1,2 nF, puis eventuellement par1,8 nF, jusqu'a ce qu'on obtienne sa-tisfaction.

En tout cas, l'operation finale d'ali-gnement de frequence consisteraconnecter un voltmetre a haute impe-dance. dans le recepteur, entrc masseet broche 9 du C 4046, et a ajusterdans l'emetteur R10 de fawn que cevoltmetre indique une tension de3.5 V.

Un ecretage par surmodulation estpossible dans l'emetteur aussi lienque dans le recepteur, et l'un est aussidesagreable a entendre que l'autre.Pour 'etre stir d'un fonctionnementnominal du recepteur, n y travailleavec un volume relativement faible,et on connecte l'entree BF de l'emet-teur sur la source de modulation pre-vue (sortie on d'un televiseur, par

exemple, en choisissant une emissiona fort volume sonore). La limited'ajustage de RI (fig. 4) sera &pass&quand le recepteur &forme les passa-ges de tres fort signal. Il convientdone d'ajuster RI un peu au-dessousde cette limite.

Une fois cette raise au point effec-tuee, on pourra entreprendre des ex-periences d'orientation et de portee.En transmission directe (sans re -flexion), on obtiendra une receptionpure et fidele jusqu'a une distance dedix metres au moins. A l'aide de len-tilles, uric augmentation considerablede la portee est possible, a conditiond'une orientation tres precise. Onpeut egalement utiliser un reflecteurparabolique (lampe de poche, phared'automobile), en orientant la photo -diode de fawn qu'elle regarde vers lecentre de ce reflecteur.

Pour faciliter les manoeuvres d'orien-tation et d'alignement des « anten-nes # (lentille ou reflecteur), on peelprovisoirement remplacer les photo-semi-conducteurs par des LED- decouleur visible. La mise au point esialors parfaite, quand on voit. d'une

distance de plusieurs metres, cetteLED agrandie sur toute la surface dela lentille ou du reflecteur.

Une transmission par reflexion surplafond ou mur cst parfois aleatoire,car son rendement depend essentiel-lement de la nature de la surface retie-chissante (peinture lisse ou revete-ment rugueux). Les orientationsjouent egalement un role important.Meme si les premiers resultats sonspeu encourageants, on risque de trou-ver, a force de patience, des condi-tions de fonctionnement parfaite-ment acceptables, Bien que celapuisse se passer dans des conditions&orientation pen evidentes a priori.

H. SCHREIBER

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92 N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

UN TABLEAUAN/MENos montages ne doivent pas obligatoirementpresenter un caractere strictement utilitaire etquelque peu austere. De temps a autre,l'introduction d'un peu de fantaisie et de poesiedans certaines realisations peut agreablement lesmettre en valeur.

I - LE PRINCIPE

'est le cas de ce tableauanime ; it prescnte unmoulin a vent dont lesailes tournent, ou du

moins creent l'illusion d'une rotation.Les composants necessaires equipentun circuit imprime monte dans un ca-dre photographique. La configurationde l'implantation des composantsepouse, sous une forme stylisee, celled'un moulin tandis que les ailes sontmaterialisees par 32 LED rectangulai-res. Elles sont reparties, groupees pardeux, sur une circonference, en deft-ni ssant de ce fait 16 positions elemen-taires d'une aile. Elles sont alimenteesde maniere a mettre en evidence qua-tre groupes disposes en Croix de saint-andre, qui tourne a raison d'un pascorrespondant a un quart de tour, cequi donne l'illusion d'une rotationdont le pas eIementaire d'une aile cor-respond a un seizieme de tour, d'ou lavision d'une rotation quasi continue.

II - LE FONCTIONNEMEN(fig. 1 et 2)

a) AlimentationII ne saurait etre question d'equipernotre tableau d'un transformateur,pour d'evidentes raisons esthetiques.De meme, l'emploi de piles ou d'ac-cumulateurs n'est guere souhaitable,etant donne le peu d'autonomiequ'une telle alimentation procurerait.La solution consiste donc a utiliser lesecteur, par le biais d'une alimenta-tion extremement simplifiee. L'impe-dance d'entree est realisee par la re-

sistance R i montee en serie avec unecapacite C1. La diode D2 laisse passerles alternances positives qui chargentla capacite C2 et qui sant ecretees parla diode Zener Dz. Les alternancesnegatives, necessaires a la &charge

periodique de C.], sont vehieuIees parD1.Une telle alimentation delivre un po-tentiel pratiquement continu, de l'or-dre d'une dizaine de volts, capable dedelivrer un courant de l'ordre de 15 a

94 N 122 ELECTRON I QUE PRATIQUE

aLA]

N

C1

07

D1

L0Z

C2

R R3

R5

CL L2

!RAZ S4

14

3

6

2

15

r----1102 1

4 7

10

3 8

SO

Ll

O 0

1300L4

O 0

51

O 014 0150 016 0

52

O 022

23

24

O 0

53

0 030

310 0320 0

V

Fig. 1 Schema de principe.

Oscillogrammes. Fig. 2

20 mA. Celle simplicite n'est pas gra--mite. En effet, independamment d'undebit Iimite, de serieuses precautionssont a prendre au niveau de la seen -rite, etant donne que certainesconnexions sont directement soumi-ses au 220 V du secteur, et presententdone ce potentiel par rapport a laterre.

b) La base de temps

Les portes NAND I et II du circuit in-tegre ICI sont montees en multivibra-teur astable. A la sortie de la Porte II,on releve des creneaux dont la pe-'lode est proportionnelle au produitR3 X C3. Le fonctionnement reposesur la charge, puis la &charge, suiviedu merne phenomene en sens inverse,de la capacite C3 par l'intermediairede R3. Compte tenu du mode de solli-citation de la capacite, cette derniereest obligatoirement du type non pola-rise. La resistance R2 n'entre pas di-rectement dans le calcul de la pe-riode, mais sa presence confere aumontage davantage de fiabilite et destabilite.Quant aux portes III et IV du manecircuit integre, elles Torment un trig-ger de Schmitt, dont Ie role consiste apresenter sur sa sortie des creneauxdont les fronts ascendants et descen-dants sont Bien verticaux. En effet, laresistance R5 introduit une reactionpositive lors du basculement des por-

3U/2

a.IC1 U/20

-Uir2

El

j C 1

SO

I C2

SiC 2

52IC 2

SO

1C2

_..___.

-I.

i

-L_11

-b

I. - . ..-

,..-

tes, ce qui accelere ce phenomene,d'on la verticalisation evoquee ci-des-sus. A is sortie du trigger, on releveainsi des creneaux dont la periode estde I'ordre de 110 ms, ce qui corres-pond a une frequence voisine de9 Hz.

c) Avance du compteuret alimentation des LED

Le cirucit integre IC2 est un CD 4017.II s'agit d'un compteur decodeur deci-mal, composant tres utilise dans no-tre revue. II avance d'un pas pourchaque front ascendant presente sur

son entree « horloge ». L'avanceconsiste au &placement d'un etathaut de la sortie Si, a la sortie Sn+i, lesautres sorties presentant un eat bas.Cette avance se realise a conditionque l'entree de validation V soit sou-mise a un &at bas. Si on relie cettederniere a un &tat haut, le compteurreste bloque sur sa position, mettle siles signaux de comptage persistent.L'entree RAZ doit egalement etresoumise a un &at has. Toute impul-sion positive, meme tres breve, pre-sentee sur cette entrée a pour effet im-medial la remise a zero du compteur.Dans le cas present, l'entree RAZ est

No 122 ELECTRONIQUE PRATI QUE 95

CD 4011 4 portes NANO i 2 entreesLED rectangulaire - LA REALISATION

PRATIOUE

CO 4017

El

E2

Compteur decodeur decimal

+V RA2 H R 5l 54 58

55 51 50 52 56 S7 53

El E2

0

0

0 CD

H SO SI 52 S3 S4 55 55 57 58 S9 R

_r 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

j- 0 1 o a 0 0 0 0 0 a 1Tool oacioeo 0 1

5 0 0 0 1 0 0 9 0 0 0 1

_I- 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1

000001000000S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

5 0 0 a 0 0 a 0 1 a 0 0

_I- 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 af 00000013081 0

Fig. 3 Brochages.

reliee a la sortie S4. Le compteur nepout done occuper quo quatre posi-tions consecutives Sp, Si. S2 et S3.etant donne que S4 remet instantane-ment le compteur sur S0.

Chaque sortie utilisee alimente direc-tement deux branches de 4 LED mon-tees en serie, si bien qu'a tout mo-ment 8 LED soot illuminees, do fawna materialiser la configuration encroix dont nous parlions precedem-ment. On notera ]'absence de resis-tances de limitation de courant ; cettederriere fonction est en effet realiseepar ''impedance de sortie duCD 4017. II convient de remarquerque l'intensite disponible dans cha-que branche, a savoir 5 a 8 mA (done[0 a 15 mA sur la sortie concernee),constitue la limite maximale sup&rieure d'un circuit integre de la fa-mille C-MOS.

La frequPnce de comptage etant d'en-viron 9 Hz, les wiles de notre moulineffectuent chacune une rotation de9/16 de tour en une seconde, cc quirepresente une vitesse de rotation de :

9 x 6016

-33'7 tr/min

Trace du circuit impritne aFig.rechelle.

a) Le circuit imprime (fig. 4)

Plusieurs possibitites existent pour lereproduire une methode simple etrelativement facile a mettre en oeuvreconsiste a appliquer les elements detransfert Mecanorma, pastilles etbandelettes, directement sur la facecuivre do l'epoxy. Bien entendu, it estnecessaire de proceder auparavantun parfait degraissage de cette face.Par la suite, la plaque sera plongeedans un bain de perchlorure de ferpour gravure.Clnc autre methode consiste a passerpar le biais de la confection d'un.( mylar* transparent, toujoursl'aide de transferts, et de 'Interposerentre la face presensibilisee del'epoxy et une source de rayons ultra -violets. Apres revelation, la gravureest encore effectuee dans le perchlo-rure de fer.

96 N.122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Figmplantation des eltments avec5 straps apparents ou non.

Apres un abondant rincage, tons lestrolls seront perces a ('aide d'un foretde 0,8 mm de diametre. Certains sc-ions a agrandir suivant le diametredes connexions des composants a im-planter.Avant de dernarrer les travaux deconfection du circuit imprime, it estnecessaire, encore davantage quedans le cas d'un montage plus classi-que, de se procurer auparavant lescomposants ainsi que le cadre photo-graphique, afin de pouvoir modifiereventuellement le trace et le dimen-sionnement.

b) L'implantationdes cam posants(fig- 5)

On implantera en premier lieu lesstraps destines a etre caches par lasuite. On utilisera du fil extremementfin. Les brins qui constituent le cablesouple font parfaitement l'affaire.Cette operation achevee, ('ensemblede la plaque sera recouvert, cote op-pose au cuivre, d'une couche decora-tive textile. Par exemple du satin, dela mousseline, du tissu, du papier...selon le goat de chacun. Le collagesera effectue sur les bards de la pla-que, de preference du cote cuivre, demaniere a ne laisser apparaitre au-cune trace de colic.Par Ia suite, on s'armera de patienceet on implantera les quelques strapsvisibles, en fil brillant de laiton parexemple ; puis ce sera le tour des re-sistances, des diodes, des capacites etdes deux circuits imprimes. L'opera-tion n'est pas toujours tres facile,&ant donne que les trous pratiquesdans la plaque sont occultes. Une me-thode possible consiste a utiliser latransparence a Ia iumiere. Attention al'orientation des composants polari-ses.L'implantation des 32 LED est uneoperation decifate, dont dependbeaucoup l'effet esthetique final. Leurparfait alignement est necessaire.Toute precipitation est a exclure. Parailleurs, rappelons que les LED sontegalement des composants polarises.On achevera par la soudure du fild'alimentaiton secteur, que l'on choi-sira le plus fin possible pour d'eviden-

Photo 2. - Gros plan sur les wiles du moulin.

W 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 97

ins raisons de discretion. 11 existe desfils transparents, tres plats, destines aetre dissimules par de la tapisserie.Il ne vous reste plus qu'a encadrer vo-tre montage, et le poser sur votre bu-reau ou encore l'accrocher dans votre

salon comme un tableau. Avec un peud'imagination, it evoquera peut-etreen vous, ou aupres de vos amis, quel-que histoire du moulin d'AlpbonseDaudet...

Photo 3. - Apercu du circuit imprimi.

DES COMPOSANTS

5 straps apparents en fil laiton24 straps masques par tissu, papier,mousseline,RI : 47 011 W (jaune, violet, noir)R2: I M12 (matron, noir, vent)R3 : 330 1,12 (orange, orange, jaune)R4 : 10 kit (matron, noir, orange)R5: 100 kit (matron, noir, jaune)Di et D2: 2 diodes 1N4004, 4007Dz : diode Zener 10 VLi a L32 : 32 LED rouges rectangulaires(7 x 2.5)Cj : 1 07400 V mylarC2: 1 000 p.FI16 V electrolytiqueC3: 0,15 AF milfeuilC4: 1 nF milfeuilIC j : CD 4011 (4 portes NAND a 2 en-trees)IC2 : CD 4017 (compteur-decodeur deci-mal)Fil secteurFiche secteurCadre photographie 130x 90

ctiCOMPTE 1511. 5318 B. Multirrietre digital 2000

MARQUE Qui 555 RC. Generaleur portable de20 Hz echeloolleeS en 48 freti uencesfixes. Sinus et terra. Allenuateur -

sistonnetre. Test battene 1.5 V =et 9 V = Bip swore. Infensitee:10 A = Resistance de DI a 2000

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HCF 1000. Frequecemetre del Hz a 1000 MHz.Sensibilite 15 my. 2 oanaux d'entree. Affichage LED a 8digits. Mesure de frequences, periodern61re. TICtotatisateur et contralti interne

0 205. Genermeur de fonclion tie 0,2 Hz a 2 MHz en7 calibres. Sinus, Triangle, carre, TTL. Impulsion rampe.Sinusoide etalee. Entrée VCF. GOrnerateurd'Unpulsions. Generateur a balayage 1795E rrc

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E

TESTEURLOGIQUENous vous proposons la description d'un testeurlogique d'un prix de revient modique.

n effet, des que l'on ma-nipule des circuits nu-meriques. le testeur lo-gique devient une aide

indispensable et pratique. Celui quenous vous presentons permet de nousfaire connaitre les etats hauts et basainsi que les signaux periodiques.Cet appareil fonctionne aussi bienavec des circuits TTL que des circuitsCMOS alimentes sous diverses ten-sions.Chaque contact de la point de touchesera confirm& par une indicationacoustique donnee par un buzzer.

d'etat logique sera signa-l& par deux LED (verte ou rouge) oupar l'allumage des deux a la fois pourles signaux periodiques. Cette indica-tion lumineuse sera temporisee du -rant quelques secondes.Auxiliaire de depannage universe!, letesteur aura son alimentation auto-nome (deux piles de l,5 V). L'indica-Lion lumineuse est instantanee.

ETUDE GLOBALEDU CIRCUIT (fig. 1)

Les &tuts preleves sur le circuit a tes-ter vont permettre le blocage ou la sa-turation des transistors T1 T2. Nousserous done en presence de trois etatslogiques possibles. Ceux-ci seront ap-pliques, d'une part, a une porteo OU >> dont la sortie va provoquer lamise en fonctionnement du buzzer- par l'intermediaire de T3 -, d'autrepart. le signal issu du collecteur de Tisera envoy& sur la broche 4 du mo-nostable IC2. Ce signal aura etc aupa-ravant mis en forme par un trigger deSchmitt d'une porte NAND.Le signal issu du collecteur de T2 seradirectement applique a la broche 12de IC", entree trigger +. Les deux si-gnaux d'entree seront done mis enforme puis temporises. En sortie de

cc double monostable, les signaux re-cuperes scront appliques aux terrainslumineux.Pourquoi un monostable ? Tout sim-plement pour memoriser quelquetemps la mesure. Effectivement, it estpratique de poser d'abord sa pointede touche et de regarder Ia mesureapres. Cela evite hien des courts -cir-cuits...

Fig. 1 Synoptique.

10111111111111111111

LoGI0suotiE110

11tlto:A

ANALYSE DETAILLEEDU FONCTIONNEMENT(fig. 2)

En ]'absence de test (pointe do touchecn ]'air), Ti et T2 sont satures.Les resistances d'entree R1 -R2 sont devaleur &levee (1 MQ) de facon a ncpas consommer sur le circuit test& et,

DETECTION TESTa ou h Buzzer

DETECTIONTEST DES

NIVEAUX LOGlauss MONDSTABLE INDICATEURTEMPORISATION LUMINEUX MISE EN FORME LED

ALIMENTATION I

No 122 ELEOTRONIQUE PRATIQUE 99

Photo 2. - La realisation en coffrel rc MMP o.

vu le grand gain des transistors, per-mettent quand rneme lour saturation.La diode D2 est une protection contrel'effet Zener du transistor T 1.La diode Di est en place pour assurerun meilleur blocage par un seuit deconduction plus Cleve.

La pointe de touche preleve un si-gnal HAUT : dans ce cas, meme s'ils'agit d'un circuit alimente sous faibletension, ce signal haut va bloquer Ti(PNP) tout en conservant T2 sature.

La pointe de touche est connect& a

un signal SAS : cela conserve la satu-ration de Ti et bloque T7. Un signal periodique est preleve parla pointe de test : Ti et T2 seront blo-ques alternativement.

Fig. 2 Schema de principe.

+3V

02

R2

112 IC1

R10

3 S=

aKh

T3

Buzzer

1/ jCiNC

S

-R5

Cl

30 11 12

YC

1C2

1G 15

RS S P7

0.23

XtLed

vette

R8

tt

Ledrouge

Ler)la une

l<1

201.es1,5V

100 No 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

De ce fait, nous trouvons sur le collec-teur de Ti et de T2 (point a et pointb), trois combinaisons logiques diffe-rentes :- un etat 1 en a et un etat 0 en b enl'absence de test ;- un etat 0 en a et en b pour un testniveau haut ;- un etat 1 en a et b pour un test ni-veau bas.

Ces signaux logiques seront appliquesaux entrees trigger de deux portesNAND (4093) IC1, qui realisent lafunction S = a + b, e'est-i-dire que lebuzzer sonne si l'entree a est port&A 0 ou si l'entrée b est port& a I.Doric, pour un etat logique (sortie S)- voir schema theorique -, le transis-tor T3 va conduire et le buzzer se met-tra en fonctionnement. La resistanceRID est une resistance de limitationde courant de base.

En theorie, la sortie 3 du NANDpourrait attaquer directement le buz-zer qui ne consomme pas plus de3 mA. Cependant, apres essai, its'avere que le buzzer demande beau -coup plus de courant au o &col-lage »... d'oii la presence de T3.Voila pour ce qui est de la partie si-gnalisution sonore.

Lc signal issu du collecteur de Ti estconnecte a une entrée trigger (broches9 et 8) d'une porte NAND de IC1.Nous obtiendrons done un signal misen forme et inverse sur la broche 10de IC1. En effet, ii semblerait y

ait doute quanta la presence d'untrigger sur les entrées 5 et 11 de IC2.

Nous avons compare le 4538 du DataBook o SGS >4 avec le 4538 du DataBook o Motorola *. Il s'avere que cesdeux ouvragcs ne sont pas d'accord.Chez Motorola, seules les entrees 12et 4 ant un trigger, alors que chezSGS, cites en ont toutes un. Pour plusde securite (selon le circuit que vousvous procurerez) et comme it restaitdes portes NAND libres sur ICI, nousavons prefers « triggeriser >> deux foisplutot qu'aucune.

Ce sont done les fronts montants quivont declencher le premier monosta-ble. Quant au signal preleve sur le col-lecteur de T2, cc sera egalement unfront montant qui va declencher ledeuxieme monostable en arrivant surla broche 12 (+ tr) du 4538.

Ces deux monostables sent pourvusd'une remise a zero automatiqueconditionnee par l'ensemble Ra, C3sur les entrées Reset. A la mise sous

Fig. 3 Trace du circuit imprime et inl-et 4 plantation a rechelle.

tension, C3 represente tin court -cir-cuit momentane. La temporisationdes monostables est d'environ 2,2 se-condes, cote duree etant fixee par leselements R5, CI pour le premier mo-nostable, et par R6, C2 pour le second.En fonction de R5, CI et R6, C2, onpeut evidernment modifier cette du-ree de basculement. A noter que lesbroches 10 ct 6 ne seront pas connec-tees. Les broches 5 et 11 (- tr) serontreliees au ÷ alimentation.

Le signal sera mis en evidence sur lasortie Qi broche 7 pour le premiermonostable et sur la sortie Q2 bro-che 9 pour le second.

Qi sera relic a la LED rouge et sa re-sistance R8 de limitation Q2 attaquela LED verse.

L'alimentation se fera par le couplagede deux piles 1,5 V. La LED jaunesera le temoin de mise sous tension.

REALISATION PRA TIOUE(fig. 3 et 4)

Le trace du circuit imprime

Compte-tenu de la surface roduite ducircuit, toutes les methodes sent vala-bles. Cependant, la methode du mylaret insolation aux U.V. reste la pluspratique et la plus precise. Les pistespeuvent etre etamees a froid ou toutsimplement recouvertes d'un vernisde protection contre la corrosion.

Photo - Presence de straps de liaison.

N.122 ELECTRONIQUE PRAT3QUE 101

Mise en place des composantsSans difficulte particuliere. Les pola-rites des condensateurs ainsi que lebrochage des circuits integres sontevidemment a respecter rigoureuse-ment. Une attention particuliefc pourles circuits integres qui sons du typeCMOS, done reativement fragiles.Ces deux circuits seront mis sur sup-ports.

Cablage et mise en place dansle boitier (voir plan de cablage)Le circuit est the par l'intermediairede quatre vis sur les colonnettes duboitier.

Colonnettes du boitierLe buzzer est colle sur les trous prati-ques sur la face avant du boitier.

'WISE AU POINT

Il est preferable de tester le fonction-nement du montage avant de le fixerau boitier, cela pour des raisons avi-&rites de retouches... Aucun reglagen'est necessaire. Le montage doitfonctionner immodiaternent.Nous conseillons de prendrc du cableblinde pour relicr le circuit a la pointede touche, le cote masse sera terminepar une pince crocodile qui accro-chera dans le circuit a tester.

C. PIERRON Fig. 5

Circuitimprirne

Faceavaut

Coupleur de

piles

LEDrouge

-MI

- +LED

verseLET)

Jaune

Plan de cablage.

'NOMENCLATUREDES COMPOSANTS

Resistances

RI, R2: 1 MS! (marron, noir, vert)Ri : 27 kft (rouge, violet, orange)R4, R5, Rd : 100 kn(marron, noir, faune)R2, Rg: 100 St (marron, noir, matron)Rg : 150 Q (marron, vert, marron)Rio : 39 kSd (orange, Blanc, orange)

Condensateurs

CI, C2: 22 uF 16 VC3: 112F, 16 V

Transistors

T1: BC309CT2. T3 BC109C (pour T3.quel NPN convient)

Diodes

DI, D2: AA 119 germanium

n'importe

Circuits integres

C!1 : 4093 (4 pones NAND, entrees trig-ger)C12: 4538 (double multivibrateur mo-nostable)

LED

1 rouge1 verse1 Pune

Divers

3 porte-LED1 buzzer piezoI interSupports CI: 1 x 14 broches

1 x 16 broches1 fiche RCA chassisI fiche banane chassisI coffret a MMP »I coupleur piles 2 x 1,5 VFil blincleFil de differentes couleurs

BC 109 CDC 106 C

BC 309 C

Entree 1A

Entree 2A

Sortie A

Sortie B

Entree 10

Entrée 2E1

vs5 -

CX 1

RX CX 1

Reset 1

+ tr 1

tr 1

Q.1

at

Vss -

El

D

VDD*

Entree 2D

Entree 11:i

Sortie 0

Sortie C

Entrée 2C

Entrée 1C

VDD

CX2

RX CX 2

Reset 2

+ tr 2

- tr 2

0.2

0.2

II

102 N.122 ELECTRONIQUE RRATIOUE

L

UNE ETOILE AHUIT BRANCHESCe montage permet de creer des effets lumineuxtres attrayants suivant le contenu des memoiresque l'on peut programmer soi-meme si l'ondispose d'un programmateur d'Eprom. L'ensembleest disponible en kit sous la reference TSM 99.

es LED sent toujoursallumees par groupe dehuit. On peut ainsi allu-mer simultanement un

ou plusicurs group -es.Lc Bus X permet de creer les effets decercles (niveau logique 0). Le Bus Ypermet de cider les effets de lignes(niveau logique 1). Mais en fait ontravaille sur les deux Bus pour validerle ureic Olt la ligne a l'endroit desire,

CARACTERISTIOLIES- Alimentation 9 V - nu 12 V -.- Consommation maximale 1,5 A.- Visualisation par 64 LED matri-cees en X -Y (matrice 8 x 8).- 1 024 octets programmes dans cha-que Eprom.- Duree de deroulement d'une se-quence : ^ 8 minutes.- Vitesse de deroulement reglable.- Redressement, filtrage et regula-tion inclus.

DESCRIPTION

L'al imentationC'est un systeme classique a regula-teur. Un transfo 220 V/9 V 15 a20 VA sera branche au point 9 V -.Il est suivi d'un pont redresseurconstitue par 4 diodes 1N4004 etd'un condensateur de filtrage. La ten-sion continue obtenue est done 9 V x112=9 Vx 1.414 ,z.z 12 V.Pour obtenir le 5 V necessaire a l'ali-mentation du montage et tenantcompte de l'intensite necessaire, onfait appel a deux regulateurs 7805 di-rectement mantes en parallele. UndecoupIage est effectue au pied dechaque 7805 par on condensateur de100 nF afin d'eviter les risques d'os-cillation. Utiliser un dissipateur corn-mun pour les deux regulateurs, car lecircuit de masse passe par celui-ci.

Les deux condensateurs a la sortie dela regulation soft la pour compenserles chutes de tension provoquees parles points d'intensite tors de l'allu-mage des LED,

L'oscillateurII est confie a un 4093 (quadrupleTrigger de Schmidt a 2 entrees). Il estrealise simplement sur une pone, ladeuxieme sert a inverser le signal. Lesdeux dernieres servent a peaufiner lesignal obtenu, qui va aussi attaquerI'entree horloge du compteur. La Ire-quence de ce signal est regIable gracea PI,

Le compteur

II est confie a un 4040 (compteur bi-naire a 12 bits, dont on n'utilise queles 10 bits necessaires a l'adressagcdes Eproms ; sorties Q12 et Q12 nonconnectees).

Les Eproms

Ce sent, comme le nom l'indique, desmemoires programmables. II est déjàplus &heat d'en parler, car l'etat dessorties est dependant du programmeque l'on y a ecrit.Par centre, l'originalite de ce mon-tage reside dans l'utilisation d'un type

W 122 ELECTRON IQUE PRATIQUE 103

221i

05C1L LA SEUR 4093 * 14 -7

NC -

co . ,undensairas de dirouplages

47 i 1500

Alimentation, compteur, oscilla-Fig.1 team

. 5 V

11

7

6

5

3

4

13

15 12

14

5V

01

C0.5v71f

AID

10 A9

9 11111

a 12

7 13

6 15

5 16BUS X

4 17

3 18

25 19

24

14, 20, 21,22.29. 27EPROM 2764

CD s .V

A

A

14,

10

11L12

9

8

7 1

6 15

5 16B 05 Y

4 17

1 18

25 19

24[78

PZ20, 21,22, 23 27E FROM 2744

d'Eprom sans fenetre d'effacementpropose par le constructeur NEC car,

Eprom pour charger un programmepermanent. L'avantage est que, plussimple a fabriquer, son prix est plusfaiblc que celui de son homologue afenetre.Pourquoi utiliser un 2764 alors qu'onn'utilise qu'un 80 de sa eapacite ?Uniquement par economic !

L'interfagage de commande

II est realise avec deux groupes dehuit transistors qui travaillent en in-terrupteurs (1 ou 0).Le premier groupe (transistors PNP)est valide par le bus X avec un niveaulogique bas et permet de commuterles anodes des LED au + 5 V d'aIi-mentation.Le deuxieme groupe (transistorsNPN) est valid& par le bus Y avec unniveau Iogique haut et permet decommuter les cathodes des LED au- alimentation.Cette configuration est un &age To-tem Pale, et la logique de commandepour allumer la LED est la suivante :

L=I siX=OetY= 1L=OsiX=0etY=0L = 0 si X = 1 et Y = 0L=OsiX=letY=1

LE MONTAGE

Vous par mettreles resistances, qui sont au nombre de17. Attention, iI y en a 16 de mernevaleur, 5,6 kft et une de 8,2 ka

Vous utiliserez les queues de resis-tance pour les petits straps. Pour !es

longs, du fil est fournidans le kit, que vous couperez a labonne dimension pour l'insertion surle circuit imprime.

Photo 2. - Attention, le dissipateurAit office de liaison.

104 N. 122 ELECTRONIQUE PRATEQUE

BUS X

8k 5k6

lVNM

6 4 Ieds

les resistances de

limitation en sinesur chaque led ne

soot pas reprisenties

87, 5k6

+ 5 V

8 transistors PNP

-Ak

BUS

07;

Fig. 2 Interface a transistors.

8 transistors N P N

+ 5 V

Les eondensateurs se placerontcommc indique sur la serigraphie. At-tention, if y en a 3 polarises : C1. C2,C3. Les 100 NF n'ont pas de sensd'implantation.Les transistors sans a inserer commeindique sur la serigraphie. Attention,it y en a deux sories : NPN, PNP (voirnomenclature).Les rt:..gulateurs seront fixes sur le ra-diateur fourni dans le kit (voirschema d'implantation).

IZI

t4

T6 6 8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

Fig. 7 Mise en pierce des deux circuits.

N. 122 ELECTRO N I QUE PRATIQUE 105

.1 Fig.34

a Pk S1S1 AOCEs DE 5K,

TEDDE,FUNK IT

T GM 99.I

,O:FFkilLF /LILLL

Yf

a

0

O 0 0

0

0

0

"-T, °

0---

.° J:":- ° ---v

° .c?-: . ,=) ° q),Q

SO r 0

Fig.4

pa b c p02=:111

C2

opt

111 1111

g h

CI

L KOOO=1ii11=r, Ti

T1 Oc5

_C30

-11C

C RGiRG2

C6

B RESISTANCE.50 9{5

1C.:3 404

o LI LI

regiage de la vitesse

03/4 o c" -izzz,.---- ---, 0

/ 0/0 0 .5L -0=z,_/,, 0 ,,)0-.,0 c\\0%, : /0 /007 -c--o\%\,;),0\,,,

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

. ,...._ .,,-..... il- 0

0 _:::,-, 0 ..---;c:"....,.. 0

00 c: -C: 0

-"--. 0 ------- -

" .--.' "Zt 0

' .C20

0'Z'a

TOM 99 2 ..-^".' 0 1). ..

-ir-,...,

0 .'-' 0 il0 .-"' ift 0

-.. C ''0

IZZI 0r'" --,...., 0

Thus les elements sont publics uI'echelle 1/2.

a

0/a/Oroo'D

° r01r-rt. °° -vD *00 Ira

Plan de ca binge. Fig. 7

Methode de programmation pour realiser un effet de cercles aller et retour

D4 135 Do D7 Dg

Poids binaire 128 64 32 16 8 4 2

Valeur octeten

decimal128 64 16 8 4 2

Valeuren

tat

127

191

223239247251

253254253251

247239223191

127

>E

ra.c

t

o

1

11

1 1

11

11

1

l

1

1

I

1

1

1

1

I 1

1

1 1

I

I

1

I

I

I1

1 1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

255

255

255

255

255

255

255255255

255255255255

255

255

Ecriture en binaire.-I-Tous les bits sont a I sauf 1e bit de

commande. Sur cette ligne, la valeuren decimal est :64+32+16+8+4+2+3=127(puisquc D1 est a 0, on ne compte pas128 dans l'addition). Pour simplifieron fait 255 - 128 =127

Methode de programmation pour realiser un effet de lignes der et retour

Validation en permanence du Bus Y.+--.Tons les bits sont a I, alors on ajoute

par one simple addition taus les poidsbinaires128+64+32+16+8+4+2+1=255

iMnureFEprom X -r-

Di D2 D3 DJ 1) D6 Di 17s

128 64 32 16 8 4 2 1..-. - -Vale

en

decimal

Di 13: DI D4 D5 136 D7 DI,Ermriii

128 64 32 10 8 4 2 1

ValeuMiren

&um!

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 128

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 64

0 0 0 0 0 0 0 0 0 _ 0 0 0 0 0 0 0 32

`g= 0 0 0 0 0 0 0 0 0 va_o 0 0 0 0 0 0 0 16

rt. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rj 0 0 0 0 0 0 0 8

x.-' 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >.:" 0 0 0 0 0 00 4

E'T,,..,w,- =i.0 m

t-.<7) Fc

000000000 0 0 0 0 0 0 0

00 0 0 00 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0

0

0

0

R-,ef:,§-EI'' 'd.0

P -E 0

0000000 0 0 0 0 0

00 0 0 000 0 0 0 0

0

0

0

0 0

2

1

2

4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 -o 0 0 0 0 0 0 0 8

.'-7'-m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 16

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 64

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 128

Les valeurs en decimal servent a changer une epmm avec un micro-ordinateur

N0 122 ELECTIRON1QUE PRATIQUE 107

Les supports de circuits integres sontfournis dans ce kit ; vous les implan-terez comme indique, scion le nom-bre de broches.Pour X et Y, ceux-ci soul des memoi-res programmes ; ils seront places aleur place respective X ICi, et Y IC2.Le potentiometre sert a regler la vi-tesse du programme.Ce kit fonctionne sur 12 V alternatifsous 1 A ; vous pouvez aussi l'utiliseren 12 V continu en vous branchantsur le ChirniCIUe C2.

Aspect de la carte imprimk principals.

LISTE DES COMPOSANTS

Resistances

1 circuit imprimeR : 16 resistances de 5,6 kQR : 8,2 AD

Condensateurs non polarises

C4, C5 : 100 nt'C6, C7: 100 nF

Condensateurs polarises

C 3, C2, C : I 000 12FC8 : 2,2 pf

Transistors

T : 8 transistors BC557 BT : 8 transistors BC547 B

Diodes

DI, 02, 03, 1N4004 ou equivalents

Regulateurs

RG/, RG2: 7805 (regulateur 5 V)

Potentiornetres

/3/ 220 K

Supports de circuits integres

2 x 16 broches2 x 28 broches

Circuits integres

/C//C2:/C3 CD 4093IC4 : CD 4040

108 N. 122 ELECTRONiQUE PRATIQUE

LE MX 50 METRIXConnu des professionnels comme du grand public,Metrix-ITT Instruments fait partie des leaders enmetrologie. Electronique Pratique vous livre dansses colonnes les resultats du banc d'essais effectuesur le MX 50, un des derniers produitscommercialises par cette societe.

epuis quelques annacs,Metrix fournit sansconteste des multime-tres au design parfaite-

ment fonctionnei. Muni de tamponscaoutchouc antiderapants, l'appareilest aussi facilement manipulable posesur une table, haquille deplide. quedans la main, que I'on soit droitier ougaucher.D'aspect agreable a l'eeil, lc MX 50,de couleur grise, offre un affichage« panoramique » avec bargraph.

L'ANALOGIQUE REJOINTLE NUMERIQUE

Le systems operant la conversionanalogique/numerique, 5 000 pointsde lecture par calibre ainsi qu'un bar -graph de 50 divisions, eel afficheurnoaire fonctionne suivant les troismodes :

10 Mode normal

En bargraph de 50 points.

20 Mode Zero

Ce mode d'affichage est celui d'ungalvanometre a zero central, particu-Ii&rement intercssant pour &teeterrapidement une polarite ou le zerod'un pont de mesure (type pont deWheatstone). L'afficheur numeriqueindique plus precisement la valeurabsolue et l'unite de la grandeur &lee-trique mesuree.

3° Mode Zoomou &belle dilatee

Le zoom affine l'analyse des varia-tions lineaires avec une resolution de0,4 %. II permet ainsi de dilater cinq

fois l'echelle d'affichage. En casd'evolution de la mesure, le modeZoom suit automatiquement l'affi-chage numerique, a l'interieur de lagam me.A signaler qu'en mode Memoire(MEM) ou en mode Peakhold (M A X),lc bargraph continue a visualiser ins-tantanement is grandeur mesuree. Cctype de fonctionnement est appele« Life Trend Mode 0,

U L'AFFICHAGE

Du type LCD (a cristaux liquides),l'afficheur offre une visibilite correctesous taus ses angles. II comporte4 chiffres de 12 mm et fournit les uni-tes et les symboles. Un bargraph de50 points par calibre est egalernentdisponible.

L'ALIMENTATIOAI

Une pile de 9 V du type 6F22 alcalinelui con fere une autonomie d'environun an, grace a l'arret automatique :30 min apres la derniere manipula-tion du rotacteur central ou d'unetouche de fonction, l'appareil passeen mode « veille ».

SELECTIONDES FONCTIONS

Un rotacteur a dix positions permetla selection des fonctions ainsi quedes calibres « courant ». Un ensemblede touches offre les differentes op-tions disponibles (zoom, zero...).L'appareil, en configuration ohmme-Ire ou voltmetre, peut travailler soiten mode manuel, soit en mode auto-matique (autoranging).

ITT MX 501IIM

n IC 1.1LI I

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111A...5°41eriADP* "-

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LOGICS

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I IIHOY-

CUM pAli mAA

U LES CORDONS

Modeles de secant& ils sont munis aune extremite de fiches banane a dou-ble isolement et a l'autre extremite depointes de touches equipees d'un an-neau de garde et d'un nervurage, pourune prise en main correcte.

N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 109

PROTECTIONSELECTRICUES

Deux fusibles de 630 mA et 10 AHPC protegent entre autres l'appa-reil.A ce propos, nous nous devons de fe-liciter particulierement le construe-teur quant ['effort fourni pour la se-curite d'emploi de l'appareil : eneffet. la pile de 9 V d'alimentation etles deux fusibles de protection sontplaces dans deux cavites etanches se-parees du cablage, en dessous de laface avant du multimetre. En casd'echange soit de la pile, soit du fusi-ble. it est done necessaire de clever-rouiller cette face avant, ce qui estimpossible sans &connecter l'adapta-teur Secur'x et, par consequent, sansavoir prealablement &branch& lescordons de mesure. L'outil permet-tant de &connecter l'adaptateur eld'ouvrir l'appareil n'est autre que labequille specialement adapt& a cebesoin et livree avec l'appareil.Les deux cavites (pour fusibles etpile) sont rendues etanches vers l'ex-terieur de l'instrument grace a unjoint caoutchouc special de couver-ture, mail elks le sont egalement versla circuiterie interne, ce qui evitetoute deterioration par coulure de lapile. Par ailleurs, l'ouverture du boi-tier interne pour cette manutentionn'est plus necessaire.

PROTECTION DEL 'APPARElL CONTRE

L'ENVIRONNEMENTEXTERIEUR

En electricite, it existe une normefrancaise s'appliquant a la protectionprocuree par les materiels electriques,

L'interieur du MX 50 raTele une haw technologie

concernant les personnes et les appa-reils eux-mimes. Elle est symboliseepar I.P. (indice de protection). suivide trois chiffres (degres) : lc premierindiquc la protection des personnescontre les contacts avec les partiessous tension et contre la penetrationdes corps solides et des poussieres ; lesecond la protection contre la pene-tration de liquides, et le troisierne laprotection contre les shoes mecani-ques.Le MX 50 possede un I.P. 66-, cc qui

Tension continue

signifie que le multimetre est protégétotalement contre la penetration despoussieres ainsi que contre toutcontact electrique (premier 6) deplus. it resistera contre la projectionde paquets de mer et projections si-milaires (second chiffre 6). Cet indicede protection lui confers une placetout a fait honorable au niveau pro-tection externe. Cependant, une ques-tion reste suspendue a nos levres :quelle est la valeur du troisieme de-gre ?

500 mV5V

50 V500 V

1 000 V

0,1 mVI mV

10 mV100 mV

1V

0.5 %+ 1 digit

1 000 Mg11 Mil10 MO10 Mit10 MIL

I 100 VCrete

Tension alternative

500 MV5V

50 V500 V750 V

0,1 mVI mV

10 mV100 mV

IV

Precision 1.2% + 2 digits a 401-1z.

Courant eontinu

5 mA50mA10A

1 AA10 AEA

10 mA

800 mV500 mV500 mV

1,2%+ 2 digits

110 N' 122 ELECTRONIQUE PRATIOUE

('ourant alternatif Test diode

Calibre Resolution

5 mA50 mA

WA

1 AtA

tO AA10 mA

Precision : 2 % 2 digits a 40 Hz.

Ohinmetre

Resolution Courant dc test .Protectio '

500 mV 0,1 mV I mA 380 V aliernatif

Test de continuite visuel et sonore

500 0 0,1 0 I R< 20 0 I 380 V alternatif

500 0 0,1 0 < 500 mV I < 0,3 mA51(0 0,7 % 1 0 < 500 mV I < 50 AA dispositif

50 kg + 2 digits 10 0 < 500 mV I < 10 i.L.A alectronique5001(0 100 0 < 500 mV I < 1 AtA 380 V

alternatif

5 Mg 0,8 %+ 2 digits

1 k0 < 500 niV I < 100 nA

40 M0 2 %10 MI < 3 V 1 < 100 nA

Extension des functionset des calibresPrevue pour l'emploi d'accessoirestels que compte-tours, sonde de tem-perature, piece transforrnateur, trans-ducteur, shunts, la position ADP(adaptateur) a un calibre de 500 mVDC sans indication d'unite.

Testeur logiqueCette fonction permet la detection deniveaux logiques sur un circuit. Onpeut alors afficher les etats suivants :

Niveau logique 0- affichage LO

Niveau logique I- affichage HI

Circuit ouvertaffichage OPEN

Cette indication visuelle est doubleed'une indication sonore commutablegrace a un beeper a deux frequences.

CONCLUSION

Un des points faibles de I'appareil re-side en l'abscnce de calibre inferieur5 mA, ce qui donnerait alors une sen-sibilite meilleure qu'l AA. De meme,ancun calibre ne s'insere entre 50 mAet 10 A, ce qui est ennuyeux.Cependant, la conception mecaniqueoriginate du MX 50 offre un niveaude securite eleve, tant par l'etancheiteprocuree que pour les manipulationsde la pile et des fusibles.De meme, l'adjonction d'un bargraphau multimetre apporte un reel plus :les modes Zero, Zoom et Life TrendMode seront effectivement tres utileslors de mesures..Le MX 50 de Metrix est somme touteperformant. Faisant partie integrantedes multimetres de la serie 50, it estcommercialise dans tout le reseau dedistribution Metrix, notamment che7Mesurelec.

C. PICHON

No 122 ELECTRONIQUE PfIATIQUE 111

E

ECLAIRAGEAUTOMATIQUESous ce titre peu explicite se cache un montage quirendra bien des services aux fetards et plusgeneralement a tous ceux rentrant ou recevantchez eux la nuit.n effet, qui de nous,los-squ'il rentrait chezlui en pleine nuit, quece soit au garage ou a la

maison, n'a pas eu de probleme pourtrouver l'interrupteur d'eclairage ducouloir ou du sous-sol ?Probablement peu de personnes n'ontpas ete confrontees a ce probleme.La realisation decrite ci-apres pro-pose d'eclaircr lc Wier tors d'un coupde sonnette, ce qui permettra aux re-sidents de Icur visiteur, pour peu queceux-ci aient un ceil-de-bceuf dans!cur porte, d'eclairer aussi leur vesti-bule ou leur sous -sal au garage, ou en-core tome autre piece a l'ouverture dela porte de ces derniers lieux.

- LE SCHEMAELECTRONICUE

A la figure 1, nous pouvons voir le sy-noptique du montage, qui est simpleet qui explique avec unc grande clartelc fonctiannement du montage.

En effet, le premier etage c detectionlumiere » est constitue comme onpout le voir sur le schema de principe,figure 2, par une photaresistancemontee en pont diviseur suivi d'untrigger de Schmitt realise avec desportes NOR, destine a remettre en

forme les signaux provenant du pont,permettant ensuite d'attaqucr desportes logiques.Le trigger est constitue de NOR, caravec les deux autres portes consti-tuent le monostable (voir apres), velafait un circuit integre, plus un autre

DETECTION

LU MIE RE

ALIMENTATION

BOUTON OE

SONNE RIE

TRIGGER DE

SMITH

CONTACT

PORI E

TEMOIN MISS

SOUS TENSION

poRrE

ET

VERS MONTAGE

MONOSTABLE

COMMANOE

REIMS

EXTINC TION

VESTIBULE

COMMANDE

RELAIS 1

LAMPE

VESTIBULE

LAMPE

PALIER

Synoptique. Fig. 1

114 PP 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

RI

05

R2

R3

R4

12V

]Bpi - -I s4nr.et te

1/2 103

Re I

Reg

R9

1/2 IC 2

1 IC1 32

C2 T

7

R10

Schema de principe. Fig. 2

avec des portes NAND pour les fonc-tions ET, cela ne fait que deux bol-tiers au lieu de trois, si le trigger avaiteto fail NAND, ainsi, gain de place eteconomic d'un circuit integre.

Puis, a la sortie du trigger, le schemaprend deux directions, une pour lefonctionnement avec le houton desonnerie, clans ce cas, une fonctionET entre la sortie du trigger et le bou-

Photo 2. - Mise en place du module a l'inthleur du colfret e 7eko ».

ton de la sonnettc est constitue avecdeux NAND, puis le signal issu decette porte ET est applique a un mo-nostable qui va ensuite commander lapartie « commande relais pendant

0

220

-ga--0I

220vA.,

T r 1

a

0

Re 2

0

utilisationpalier

00

utilisationvestibule

D

IC 1 mr 1 2 3

HEM- C1

Re 1

a

R101- c 3Th R 6 j_

-417-AA-1

R9-J-00

or

BP 2

un temps reglable, et done l'eclairagedu palier, avant d'eteindre ce dernier.La seconde direction est identiquc ala prececlente mis a part que la fonc-tion ET se fait entre la sortie du trig-ger et le contact d'ouverture de laporte &entree, qu'il n'y a pas de mi-nuterie pour la commande du relais.quc le relais commande cote fois lalampe du vestibule et que l'extinctionn'aura lieu que par appui sur le bou-ton-poussoir d'extinction.La encore, une alimentation secteur aete prevue, mais une alimentation parpiles est toujours possible a conditiontoutefois qu'elles delivrcnt 12 V,

II - REALISATIONPRATIQUE

Comme le schema est tres simple, ledessin du circuit imprime l'est aussiet est donne, &belle I, a Ia figure 3.

11 pourra done du fait de sa simpliciteetre realise par n'irnporte quel moyende reproduction déjà connu, Meca-norma, plaque a pastille, photogra-vure, etc.Pour ceux qui auront decide crab-menter le montage par pile(s). nousavons prevu une suppression d'unepartie du circuit imprime correspon-dant a l'alimentation. permettantalors un gain de place.Pour ce faire, decouper ]e circuit im-prime en deux parties suivant lespointilIes et raccorder alors les fils de]'alimentation choisie (pile(s))comme indique sur le circuit im-prime.Les composants scront implantescomme sur la figure 3b, et on veilleraa respecter le sens des brochages pourles circuits integres, le regulateur, lescondensateurs, les thyristors, les dio-des.

On placera la photoresistance a I'abrides intemperies a fexterieur. Le mon-tage fini ne dernande aucun reglage eLdoit fonctionner des la mise sous ten-sion.En cas de non-fonctionnement, veri-fier fimplantation, Ies soudures, lescomposants, etcUne fois realisation et essai acheves,It montage prendra place dans un cof-fret choisi scion les goCits de chacun,en n'omettant pas toutefois qu'il y apresence du secteur en deux points dumontage_La puissance d'eclairage pouvant etrecommand& ne peut 'etre choisie quepar le relais que vous utiliserez.

1VI. HOUDUS

LISTEDES COMPOSANTS

Resistances 1/4 W 5 %

RI: I kit (marron, noir, rouge)R2, R6, R8: 100 kit (marron, noir, jaunc)R3 : photoresistance SCOS ou equivalentR4:47 kS2 (jaune, violet, orange)R5: 1 Mt2 (marron, noir, yen)R7, R10: 10 kit (marron, noir, orange)R9: ajustable 1 AM

Condensateurs

CI chimique 1000 !IF a 2 200 p.F 25 VC2: 10011F 16 V chimique (suivanttempo) ou moths, ex : 68 uF

Actifs

DI a D4 : 1N4001 (diodes)05 : LED 0 5 mm rougeD6, D7 : 1N4148 (diodes)ICI : L7812CV ou equiv.IC2: 4001IC3: 4011TI: transistor 2N1711 ou equiv. (parex.: 2N1990)Thi: thyristor BRY-55-30 ou equiv. (parex.: C203D)It I : inter simple a bascule 2 positionsON -OFFlt2 microrupteur ou contact de pone NFBPI : bouton-poussoir ET NormalementOuvertBP2 : bouton-poussoir NormalementFermeRel. Reg : relais 12 V ITTr! : transforrnateur 220 VI12 V0,1 AI coffretI fkhe secteur maleI cordon secteur deux conducteurs + 'erreI dissipateur de chaleur pour le regula-teur

116 No 122 ELECTRONIOME PR ATIQUE

CONNAITRE ETCOMPRENDRELES CIRCUITS INTEGRESLe circuit integre CD 4076 est un registre decapacite 4 bits, capable de memoriser les etatslogiques de ses 4 entrées a un moment donne.

WGrace a des entrees appropriees, it est en outre0

rim capable d'inhiber ses entrees d'informationU binaire ou encore de &connecter entierement les171.C3 sorties.

Le CD 4076 comporte 4bascules « flip-flop »du type D. Les sortiessent a 3 etats : l'etat

haut, l'etat bas, et l'etat de haute im-pedance. Dans ce dernier cas, les sor-ties sont deconnectees de la structureinterne du boitier. 11 existe egalementun controle de passage des niveauxlogiques des entrées vers Ie cceur duboitier. L'alimentation peut aller de 3a 20 V, et Ia consummation reste tresmodeste : de l'ordre du micro -am-pere. Sur les sorties, le debit reste li-mite a quelques milli -amperes,comme c'est souvent le cas des cir-cuits integres de fa famille MOS.

BROCHAGE (fig. 1)

Le boitier comporte 16 broches« dual in line » (2 rangees de 8). Leo plus » alimentation correspond a labroche n° 16, tandis que le « moins »se rapporte a la broche 8. Au ni-veau des entrees, on distingue :

- le controle du passage des informa-tions d'entrees : G1 et G2 (brochesno 9 et 10) ;- le controle de la connexion des sor-ties avec la structure interne : M et N(broches nos l et 2) ;- l'entree CLOCK (broche no 7) ;- l'entree RESET (broche n° 15) -.- les quatre entrees DATA : D1 A 04(broches n°s 14, 13, 12 et 11).

Conccrnant Ies sorties, elks se limi-tent aux 4 sorties d'information Qi

(broches n°s 3, 4, 5 et 6).

OATA

INPUT

DATA DATA DATA DATA

V RESET 1 2 3 A G2 01

rE121-63-03-011-1E-111 m-0-

L1111©00N Al 02

OUTPUTDISABLE

93 94 CLOCK

Fig. 1

FONCTIONNEMENT(rig. 2)

De facon generale, l'entree RESETest a relier au « moins » de l'alimen-tation. Si cette entree est scum ise aun atat haut, toutes les 4 sorties pren-tient instantanement la vaLeur logiquezero, meme s'il s'agit d'une impulsiontres breve. Cette regle s'applique danstaus les cas, et quels que soient lesetats logiques presents sur les autresentrees.

RESET CLOCK,

r DATA INPUTDISABLE

DATA, 0

IDROCHAINE TAT

SORTIE 0GI I G2

1 X x X X 0

0 o x X X 0 NC

0 ___E 1 X X 0 NC

0 _J X 1 X 0 NC

o _1"-- 0 0 1 1

o _f- 0 0 0 0

0 1 X X X 0 N C

o --I_ X X X 0 NC

DATA INPUT

DISABLE

X : Etat indiffirentN C Ne change pas

OUTPUTDISABLE

01 210

CLOCK N'

01 4

regitres

Flip / Flop

3 01

02 3 4 02

type 0aver

0303

04 11 logique 04AND/OR

15

RESET Fig. 2

N°122 ELECTRONICLUE PRATIQUE 11 7

C LOCK

ENTREE.

COMPTACC

RAZ

AES. A

RE5

LOA A01 A 01

02 A 02CI 3 A

04

9304

E

7520 01

0260 3 13

046

CLOCK

riaa

ontrit

Volition senile

ronandr de LomrnonsalionSi

Dl

CD 4076

RE

VT-52

1.1 -

02

03D4

CD 4076

030 1

2.3

01

2

0 3

04

o5

6

7

r 8

Fig. 3

Piacons-nous maintenant dans le casoii l'entree RESET est soumise a unetat bas. ainsi que lesentrées u OUTPUT DISABLE o M elN.

Si les entrees « DATA INPUT DISA-BLE n sont toutes les deux soumisesun etat bus, les sorties Qi A Q4 pren-nent le meme etat logique que les en-trées DATA Di A D4, mais seulementau moment du front positif du signalde commande achemine sur /'entree« CLOCK n. Par la suite. les sortiesgardens ces valeurs binaires en me -moire, jusqu'a la prochaine monteedu signal sur « CLOCK o, meme si,entre-temps. les niveaux des entreesvarient.Noions que cc transfert d'informa-tion se realise uniquement pour unfront positif sur CLOCK, un frontnegatif, un etat bas ou haul perma-nents ne sont suivis par aucun effetquant A la mise a jour des niveaux lo -gigues des sorties. La meme inhibi-tion se produit d'ailIeurs, si l'une oul'autre des entrees GI, G2 (ou a plusforte raison s'il s'agit des deux) estsoumise a un etat haut. Enfin. dans lecas ou l'on soumet l'une ou l'autre desentrées M, N (ou les deux) A un etathaul, les sorties Qi a Q4 sont &con-nectees du cceur du circuit : elles prt-sentent le troisieme etat, A savoir lahaute impedance.

UTILISATION

L: exemple traite en figure 3 repre-sente le transfert d'une valeur binairedisponible A un moment donne surles sorties Qj A A Q4B d'un doublecompteur binaire de 4 bit chacun. Un

tel compteur peut done compter de 0A 255, et occuper de ce fait rune quel-conque de ses 256 positions. Cecompteur a d'ailleurs déjà fait l'objetd'une description dans notre rubri-que, dans la fiche technique n° 2.Chaque serie de 4 sorties aboutit aux4 entrees DATA de deux CD 4076.Les sorties Q de ces circuits represen-tent done les 8 sorties binaires de /'in-formation que l'on desire mornoriserA un moment donne. On dispose enoutre d'unc commande communeaux deux circuits integres, permettantde valider les entrees a voIonte. Lememe dispositif est en place pour lecontrole des sorties. Enfin. bien en-tendu, le front positif de la com-mande de memorisation est ache -mine simultanement sur les deuxentrees CLOCK.Un tel montage pourrait par exemples'appliquer A la lecture periodiqued'un compteur pour constituer uncompte-tour. en suivant un cycle dutype : RA2 du compteur. comptage.lecture et memorisation. maintien dela valeur enregistree pour affichage etainsi de suite.

FICHES TELEPHONES« USA »

Les technologies evo-luent et le monde de laconnectique egalement.

peut desormais s'ave-rer interessant d'equiper les montagesde ces nouveaux connecteurspuisqu'ils sont disponibles a des prixattractifs grace A l'initiative de Saint -Quentin Radio.

LES FICHES ft MODULAR »

De dimensions reduites, en boitierisolant polycarbonate transparentauto-extinguible, avec contacts enbronze phosphoreux et protectiond'or sous couche nickel, elles permet-tent 400 manoeuvres.Sont maintenues en stock les referen-ces 6P4C (fiche 4/6 points) et 6P6C(fiche 6 points).

EMBASES STANDARDS

s'agit d'embases chassis pour cir-cuits imprimes, avec protection de fazone de contact (dorure sur nickel),les sorties a souder sont etamees.L'isolant se constitue d'un polyesterauto-extinguible. Les references dis-ponibles sont les modeles en 6 points/4 contacts et 6 points/6 contacts.Indispensable egalement la pince Ascrtir « Modular USA o.SQR, 6, rue de Saint -Quentin, 75010Paris. Tel.: (1) 46.07.86.39.

118 No 122 ELECTRON HauE PHATIQUE

« INITIATION » (29partio

SYMBOLESDES APPAREILSDE MESURE (fig. 1)

1 est inutile de rappelerle role des symboles, etleur emploi facilitera lacomprehension des

schemas de manipulation. En (a), levoltmetre dont on reperera la bornepositive si necessaire. En (b), ramp&remetre. Comore ces deux appareilssont desormais numeriques (cf.fig. 2). la polarite est facultative et in-diguee par ]'appareil. L'ohmmetre en(c) et le frequencemetre en (d). On lessymbolise simplement par un rand,muni de is lettre correspondant A]'unite de mesure. L'oscilloscope, en(e), differe par I'emploi d'un signe enforme de dents de scie. Sans autremention, cc symbole correspond aune entree verticale Y. Si on utilisel'entree X, l'auteur completera lesymbole comme en (f).

DEFAUTSDES APPAREILSDE MESURE (fig. 2)

Les appareils de mesure ne soni pasparfaits. Hormis la precision, la fide-lite, it existe des «defauts» qui ris-quent de modifier le resultat des me-sures.Ainsi un voltmetre presente une resis-tance parasite R (schema equivalenta). Elle est de l'ordre de 20 Id2 pourun apparell analogique sans amplifi-cation, superieure a plusieurs MUpour un appareil analogique a ampli-fication ou un appareil numerique. IIest done vivement recommande d'in-vestir dans un multimetre nurneri-que, plutot qu'un simple controleuruniversel qui se revelera vite inutile.

Aujourd'hui, nous nous attacherons a definir lescaracteristiques et proprietes d'un condensateur,que nous appliquerons pour proceder a sa mise enoeuvre. Auparavant, quelques precisions...

Un amperemetre (b) possede une re-sistance serie parasite. Elle varie sc-ion les calibres et le type d'appareil.De l'ordre de 10 MS/ pour le calibre leplus eleve, jusqu'a plusieurs dizainesde Icf2 dans les calibres les plus faibles.On preferera, quand it est possible,mesurer la tension aux bornes d'uneresistance et en deduire le courant parla loi d'Ohm, plutot que d'insererdans le circuit un amperemetre qui en

a) b) c)

v

Volt metre Rmperemetre OhrrimOtre.

A fn

cO ey 11

I

1E1in -

Frequeocemet re Oscilloscope Fig. 1

modifierait les caracteristiques. En sereportant a la figure 9 du precedentnumero, pour mesurer Is, l'ampere-met re est neeessaire_ Par contre, si onvoulait mesurer le courant dans R2, iisuffirait de mesurer la tension a sesbornes et de diviser par la valeur deR2. La precision depend principale-ment de relic de la valeur de R2, 5 %usuellement.L'oscilloscope (c) presente une impe-dance (cf. fig. 10) parasite a ses bor-nes. Elk est constituee d'une resis-tance R (1 Mt?) en parallels a uncondensateur C (50 pF). Aver unesonde 1/I 0, R passe a 10 MO.

ICHARGE ET DECHARGED'UN CONDENSATEUR

La tension aux bornes d'un condensa-teur evolue lentement, scion le cou-rant qui le traverse. On considere lecircuit (a). La resistance R limite lecourant qui traverse C. Si, au depart(t = 0), C est &charge, Vc = 0 V. MaisC se charge a travers R. La tensiontrait, vaut Vo a un instant donne to,jusqu'a la Iimite E infini). Cettecharge est dice exponentielie, et Vc

E cHttftcly

chow C1=1001S

05305

037

1.

Fig. 3

charge VC= (1- tf.c

dechoi9A VC =NM)

AC 2RC 3RC ARC SRC Temps

T.3RC -C =We/charge

N° 1 22 ELECTRONIQUE PRATIQUE 119

t 7

A

Rf

E

Va

T

Vc =E (1- e'c)

Vc- E.(e-TMF'c)

T= RC. Ln (licato1Vas-Vc

Fig. 3

Si on debranche E. le condensateurconserve sa charge. En realite, de parsa technologie. un courant de fuite in-terne le &charge et est equivalent aucircuit de decharge. Le fabricant s'as-sure de limiter cc courant de fuiteune valeur tres faible on peut donele considerer comme negligeable.Si E = 0 V, la tension (et la charge) deC evolue (b) vers une valeur plus fai-ble, c'est la decharge. L'allure resteexponentielle et Vc = E . CH/RC).Pour calculer un des parametrcs R. C.t, ou E, it faut exploiter les formules,les exponentielles (neperiens) et leslogariihmes (neperiens) ou plus sim-plement un abaque (d). En (c). onconsidere le cas general, avec unccharge ou decharge, d'une valeur ini-tiaie quelconque (Vco) a ['instant t0,jusqu'a une valeur finale Ve a t I, avecpour limite Vas, valeur asymptotiqueen considerant t infini. 1] suffit d'ap-pliquer la formule commune deduitede celle de charge et &charge, enconsiderant la variation de tension.de temps et d'asymptote. Les unitessont R en ohms, C en farads, Vas, Vc,Vco en volts, et t en secondes.Exemple de cakcul :- Calculer C: Vc varie de 2 V a 5 Ven 10 secondes, avec E = 10 V et R= 1 Ma D'apres is formule. C = 10/106. I n ( (1 0 - 2) / (10 - 5)))=4,7 . 10-6=4,7 1,IF.- Calculer Vc : C est charge a 5 V ato, E = 0 V, R = 1 ktl, C = 1 gF etti = 1 ms. Alors Vc (Vco - Vas)

+ Vas = (5 - 0) e4-1) + 0= 1,8 V.11 est important de parler de la ten-sion d'emploi d'un con densatcurPar sa realisation, si une tension tropelevee est appliquee a scs borncs, lecondensateur pelt etre delimit et semettre en court -circuit 1 11 fain donepreciser, en plus de sa valeur (capa-cite), sa tension d'emploi, appeleetension de service. Vous n'aurez ja-mais de probleme en choisissant unetension logerement superieure a celled'alimentation. La tension de services'echelonne de 3 V a 1 000 V, maisles valeurs usuelles sent 6,3 V, 10 V,16 V, 25 V, 63 V pour les polarises. et63 V, 100 V, 200 V. 400 V, 1 000 Vpour les non -polarises.

TECHNOLOGIE

Avant de parker d'association,it estutile de preciser les technologies dis-ponibles couramment et commentfaire la selection du type de condensa-

teur approprie. On petit classer lescondensateurs que vous serez amenesa employer sous quatre categories.:les ceramiques. lcs plastiques, leselectrochimiques et les tantales. Lesceramiques s'emploient pour des fit-quences elevees, et leur gam me de ca-pacite est faible (0,1 pF a 1 nF cou-ramment, jusqu'a 0,1 i,LF dans des casparticuliers), Les plastiques sont lesplus employes sous diverses appella-tions (polyester, mylar...). Les valeurss'echelonnent de 1 nF a 4,7 1.1.F. Au-delA de 1µF, ils deviennent impo-sants par leur taille, surtout pour destensions d'emploi elevees. Ces deuxtypes sont non polarises. Les electro-chimiques prenncnt le relais pour deplus fortes valeurs (1 µF a 1 F), maissont polarises et plus volumineux. At-tention alors au sens de cablage, souspeine de destruction par explosion !Les electrochimiques ant aussi le de-faut d'avoir tin courant de fuite Neve.Leur charge diminuera done sensible-ment malgre un circuit ouverl.. I1 resteles tantales, polarises, de 0,1µ.F a220 'IF, mais de faible tension d'em-ploi. Hs se caracterisent par une trespetite taille. Attention agalement a lapo1arite eta ne pas &passer la ten-sion de service, sous peine de la voirse mettre en court -circuit (dotruit 1).

ASSOCIATIONSERIE ETPARALLELE (fig. 4)

Deux condensateurs en parallele per-mettent d'augmenter la capacite, soitla somme dc celle des condensateursCI et C2, Une association serie estplus rare et n'a qu'un avantage, celuide creel- un condensateur non pola-rise en associant deux condensateurspolarises, tote-beche. La valeur resul-tante vaut C = C1 C2/(Ci + C2), donetine capacite plus faible.Vous remarquerez parfois l'associa-lion (c) qui peut sembler aberrante apriori. CI, electroehimique, de fortevaleur, en parallele a C2, ceramique

It-

±-1C1 T_TC2<

Tc

C_C1.C2

1C1 1C1 ci

T<> 1<-> C

TC2 TC2 TC2

c_ cic2Cl. C2

a) Parallete LI) Serie

c'TTC2

Fig. 4

120 N° 122 ELECTRON ICILIE PRATIMIE

de tres faible valeur ! La valeur de lacapacite equivalente egale celie de CI.La raison est autre un condensateureiectrochimique presente une induc-tance seric parasite qui rend Factionde C inutile pour des hautes frequen-ces (cf. fig. 10). C'est la qu'intervientC2, qui est exempt de ce defaut (toutcomme les tantales o liquides »), maisdont la capacite reste faible.

IMANIPULATIONCHARGE/DECHARGE

Cette miss en ceuvre va vous permet-tre de verifier les pbenomenes definisprecedemment. Elle necessite unchronometre et de preference uncondensateur au tantale pour C. K1en (2) et K2 en (4), on s'assure de la&charge de C (Vc = 0 V) pour la me -sure. On place K2 en (5) et on de-

, marre le chronometre au moment dubasculement de K1 en (1). La tensionlue sur le voltmetre croft, C se charge.Relever V a un instant quelconque lusur le chronometre, par exemple t= 22 s (t = RC), V sera proche de15 V. On le verifie en se servant del'abaque ou des formuies de charge.Pour chaque mesure. it faut redechar-ger C avec K2 en (4). On peut aussimesurer t pour une tension V donnee.Par exemple pour V = 10 V, t seraproche de 12 secondes. Avec V= 20 V, t = 40 s environ.Si on bascule K1 en (2) alors que lecondensateur se charge, on remarquebien qu'il conserve sa charge, le volt -metre continuant d'indiquer la ten-sion aux bornes de C au moment de lacommutation. Cette tension dimi-nuera sensiblement si le courant defuite de C est eleve. ou si la resistanceinterne du voltmetre est faible.Si on parle K1 en (3) et K2 en (6), oninitialise Vc a 24 V. En basculant K2en (5), on se place dans le cas de la &-charge, comme en figure 3h. Mais

Ot c6vc

ti. C VC

t1decharge

Fig. 6

est egalement possible de decharger Cpour une charge quelconquc en pas-sant du mode charge au mode &-charge. Experimentez les diversescombinaisons offertes par K1 et K2.Vous pourrez rem placer C par une as-sociation serie ou parallete, ou choisirune autrc valeur,

CHARGE A

COURANT CONSTANT(fig. 6)

Si on charge (ou &charge) uncondensateur par un courantconstant, Ia tension a ses bornes evo-lue lineairement, et non plus expo-nentiellement. L'evolution est definiepar la charge electrique Q = I . t= C . U (Q en coulombs). On a donepour une evolution de I une evolutionde tension, I et C etant constants. Parexemple, si I = 100 uA, C = I 0 uF. Vcevoluera de I V en 1 s. et ce lineaire-ment. Si C = 4 700 uf, I = 10 mA, Vcovoluera de 20 V en 10 s environ. llfaut remarquer que la tension maxi-mal qu'atteindra Vc sera &gale a latension maximal (dc saturation) quepourra fournir le generateur de cou-rant constant.

1 1:3=10:3MANIPULATION

Voici la manipulation correspondanta ['analyse theorique. Le generateurde courant constant est realise par un

(I)

(3:

K

Ki K2

x (4)x (6)

Initialise VC = 0 V (decharge)

Initialise VC .24V (charge)(.21 220kn

100,7C24V (1) (5)

(3) (5)

Circuit de chargeCircuit de decharge

0 (2) (5) Conserve sa charge

xg mat quelcanque t (11.121 ou 1311

K2(5)

Fig. 5

A

LM 317 et R1. La tension aux blamesde R1 est definie par le LM 317 a1,2 V (regulateur), le courant qui tra-verse R1 vaut done 1,2 V/120 ft= 10 mA et est egal a 1 en negligeant lecourant de polarisation de Pena&Adj. La tension de sortie de ce genera-teur sera au maximum de 21 V envi-ron. K I permet de &charger C, R2 li-mitant le courant de court -circuit carla capacite de C est elevee. A cause deR2, la tension lue sur le voltmetre seraau minimum de 0,1 V (R2 . I). La fi-gure rappelle le broehage du LM 317.

E

24V

LM317

Ad) I

WM"120n

LM 317

IT

Adj Entre6 (E)

Sortie(S) feller din untir en metaldu boitier

Fig. 7

LIAISON CAPACITIVE(fig. 8)

La premiere application des conden-sateurs est !'isolation de la compo-sante continue. La tension aux bornesd'un condensateur vane lentement,scion son circuit de (de)charge. Aussi,si on applique une rapide variation detension a une borne d'un condensa-teur, la charge de celui-ci n'aura pasvane, mais on retrouve la variationde tension sur l'autre borne. Sur lemontage de la figure 8, Ve est un si-gnal alternatif de frequence suffisantepour ne pas faire varier la charge deC. Il est connects a une borne de C.

No 122 ELECTRON/QUE pRATiQuE 121

/Oka

R2/Ok

+12 -

vs

ETH

vs

Fig. 8

L'autre borne est connect& a un pontdiviseur, equivalant a une tension de6 V (Ent) en serie avec RTH. Si Ve= 0 V, Vs - 6 V continus, et la chargede C est Celle que Vc = 6 V. Si on ap-plique Ve, Vc ne vane pas, on re-tmuve done Ve superpose a Vc, enVs :done Vs = 6 V 4- Ve, ce que preci-sent les chronographes.

MANIPULATIONLIAISON CAPACITIVE(fig. 9)

Cette manipulation exige l'emploid'un oscilloscope, ou a &taut d'unvoltmetre alternatif/continu. Lasource Ve est constitute par TR, R3,R4 pour fournir un signal de 900 mVefficaces. TR non aliment& Ve = 0 V.K1 est ouvert, on reIeve 6 V environaux bornes de C, et un signal continude 6 V sur l'oscilloscope. On alimenteTR, Ve existe. La tension aux homesde C vaut encore 6 V, mais l'oscillos-cope visualise le signal Ve, attenue

par C (cf. fig. 10), superpose aux 6 Vcontinus. Sans oscilloscope, un volt -metre indiquerait environ 6 V enconfirm et 120 mV en alternatif. Si onferme K1, Ve -0 V, le signal de sortieVs recopie Ve. On modifie done !apolarisation crete par RI et R2.Si on remplace C par un condensa-teur polaris& it faut determiner o'.placer le pole positif. 11 faut done de-terminer la tension continue aux bor-nes de C, soit Vc = VB VA. Si VC po-sitif, VB > VA, le pole positif est auPoint B. Si Vc negatif. it est aupoint A. Plus simplement, le pole po-sitif se trouve toujours au point dontle potentiel est le plus eleve. Si onremplace C (0,1 p.F) par un electro-chimique de 10µF, on observe lesmemes phenomenes en confirm, alorsqu'en alternatif l'amplitude atteintmaintenant 820 mV environ. Pour encomprendre la raison, it soffit de sereporter au paragraphe suivant.

IMPEDANCE dig. 10)

En continu et en regime etabli, uncondensateur equivaut a un circuitouvert. En regime impulsionnel, uncondensateur est equivalent a un

court -circuit. Pour de faibles varia-tions, et done en « alternatif r>, uncondensateur est earactorise par sonimpedance. On parle d'impedance etnon de resistance car lc terme estcomplcxe (Zc = 1/[j C . 2 . r . Onla designe par son module, soit Zc= 11(2 . in . f. C). Cette impedance va-ne done inversement a la frequence,contrite en temoigne le graphe Zc- f(f). On se reporte a la figure 10a.Ainsi pour C = 0,1 µF et f = 50 Hz, Zc= 32 162 environ ; pour C 10 uf et f= 50 Hz, Zc = 320 i2. Voici pourquoi,dans le montage precedent, l'ampli-tude alternative augmente en portantC de 0,1 MF a .10 AF. On pent le de -mantra par Thevenin le generateurequivalent a 1TR, R. R41 vaut e= 9.1001(100 + 910) = 890 mVde resistance interne r = 90 Q. En al-ternatif, la charge vaut Rsoit 5 kn. On retrouve done, aux bor-nes de R2. une tension alternative v

c . R/(R + Zc + r) soit environ120 mV pour C = 0,1 02F et 822 mVavec C = 10 ALF (Zc negligeable devantR). Ainsi, pour effectuer une liaisoncapacitive. le condensateur C auraune forte capacite si la frequence estfaible, et inversemcnt pour des fre-quences elevees.Si on emploie des olectrochirniques, itfaut considerer un autre (Want qu'ilconviendra de garder en memoire.Commc ifs sont realises en enroulantdeux bandes metalliques isoltes pouraugmenter la surface et done la capa-cite, ifs sont equivalents a un conden-sateur parfait en serie avec une self(en negligeant le courant de fuitc).L'impedance d'un electrochimiqueaugmentera done vers les hautes Ire-quences, au lieu de diminuer. commele temoigne sa courbe &impedanceen figure 10h. Voila qui justifie en-core la figure 4c !

R3 910n

220V.c.-

761,1 ripr VB >VA {.}en 6

Fig. 9

T

cl

Zc , 1

2nIC

Zc4C13

Zc

Fig. 10

1 22 N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

-.1MnCm- 0,1,F

4.541

Ic

e)

2V en yef=lkHZ

9)

E=15V

b)

R 101kri

C z 1nF

R.1keC,150pV

13V

Vo. 5y,

R1

E, 24V R2

R1 = 100koR2.,100ke

c) C, 1,F

Vc

Fig. 11

Ainsi, on emploiera les elcctrochimi-ques dans un nombre de cas 'Unites. amoins de tenir compte de leurs de-fauts et d'y remedier.

A nouveau quelques exercices d'ap-plication, dont sous pourrez aise-ment verifier le rosultat, avant le pro -

chain numero, en effectuant lamanipulation.Dans chaque cas, au depart, a t = 0,on considere C &charge, done Vc=0 V.En (a), it faut definir Vc = f (t). calcu-ler t pour Vc se chargeant de 0 V a5 V, et tracer le graphe Vc = f (t). En(b), definir Vc = f(t), calculcr t pourVc se chargeant de 0 V a 5 V. et tracerle graphe Vc = f(t) et V = f(t). En (c).definir Vc = f(t) et calculer Vc pour t= 60 ms. En (d), (e) et (f). it suffira dereperer le pole positif du condensa-teur C. En (g), le circuit RC est ali-mente par un generateur de signal si-nusoidal, d'amplitude 2 V efficaces etde frequence 1 kHz. Definir Vs= f(Ve) et calculer famplitucle alter-native efficace en sortie. Calculer uncnouvelle valeur de C pour obtenir Vs= Ve12, sans modifier R.Le mois prochain, nous passcrons auxapplications des condensateurs :montage integrateur, montage diffe-renciateur, montage recuperation va-leur moyenne d'un signal, filtrage...

P. WALLERICH

PUBLICATION JUDICIAIRE

Jugement rendu le 12 Avril 1938par le Tribunal de Grande Instance a Paris

3erne Chambre - 1ere Section -entre la Societe ITT Composants et Instruments SA

et la Societe MANUDAX FRANCE SA

Le Tribunal,

Dit valable Ia marque 'METRIX" enregistree a l'I.N.P.I. sous le n° 1.344.752 dont est titulaire Ia Societe ITTComposants et Instruments,

Dit que Ia denomination "METER" constitue !Imitation illicite de Ia marque "METRIX" et qu'en utilisant ladenomination "METER', Ia Societe MANUDAX FRANCE a commis des actes d'imitation illicite de la marque"METRIX",

Interdit a la Societe MANUDAX FRANCE d'utiliser sous quelque forme que ce salt Ia denomination "METEX",sous astreinte definitive de 500 F par infraction constatee passe un delai d'un mois de la signification du presentjugement,

Ordonne ['execution provisoire de ce chef,

Condamne la Societe MAN UDAX FRANCEa payer a la Societe ITT Composants et Instruments la somme de 30.000F a titre de dommages-interets et celle de 4.000 F sur le fondement de radicle 700 du Nouveau Code de ProcedureCivile,

Ordonne !Insertion de la presente decision dans trois publications aux frais de la Societe MANUDAX FRANCE,

Condamne la Societe MANUDAX FRANCE aux entiers depens.

N. 122 ELECTRONIQUE PRATIQUE 123

FICHE TECHNIQUE No 32 I' CD 4047 (suite)

Il manquait la page concernant la figure 3.

0 vC RIIErr. 1 2 tA lLd

ti to . 2,2 RCcc w

rx

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co5 C3 00 4.047 11 tB iI. 13

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La LigOM 4 1

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1

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9 7 6 5 11

/ nFig. 3

128 N°122 ELECTRONIQUE PRATIQUE

La page du courtierLe service du Courrier des Lecteurs d'Electronique Pratique est ouvert a tous et

est entierement gratuit. Les questions d'ff interet commun feront l'objet dunereponse par l'intermediaire de la revue. sera repondu aux autres questions par desreponses directes er personnelles dans les limites du temps qui nous est impart!.COLLABORATION DES LECTEURS

Taus les lecteurs ont Ia possibilite de collaborer a e Electronique Pratique D. lisuffit pour tele de nous fake parvenir Ia description technique et surtout pratique d'unmontage personnel ou bien de nous communiquer les resultats de ('amelioration quevous aver apportie a un montage deg' public par nos soins (fournir schema de principeet realisation pratique dessines au crayon a main levee). Les articles publics serontretribues au tarif en vigueur de Ia revue.PETITES ANNONCES35 F la ligne de 33 lames, signes ou espaces, taxes comprises.Supplement de 30 F pour dorniciliation a la Revue.

Toutes les annonces dolvent parvenir avant le 5 de chaque moisa la Ste AUXILIAIRE DE PUBLICITE (Sce EL Pratique), 70, rue Compans, 75019 ParisC.C.P. Paris 3793-60. Priere de joindre le montant en cheque C.P. ou mandat poste.

MISES AU POINTOPERATION CIF ar

RESISTANCES CHAUFFANTES

Dans notre numero 120 de novembre 1988, nous invi-tions les Iecteurs 6, nous ecrire afin de profiter des 5 000echantillons de resistances chauffantes destinees a Iamise en temperature des bains de perchlorure ou de pho-tos.En &pit de tous les phenomenes de grave, cette opera-tion s'est sold& par un franc succes puisque nous devonsremercier la soci6t6 CIF, en la personne de Bernard An-driot, qui a bien voulu porter a 7 000 le nombre des de-mandes.

TEMPORISATEUR A PREAVISN° 121, Nouvelle serie, p. 68

Dans Ia liste des composants, les references des transis-tors ont ate inversees. 11 fallait lire Ti = 2N2907 (PNP) etT2= 2N2222 (NPN),

WATTHEUREMETREN° 118, Nouvelle serie, p. 61

Le transistor Q6 ne figurait pas dans la liste. On pourrautiliser un 2N2905. Quanta Q7 a Q10, ii s'agit de2N2222 ou BC 107.

Composition

PhotocompositionALGAPRINT, 75020 PARIS

Distribution :

S. A.E.M. TRANSPORTS PRESSE

Le Directeur de la publicationM. SCHOCK

Depot legalJANVIER 1989

N° 1103

Copyright kc; 1989Societe des PUBLICATIONS

RADOELECTRIQUES et SCIENTIFIQUES

La reproduction er Purilisarion mime partielles de foul article (commit+mentions techniques nu documeniwioni e.xtrail de la revue a hlectront-que Pratique soar rigoureusement inferdiirs Masi que tout procede dereproduction niecanique. graphique. Monique. whom. photograph',que, cinemwographique °a decoonique. photasim wage. photographic,microfilm, etc.

Tome demande a auforisation pour reproduction. gun, gun son le prothle, don etreadressee a la Soethe des Publications Radio Electriques et Scientifiques.

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Direction de la Publication : M. SCHOCK. Imprimeur : LA HAVE-MUREAUX. - Commission paritaire 60165.