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CUEN° 328 - JUIN 2008

InitiatiorInternet pratiqueLe circuit imprime a Ia portee de ('amateurKICAD : controles electriques et creationde la Netliste

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

Secretaire de redaction : Elsa Sepulveda - Couverture : Dominique Dumas - Illustrations : Alain Bouteveille SandersPhotos : Isabelle Garrigou - Avec la participation de : R. Rassi, G. Isabel, R. Knoell. G. Kossmann. Y. Morgy, P. Morin. R Oguic

La Redaction d'Electronique Pratique decline route responsabilste quant aux opinions formulees dans les articles, celles-ci n'engageant que leurs auteurs.

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CO La reproduction et ('utilisation rn&-ne partielle de tout article (communications techniques ou documentation) extrait de la revue Electronique Pratique sont rigou-reusement interdites, ainsi que tout procede do reproduction mecanique. graphique, chimique, optique, photographique, cinematographique ou electronique, photo-stat tirage, photographie, microfilm, etc. Toute demande a autorisation pour reproduction, quel qua soil le procede, doit etre adressee a la societe TRANSOCEANIC.

LE PROCHAIN NUMERO D'ELECTRONIQUE PRATIQUE SERA EN KIOSQUE LE 3 JUILLET 2008

Les emetteurs et recepteursHF sont si repandus quenous n'y pretons plusvraiment attention : plipsautomobiles, telecom-mandes en tous genres,interphones, talkie walkie,telephones portables,Wifi, etc. Pourtant, pourrelectronicien amateur,la conception d'un petitmontage incluant unemetteur HF posetoujours d'innombrablesquestions. Une fois deplus, vous verrezqu'Internet permet derepondre a bon nombred'entre elles.

istoire d'entrer directe-ment dans le vif du sujet,nous vous invitons a

ouvrir votre navigateur al'adresse http://www.sonelec-musique.com/electronique realisations emetteur_fm_001.html.Ce site decrit la realisation d'un petitemetteur FM experimental permet-tant de transmettre le signal captepar un microphone en vue d'être recusur un simple poste de radio FM.

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http://www.sonelec-musique.com/electronique_realisations emetteur fm_001.html

En dehors du cote ludique du premiersite que nous venons de vous pre-senter, vous voudrez peut-titre com-prendre un peu mieux le fonctionne-ment d'un emetteur HE Pour celanous vous proposons de consulter lesite http://home.nordnet.fr/-fthobois/MRA-8.htm.Sans entrer dans des details theo-riques toujours tres complexes, cesite decrit tres simplement le fonc-tionnement d'un emetteur HE Nos

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2 http://home.nordnet fr/--fthobois/MRA-8.htm

jeunes lecteurs l'apprecieront certai-nement d'autant qu'il propose egale-ment la description d'un emetteur HFutilise pour constituer une telecom-mande de radio-modelisme (consulterhttp://home.nordnet.fr/fthobois/theorieRC.htm). L'emetteur est decrit enpage http://home.nordnet.fr/fthobois/MF?A-9.htm. II s'agit d'un classiquedu genre, ne necessitant que quel-ques composants tres repandus poursa fabrication.

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4 http://home.nordnet fr/fthobois/MRA-10.htm

Bien entendu, sans recepteur, unemetteur HF n'est d'aucune utilite.C'est donc tout naturellement quenous vous dirigeons vers les pageshttp://home.nordnet.fr/fthobois/MRA-10.htm et http://home.nordnet.fr/fthobois/MRA-11.htm. Vous y trouverezdes explications sur le fonctionne-ment des recepteurs AM et FM.En transmission HF, ('antenne joue unrole crucial. II ne sert a rien d'avoir unemetteur puissant et un recepteursensible sans une antenne bienadaptee.Fort heureusement, pour les mon-tages amateurs, ('antenne est sou -vent fres simple a realiser a l'aided'un simple brin de fil rigide.Encore faut-il savoir l'accorder cor-rectement. Generalement, un brind'une longueur egale au quart de lalongueur d'onde de la frequence detransmission suffit pour donner debons resultats. Si vous voulez des

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performances plus importantes, vouspourrez vous inspirer des tres nom-breux modeles d'antennes presentessur le site http://pagesperso-orange.fr/radio/Ant.htm.Si vous desirez passer rapidement aune realisation concrete, nous vousconseillons de consulter les pages

suivantes : http://amfm.awardspace.com/antennes.htm et http://amfm.awardspace.com/antennes02.htm.Nous vous souhaitons une agreabledecouverte des sites proposes etvous donnons rendez-vous le moisprochain.

P. MORIN

Liste des liens utiles de ce dossier

http://www.sonelec-musique.comIelectronique realisations emetteur fm 001.html

http://home.nordnet.fr/-fthobois/MRA-8.htmhttp://home.nordnet.fr/fthobois/MRA-9.htmhttp://home.nordnet.fr/fthobois/MRA-10.htm

http://pagesperso-orange.fr/radio/Ant.htmhttp://home.nordnet.fr/fthoboisItheorieRC.htmhttp://amfm.awardspace.com/antennes.htm

http://amfm.awardspace.com/antennes02.htmhttp://flufy.free.fdradiolemission-receptionlemetteur-recepteur-direct.phpftp://ftp.discip.crdp.ac-caen.fr/discip/physapp/bts/electronique/128.pdf

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re 328 vvvvvv.eiectroniqueprotique.com EIECTRONIQUE PRATIQUE

Initiation

Le circuit imprimea la portee de ('amateurPour rassembler mecani-quement les composantsentrant dans un montageelectronique, tout enassurant les liaisonselectriques, on n'atoujours pas trouve mieuxque le circuit imprime.Lequel reste doncincontournable.Force est de reconnaitrequ'au niveau de ('amateur,sa realisation posequelques problemes.A force d'experimenta-tions plus ou moins fruc-tueuses, chacun trouveneanmoins une solutionaboutissant tant bien quemal au resultat escompte.

ans cet article d'initia-tion, nous passerons enrevue les differentespossibilites qui restent

la port& de ('amateur desirant reali-ser un module electronique presen-tant une qualite acceptable.

GeneraNes

Apparu sur le marche vers la fin desannees 50, le circuit imprime etait ini-tialement constitue d'une plaque enbakelite de 1 a 2 mm d'epaisseur.II comportait, sur l'une de ses faces,

une mince couchequelques dizaines de micronsd'epaisseur, deposee par vole d'elec-trolyse (figure 1). En recouvrant cer-taines parties de cette couche avecun vernis neutre, le cuivre non proté-gé etait alors attaque a l'aide d'unproduit chimique approprie. En defi-nitive, it subsistait le trace du circuitimprime dont le role etait double :- assurer la conduction electriqueentre les connexions des compo-sants;- maintenir mecaniquement ces der-niers par soudage.Tres rapidement, sont ensuite nes lescircuits imprimes double face », autre-

ment dit des plaques comportant ducuivre des deux cotes, ce qui permet-tait la realisation de circuits plus com-plexes.

de cuivre de

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Culyre deposepar electrolyse

Verre epoxy

1,6 mm

Par la suite, la bakelite a ete rempla-cee par une resine epoxy, plus robus-te et moins cassante, qui presentaitegalement de meilleures qualitesd'isolation.Dans le merne temps, les circuitsimprimes ont evolue vers une multi-plication du nombre des couches decuivre. Les liaisons entre celles-cisont assurees par des petits rivetsconducteurs creux appeles trous

metallises ».Sur certains circuits imprimes equi-pant des appareils complexes, telsque les micro-ordinateurs, on peutdenombrer jusqu'a trente couches !Une autre evolution relativementrecente est la fabrication de circuitsimprimes flexibles qui s'integrentmieux dans des environnements par-ticuliers imposes par les contraintesdimensionnelles propres aux appa-reils photographiques, par exemple.Les circuits imprimes ont encorebeneficie d'une plus grande miniatu-risation grace a ('apparition d'unenouvelle technique de montage descomposants : la technique du CMS(Composant Monte en Surface).Mais revenons a des considerationsplus modestes et davantage confor-mes aux possibilites de ('amateurmoyen, a savoir une methode simplede gravure de ce support indispen-sable egalement appele PCB (PrintedCircuit Board).

Considerations de baseCertains revendeurs proposent tou-jours des stylos feutres speciaux quipeuvent etre utilises pour tracer lespistes directement sur le cuivre prea-lablement bien degraisse de la

plaque d'epoxy. Cette technique,assez rudimentaire a vrai dire, peutetre employee uniquement pour destraces extremement simples. Inde-pendamment des resultats obtenusplutot mediocres, le procede necessi-te, en effet, un effort d'imaginationdans la mesure ou le trace exige une

inversion » par rapport a la vue des

re 328 www.electroniqueprotique.corn ELEC MONIQUE PRAT1QUE

composants cote implantation. Nousne nous etendrons donc pas sur lesujet.Toujours par application directe sur lecuivre, mais avec une qualite de des -sin nettement superieure, it existe deselements de transferts adhesifs sousla forme de pastilles diverses et depistes. Les pistes peuvent egalementetre realisees en ayant recours a desbandelettes adhesives commerciali-sees en plusieurs largeurs.L'inconvenient de « ('inversion » sub-siste egalement avec cette methode.De plus, pour etre franc, Ia plupartdes revendeurs ont abandonne lavente de ce materiel avec l'arrivee deI'informatique.La fabrication d'un circuit imprimepasse maintenant de facon quasi-obligatoire par l'intermediaire de larealisation d'un « typon » qui est uncalque plus ou moins transparent outranslucide; ce qui, par la merneoccasion, entraine le recours a del'epoxy presensibilise.

Realisation du typon

Reproductiond'un circuit imprime publieC'est le cas le plus frequent. Vousvoulez reproduire un circuit imprimedont le trace figure dans votre revueprefer& (Electronique Pratique, biensur I). A ('aide de votre scanner para-metre a sa definition maximale, cecircuit imprime peut etre memorisepour etre imprime par la suite.En disposant d'une imprirnante dutype laser, cette impression peut s'ef-fectuer sur du papier transparent.Dans le cas d'une imprimante a jetd'encre, si celle-ci est de bonne qua-lite, ce qui est le cas pour la plupartdes imprimantes recentes, ('impres-sion peut se faire sur du papier trans-parent « special jet d'encre ». On lereconnait a son aspect granuleux.C'est d'ailleurs sur cette face qu'ilconvient d' imprimer.Au niveau du parametrage, il estconseille de recourir a la qualitephoto. II est egalement possible defaire appel a du simple papier calquedont les resultats sont quasimentequivalents.Une autre methode de reproductiond'un circuit imprime publie dans notre

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Conception d'un circuit imprint

Esquisse du circuit imprimeAvant de se lancer dans Ia fabricationd'un circuit imprime, it convient d'êtreabsolument si' de la validite duschema relatif au montage que l'ondesire obtenir (figure 2).Au besoin, il est vivement conseillede ('experimenter en faisant appel ades « plaques d'essais . vendues parla plupart des magasins de materielelectronique.Un second imperatif consiste a seprocurer auparavant tous les compo-sants afin de pouvoir tenir comptedes eventuelles particularites de bro-chages et de dimensionnements,notamment pour les composantsvolumineux.Si le circuit est destine a etre placedans un boitier, il est bien sat' neces-saire de tenir compte des dimensionsde ce dernier, ainsi que de prevoirdes trous de fixations. Par la suite etune fois le contour exterieur du circuit« arrete », on aura recours a du papierquadrille au pas de 2,54 mm surlequel on fixera du papier calque.C'est sur ce dernier que l'on repro-duira le dessin du futur circuit impri-me d'abord au crayon pour d'evi-dentes raisons de facilite de gomma-ge, puis a I'encre ou au stylo a bille,du moins pour les parties definitive-ment adoptees (figure 3).Dans un premier temps, il est neces-saire de placer certains composantstelles que les leds de signalisations,

dans un souci d'alignement. Dememe, les borniers de raccorde-ments doivent plutot se situer vers lesbords pour des raisons evidentesd'accessibilite. Concernant ('orienta-tion, les composants sont vus par ledessus. Tout se passe donc commesi les pastilles et les pistes etaientvues par transparence.L'esthetique de ('implantation descomposants joue un role important. IIfaut donc tendre vers un alignementdes composants tels que les circuitsintegres et les transistors surtout s'il ya une repetition de ces derniers.Quant au trace des pistes, force estde reconnaitre qu'il n'existe pas, auniveau de ('amateur, de methodescientifique et sans faille pour aboutira un routage definitif. Certains logi-ciels « routeurs » sont capables deproposer des canevas de traces despistes. Mais ils aboutissent le plussouvent a ('obligation de la realisationd'un circuit double face.Des essais successifs effectues aucrayon feront apparaitre a un momentdonne la solution la meilleure qui estaussi celle oil les obligations de croi-sement sont en nombre minimal.Comme nous nous limitons generale-ment a la technique du simple face,ces croisements trouvent leurs solu-tions dans la mise en place de

n° 328 vvvvvv.plputrnniquF2pratique.com ELECTBONIQUE PRATIQUE

straps » de liaisons. II s'agit de filsMarries de quelques dixiemes de mil-limetre de diametre reliant deux pas-tilles et inseres du cote de ('implanta-tion des composants. Ce sont, enquelque sorte, des resistances devaleur nulle.Ce travail d'esquisse s'effectuemain levee. II demande beaucoupd'attention et de concentration. C'estsans conteste Ia partie la plus difficilede la realisation d'un circuit imprime.

Realisation du typonEtant donne que la technique deselements de transferts est devenueinexploitable, faute de pouvoir seprocurer aisement les elements indis-pensables a sa mise en oeuvre, lerecours a l'ordinateur s'impose de lui-meme. II existe pour cela des logi-ciels plus ou moins complexes dispo-nibles aupres des revendeurs.Sur Internet, des logiciels simples,conviviaux et surtout gratuits sontproposes. C'est le cas de CIDESS(http ://cidess.free.fr).Pour la realisation du circuit imprime,on reproduira alors l'esquisse elabo-ree precedemment. Les raccorde-ments entre pistes et pastilles, ainsique le trace des pistes, doiventrepondre a quelques regles de basequi sont resurnees en figure 4.

4 Bon

-0

Mauvais

La largeur des pistes est directementfonction des intensites des courantsqui y circulent. Dans les cas usuels,une largeur de 0,5 ou 0,8 mmconvient. Si les intensites sont deplusieurs centaines de milliamperes,ces largeurs peuvent atteindre 3, 4voire 5 mm. Le diametre des pastillesest surtout fonction du diametre desconnexions des composants aux-

quels elles sont destinees. Dans laplupart des cas, un diametre exterieurde 1,5 a 2,5 mm convient.Le trace du circuit imprime termine, itest vivement conseille de reperer Iaface 4, cuivree » par une marqueapposee en denture « miroir » (figure 5).

5Cette precaution evitera, lors de l'eta-pe suivante qui est l'insolation, deserreurs de positionnement et ainsi deOcher de ('epoxy et du temps, sanscompter les crises d'enervement...

VerificationC'est une etape determinante avantde poursuivre les operations. Elle

necessite une impression sur papier.L'orientation est telle que l'on voit lescomposants par le dessus.II existe des logiciels permettant dedessiner les composants montes surles pastilles, en utilisant une couleurdifferente af in de bien les distinguerdu circuit imprime proprement dit.Mais on peut tres bien les dessinerl'aide d'un stylo et d'une regle.Pour obtenir une clarte encore plusgrande du trace, it est conseille derealiser cette impression de verifica-tion a l'echelle 1,5 ou 2, c'est-a-direen procedant par agrandissement.La verification consiste a controler laconformite du circuit par rapport auschema, aussi bien au niveau de lacoherence des liaisons qu'a celui dubrochage et du dimensionnementdes composants. Cette operationdoit etre menee avec Anormement desoin et de methode. Toute precipita-tion est a exclure. Plus le contrale estrigoureux et plus les chances d'un bonfonctionnement « du premier coup »du montage sont grandes.Lorsque toutes les verifications ontete faites et les eventuelles erreursredressees, on peut proceder a ('im-pression definitive du typon dans lesmemes conditions que celles delaevoquees au debut de ce chapitre.

Insolation

II convient de se procurer de ('epoxypresensenbilise qui comporte, ensuperposition sur Ia face cuivree, uriecouche sensible au rayonnementultraviolet, couche protegee par unadhesif opaque. Cette solution est deloin preferable a celle de la couchesensible que l'on peut appliquer sokmeme sur le cuivre prealablementdegraisse, a l'aide d'une bombeaerosol. En effet, cette methode quiest aussi onereuse que ('epoxy pre-sensibilise, n'aboutit pas toujoursune repartition uniforme du produitsur la surface cuivree.Dans un premier temps, ('epoxy estdecoupe en prevoyant deux bonscentimetres supplementaires auxdimensions requises pour les deuxdimensions. II convient de procederun soigneux ebarbage des bords.C'est seulement maintenant que l'onpeut retirer l'adhesif de protection.II va sans dire qu'il faut veiller a nepas toucher la couche sensible ainsidecouverte et surtout eviter que despoussieres ne viennent s'y deposer.Les revendeurs de composants pro-posent des insoleuses sous forme devalisettes equipees interieurement detubes actiniques produisant le rayon-nement ultraviolet requis (photo A).Le typon est a poser sur la face sen-sible de ('epoxy de maniere a ce quel'on puisse lire ('inscription de repe-rage a l'endroit (figure 6), ce qui estla garantie de la realisation d'un cir-cuit imprime se presentant dans lebon sens.

°

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L'ensemble est alors a retourner, facesensible et typon °dente vers lestubes actiniques, sur un verre sup-port prevu a cet effet.La duree de ('exposition, generale-ment reglable grace a une minuterie,vane de 3 a 5 min. En fait, it faut

re 328 www.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE RRAT1QUE

determiner experimentalement cetteduree par essais successifs et la rete-nir une fois pour toutes.On peut egalement recourir a unmoyen plus simple et tout aussi effi-cace. Poser ('epoxy sur un supportplan rigide, face presensibiliseeorientee vers le haut. Apres avoirdepose le typon (attention a l'orienta-tion) contre cette face, terminer cetempilement par la pose d'une plaquede verre de 3 ou 4 mm d'epaisseur,ce qui donne un poids suffisant pourbien plaquer le typon contre la facesensible. Exposer ('ensemble aurayonnement produit par une simplelampe au krypton de 150 a 250 W, enmenageant une distance de l'ordrede 30 cm. Le pourcentage de rayon-nement ultraviolet est relativementfaible compare a celui dispense parun tube actinique. Cela s'avere plutotun avantage. En effet, la duree d'ex-position devient beaucoup moins cri-tique : 45 mina 1 h conviennent par-faitement.

Developpement

cede sa place a la chimie.Premiere precaution : enfiler uneblouse et se munir de lunettes et degants. La plaque insolee est mainte-nant plongee dans une cuvette enmatiere plastique emplie sur 1 ou 2 cmd'un liquide revelateur a 20 °C envi-ron, partie cuivree orient& vers lehaut. En faisant bouger la cuvettepour produire un mouvement debalance » et ainsi creer un deplace-ment du liquide au-dessus de laplaque, on constate assez rapide-ment la disparition par dissolutiondes surfaces non protegees lors del'insolation.II convient de poursuivre cette opera-tion jusqu'au moment oil le cuivre nuapparait a ces endroits de manierenette et sur toute la plaque. Mieuxvaut eviter le frottement, meme lagera ('aide d'un coton ou d'une sponge.Cette fawn de proceder risque eneffet de generer des micro-coupuresdans les pistes a cause de ('abrasioneventuelle causee par un grain solideou une impurete quelconque pre-sents dans la solution.Le liquide revelateur peut etre une

solution de soude. Une bonne pro-portion consiste a effectuer un dosa-ge a 7 g par litre d'eau. II est prefe-rable et plus simple d'acquerir, pourune somme modique, un sachet derevelateur en poudre. Le contenud'un tel sachet est prevu pour etremélange a un litre d'eau. La solutionsera contenue dans une bouteille enmatiere plastique que l'on prendrasoin d'etiqueter pour eviter tout mau-vais usage.

Gravure

Vous possedez une tits vieille blouse ?C'est le moment de ('utiliser car lesproduits servant a la gravure ne fontvraiment pas bon ménage avec lesvetements.Comme pour le developpement, it estegalement recommande de se munirde gants et de lunettes de protection.

Les produits Le perchlorure de ferC'est le plus courant. II est disponibleaupres de tous les fournisseurs decomposants. II peut etre prat a l'em-ploi et conditionne dans une bouteilleen matiere plastique. II peut aussi sepresenter sous forme de granules decouleur jaune dans un sachet plas-tique pour etre mélange a un litred'eau. II faut le manipuler avec pre-caution. II est a l'origine d'horriblestaches jaunatres sur les vetements... Le persulfate d'ammoniumII est generalement vendu sous laforme de petits cristaux. Avec 600 g,it est possible d'obtenir environ 3 I desolution de gravure. Au niveau de sonaspect physique, it parait plus sym-pathique que le perchlorure de feretant donne qu'il est incolore. Maiscela ne l'empeche pas d'être a l'origi-ne de decolorations « sans retour »de n'importe quel textile atteint parles projections eventuelles lors desmanipulations. Acide chlorhydrique et eau oxygeneeOn peut egalement faire appel a unmélange d'acide chlorhydrique etd'eau oxygenee. Les proportionsrecommandees sont les suivantes :- 200 ml d'acide chlorhydrique a 35 %- 30 ml d'eau oxygenee a 30 %- 770 ml d'eauNous deconseillons neanmoins ce

A

produit pour d'evidentes raisons desecurite etant donne le degagementde vapeurs corrosives de chlore dontit est a l'origine.

Mise en oeuvreEn utilisant le perchlorure de fer ou lepersulfate d'ammonium, un moyensimple, quoiqu'un peu rudimentaire,consiste a verser le « liquide graveur »prealablement chauffe a 30 ou 40°,dans une bassine en matiere plas-tique.Pour le prechauffage, plonger la bou-teille plastique contenant le liquide,dans un bain-marie.La plaque, cuivre orients vers le bas,est ensuite posse delicatement sur lasurface du liquide.En s'y prenant bien, elle va flottersans s'enfoncer dans le liquide.Sinon, il est toujours possible de col-ler a ('aide de ruban adhesif, des flot-teurs en bois ou en polystyrene, sur lasurface non cuivree. La gravure dure-ra... un certain temps pouvant allerde la dizaine de minutes a la demi-heure.

Elle est surtout fonction de la tempe-rature du bain. Plus cette derniere estelevee, plus rapide sera la gravure. IIest inutile de sortir la plaque du bainpour surveiller l'etat d'avancement dela gravure. II est observable de l'exte-rieur grace a la transparence de('epoxy.Bien entendu, it existe des procedesplus performants et plus sophistiquesmis a la disposition de l'amateur.Les cuves a bulles d'air donnent detits bons resultats. Une premierefamille de ce type de cuves compor-te a sa partie superieure un plan lege-rement incline par rapport a l'horizon-tale. La plaque y est posse, cuivre

re 328 www.electruniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Initiation

orient& vers le haut. L'appareil generedes bulles d'air au sein du liquidegrace a une pompe semblablecelles qui oxygenent les aquariums.II en resulte recoulement, le long dece plan incline, d'une ecume jaunatrequi grave le circuit.Generalement ce type de graveurpossede egalement un dispositifinterne de chauffage du liquide etnecessite ('utilisation du perchlorurede fer.Une seconde famille de graveurs,plus recente, se presente sous Iaforme d'un bac vertical empli du liqui-de graveur. La plaque y est suspen-due a l'aide d'un dispositif de pinga-ge adapte (photo B). Les bulles d'airqui se degagent du fond de la cuvebrassent le liquide le long de Ia surfa-ce cuivree de la plaque, ce qui acce-!ere Ia vitesse de Ia gravure. Unecanne chauffante complete le dispo-sitif. Cette graveuse fonctionne indif-feremment avec du perchlorure de ferou du persulfate d'ammonium.La gravure achevee, la plaque estabondamment rincee a l'eau tiede.Apres sechage, les traces de vernisqui recouvrent les pistes et les pas-tilles sont dissoutes a l'aide d'unchiffon imbibe d'acetone.

Comment contoumer l'insolation etle developpement

Le procede PnP (Press and Peel PCBTransfer Film) permet de transfererdirectement le trace d'un circuitimprime contre le cuivre nu de('epoxy. II s'agit de films de couleurbleue au format A4 disponiblesaupres de differents fournisseurs demateriel electronique et notammentSaint Quentin Radio (www.stquentin-

radio.com). Le principe de mise enoeuvre est relativement simple.Sur le cote emulsifie (oppose au cotebrillant), on imprimera le trace du cir-cuit imprime, soit a partir de l'impri-mante reliee a l'ordinateur, soit en uti-lisant une photocopieuse. Seul impe-ratif : l'un ou l'autre de ces appareilsdolt etre du type laser. Une impriman-te a jet d'encre ne convient donc pas.De plus, le circuit est a imprimer al'envers, c'est-e-dire ecriture dereperage lue en mode « miroir ».Le cuivre de Ia plaque d'epoxy doltetre bien degraisse et nettoye preala-blement avec de Ia laine de fer a tex-ture fine. Le film est ensuite decoupeen menageant 2 a 3 cm de margesupplementaire dans les deux dimen-sions. II est alors pose sur le cuivredu cote imprime.Ensuite, appliquer un fer a repasser*le entre 100°C et 170°C sur la par -tie brillante du film en deplagant lege-rement celui-ci. L'operation peutdurer 1 a 3 min. Des experimenta-tions prealables sont donc neces-saires.L'epoxy est ensuite plonge dans del'eau froide, ce qui permet de decol-ler le film; operation qu'il convient demener avec beaucoup de delicates-se.

Le circuit est alors pret a etre gravesuivant le merne procede que celuique nous venons d'evoquer.

Percages

Nous arrivons a Ia fin de la realisationdu circuit imprime. II ne reste plusqu'a percer les trous des pastilles.Utiliser pour cela une perceuse minia-ture.II existe deux types de forets : desforets en acier rapide et des forets aucarbure.Les premiers, qui se pretaient bienaux pergages de la bakelite, ne fontpas vraiment l'affaire dans le cas de('epoxy. En effet, its s'usent tres rapi-dement apres quelques forages.II est donc preferable de recouriraux forets au carbure. Mais atten-tion. Si leur duree de vie est titslongue dans de bonnes conditionsd'utilisation, it n'en sera pas de memeau moindre choc ou a la moindre tor-sion due a une mauvaise manipula-

(S)

IC e,

7

tion lors du pergage. Ils sont, en effet,tres cassants.II est possible, avec de ('experience,de se servir d'une perceuse miniaturesans support ni colonne, en faisanttres attention.L'ideal est ('utilisation d'une mini per-ceuse sensitive dont la trajectoireverticale de pergage est guidee parune colonne.En general, tous les trous sont a per-cer dans un premier temps avec unforet de 0,8 mm de diametre.Certains d'entre eux sont agrandispar Ia suite a 1, voire 1,3 mm suivantle diametre des connexions des com-posants auxquels ils sont destines.Pour ces « reprises », il est possibled'utiliser des forets en acier rapideetant donne que ('avant trou a déjàete effectue et que leur nombre estplus reduit.

ConclusionLa realisation d'un circuit imprimereussi est Ie resultat de nombreuses&apes. Chacune d'elles dolt etreeffectude avec le plus grand soin.Toute precipitation est a exclure.De nombreuses verifications interme-diaires s'imposent. Le fonctionne-ment correct d'un montage resteentierement conditionne par ces pre-cautions.Avec un peu d'experience, ('amateurmoyen peut arriver a des resultatstout a fait honorables.Reste la derniere operation, moinspenible celle-ci, qui consiste a insererles composants aux divers emplace-ments preconises par le plan decablage (figure 7). Eviter les sou-dures . froides » qui peuvent rendre lemontage "indifferent» a la premieremise sous tension. Le but de cetterealisation n'est-il pas de faire cligno-ter une petite led bleue !

R. KNOERR

n° 328 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

KICADContra'les electriques

et creation de la NetlisteAbordons, pour commencercette quatrieme partie, ('indispensablemodule du Controle des regleselectriques (Electrical Rules Check)du schema. Cette puissante fonctionpermet de deceler et de marquerautomatiquement les incoherenceset les erreurs de connexionsdans le schema que l'on a dessine.Ces erreurs peuvent etre des ( pinsou des symboles hierarchiquesnon connectes, des sortiesen court -circuit, etc.

ette fonction de controle automatique nestpas infaillible. Certaines erreurs detecteesn'en seront pas forcement. Une supervisionhumaine est donc necessaire afin d'analyser

la liste des erreurs signalees par ('automate logiciel.Par exemple une « pin » non connectee d'un circuitlogique sera declaree en erreur, alors qu'en realite tout estnormal.En effet, bon nombre de circuits integres n'ont pas toutesleurs « pins » connectees a la puce. Ou alors toutes lessorties ne sont pas obligatoirement employees.Le Controle des regles electriques ne peut pas devinerce type de fausse erreur si les « pins » du symbole enbibliotheque n'ont pas ete correctement configurees. Ceciimplique que le concepteur effectue aussi un controle finalet une rectification a l'aide des menus presents dans labarre d'outils de droite.Neanmoins, ce type de controle constitue une aide pre-cieuse a la conception, car it permet de trouver la plupartdes oublis et les petites erreurs qui subsistent. Dans lapratique, toutes les erreurs detectees doivent etre ou cor-rigees ou verifiees et acceptees comme normales.La qualite de la detection et la fiabilite du processus sontindeniablement directement 'lees aux proprietes elec-triques des « pins » du composant que Ion aura declareesa la creation de celui-ci et qui sera contenu en librairie.Les anomalies detectees peuvent etre definies comme

erreurs » ou « warnings ".Passons a la pratique. Precedemment, nous avions sau-

vegarde notre schema en considerant qu'il etait termine etsans erreur. Verifions maintenant si c'est bien le cas.

128 - Cliquer sur l'icone 1144 pour lancer le Controledes regles electriques;129 - Cliquer sur la commande Test Erc.Si des erreurs sont decelees, elles sont signalees par desmarqueurs (petites fleches vertes) places sur les elementsconcernes (« pins » ou labels). Observer, sur le schema,('apparition de deux marqueurs 1 marqueur a la « pin 1 » appelee VDD du composant Ul; 1 marqueur sur la patte reliant la resistance R2 au Vcc.130 - Quitter la fenetre EeSchema Erc;

131 - Cliquer sur ricone pour relancer le Controledes regles electriques;132 - Dans la fenetre EESchema Erc, cocher le boutonRapport d'erreur, puis cliquer sur Test Erc pour effectuerle controle;133 - La fenetre Fichier Erc s'ouvre et vous demande unnom de fichier puis de l'enregistrer. Conserver le nom deFormation et confirmer la sauvegarde dans le repertoireProjet. Au passage, vous aurez observe que ('extensiondu fichier est .erc pour differencier les rapports decontroles electriques des autres fichiers du projet;134 - Lediteur de texte Bloc -notes de Windows s'ouvrepour afficher le contenu detaille du fichier Formation.erc(figure 40). II indique la position sur le composant et saposition dans le schema.

n 328 www.electronlquepratique.com ELECIRONIQUE PRATIQUE

40

ten. Ws Nmo, ?

Centrole ERC (104,2007-09,36:30)

*PM 1 (ReckneiERC. Warning Pin passive Non conneetra (X. 6.100 ponces, ye 3.850 pwcegERC Warning Pin powecin non pilobto(Nat 2) Ore 3200 pone**. Vs 4.050 ponces

J

on Errours ERC: 2

Le Contr8le des regles electriques a donc detecte deuxerreurs sur le schema que nous avons dessine et quenous considerions comme etant sans erreur.Prenons le premier marqueur de la liste. II indique que laPin passive situee au point d'intersection X = 6,100 pouceset Y = 3,850 pouces du schema est non connectee.Placons le marqueur de la souris a la position indiqueeprecedemment (ce sont les positions sur notre schema,elles sont certainement differentes sur le vOtre car lescomposants symboliques n'ont pas ete places tout a faitaux memes emplacements).

AstuceUne fois le pointeur place a proximite du point de conver-gence, affiner la position avec precision a l'aide desfleches « haute », « basse gauche » et « droite » du cla-vier. Le marqueur d'erreur se trouve place sur la « pin »passive « haute » de la resistance R2. Apparemment, toutest correct, la resistance R2 est bien connectee au Vcc.Prenons le deuxierne marqueur de la liste, it indique que(sur notre schema) la Pin power in situee a la positionX = 3,200 pouces et Y = 4,050 pouces « pin» passive estnon pilotee. Merne remarque que pour la premiere erreursignalee, la « pin » (1) de U1 est aussi raccordee au Vcc.Alors que se passe-t-il ?

Connexion des alimentations

Lorsque les « pins » d'alimentation des composants sontvisibles, elles doivent imperativement etre reliees entreelles par un fil de connexion, comme pour n'importe quelautre signal electrique.Une des difficultes provient des composants dont les pins » d'alimentation sont normalement invisibles (pins Power invisibles ») telles celles des circuits logiquescomme les portes et les bascules.La difficulte est double : On ne peut pas y connecter des fils, du fait de leur invi-sibilite; On ne connait pas non plus leurs noms.Par ailleurs, ii ne serait pas judicieux de les rendre visiblesen les connectant comme les autres « pins car le sche-ma deviendrait vite lourd et difficile a etudier lorsqu'ilcontiendrait de nombreux circuits logiques.

RemarquePour forcer l'affichage des « pins » Power invisibles, ellerdans le menu Preferences, puis Options. Ensuite, selec-tionner le bouton radio Tout Afficher du cadre Monter lespins et confirmer le parametre par OK.

Ou alors, plus simple, cliquer sur l'icone i Force l'af-fichage des pins invisibles de la barre d'outil situee a

gauche du schema.Vous observerez que toutes les « pins » d'alimentation,Vcc et GND, se voient dotees d'un label Vcc et GND etd'un numero (1) de « pin dans le sens vertical.L'exemple est plus explicite en ajoutant une porte logique(exemple : 7400) dans le schema et en actionnant la com-mande de l'icone comme precedemment. Cette fois, onpeut observer que les pins Vcc et GND apparaissent etdisparaissent tour a tour. Apres I'avoir observe, ne pasoublier de supprimer ce composant qui n'a rien a voir avecnotre schema de formation.EeSchema utilise donc une technique de connexion auto-matique des « pins » d'alimentation invisibles. Toutes les pins » Power invisible de meme nom sont connecteesautomatiquement entre elles, meme en ('absence de touteautre connexion.Cependant cette connexion automatique dolt etre corn-pletee par : Les connexions aux autres « pins » visibles, connecteesa ces alimentations; Eventuellement par les connexions entre groupes de« pins » invisibles, mais de nom different. Par exemple, les« pins » de masse sont usuellement appelees « GND » enTTL et « Vss » en MOS. Elles doivent etre relidesensemble.Pour ces connexions, on dolt utiliser des symboles d'ali-mentation specialement concus pour cette fonction. Onpeut facilement les creer et les modifier a l'aide de l'edi-teur de librairie. Ces symboles sont constitues dune

pin » Power invisible associee au graphique voulu.Attention, ne pas utiliser des labels, lesquels n'ont qu'unpouvoir de connexion locale et ne connecteraient pas les« pins » Power invisibles.Un exemple de connexions d'alimentation est representea la figure 41.

Dans cet exemple, la connexion GND (masse ou niveaulogique « bas » TTL) est reliee a ('alimentation Vss (masseou niveau logique « bas » pour la CMOS), et ('alimentationVcc (niveau logique « haut » TTL) est reliee a Vim (niveaulogique « haut » CMOS).Remarquer les deux symboles PWR_FLAG qui signalentque les deux alimentations Vcc et GND sont bien connec-tees a une source d'alimentation.Sans ces Flags (drapeaux), I'outil ERC donnerait un dia-gnostic Warning « pin" power in non pilotee.Tous ces symboles sont des composants faisant partiedes librairies schematiques natives. Ils sont purement vir-tuels et ne servent qu'a indiquer au test ERC que leslignes d'alimentation sont prises en charge et non laisseesen lair.

Ire 328 vvvvvv. plec t 1, g JEtprat ique.com EL ECTRONIQUE PRATIQUE

Appliquons donc a notre schema, les principes enumeresci-dessus135 - Remonter le symbole Vcc de la « pin » (1) de U1, ala hauteur du Vcc de R2 en faisant un clic droit sur le petitcercle du symbole;136 - Dans le menu contextuel qui s'ouvre, choisirDeplace composant;137 - Remonter le composant d'au moins 1 cm et le fixerd'un clic gauche;138 - Relier par un fil les deux symboles Vcc du haut duschema;139 - Relier par un fil le Vcc de gauche a la « pin » (1) deU1 (Voo);

140 - Relier la « pin » (1) de U1 au Vcc de la « pin » (3) du

C1-1connecteur J1;F

141 - Cliquer sur le bouton L Ajouter composantdans la barre d'outils de droite;142 - Cliquer au milieu de l'ecran a ('emplacement ou vousdesirez placer votre premier composant;143 - La fenetre Selection composant apparait;144 - Cliquer sur Liste tous;145 - Dans la fenetre Selection librairie, choisir Powerpuis OK;146 - Descendre l'ascenseur jusqu'a la ligne PWR_FLAG,puis valider le choix par OK;147 - Ancrer le composant sur le fil reliant la « pin » (1) deU1 et le Vcc de J1 « pin » (3);148 - Sauvegarder le schema, puis lancer le « Controledes regles electriques »;149 - Cliquer sur Supprimer Marqueurs,erc;150 - Surprise I Tous les compteurs sont a zero. N'est-cepas formidable ? Apparemment notre schema ne contientplus aucune erreur electrique, it se presente comme a lafigure 42.

a I e.pio,tat,p, de EW-=-,cheoe

vers LEO

EnCree

Encrow -f-nr)-Ent.cite-

Si vous desirez rendre a nouveau les « pins » d'alimenta-tion invisibles, [LArecliquez sur l'icone LW42 N'affiche pas les pins invi-sibles de la barre d'outil situee a gauche du schema.Pour vous prouver definitivement l'efficacite du Controledes regles electriques, nous allons nous preter a unepetite manipulation.151 - Faire un clic droit sur le texte Entrée a droite de laresistance R1;

152 - Dans le menu contextuel, choisir Deplace Label;153 - Deplacer le bloc de texte vers le haut de un ou deuxpas de grille et le fixer d'un clic gauche;

154 - Cliquer sur l'icone 14 pour lancer le « Controledes *les electriques »;155 - Cliquer sur Test Erc, les compteurs signalent uneerreur Erc.156 - En effet, un indicateur apparait sur la « pin » passivede droite de R1. Le processus fonctionne parfaitementbien. Par les « Labels Entree », nous avions precedem-ment reuni virtuellement la « pin » (6) de U1 a Ia « pin »passive de Al. Certains lecteurs retorqueront qu'un fil deliaison aurait suffit et que le resultat aurait ete le merne.Exact, mais cela vous a permis d'exploiter cette fonction-nalite pratique. Dans notre cas, le schema est simple etpeu encombre, mais lorsque celui-ci est complexe etdense, on y gagne en Glade.157 - Reprendre le processus decrit en lignes 149 a 153,mais cette fois replacer le bloc de texte au plus pros du filelectrique. On constate que le Test Erc a remis les comp-teurs a zero. C'est parfait.

RemarqueCes dernieres manipulations ont demontre l'efficacite duControle des regles electriques mais a condition que letableau des Proprietes des Pins de l'editeur de compo-sants soit bien renseigne, c'est-e-dire les proprietes FormPin et Type electrique.

tuelles, on pourra recourir aux outils prevus dans Ia barred'outils de droite et qui sont : Addition de fil de connexion; Addition de symbole de non connexion; Addition de labels sur fil ou bus; Addition de labels globaux; Addition de jonctions.

AstuceEn cas de difficulte a reperer un marqueur ERC, utiliserl'outil Recherche de composants et textes (les jumellessur la barre d'outil superieur) et cliquer sur le boutonChercher marqueurs. Une fleche pointe sur le premiermarqueur de la liste et la barre des taches du bas vousindique le nombre de marqueurs reperes ainsi que Ia posi-tion en X et en Y du premier de la liste.Cliquer sur un marqueur d'erreur (fleche verte) d'un dessymboles present sur le schema, son message d'erreurest indique dans la barre d'etat. C'est une autre possibili-te de reperage du logiciel.

Generation de Ia Netliste

Encore un nouveau terme : Ia Netliste. II s'agit d'un fichier. texte » qui fournit Ia liste exhaustive de tous les compo-sants (passifs et actifs) et de toutes les connexions elec-triques, telles qu'elles sont etablies dans le schema queI'on a dessine et verifie. En résumé, c'est la conversiond'un dessin en reseau vectoriel.

re 3213 wwvv.electroniquepratique.Corn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Avec Ia Netliste, nous abordons le moment proche dubasculement vers le module de dessin du circuit imprime.Mais it reste quelques actions a mener avant de realiser ledessin du circuit imprime sur lequel les composantsseront implantes et relies electriquement.Cette etape est tres importante. Elle necessite des com-plements de parametres précis concernant les compo-sants. Pour faire court, on peut dire qu'on passe du theo-rique (le schema) au physique (les composants).Dans cette Netliste, on trouve differents elements : La liste complete des composants representes sur leschema; La liste des connexions des composants, appelees

equipotentiellesLa presentation varie selon les formats de Netlistes gene-res par le logiciel. Quelquefois, la liste des composants etcelle des equipotentiels (potentiels electriques) sont deuxfichiers separes.Cette Netliste est fondamentale dans ('utilisation d'unlogiciel de schematique. C'est, en effet, grace a elle qu'onest capable de faire le lien avec les autres logiciels deCAO electronique, comme Les logiciels de circuits imprimes; Les simulateurs de circuits electroniques; Les logiciels specialises de generation de PALs et autrescircuits integres programmables.Eeschema est capable de generer plusieurs types deNetlistes. A savoir : Une Netliste au format PCBNEW (circuits imprimes); Une Netliste au format ORCADPCB2 (logiciel de CAO); Une Netliste au format CADSTAR (logiciel de CAO); Une Netliste au format Spice, pour les simulateurs(Spice, en particulier, mais format utilise par d'autressimulateurs compatibles).Explorons cette commande qui permet de generer lefichier Netliste du schema complet.

158 - Cliquer sur l'icone Generation de la Netliste;159 - La fenetre Netliste apparait (figure 43);

Net lisle

OreadPCS2 CadStar Spree Neuter ?lugo

Options

Cl Format par defautSemi,

160 - Par defaut, elle nous presente le format Pcbnew(format de fichier coche par defaut). Cela tombe bienpuisque c'est le format standard de la suite Kicad;161 - Lancer Ia generation en cliquant sur le boutonNetliste (en rouge);162 - Enregistrer le fichier de la Netliste dans le dossierProjets en le nommant Formation.net, comme proposeautomatiquement puisque c'est le nom de notre projet.

Cvpcb :association composant/modules

Nous avons cite, termine et controle le schema de notreprojet, puis nous avons genera Ia liste de nos composantsdans EeSchema.Maintenant, nous allons associer chaque composant aune empreinte physique pour realiser le typon de notreschema de formation.Le module Cvpcb permet de completer un fichier Netlisteissu d'un logiciel de schematique, en ('occurrence celuique nous venons de dessiner avec Eeschema : Forma-tion.net, en inserant pour chaque composant qui apparaitdans cette Netliste, le nom du module qui le represente-ra physiquement sur le circuit imprime que nous realise-rons ulterieurement.En general, une telle Netliste ne comporte pas d'indica-tion sur le module correspondant a son empreinte (c'est-A-dire le dessin physique ou ['implantation du composantreel) que le logiciel de circuit imprime Pcbnew devra pla-cer sur le dessin general d'implantation du circuit imprimeA realiser.Les modules peuvent donc etre, par exemple, un boitiertype DIL16, une resistance classique de 1/4, 1/2 ou 1 watt,un composant CMS 1206, etc. Certains logiciels de CAOelectronique associent un module a chaque composanten librairie schematique.Kicad exploite une logique differente.Un composant du schema, un condensateur par exemple,peut etre axial, radial, CMS, avec un entraxe variable sui-vant ce dont on dispose en stock ou que Ion prevoit d'ap-provisionner.Cette particularite s'accommode, par contre, moins biendes composants dont les variantes sont d'un brochagedifferent. Les microcontroleurs en sont un exempletypique.Dans la suite Kicad, ('association entre le composant etson module correspondant se fait de facon interactive, enmode automatique ou non, a condition de disposer desfichiers d'equivalences.On a la possibilite de creer soi- meme ces fichiers. Cesont en realite des tables de correspondances entrechaque composant et son module.La liste des modules disponibles pour le logiciel de circuitImprime est contenue dans une ou plusieurs librairies demodules.Cette approche interactive est beaucoup plus simple quede placer directement sur le schema cette indication d'as-sociation, car Cvpcb, outre ses possibilites d'associationautomatique, permet de visualiser Ia liste des modulesdisponibles et d'afficher a l'ecran ces modules.En final, nous verrons que deux fichiers de menne nomsont generes pour Pcbnew : Le fichier Netliste complet (avec reference aux modules); Un fichier auxiliaire pour association des composants(.CMP).

163 - Maintenant, cliquer sur name Ili Appel deCvpcb (Gestion des associations composant/ module).

328 vvvvvv.electroniquepratique.corn ELECTRONIQUE PRATIOUE

164 - Cette commande affiche la fenetre Cvpcb represen-tee a la figure 44.

Cvpd, ;i00/ 01 101( JD( UMI el %/Ku-ad/0.001 orrnatinn.netj

Etchlers enifinemes Bide

Or NI 0 id 13 ct. 1:13 Ir Eu fi 0

- 155 :pea

J1 - 55011202513 2 26:516mmS SM-N7650

R2 - :k : 431111_6mo5 - PIC125503A : 5 6DIF-ELLS0O

tOE

6 6516500

IDIE-557.300

.14:4505

P IDIPCMS:0 161316-51.7_500

11 10516500:2 ISDIP-ELL500

13 14d09300

.5 :6DIP-ELL500

:5 :634300:6 15DIP-ILL300

INI1p500

Fames NetLiitt. EiStitems Coreposants 5 (111xes 5: Modul4s ;Toys): 560

La fenetre Composants (a gauche et sur fond bleu)affiche Ia liste des composants apparaissant dans laNetliste lue. Elle indique leurs valeurs et le module even-tuellement associe.La fenetre Modules (a droite et sur fond bleu) affiche laliste des modules contenus &finis (empreintes) dans lalibrairie selectionnee.La fenetre Composants peut etre vide si aucun fichier n'aate chargé.La fenetre Modules peut egalement etre vide si aucunelibrairie de module n'a ate trouvee.Dans Cvpcb, Ia gestion de cette liste de « librairie demodules » s'effectue dans le menu Preferences > Confi-guration (figure 45).

Salva confis

lare

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(7) Ect5.545v

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I' Oyer* Doe 4.,N:edukspcbor... footponts pdf

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En premier, on y trouve le choix de trois formats deNetlistes acceptes sur ce module.En second, la liste des librairies de modules disponiblesdans le repertoire correspondant et la liste des selectionsd'equivalences.En bas, deux champs permettent de modifier les exten-sions des fichiers .net et des .pkg.Les trois commandes sur chaque fenetre sont : Supprimer un nom de la liste (en rouge); Ajouter un nouveau nom a la liste, apres le nom selec-tonne (en vert); Inserer un nouveau nom a la liste, avant le nom selec-tionne (en bleu).

RemarqueToute modification de cette liste affecte aussi pcbnew.

Dans le cadre de gauche, Format Netlistes, les optionssont : PcbNew. Complete le fichier netliste genere parEeschema et genere aussi le fichier .cmp; ViewLogic Wirelist. Accepte le format Viewlogic type« Wirelist » (extension .wir) et genere un fichier netliste auformat PcbNew (et le fichier .cmp); ViewLogic Net & Pkg. Accepte le format Viewlogic typenetliste (.net) associe au fichier de composants (.pkg) etgenere un fichier netliste au format Pcbnew (et le fichier.cmp).Les parametres par defaut nous conviennent parfaite-ment. Nous ne changeons rien.

RemarqueViewlogic est un logiciel de saisie de schema et de gene-ration de netliste, a l'instar de Eeschema et Cvpcb.

Selection des Librairies de modulesSi vous selectionnez a la souris un nom de fichier dans lafenetre Librairies, a ('aide des boutons vous pouvez : Supprimer (rouge) un nom de la liste; Ajouter (vert) un nouveau nom a Ia liste, apres le nomselection* Inserer (bleu) un nouveau nom a Ia liste, avant le nomselectionne.

RemarqueRappelez-vous que toute modification de cette liste affec-te aussi pcbnew.

Ajoutons des librairies a notre liste presente dans letableau Librairies :165 - Cliquer sur le bouton « Ajouter » pour faire apparaitrela liste complete des librairies de composants presentedans le repertoire module de Cvpcb;166 - Selectionner le premier module absent de la liste dela fenetre Dialog : Discret;167 - Confirmer en cliquant sur le bouton « Ouvrir ». Lemodule Discret est maintenant copie dans la liste delibrairies.168 - %peter la procedure des lignes 165, 166 et 167mais cette fois en selectionnant le module Muonde. Lemodule Muonde est maintenant a son tour copie dans Ialiste de librairies.169 - Cliquer sur le bouton Inserer pour faire apparaitre laliste complete des librairies de composants presente dansle repertoire module de Cvpcb;170 - Reprendre les procedures des lignes 165 et 167. Lemodule Discret est copie en double dans la liste de librai-ries;

171 - Faites disparaitre le doublon en cliquant sur le bou-ton Supprimer;C'est simple, n'est-ce pas ? Les procedures sont iden-tiques pour le tableau des fichiers d'equivalences.Entrainez-vous a completer la liste des fichiers d'equiva-

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lences en ajoutant tous les manquants. Vous devez retrou-ver treize fichiers equivalents, sans doublon.

Selection des fichiers d'equivalenceSi vous selectionnez a la souris un nom de fichier, cecipour effet de : Supprimer (rouge) ce nom de la liste; Ajouter (vert) un nouveau nom a la liste, apres le nomselection* Inserer (bleu) un nouveau nom a la liste, avant le nomselectionne.

Le tableau de la figure 46 presente ('ensemble des corn-mandes par icone, accompagne des commentaires pourcheque fonction.Pour vous familiariser avec le module Cvpcb, n'hesitezpas a explorer toutes les commandes contenues dans labarre d'outils.

Commandes par 'cones de In barre d'outils de Cvpcb

ligLire la Modiste Charge 0 Nettiste selectronnee dans to repertoire Prole'

Sweet Imes% et atm lisle

Creation du feller .cmp (hate des associabons) et dunet (NetlIste) modifiers et complete

Sawegarde a Detests setectionnee avec seta moraficationsdans le repertare Mope

13 ConflguratIon Omire le menu Dialog 0a to conligurabon du module Cvpcb

0 Adefficn, MOmemole: tpr,oesenXenon grik_DNOull CIA module courant

teal As5"latk'1"4""1""Assoostan adornavotte composantaknoctules 0 WO desIdlers decurvalenceOA Matson de cette command* suppose CNC Iffn disposeMode' mment de ces lavers

42 861adll -1"7"` "b" Zetr.X.".par."`",....d70:"=, ',..1sdInun*''''' de 'amodule

doflekratIonscaolinpossent fibre 100,, Wane. nprt

emeutourrecotique.desnt compnon art reettrir ausionrs la 'Inlet* Is Mat

illt Effacement des 'associations Effacement total del affectatons dela effectueee

te Cnieffion do Fichte.. doeorrospondanda

Generation dun fewer de retrcvannotabon des modules

EAffichdage/locompresslon de lartrntetlon

(AFcc.espnintla documentation des modules atookes en par

riMontre la list: Renee dmles

iaeutonse ou.rtintealffelent Mirage de raftchage des modules pour

la listeumnplete desnod

ns:setas des modules assccies auLoraque le ltotrege eat atit0110000 .ontmc

Maintenant, pour assigner un module (empreinte ou foot-print) a un composant :

172 - Selectionner un composant dans le volet gauche,par exemple la LED D11;173 - Parcourir la liste de droite jusqu'a atteindre l'em-preinte de la ligne 183 nommee LEDV et double-cliquersur le nom du module;174 - Constater que le nom de l'empreinte selectionnees'est inscrit a droite dans le tableau bleu de gauche, ('as-sociation composant/module a donc bien ate effectuee;175 - Pour visualiser un module, le selectionner dans laliste presente dans le tableau vert de droite et cliquer sur

l'icone Affichage element selectionne. Vousvisualiserez ainsi l'empreinte de la figure 47.

Maintenant, vous allez decouvrir une fonction - hyper »interessante a plus d'un titre : la representation en 3D descomposants.176 - Rester dans la vue de l'empreinte LEDV (figure 47) et7- -1

cliquer sur l'icone _ Visu 3D. Fantastique, l'emprein-te en trois dimensions apparait (figure 48) !

Nest-ce pas extraordinaire ? Comme le composant 3D aete congu d'origine et disponible dans Ia librairie des com-posants, cette vue est exploitable.Nous aborderons ulterieurement cette fonctionnalite quidepend d'un module specifique, en complement de lasuite Kicad. C'est juste pour le « fun ». Vous pouvez explo-rer ces vues 3D pour les autres composants.177 - Continuer ('association des autres composants enselectionnant le composant J1 MONCONN3, puis doublecliquer sur la ligne 64 bornier3;178 - Visualiser l'empreinte de la resistance (procedure dela ligne 175). C'est bien l'empreinte horizontale qui appa-reit, comme a la figure 49;

P...looBORN3

179 - Surligner Ia resistance R1. Nous constatons queCvpcb ne propose, par defaut, qu'une seule empreinte enla visualisant (procedure de la ligne 182). On s'apergoitque Ia position est verticale, ce qui ne nous convient pas;

C-180 - Visualiser la liste en cliquant sur l'icone = quidevoile la liste complete des modules en librairie;181 - Selectionner la ligne 245 R4 et l'associer au symbo-le avec un double clic;182 - Repeter ('operation pour R2 (procedure des lignes177 et 178);183 - Visualiser l'empreinte de la resistance (proceduredes lignes 175 et 176). C'est bien l'empreinte horizontale

Initiation

qui apparait comme a la figure 50;4-fitair,111000c 01

VRa. 10

tat 1.4.1hAtt ik oayt

184 - Terminer par le processeur U1 PIC12C508A avec laligne 7 8dip-ELL300 (figure 51).

0 0 0 0P-ELL3

0000185 - L'association cornposants/modules est termineepour notre Netliste. Vous devez obtenir un tableau Cvpcbconforme a la figure 52.

64.

ci cm Ea El Id 1=1 1r r

34

It R4

' A 4:14-,"11:3

1 1ata3P1kitos

5 NR -3,250

4 SP:32:45[DIP -L11310

445353004010-2:.7.300

edap5C0IDIP.114a

10 10DIP-X=50011 100:5500

02 141520-37.7.500

:3 114140500

14 101P-LiL50015 1463030014 ItDIP-C-7.$00

17 1E35000

Seam De IS pen, puts tones Keysls More* creasy MO

186 - Pour achever cette phase, sauvegarder le fichier

Formation.net en cliquant sur name L Sauver net-liste et cmp liste;187 - A l'aide de 4, I'Explorateur u de Windows, visualiserle contenu de votre repertoire Kicad/Projet. Les fichiersFormation.net et Formation.cmp que vous venez desauvegarder sont bienLa quatrierne partie s'acheve, la prochaine &tape sera Iadecouverte du module Pcbnew avec lequel nous aborde-rons d'autres techniques, puisqu'il s'agit de realiser le cir-cuit imprime a partir de notre schema de formation.Lequel est desormais fin wet pour etre exploit&

suivreG. KOSSMANN

[email protected]

RECTIFICATIF - 2' PARTIE (EP n°326) 12- Les boutons de la barre gOnerale d'outils

Dans notre numero 326 date d'avril 2008, des erreurs sont appa-

rues perturbant quelque peu les lecteurs interesses par cette for-

mation a Ia suite Kicad. En effet, les tableaux 10, 11 et 12 pre-

sentaient des anomalies de composition par rapport au texte et

a certaines fonctionnalites. Ci-apres, vous trouverez les troisfigures de remplacement qui sont, elles, conformes. Merci derectifier et d'accepter toutes nos excuses.

10 - Le menu Preferences

g Jibs et Rep Couleurs12 Options

ab Selection Font.

Langage

Bawer Eeschema Options6 Lire configuration

10 - Les boutons de la barre generale d'outils

Commandes par icanes de la berm d'ouUls Eeschema (en haut a gauche de tecran)

Arik her I' 9"Ile ' Grill' nonmortice. A.th Jo de 13 0110 a I suer, ou non

nI-.1 Unties - ponce Grille et d0111141110091111/4/1.10/5 en pouter.

Pht11.

4-4,r

Unites - mm Cnale of dmormons eNchees en millereUe

1

WI Selection de Fe forme du curseur

C.,nix ein is forme du comma de la souns sonone to

crow

CrCo,

sur to vte la esteem et la largeur el.document de tra.a4

4:1 rc"c° a.r.r kv.h2::los Pin' f :rce I Achage des pins in,s.blos des confosani.

IT"Tracer trails de direction

(Tracer bedsiCH71/1uctert 45 degseulernem

,:lotx du tracedesPats. ClaCitOn guelCOgu

tmile en nonzontal an vertical es 6 45' settlement

Garinfinari des par twines der la barre d'outils Etsclern, ler hdllt de I ecran;

III

Nouveau Projet schimasoue C'ar :- : . - - - :,-ir" 7

6 Ouvrtr un Pr ceet sehrimaique C.... rt., : . - i-c t- i :,* -'4

isauver k pstot 3thimgigut iis....4gvem :. ''ff^3 S -c el a .i : ,: ..'. so 'i. LI :t Z

-___

E a

.

Ajustape de la hull* de dessin(dimensions. text')

S142-7 * ,3ta '4 ce al. e a :ea.- ,A4. A2. .4.:. t,': i.^::,cat,:- :. X-.-.:. elnoucne

0 Appel de l'idlteur de libra Ineset de ecriposants

A 3.:,.e,:' ie( ot: tie, .t.(.-.!....;;......, ,..3 -114,bidi.. t.E.:3,..zr E.'

Appal dui:4,:wdiGtj.4gt.h., A:e :..1:a 14101:a i:'1 'a lio,abs

1 d, Navigation dans la hierarchie cAl'!ita'tier ,...,`%:.-'-',-4','.0:.:4:1;.:,;,:,,c:;2;",:::-,'Watt 2.34,1e251 5 I matlf :. a Win.; ci 114'1%114

SuPP"::ittiVnt"^" S.cemia.:, :ea ree,illt SeletOrnit -DI : 6n movebbek...1

1

I cope des oem.,,,,,,,rinik C0:taes...refiii-rs,..sicie7: Jae ta-s : x move block 23'S

Lid Copia des aliments sauvegardis .i.a4e:ti:ae...:4yeltz7t e., a. sa....siga,:i

5') Dealt derriere iekdon A-. ar-:.*:. :ii, ft. esee-s, St- i ':'. 'AMOS

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=List, des can pawlsit references croisees :ct-eat:, :* a or aes :..,-,00tarts ,x^e-e at.7...

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Carillon horaireLa repetition sonore del'heure est une fonctionque les penduletteset les horloges recentesassurent de plus en plusrarement. La realisationde ce carillon comblecette lacune tout endonnant a votre interieurun supplement d'ame.

la campagne, ce carillonpeut egalement etreadapts pour agir sur unecloche exterieure pou-

vent, par exemple, etre installee dansun petit clocheton et apporter ainsiune fres agreable touche sonore deromantisme a votre habitation.

Principe

L'ensemble est pilots par une basede temps a quartz. L'alimentationprovient du secteur 230 V mais unebatterie interne assure au montageune autonomie d'au moins vingt-quatre heures en cas de defaillancede celui-ci. II est egalement possiblede neutraliser automatiquement lecarillon des la tomb& de Ia nuit.

Fonctionnement

AlimentationUn transformateur abaisseur de ten-sion fournit un potentiel alternatif de12 V sur son enroulement secondaire.Un pont de diodes redresse les deuxalternances tandis que la capacite C2effectue un premier filtrage (figure 1).Le potentiel de l'ordre de 20 V, ainsidisponible sur son armature positive,est appliqué sur ('entree d'un regula-teur 7805 qui delivre sur sa sortie unetension stabilisee a 5 V.La capacite C3 realise un comple-ment de filtrage.Le decouplage entre alimentation etcircuit <4 aval ,, est assure par C4.

En situation normale, la batterie de7,2 V/200 mAH est en charge constantea travers la resistance R2.Etant donne la modicite du courantqui est d'environ 5 mA, Ia batterie nesubira aucun dommage, meme si Iacharge est ininterrompue.En cas de coupure du courant, la bat-terie restitue son energie stock& parle biais de la diode D2.Nous verrons ulterieurement quecette situation est accompagnee parune neutralisation de toutes les fonc-tions gourmandes en energie.Seule la sauvegarde de la base detemps est assuree.La consommation est alors minimaleet descend a quelques milliamperes.II en resulte une autonomie relative-ment importante du systeme pendantcette situation degradee.

La led verte L13, dont le courant estlimits par R1, signalise la presence de('alimentation en provenance du sec-teur.Enfin, l'interrupteur 11 commande lamise en service de la batterie. II estnormalement place en position defermeture.Son ouverture est seulement prevueen cas de neutralisation prolongee dudispositif, afin de ne pas dechargerinutilement la batterie.

Base de tempsLe circuit integre reference IC5 est unCD 4060, c'est-a-dire un compteurcomportant quatorze etages binaireset un oscillateur interne.La base de temps est pilotee par unquartz externe caracterise par unefrequence de 32,768 kHz.

re 3213 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

230 V

RE

L

C1

10 nF400 VS

230 V

Transfo

2 k 6 V2,5 V

A

Pont

16

IC5

CD

4060

1211

10

R01

'711,777

Q13 01

R17/10 M

ll1:75°

i

R18

32,768 kHz

1 kit

C6

CV

56 pFT

0/100 pF9777

R15

10 ki2

T2

BC

547 f_L

R19

INH

R1

2.7 k.(2

L13verte

^ C2

T200 pF

+1

+5 V

_t2x

woo

1N4004

E_

R2

2,2 kit02

T.O

11BA

T7 2 V

7805M

+5 V

R3

100 1(0

C3

C4

100 pF0,1 pF

16V

LDR

Al

100 kJ/

R6/1 M

ilR

16470 0

'Cl

LM741

I-12

R8

10 Id2

D3

1N4004

T1

BC

547

A27

100 kit

RE

L1/2 1C

2C

D4001

R20

10 "211

1312

C5

4,7 pF16VI

1

16

3

IC6

2C

D4060

1

12

6

330 0

R

R9

10 kit

Q14

D4

Q13

D5

Q12

Hi

D6

A7H

4FD

Le4 x 1N

4148

BP

1/21C2

OC

D4001

1

D.

4

1D.

36

R11

10 k0

C12

1

I3 P

E

1 pF2

R12

10 kit

C7nF

R10

1 nFC

8

j7.10

k0IC

91 nF

C3

CD

400112

CO

.111

10IT

13

+5 V

ST

R4

II

100 k0

1

Cl 0

1 nF

124

23IC

93

C04514

2122

108

76

54

1817

2019

149

13

12

ii S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

S11

S12

L1L2

L3L4

L5L6

L7L8

L9L10

L11L12

12 k Leds rouges

S13

BID

1

169

IC8

.CD

4029

15

313

124

510

8

7

J4

B

J3J2

J1

PE

CL

0403

02

Ci

U/D

L

CO

R14

97,7 9771, 9777;C11

1 nF

+5 V

10 1(0

R5

I100 ki2

811

C14 =

10 pF

Q1

J1U

/DB

ID

1

152

1411

64

109

16

IC7/C

D4029

812

133

5

-i).7J21").J3LJ41C:1.7

an12

R13

'13

10k0IC

4C

D4011

2

C13

R7

%3 2,2 pF

1 MO

-1-

470 1(0

Q14 013 Q12 Q11 010 Q9 Q8 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 02 Q1

213 212 211 210 2° 28 27 28 28 24 23 22 21 2°

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

Tableau 1

Sur une sortie « Qi » donnee, la Oho -de du creneau carre qui s'y trouvedisponible s'exprime par la relation :

2'T=

32768

En appliquant cette formule a la sor-tie Q13 (broche n° 2), Ia periode obte-nue est de :

213 8192T = 0,25 s

32768 32768

Le signal came correspondant a cetteperiode est ensuite achemine surl'entrée de comptage d'un secondCD 4060, note IC6. Pour obtenir uneduree totale de 3 600 secondes (uneheure), it est donc necessaire de pre-senter sur cette entrée 3600 s/0,25 s,soit 14 400 periodes entieres.Ce nombre peut etre decompose enpuissances entieres de 2, soit :14 400 = 8192 + 4096 + 2048 + 64

soit encore :14 400 = 2'3+ 2'2 + 2" + 2°

Le tableau 1 permet la transcriptionde ce nombre en notation binaire.En definitive, a chaque fois que lessorties Q14, Q13, Q12 et Q7 presen-tent simultanement un etat « haut »,rentree (broche n° 11) du compteurIC6 a ete le siege de 14 400 periodesentieres de 0,25 seconde. Dans cecas, et dans ce cas seulement, lepoint commun des anodes desdiodes D4, D5, D6 et D7 presente unetat « haut

Avance period iq uedu compteur horaireCet etat « haut » se retrouve egale-ment sur la sortie de la porte NOR (I)de IC2. II est aussitot pris en comptepar la bascule monostable form&par les portes NOR (I) et (II) de IC3,laquelle delivre sur la sortie un brefetat « haut » d'une duree de l'ordre desept millisecondes.Une premiere consequence deremission de cette impulsion decommande est la remise a zero de labase de temps, par rintermediaire de

rentree « Reset » de IC6. Cette der-niere entame alors un nouveaucomptage horaire.La deuxieme consequence est ('acti-vation du trigger de Schmitt constituepar les portes NOR (III) et (IV) de IC3et ses resistances peripheriques R12et R4. L'impulsion issue du trigger secaracterise par des fronts ascendantset descendants davantage verticauxqui sont aussitot transmis sur rentree

Clock » du compteur IC7, un CD4029.On note que celui-ci a ses entrées

Up/Down » et « Binary/Decade » reliees

en permanence a retat « hautII en resulte :- Une avance d'un pas du comptagepour chaque front ascendant presen-te sur rentrée « Clock »- Un comptage du type binaire (posi-tion maximale possible : 15, soit unetat « haut » sur les sorties Q1 a Q4du compteur) et non decimal.On note qu'il est egalement possiblede faire avancer manuellement lecompteur IC7 par simple appui sur lebouton-poussoir prevu a cet effet.

Affichage et remisea Ia position (1) de IC7Le circuit reference IC9 est un CD4514. II s'agit d'un decodeur binairefonctionnant en logique positive. Sesentrées A, B, C et D sont respective-ment reliees aux sorties 01, Q2, Q3et Q4 de IC7.Pour une position binaire donnee auniveau des entrées, seule la sortiecorrespondant a cette position pre-sente un etat « haut Toutes lesautres sorties restent a retat « basPar exemple, lorsque le compteur IC7occupe Ia position 7 (0111, sens delecture 04 x Q1), c'est la sortie S7 quipresente un etat . haut La led L7est alors « allumee ». La resistanceR19 en limite le courant.A noter que cet allumage se realiseseulement a Ia condition que le tran-sistor T2 se trouve en position desaturation, c'est-e-dire s'il y a pre-sence de courant en provenance du

secteur. C'est, en effet, dans ce casqu'un courant base/emetteur, limitepar R15, peut s'etablir. Dans le cascontraire, le transistor se bloque etl'affichage horaire disparait afin delimiter la consommation de sauvegar-de du montage a son strict minimum.Lorsque le compteur occupe Ia posi-tion 12 (allumage de L12), la positionsuivante S13 se traduit par la soumis-sion de rentrée « Preset/Enable » deIC7 a un etat « haut Cela a pourconsequence immediate le preposi-tionnement du compteur sur la mernevaleur binaire que celle imposee parles niveaux logiques presents a cemoment sur les entrées « Jam 1

Jam 4 Le lecteur verifiera que laposition binaire en question est Iavaleur (1) etant donne la relation de

Jam 1 » avec retat « haut tandisque les trois autres entrees « Jam -sont reliees a retat « basEn definitive, le compteur IC7 par -court indefiniment les positions 1 a12, correspondant aux douze heuresfigurant sur le cadran d'une horloge.Les leds L1 a L12 presentent d'ail-leurs cette configuration de cadrand'horloge.

Prepositionnementdu compteur IC8Le compteur IC8 est egalement unCD 4029. Ses entrées « Jam » sontreliees en permanence aux sorties Qide merne indice, du compteur IC7.L'impulsion de commande d'avanced'un pas du compteur horaire IC7issu de la bascule monostable NOR (I)et (II) de IC3, est egalement presen-tee sur rentree « Preset/Enable » deIC8. Cela se traduit par le preposi-tionnement de ce compteur sur lamerne position que celle occupee parIC7. II s'agit, en fait, d'une transposi-tion de la position du compteur IC7vers le compteur IC8.

Fonctionnement periodiquedu compteur IC8Comme nous le verrons plus loin, lecompteur IC8 est en fait monte en

decompteur » etant donne que sonentrée « Up/Down est reliee a retat

bas ».

Dans ce cas de figure d'utilisation, lasortie « Carry Out » presente unique-ment un etat « bas » pour Ia positionparticuliere zero. Pour toute autre

n" 328 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQuE PRATIQUE

position, cette sortie passe a l'etat« hautDans ce cas et avec un leger retarddu a la charge de 014 a travers R14,l'entrée de commande de l'oscillateurforme par les portes NAND (I) et (II) deIC4 est egalement soumise a un etat

haut L'oscillateur devient alorsoperationnel. II genere sur sa sortiedes creneaux de forme carree dont laperiode est reglable en agissant sur laposition angulaire du curseur del'ajustable A3. En position mediane,cette periode est de l'ordre de laseconde.Les creneaux sont ensuite pris encompte par le trigger forme par lesportes NAND (III) et (IV) de IC4 avantd'être achemines sur ('entree « Clockde IC8. Ce dernier amorce alors undecomptage qui se poursuit jusqu'aumoment (310 it occupe a nouveau saposition de repos zero. C'est en effeta ce moment que l'oscillateur NAND (I)et (II), est a nouveau en situation deblocage.En definitive, a chaque occasiond'avance du compteur IC7, l'oscilla-teur NAND (I) et (II) de IC4 delivreautant de fronts ascendants que lavaleur de la position binaire transfe-ree de IC7 vers IC8. Par exemple, siIC7 passe de la position 7 a 8, onreleve huit fronts montants, au ryth-me d'environ un par seconde, sur lasortie de l'oscillateur.

Commandedu relais d'utilisationLes fronts montants &vogues prece-demment sont pris en compte par labascule monostable constituee parles portes NOR (III) et (IV) de IC2.Pour chaque sollicitation, cette der-niere delivre sur sa sortie un etat

haut » dont la duree est reglablegrace a la presence de l'ajustable A2.Pour une position mediane du cur-seur, cette duree est d'environ150 ms. Lors des etats actifs, le tran-sistor T1 est en situation de satura-tion. II comporte dans son circuit col-lecteur la bobine d'un relais d'utilisa-tion. S'agissant d'un relais de tensionnominale 12 V, it a ete necessaire deplacer dans le circuit la resistanceR16, etant donne que le potentield'alimentation issu de ('armaturepositive de C2 est d'environ 20 V.

La diode D3 protege le transistor deseffets lies a la surtension de self quise manifestent lors des coupures.

Neutralisation eventuellede la commande du relaisL'entree non inverseuse (e+) de l'am-plificateur operationnel 101 est relieeau point commun de la LDR et de R3.Lorsque la LDR pergoit un eclaire-ment normal, elle presente une resis-tance ohmique faible, si bien que('entree (e+) est soumise a un poten-tiel tres faible. L'entree inverseuse (e-),quant a elle, est en relation avec lecurseur de l'ajustable A1. Ce dernierest generalement regle de maniere apresenter sur cette entrée (e-) un

potentiel egal a la moitie de la tensiond'alimentation. II en resulte un poten-tiel voisin de zero sur la sortie de IC1.La bascule monostable, dont ('entree(12) de la porte NOR (IV) de IC2 estsoumise a cette sortie de IC1, peut

alors fonctionner normalement.Quand la LDR (photo A) est plongeedans l'obscurite, sa resistance inter-ne devient tits grande. Le potentielsur ('entree (e+) de 101 devient supe-rieur a celui qui caracterise ('entree

2

re 328 www.electroniqueprestique.corn ELECTRONIQUE PRAT1OUE

-{ R12

1

-f Rii F

R13

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-rMEI

IC9

cc

11

O+0 _+L11 LJ

L10 L12

L9 L1 ,..,..0 L8 L2 (__)

,-..,+ L7 L3/...( ) L6

L4dL5

+k----)

0,

+ 0

REGce

IEMSI-I R2 F

-$ D2 W-A 01

R15 F -1 R1 1 LJL13

DIl

BAT 7,2 V

re

-T-

BP

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-r_L.

C)

-L

62 Bi

REL

T2 T1

R2 R1

C2 C1

12

-I R9 F

- 05 -

- C8 .1

R3 I-A R6 I-

®® ®®

NomenclatureResistancesR1 : 2,7 kg2 (rouge, violet, rouge)R2 : 2,2 K2 (rouge, rouge, rouge)R3, R4, R5 : 100 kQ (marron, noir, jaune)R6, R7 : 1 MO (marron, noir, vert)R8 a R15 : 10 IQ (marron, noir, orange)R16 : 470 Q (jaune, violet, marron)R17 : 10 MD (marron, noir, bleu)R18 : 1 kD (marron, noir, rouge)R19 : 330 D (orange, orange, marron)R20 : 10 1(0 (marron, noir, orange)Al, A2 : ajustable 100 k52A3 : Ajustable 470 kDLDR photoresistance e 7 mmou 10 mm

CondensateursIC1 : 10 nF/400 VC2 : 2 200 pF/25 VC3 : 100 pF/16 V

C4 : 0,1 pFC5 : 4,7 pF/16 VC6 : 56 pFC7 a ci : 1 nFC12 : 1 pFC13 : 2,2 pFC14 : 10 pF/16 VCV : Ajustable 0/100 pF

SemiconducteursD1, D2, D3 : 1N 4004D4 a D7 : 1N 4148L1 a L12 : led rouge o 3 mmL13 : led verte o 3 mmPont de diodesREG : regulateur 5 V (7805)T1, T2 : BC 547IC1 : LM 741IC2, IC3 : CD 4001IC4 : CD 4011

LJ230 V V V

Carillon 230 V

LDR

IC5, IC6 : CD 4060IC7, IC8 : CD 4029IC9 : CD 4514

3

Divers31 straps (22 horizontaux, 9 verticaux)

: quartz 32,768 kHz1 support 8 broches3 supports 14 boches4 supports 16 broches1 support 24 broches11,12 : interrupteur unipolaireBP : bouton-poussoir miniatureBAT : batterie 7,2 V / 200 mAHCoupleur pressionTransformateur 230 V/2 x 6 V/2,5 VA(moule)REL : relais 12 V/2 RT(Finder serie 3022)3 borniers soudables de 2 plots

n° 32E1 vvvvw.eiectroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

(e-). La sortie de IC1 passe a l'etat« haut ». II en resulte la neutralisationde la bascule monostable de corn-mande du relais. Le carillon restesilencieux.II est cependant possible d'isolervolontairement cette neutralisation enouvrant l'interrupteur 12. Dans ce cas,le carillon poursuit son fonctionne-ment normal, y compris la nuit.

Commande du carillonLes contacts « Commun/Travail » durelais sont montes de maniere a pre-senter a la sortie une tension directed'utilisation de 230 V. Celle-ci peutainsi etre mise a contribution pour ali-menter, par exemple, un carillon deporte disponible dans les magasinsde bricolage. II convient de retenir untype de carillon caracterise par un oudeux tons (et a impulsion unique)fonctionnant sous 230 V.Les modeles a sonnerie continue,realisee par un noyau plongeur enrelation avec un rupteur, ne convien-nent donc pas. De plus, it est tout afait possible de retirer l'une des deuxlames sonores si le carillon est a deux

tons et si on ne desire en exploiterqu'un seul.Mais d'autres possibilites existent.On peut egalement alimenter par lasortie 230 V du relais equipant lemodule, la bobine 230 V d'un relaisplus puissant commandant un elec-tro-aimant dont le noyau plongeurfrappe une cloche plus volumineuse.

Realisation pratiqueLe moduleLa figure 2 propose le circuit impri-me. Comme toujours, avant sa gravu-re, it est conseille de se procurer leselements afin de pouvoir rectifiereventuellement le trace de ('implanta-tion des composants dont le brocha-ge ou le dimensionnement seraientdifferents du module publie.Apres ('insertion des nombreuxstraps evitant le recours au proble-matique circuit double face, onimplante les composants (figure 3),en commencant par ceux dontl'epaisseur est la plus faible, pour ter -miner par les plus volumineux.Respecter ('orientation des compo-

sants polarises. Les curseurs desajustables sont a placer, dans un pre-mier temps, en position mediane.

Les reg la ges Ajustable AlII est destine au *lege de la limite« obscurite/eclairement » de bascule-ment de IC1. Generalement, la posi-tion mediane convient. On peutdeplacer experimentalement cettelimite en agissant sur le curseur del'ajustable, en connectant un multi -metre sur la broche (6) de IC1.

Ajustable A2Cet ajustable controle la duree de fer-meture du relais. Laquelle dolt etrereglee a une valeur minimale pourobtenir un maximum de clarte et denettete du son emis par le carillon. Lereglage est donc a affiner experimen-talement.

Ajustable A3II determine le rythme de successiondes sons ernis par le carillon. Laperiode diminue si on tourne le cur-seur dans le sens horaire.

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A BASE DU CUBLOC CB220Robot araignee

intelligent & experimental

Les robots c< marcheursattirent un large public etsuscitent toujours le plusvif inter& aupres deselectroniciens passionnesde robotique.C'est pourquoi nous vousproposons de realiserintegralement un robothexapode de type araignee

transgenique » (parcequ'a six pattes !) capablede se deplacer dans tousles sens, de faire variersa vitesse, voire de dan-ser. Ce « cyberinsectevoit les obstacles et secomporte differemmenten fonction de leureloignement. De plus,it peut reagir a Ia lumiere.

otre insecte doit sa vieau célèbre microcontro-leur Cubloc CB220 (ou letout nouveau CB220B

compatible broche a broche), distri-bue par la societe Lextronic. II offrel'utilisateur une documentation com-plete en francais et un environnementde programmation totalement gratuit.Son Basic evolue et son incompa-rable capacite de memoire, allies atrois servomoteurs, un detecteur dedistance a infrarouge, des microcon-tacts et une cellule photoelectrique,permettent d'envisager des compor-tements proches de ('intelligence arti-ficielle avec des performances habi-tuellement difficiles a atteindre enrobotique de loisirs.II est rare de trouver, dans le com-merce, un chassis robotique de cetype et les seuls existants sont tresonereux. Le noire est simple a

confectionner, entierement constituede plaques de circuit imprime en fibreepoxy, de barrettes de jonctiond'electricien, plus communementappelees « dominos n, et de visserie.

De plus, le coat dune telle realisationdemeure tres raisonnable !

Caracteristiquesconstitutionnelles- Chassis de type araignee hexapodefacile a confectionner;- Realisation mecanique a base decircuits imprimes : chassis, pattes, etc.

(photo A);- Pas de pieces mecaniques a usiner;- Motorisation par trois servomoteursde modelisme;- Alimentation unique par quatre bat-teries de 1,2 V au format « AA ";- Alimentations des parties <, corn-mande » et « puissance J, separees;- Circuit a decoupage de tension pourIa commande (elevateur/abaisseur);- Chargeur de batteries a courantconstant integre;- Un capteur infrarouge analogiquesur 10 bits pour les obstacles fron-taux eloignes (30 cm);- Deux microcontacts pour la detec-tion des obstacles lateraux;- Moustaches ou antennes lumineu-

n° 328 wvwv.electronlquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

ses agissant sur les microcontacts;- Clavier a quatre touches;- Trois dels de signalisation (obsta-cles ou autre fonction);- Affichage facultatif (pour la mise aupoint) sur ecran CLCD de 4 x 20(Comfile);- Technologie recente : microcontro-leur CB220 de Comfile program-mable en BASIC;- Grande capacite de memoire(FLASH : 80 ko, RAM : 2 ko, EEPROM :4 ko);- Instructions et fonctions develop -pees par nos soins (grande simplifi-cation pour l'utilisateur).

A propos d'intelligenceartificielleUne petite precision s'impose a cesujet. Notre araignee est qualifieed'intelligente, it va cependant de soiqu'il s'agit d'une forme d'intelligencerudimentaire appliquee a la robotiqueet qui n'a rien a voir avec les facultieshumaines ! N'oublions pas que noussommes dans le cadre de relectro-nique de loisirs.Cette « intelligence » consiste en plu-sieurs points : Un robot simple bute sur le premierobstacle rencontre au risque d'en-dommager sa mecanique et sa moto-risation. Quelques simples contacts surcette meme base robotique permet-tent de couper ('alimentation et, de cefait, de proteger son integrite.

Sophistiquons notre robot et equi-pons-le d'un circuit electroniquelogique ou, mieux encore, d'un micro-controleur. Les contacts n'agirontplus directement sur ('alimentation,mais fourniront les informationsnecessaires au microcontroleur afinde detecter les obstacles et de lescontourner par une manoeuvreconstituee d'une marche arriere, puisd'un virage dans Ia bonne direction.Ces trois situations montrent claire-ment revolution technique.Seule la derniere nous permet de par-ler d'intelligence artificielle de premierniveau.De plus, notre araignee embarqueune cellule photoelectrique et un cap-teur infrarouge qui permet de decelerun obstacle avant de le toucher, deralentir, d'adopter un comportementde « colere », puis de proceder a sonevitement. II s'agit déjà d'un niveausuperieur d'intelligence.Sa memoire peut egaiement envisa-ger de retenir ('emplacement desobstacles pour les contourner avantnrierne de les detecter.A vous de rendre votre robot encoreplus vivant par modification de sonprogramme.Apres tout, n'etes-vous pas le maitrede votre . cyberanimal » ?

Etude du schema

Le schema de principe de Ia figure 1permet de suivre cette etude.L'encadre de gauche montre simple -

ment le cablage rudimentaire du cor-don de programmation du CB220 etse passe d'explications.

Le chargeur de batterie ,

La batterie est constituee de quatrecellules de 1,2 V au format « AA » (Ni-MH ou Ni-Cad). Une source de ten-sion alternative ou continue (blocsecteur), comprise entre 15 V et 20 Vsous 500 mA, alimente le chargeurintegre au robot.Les diodes D1 a D4 effectuent leredressement a double alternances etle condensateur C2 effectue le filtra-ge d'usage. Le regulateur variablepositif CI3 est monte en source decourant constant.L'intensite de charge est condition -née par la valeur des trois resistancesR15 a R17 reliees en parallele pourreduire leur echauffement.La formule theorique ci-dessousdonne la valeur R » pour chacunedes resistances, en fonction de lacapacite des elements de batterieemployes, ou . Ich » represente lecourant de charge souhaite.

R (0) = (1,25/Ich(A)) x 3

Attention ! La consommation durobot &tent assez importante, it est

preferable d'opter pour des batteriesd'au moins 2 000 mAh.Quel que soft votre choix, respectezfidelement les preconisations duconstructeur des batteries (duree etintensite) sous peine de destruction.Le tableau 1 donne quelques valeurscalculees en fonction des elementsde batterie pour douze heures decharge environ.Les diodes D5 a D7 creent une chutede tension destinee a illuminer Ia De16lorsque la batterie est en charge.La resistance R18 limite le courantdans la Del. La diode D8 protege CI3lors du branchement de Ia batterie.

Capacite de Ia batterie Valeur de R15 9 R17

250 mAh 150 0

600 mAh 62 0

800 mAh 4701900 mAh 2002300 mAh 16 SI

2500 mAh 15 0

Tableau 1Quelques valeurs de resistances

en fonction de la batterie

n' 328 wwvv. electroniquepratique. corn ELEC I HONIQUE PRA FIQUE

PC

6

Cable programmation

RS232

Programmation

Micro/Robot

Allmentations - Chargeur

15 a 12 VAC ou DC

01 a D41N4007

CI3LM317

c2000 pF

2

3

Cl2LT1300

GND PGND

SEL SW

SHDN VIN

SENSE ILIM

6

R15 D5 D6 D7 D8

R16 3x 1N4007 1N4007

R17 R18Del6

22 i2

R15 a R17 => Courant de charge (voir texte)

D9/1N4007

/411C10 C5 C4

100 nFT00 pFT100 pF

L1

2 x 27 pHL2

NM1,"""10

A B

C3/2 200 pF

70[1+R19

De17

470 12

2 x 100 pF D10/1 N5817

+ C8

01111 100 nF

C6 r 100 pF1 +

C7 in 100 pF+

C

Fusibleimprime

D

Batterie4 x 1,2 V ..

F7T7,

+Servo

II

+5 V

Y.

r1 rrCapteur IR

GP2D120

0 0 0 3CC

Commande

Programmation C11

CUBLOC0 0 0 I CB220 PM!

2 Sin

4ATNGnd

5 POP1

P2

P3

P4

P5

P6

7

89

Contact droit Contact gaucheObstacle gauche Obstacle droit

1172".4n1I 111)1

+5 VR2/101(11 0 R3/10 kit

De12R8/470 11 R9/470 11

Dell

10

+Servo0

11

Von

GndRSTVccP15P14P13P12P11

P10P9

1213P8 +5 V

C12 +5 V R13/4.7 kit 0100 nF 6-1 I-1

R14/4.71(52

24232221

C1/100 nF

II- R10/470 12Deli

R11/470 LIDel4

RST

+5 V

2019

18

17

R12/47012mDel5

977Z

16

1514

SD SG SCServomoteurs

1:3 _1c t2c.D,0 (/)a

Afficheur LCDFaculatif (tests)

TBG

THG

THD AL.

+5 V

R4/10 kit

R5/10 kit

R6/10 kil

TBD R7/10 kit

Touches

Les deux commutateurs Si et S2 ontplusieurs fonctions. Si => A et S2 => C :Batterie, chargeur et robot isoles. S1 => A ou B et S2 => D :Batterie en charge; robot 'sole. Si => B et S2 => C :Robot sous tension; chargeur isole.Le fusible, imprime sur le circuit, pro-tege la batterie. En cas de fusion etapres elimination du defaut, it suffit

d'une goutte de soudure (pas tropgenereuse) sur ('emplacement sui-vant pour redonner vie a l'araignee,en bonne sante electrique !

Les alimentationsNous savons que, sur un robot, unealimentation unique pour la motori-sation et la commande est source deparasites. Pour cette raison et pouroffrir une tension bien stable au

microcontroleur, nous separons lesdeux tensions issues d'une memebatterie. Nous creons une alimenta-tion independante securisee pour lasection de commande, derriere la

diode de protection D9. La tension dela batterie peut fluctuer entre 4,4 V(trop faible pour le CB220) et 5,6 V(trop elevee) selon son etat de char-ge. Helas ! Le CB220 necessite unetension fres stable et « propre » de 5 V.

we 328 vvvvvv. i qt.( I n nut p r4 -ii IF ..1.13111 FLECTRONIQUF PRATIQUE

Micro/Robot

Pour parvenir a nos fins, nous choi-sissons un circuit déjà utilise dansnotre magazine, le LT1300. Ce regu-lateur a decoupage « step-up/step-down », autrement dit . elevateur/abais-seur », produit la tension preciserequise. II donne 5 V en sortie pourune tension d'entree variant de 2,5 Va 8 V et pour un courant maximum de200 a 300 mA. Seuls huit condensa-teurs (C4 a Cl 1), jouant le role de fil-trage et de reservoir de tension, deuxinductances moulees Ll et L2 de27 pH et surtout la diode a commuta-tion rapide D10, suffisent.En sortie, nous obtenons une tensionparfaite de +5 V.Pour alimenter les trois servomo-teurs, nous derivons la tension direc-tement a partir de l'inverseur S1.Attention a Ia polarite de la batterie.Aucune protection par diode contreles inversions n'est possible a cetendroit du circuit. Le condensateurC3 de forte capacite sert de 0 reser-voir » pour les servos. La DeI7, limi-tee en courant par la resistance R19,visualise cette tension nommee

+SERVO ».

La commandeC11, le microcontroleur CB220, regnetelle une araignee au centre de satoile. La grande puissance de ce der -flier explique le peu de composantsperipheriques. II se charge de tout oupresque (mesures analogiques, pro-duction des signaux MLI, etc.).Les quatre premieres broches sontdediees a la programmation dumicrocontroleur et sont reliees a unconnecteur SIL, nul besoin d'autrescomposants pour effectuer cettetache. Les broches 21 et 23 alimen-tent le CB220. Le condensateur Cldecouple cette tension au plus presdu circuit.Bien que « ('initialisation » soit auto-matique a la mise sous tension, nousavons malgre tout ajoute une touchereliee a la broche 22 permettant de laforcer en cas de besoin. Avant depasser en revue les differents pen-pheriques, attardons-nous sur leconnecteur « CUNET ». II s'agit d'unacces I2C servant ici a gerer un affi-cheur alphanumerique de type

CLCD » de la societe Comfile et dis-tribue egalement par Lextronic.

Ce composant est fres utile lors de Iamise au point du programme pourafficher certaines valeurs lues par lescapteurs, ou toute autre variable. IIn'est donc pas indispensable et doittoujours etre retire pour rendre l'arai-gnee mobile.Les resistances R13 et R14 polarisentles broches « P8 » et « P9 » destineesaux signaux d'horloge « SCL » et dedonnees « SDA ».

L'entree analogique « P1 » mesure l'eclai-

rement ambiant grace a la cellule photo-

electrique « LDR » et a la resistanceRl. Cette lecture sert eventuellementa influer sur le comportement durobot.Le capteur infrarouge Sharp de typeGP2D120 est gore par l'entree analo-gigue « P3 ». II est capable de voir unobstacle a une distance compriseentre 4 et 30 cm.

Les entrées numeriques « P2 et P4 »analysent l'etat des deux microcon-tacts relies a des antennes ou mous-taches et servant a detecter les obs-tacles lateraux. Dell et De12 termi-nent ces antennes constituees de filrigide de 1,5 mm2 de section.Les resistances R8 et R9 limitent lecourant des Dels, alors que R2 et R3positionnent les entrées « P2 et P4 »au potentiel positif au repos.Les deux Dels, connectees auxcontacts .Repos», restent allumeesdes la mise sous tension et ne s'etei-gnent que fors de la detection d'unobstacle, celle-ci s'effectuant via lescontacts « Travail ».Les trois connecteurs « SD », « SG »et « SC » sont destines a recevoir lesservomoteurs droit, gauche et cen-tral. La gestion des signaux de corn-mande de type MLI (ou PWM) est res-pectivement attribuee aux sorties

P5 P6 » et p7 ».

Quatre touches « TBG », . THG »,« THD » et « TBD » permettent d'agirmanuellement sur le comportementdu robot (marche, arret, demonstra-tion, etc.). Leur etat est respective-ment lu par les broches « PO »,

P10 », « P11 » et « P12 » configu-roes en entrées numeriques.Les resistances R4 a R7 positionnentces dernieres au potentiel positif aurepos.

Les De13 a Del5 permettent de visua-liser divers stades du fonctionnement

comme I'approche ou le contact avecun obstacle, l'attente de mise enroute, etc.Les resistances R10 a R12 limitent lecourant dans chaque Del a une valeurconforme aux sorties du CB220.

Realisation pratique

Les circuits imprimesLa realisation des circuits imprimestient une place preponderante pource robot car ils jouent evidemmentleur role premier, a savoir supporter lecablage des composants, mais ega-lement un role mecanique puisqu'ilsconstituent l'integralite du chassis,des pattes et autres pieces d'entre-toises. II est evidemment possible dene graver au perchlorure de fer que Iaplatine superieure supportant lescomposants et de decouper lesautres par simple report du dessin.Cette solution est neanmoins forte-ment deconseillee car elle engendre-rait des imperfections d'usinagedommageables au bon fonctionne-ment du robot.L'ideal consiste a graver toutes lesplaques, de les percer et, enfin, de lesdecouper. Vous vous assurerez ainsiun travail de qualite.Avant de commencer, procurez-voustoutes les pieces (visserie, rotules,servomoteurs, composants, etc.).Cette precaution permet d'effectuerdes essais de rotation et de connaitreprecisement tous les diametres despercages.Les figures 2 a 5 donnent les dessinsdes typons afin de reproduire lesplaques selon la methode photogra-phique et de les graver au perchloru-re de fer. Effectuer ensuite tous Iespercages (composants, visserie, pas-sage de fils, d'axes, etc.) et ebavurersoigneusement tous les usinages.Le cablage des composants de laplatine superieure est dicte par leschema d'implantation de la figure 6.Proceder dans I'ordre habituel, enrespectant la taille des composants.Commencer par souder les deuxstraps (ponts de liaisons) et continuerpar les resistances, puis les diodes,les supports de circuits integres, lesdeux connecteurs des Dell et De12constitues chacun de deux brochesde barrette « secable » femelle type

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Micro/Robot

PATTE AVG

PALONNIERS

SUP.IR,_____

PATTE ARG

PATTE AVD

PALONNIERS \

I ISUP.

IR

PATTE ARD

Micro/Robot

3

5

PATTE CENTRE G

ENTRETOISE ENTRETOISE

933 -BOZO

PATTE CENTRE D

ENTRETOISE ENTRETOISE

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Micro/Robot

A EVIDER

NomenclatureResistances 5%R1 : 2,2 IcQ (rouge, rouge, rouge)R2 a R7 : 10 kQ (marron, noir, orange)R8 a R12, R19 : 470 D Oaune, violet, marron)R13, R14 : 4,7 kQ (jaune, violet, rouge)R15, R16, R17 : 15 Q a 150 Q (voir texte)R18 : 22 Q (rouge, rouge, noir)LDR : Cellule photoelectrique LDR1200(Saint -Quentin Radio ou Lextronic)

CondensateursCl, C10, C11, C12 : 100nFC2 : 1 000 pF/35 VC3 : 2 200 pF/25 VC4 a C9 : 100 pF/25 V

InductancesLi, L2 : 27 pH

SemiconducteursC11 : Microcontroleur Cubloc CB220 ouCB220BCl2 : LT1300CN8C13 : LM317Afficheur Comfile CLCD 4 x 20

A EVIDER

A EVIDER

0(

brc'

A EVIDER

facultatif (voir texte)Capteur IR Sharp GP2D120Dell a De17 : (1 rouge, 3 orange, 3 vertes)diametre 5 mmD1 a D9 : 1N 4007D10 : 1N5817

Divers1 support large de circuit integreA 24 broches1 support de circuit integre a 8 broches1 connecteur d'alimentation de 2,1 mm1 prise DB9 femelle a sertir + cable ennappe5 touches « travail » pour circuit imprimetype D6Barrette seeable male et femelle type tulipeBarrette seeable male et femelle type SIL1 dissipateur thermique ML26 pour TO2202 microcontacts coudes pour circuitimprime (1 droit et 1 gauche)2 petits inverseurs coudes pour circuitimprime (au pas de 2,54 mm)1 boitier ferme pour 4 piles R64 batteries 1,2 V Ca-Ni ou Ni-Mh

-r

A EVIDER

600 a 2500 mAHFils souples, rigides

Mecanique3 servomoteurs de modelisme standards(Lextronic ref. BMS-410 STD)12 rotules de 2 mm ou chape a boule(Lextronic ref. QUA2P6160)24 dominos d'electricien de section10 mm? (0 int. 4 mm libre)Tube laiton (0 ext. 4 mm - 0 int. 3 mm)Tube laiton (0 ext. 3 mm - 0 int. 2 mm)Fil electrique rigide de section 1,5 mm?2 cosses a sertir (automobile)12 vis de 0 4 mm longueur 40 mm (laitonde preference)2 vis de 0 4 mm longueur 20 mm (laitonde preference)14 ecrous bloquants de 0 4 mm (marqueNylstop ou Simmons)Rondelles plates, ecrous simples de 0 4 mmTige filetee de 0 2 mmVisserie de 0 3 mmVisserie de 0 2 mmGaine thermoretractable et colle

6

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7

0

VIS DE WOENTRETOISE SOUDEE A LA BASE INFERIEURE

2 RONDELLES PLATES DE 4

ECROU de 4 SOME A LA PATTE2 RONDELLES PLATES DE 4

ENTRETOISE SOUDEE ALA BASE INFERIEUREECROU NYLSTOP cm SIMMONS de 4

tulipe, les autres connecteurs consti-tiles de broches de barrettes

secable >, type SIL (femelles pour laprogrammation et males pour lesautres), les condensateurs au mylar,les Dels, les inverseurs S1 et S2, lesinductances Li et L2, les microcon-

SOUDURE

ASSEMBLAGE MECANIQUEDE LA BASE INFERIEUREVUE DE DESSUS ET PAR

TRANSPARENCE

POSITIONNEMENT DES PATTESDES ARTICULATIONS ET DU

CAPTEUR INFRAROUGE

410

!!!

BOITIER DES 4 ELEMENTSDE LA BATTERIE

IMPORTANT

DISTANCE MAXIMALEENTRE 2 PATTES80 MILLIMETRES

tacts, le connecteur d'alimentation, laLDR, les touches, les condensateurschimiques et, enfin, le regulateur CI3visse sur son dissipateur thermique.II convient maintenant de verifierminutieusement toutes les pistes, lescomposants (valeurs et orientation).

B

C

Sans inserer les circuits integres,mettre les quatre elements de Ia bat-terie en place.Controler les tensions et Ia charge enbasculant Si et S2. Hors tension,embrocher CI5 (le LT1300). Apresremise sous tension, vous devrez

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8

ECROU ea 4 SOUDg A LA PLATE

mesurer +5 V sur les broches corres-pondant aux alimentations de C11.Les essais sont termines, debrancherla batterie avant de poursuivre par('assemblage. Pensez a confection-ner le cable de programmation si cen'est pas déjà fait.

ASSEMBLAGE MECANIQUE DES PATTES CENTRALES I

SOUDURES

VIS DE 4x40_ - -RONDE LLE PLATE DE 4

, 2 DOMINOS D'ELECTRICITE 10 MM2

RONDELLE PLATE OE 4ECROU NYLSTOP ou SIMMONS ea 4

TETE DE ROI1JLE

TUBE LAITON 2 IM et 3 ort - -

TUBE LAITON 3 sM 44 4 ext -

- -- DOMINO DELECTRICITE 10 MM2

PIECES A SOUDERENTRE ELLES

SOUDURES

I ASSEMBLAGE MECANIQUE DES PATTES AVANT ET ARRIERE

La mecaniqueAvant d'aborder la realisation meca-nique, commencons par une petiteprecision. Les barrettes de raccorde-ments d'electricien de section10 mm2 (par simplicite, appelons-les" dominos >x par la suite) doivent etre

Micro/Robot

depourvues de leur enveloppe isolan-te en plastique pour ne garder que lapartie en laiton, 00 une vis de 4 mmde diametre coulisse librement avecun minimum de jeu. Juste avant desouder ces dernieres sur les piecesde fibre epoxy (circuit imprime), it est

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Micro/Robot

9

DEL VERTE GAUCHE

ANTENNE LUMINEUSE GAUCHE

imperatif de les Trotter a la toileemeri " fine et de les degraisser

I'alcool a bruler.L'assemblage mecanique ne presen-te pas de difficulte et requiert de laminutie, du soin et de ('observation.Se reporter frequemment aux figures7, 8 et 9 montrant un maximum dedetails, mais observer egalement lesphotos B, C et D.Noter que toutes les pieces de fibreepoxy devant supporter des dominoscomportent des trous de centragepour ceux-ci.Utiliser les vis d'origine pour lesmaintenir durant Ia soudure a l'aided'un fer de forte puissance. Preparerainsi les quatre supports/entretoisespour les pattes centrales et les quatrepattes (avant et arriere). Les deuxpattes centrales sont munies chacu-ne d'un ecrou de 0 4 mm en laiton,soude puis percees au merne dia-metre, pour servir de palier.Sur la plaque de chassis inferieure,souder bien perpendiculairement, ducote cuivre, le support du capteurinfrarouge, puis les quatre petits sup-ports des pattes centrales en veillanta ne pas obstruer les fentes dedebattement.Pour cette derniere operation, it estrecommande d'assembler provisoire-ment les platines superieure et infe-rieure au moyen de quatre vis de4 mm et d'entretoises, formees pardeux dominos enfiles et d'un ecrou.Apres separation des deux plaquesdu chassis, it convient de fixer le cap-teur infrarouge a sa place a l'aide devisserie de 3 mm. Percer les deuxtrous au fond du boitier de piles et lefixer a l'arriere au moyen de deux visde 3 mm a totes fraisees.Mettre ensuite les trois servomoteursdans leurs logements respectifs (deuxen haut et un en bas), puis les visser

FRS SOUPLES DES DELS

Fa RIGIDE 1,5 MM2

COSSES

DEL VERTE DROITE

I ANTENNE LUMINEUSE DROITE

CONNECTEURS must LES DRS

a l'aide de visserie de 3 mm.Vous pouvez maintenant assemblerdefinitivement les plaques superieureet inferieure comme precedemmentavec huit ensembles de vis de 4 mm,rondelles, ecrous et dominos.Preparer les pattes avant et arriere ensoudant minutieusement et precise-ment tout un assemblage constituede deux dominos surmontes par despetits tubes en laiton longs de 20 mminseres l'un dans l'autre (0 4 ext. - 0 3 int.

puis 0 3 ext. - 0 2 int.) permettant dereduire le diametre interieur a 2 mm.Terminer par la tete de rotule en lai-ton, dont la vis de 2 mm s'emboitedans le tube de 2 interieur.Ces quatre pattes ainsi prepareesprennent place symetriquement dansle chassis a l'aide de quatre vis de4 mm de diametre entre les deuxplaques.Penser a intercaler une rondelle plateau-dessus et au-dessous de chaquepatte afin d'ameliorer la rotation.La pose des petites plaques suppor-tant les rotules se fixant sur les palon-niers des servomoteurs doit imperati-vement se faire apres *lege duneutre sur ces derniers.Pour effectuer cette operation, sereporter au paragraphe de la pro-grammation avant de terminer ('as-semblage mecanique.Le programme de fonctionnementpositionne automatiquement les ser-vos au neutre et attend un ordre auclavier. Durant cette phase, vouspouvez visser les plaques precedem-ment citees, equipees chacune deses deux rotules, sur les palonniers.Couper ensuite six longueurs de tigefiletee de diametre 2 mm.Les quatre tiges prevues pour les ser-vomoteurs de gauche et de droitemesurent 34 mm. Les deux autres,pour le servomoteur et les pattes

centrales, mesurent 44 mm.Visser, a chaque extremite de cestiges, les pieces en nylon des rotules.Vous obtenez ainsi quatre assem-blages de 64 mm et deux de 77 mm.Ces valeurs, mesurees sur la maquet-te, sont donnees a titre indicatif etdoivent eventuellement etre modi-flees pour un reglage précis despattes.Les six pattes doivent toucher le solet celles de ('avant et de l'arriere sontlegerement orientees vers ('avant etvers l'arriere (figure 7). Pour cela, vis-ser ou devisser legerement les rotulespour les rapprocher ou les Oloigner.La derniere operation consisteconfectionner les antennes ou mous-taches lumineuses. Denuder deuxlongueurs de 16 a 17 cm de fil rigidede 1,5 mm? de section et souder unecosse a une extremite de chacuned'elles afin de l'inserer dans la Ian-guette des microcontacts. Donner aces antennes Ia forme voulue enveillant au bon fonctionnement inde-pendent de chaque microcontact.Les Dell et Del2 sont soudees surdes fils fins tits souples termines pardes connecteurs males. Maintenirces fils le long des antennes aumoyen de colle ou, mieux encore, al'aide de gaine thermoretractable.

Programmation

Votre robot se programme facile-ment. II peut adopter le comporte-ment de votre choix, mais noussommes parvenus aux meilleuresperformances en creant, pour vous,des instructions fres simples a utili-ser, comme celles de Comfile le fabri-cant du CB220, mais dont les termess'apparentent plus au francais.Voyons comment telecharger gratui-tement le logiciel CublocStudio.

n" 328 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAIIQUE

Vous avez le choix entre deux solu-tions :- soit le site Internet de Ia societeLextronic (http://www.lextronic.fr/Comfile/cubloc/PP.htm), distributeur duCB220, ou vous trouverez le logiciel,le manuel en francais et bien plusd'informations encore;- soit le site Internet du fabricant(http://cubloc.com/data/01.php?PHPSESS1D=6836d769e9b501c671c1aedf28827869) ou vous aurez a votredisposition la derniere version dulogiciel.Quel que soit votre choix, le logicielCublocStudio est en langue anglaise,comme tous les logiciels de develop-pements ! i____

Apres installation du logicielCublocStudio, it convient de relierraraignee a un port « seriel » du PC via

le cable precedemment confection-ne. II faudra certainement ensuitemettre a jour le logiciel interne duCB220 (firmware) a l'aide du menu

SETUP ». L'operation dure quelquesminutes, mais est entierement auto-matisee et simple.Ouvrons une parenthese importante :a quoi sert cette mise a jour ?En fait, le microcontroleur CB220 estpratiquement l'un des seuls a pouvoirevoluer gratuitement.

Vous achetez un CB220 ou CB220Bet, en telechargeant librement Ia der-niere version de CublocStudio, vousdotez le microcontroleur, lors de lamise a jour du « firmware », de toutesles dernieres fonctionnalites, correc-tions de « bugs », nouvelles instruc-tions, etc.Vous venez ainsi de vous procurer latoute derniere version du composant,gratuitement et sans vous deplacer.Voila matiere a interesser bon nombrede nos lecteurs, d'autant que Iasociete Lextronic continue de secharger de la traduction francaise etdu developpement de nouvellesnotes d'applications.

Revenons a notre sujet : l'auteur adeveloppe un programme pour don-ner la vie a votre robot « araignee ».De nombreux commentaires vousrenseignent sur le deroulement duprogramme.Ce dernier comporte deux fichiers :- l'un a ouvrir dans CublocStudio. IIporte ('extension « .CUL

- l'autre, indissociable, porte ('exten-sion « .CUB ».Comme d'habitude, ces fichiers sonta votre disposition sur notre siteInternet (http://www.electroniquepratique.com).Les lecteurs n'ayant pas r opportuni-te de se connecter a Internet peuventobtenir nos fichiers en adressant a laredaction un CD -Rom sous envelop-pe auto-adressee et suffisammentaffranchie.

Utilisation

Nous serons brefs a ce sujet, le pro-gramme, largement comment& per -met aisement d'en deduire les corn-mandes.Le principe de marche de raraigneeest volontairement passé sous silen-ce. Pour ('analyser, tl suffit de Ia faireevoluer.A la mise sous tension, tous les ser-vomoteurs se positionnent au neutre,Ia Del centrale clignote, le robot estimmobile et attend une commande.- Touche « BAS-DROITE » : prise en

compte ou non de reclairage sur laLDR pour l'arret.- Touche « AS -GAUCHE » : test desservomoteurs.(THG = plus, THD = moins, TBD =trois positions extremes : maxi,neutre, mini)- Touche « HAUT-GAUCHE » : depla-cements libres avec contournementdes obstacles.(TBG ou eventuellement LUMIERE =arret)- Touche HAUT-DROITE » :

demonstration avec marche arrieredevant un obstacle.(TBG ou eventuellement LUMIERE =arret)Les trois Dels donnent diverses indi-cations : attente d'une commande,obstacles touches ou en vue, prise encompte de Ia lumiere ou encore,position des servomoteurs en test.Nos explications prennent fin. Nousesperons que la realisation et revolu-tion de ce robot vous procureront ungrand plaisir, similaire a celui eprouvepar l'auteur a le concevoir !

Y. MERGY

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Micro/Robot

Gestion et alarmspar GSM

Les grandes vacancesapprochant rapidement,Ia realisation que nousvous proposons vient forta propos. Sophistiquee,cette telecommande/alarmeutilisant un module GSMpermet, en effet, lasurveillance et le controled'une habitation(ou tout autre lieu).Inutile de preciserIa portee d'un tel systemequi atteint plusieursmilliers de kilometres.

vent de vous proposerce montage, nous avonshesite en raison de sonprix de revient non negli-

geable puisque, a lui seul, le moduleGSM avoisine les 100 E.Tout bien considers, le prix de revientde cette realisation n'est pourtantpas exorbitant lorsque Ion consulteles tarifs pratiques dans les magasinsspecialises pour un produit fini tel

que le notre. Les premiers modelesfrolent les 500 C. Nous avons doncfait fi de nos premieres hesitations etentrepris la conception de cette tele-commande que nous vous presen-tons maintenant.

Caracteristiquesgenerales

Enumerons les possibilites actuellesde is platine, puis les options quenous pourrions eventuellement conce-voir et proposer, le systeme etantevolutif. Nos lecteurs comprendrontque nous n'avons pas pu tout placersur une platine qui se devait de resterde dimensions raisonnables.

z

1,1.1.14

PUSH PUSH SYSTIM

PAJ M1S01001.3144,1 1,P* WU -ova

I 1 111 11111 11111111 111111 1 III 11 113 IH

CE0168 6 -fent

Le » software »Le « software » gerant le microcontro-leur permet :- la commands de huit sorties pilo-tent des relais electromecaniques(tension bobine de 5 V) et egalementhuit sorties a collecteurs ouverts (ten-

sions pouvant etre choisies entre5 Vcc et 10 Vcc, non gerees actuelle-ment);

- la lecture de huit entrées devant etreconnectees a une tension compriseentre 5 Vcc minimum et 15 Vcc maxi-mum et huit entrées ne repondant

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Micro/Robot

1

43,1

10

15,35

43,939

0,7

1.4925-r- --rur 3,2

%kr

0.2

0,4

U)N -

L 14,6

1.92,9

qu'a des signaux logiques TTL (leis -sees libres, au choix de l'utilisateur,non gerees actuellement);- le test permanent de huit entrées;- le test permanent d'arrivee d'un SMS(Short Message Service) de comman-de des huit sorties alimentant lesrelais integres sur la platine;- le filtrage des SMS par lecture dunumero de portable de l'appelant;- le stockage du numero de l'appe-lant non autorise (si la platine estreliee a un PC) et le rejet du SMS;- la lecture du SMS si l'appelant estautorise, ('interpretation du message,('execution de l'ordre et l'envoi d'unSMS de confirmation mentionnantl'etat des sorties;- l'envoi immediat d'un SMS si une(ou plusieurs) des huit entrées pre-sente un &at d'alarme, SMS preci-sant egalement la (ou les) entree(s)concernee(s);- la mise en fonction du GSM, l'autoconfiguration du debit de la commu-nication avec le microcontroleur et lamesure du signal de reception.

Le « hardware «La configuration « hardware » de laplatine permet ('indication visuelle :- de l'etat des tensions d'alimentation- de la mise en fonction du GSM- du bon fonctionnement du logiciel- de l'etat du GSM : recherche de re-seaux ou mise en reseau- du niveau de reception du signal (0a 4 barres)

Quelques optionsPour ce qui est des options envisa-geables, relativement nombreuses,nous citerons celles qui nous sem-blent les plus necessaires.Tout d'abord, si on desire controlerplusieurs acces, endroits ou sys-

d'un local, la gestion ne peutse faire actuellement qu'au moyen deliaisons cablees, ce qui devient rapi-dement fastidieux lorsque les dis-tances depassent deux a troismetres. Nous avons donc envisage laliaison hertzienne entre la platine debase et les platines secondaires dontle nombre peut etre aussi Aleve que

souhaite puisque chacune ne repondqu'a son code.Leur fonction peut egalement etrevariee et adaptee en fonction desbesoins de chacun :- entrées numeriques- sorties numeriques- entrees analogiques- lecture de capteurs divers (tempera-ture, luminosite, fumee, etc.)- commande de moteurs de position-nementCette liaison hertzienne est securiseeafin de beneficier d'un fonctionne-ment sans faille du systerne. Chequeplatine secondaire est equipee d'un

petit » microcontroleur gerant lareception des ordres. II est egalementchargé de leurs executions, puis del'envoi du resultat et de la confirma-tion du bon (ou mauvais) deroulementde ('operation.Par ailleurs, bien que se « configu-rant 0 automatiquement lors de lamise sous tension, une rupture d'ali-mentation de la platine GSM peutavoir de facheuses consequences.Une alimentation ininterruptible utili-sant des accumulateurs de capacitesuffisante toujours charges correcte-ment et prenant le relais lors d'unepanne de secteur nous semble obli-gatoire.II est temps maintenant d'entrer dansle vif du sujet.

Le module GM862-QUAD

Le GM862-QUAD est un moduleGSM fabrique par la societe Telic etdistribue par Lextronic (photo A). Cequadri-bandes utilise les frequences850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz et1900 MHz. II fonctionne dans lesmodes VOICE, FAX, DATA et SMS.Ses dimensions sont donnees enfigure 1.L'interconnexion du GM862 au circuitimprime de base s'effectue par l'in-termediaire d'un connecteur de typeMOLEX a cinquante points CMS(photo B). II est inutile d'esperer lesouder par un moyen conventionnelcar cheque broche n'est separee quepar un espace de 3/10° de millimetre.II Taut donc se procurer une platineadaptatrice munie de ce connecteur(Lextronic) qui repartit les cinquanteconnexions sur deux rangees de


vingt-cinq points au pas de 2,54 mm.(photos C et D).

La fonction des differentes brochesest mentionnee ci-dessous : Broches 1, 3, 5, 7, VaArr :alimentation 3,8 V du module Broches 2, 4, GND :masse Broche 6, ND :entrée du convertisseur interne 11 bits,impedance 100 kQ, 2 V maximum Broche 8, CHARGE :entrée du chargeur de la batterie Broche 9, EAR_HF+ :sortie audio main-libre, ligne + Broche 10, EAR_MT- :sortie audio ecouteur, ligne - Broche 11, EAR_HF- :sortie main-libre, ligne - Broche 12, EAR_MT+ :sortie audio ecouteur, ligne + Broche 13, M1C_HF- :entrée audio micro main-libre, ligne - Broche 14, MIC_MT+ :entrée audio micro interne, ligne + Broche 15, MIC_HF+ :entrée audio micro main-libre, ligne + Broche 16, MIC_MT- :entrée audio micro interne, ligne - Broche 17, ON_OFF :entrée de mise « en » ou « hors » tension

du module, impulsion de 1000 msminimum, entrée ramenee au +VBATI(47 K2), active au niveau « bas . Broche 18, AXE :commutation main-libre, ramenee au+VeArr (100 k52)

Broche 19, SIMIO :signal externe SIM, donnees Broche 20, TXD :ligne d'entree des donnees serie auniveau CMOS 2,8 V Broche 21, PWRMON :sortie, indicateur ON/OFF du contra -le de ('alimentation de peripheriquesexternes Broche 22, SIMVCC :signal externe SIM, alimentation Broche 23, RESET :entrée de remise a zero, active auniveau « bas » Broche 24, SIMRST :signal externe SIM, RAZ Broche 25, RESERVED :non utilisee Broche 26, SIMCLK :signal externe SIM, horloge Broche 27, SIMIN :signal externe SIM, presence de la

SIM, active au niveau « bas » Broche 28, GP02 :ligne de sortie programmable, usagegeneral Broche 29, CTS :ligne de sortie du signal CTS (RS232) Broche 30, RING :ligne de sortie pour l'indicateur RING(RS232)

Broche 31, GPI1 :ligne d'entree programmable, usage,general Broche 32, GP108 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 33, DSR :ligne de sortie du signal DSR (RS232) Broche 34, GP109 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general

Broche 35, TX_TRACE :non utilisee Broche 36, DCD :ligne de sortie du signal DCD (RS232) Broche 37, RXD :ligne de sortie des donnees series auniveau CMOS 2,8 V Broche 38, GPI010 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 39, STAT_LED :indicateur led de statut Broche 40, GPIO11 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general

Broche 41, RX_TRACE :non utilisee Broche 42, GPI012 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 43, DTR :ligne d'entree du signal DTR (RS232) Broche 44, GP1013ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 45, RTS :ligne d'entree du signal RTS (RS232) Broche 46, GP103 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general

Broche 47, GP104 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 48, GP105 :ligne d'entree/sortie programmable,usage general Broche 49, GP106/ALARM :ligne d'entree/sortie programmable,usage general ou alarme

A

Broche 50, GPI07/BUZZER :ligne d'entree/sortie programmable,usage general ou buzzerSeules douze des broches sont utili-sees pour un montage tel que lenotre : broches 1, 3, 5 et 7 (broches+3,8 V), broches 2, 4, 8 (masse),broche 17 (ON/OFF), broche 20(TXD), broche 23 (RESET), broche 37(RXD) et broche 45 (RTS).Dans ce cas, l'echange des donneesseries ne comporte pas de controledu flux.

n° 3E8 wwvv.electroniquepratiquemorn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

2

Fixing point

rm = 25 mm

GM862

Flexible cablestarting point

I, = 30 mm

3

Flexible cablestarting point

Le module GM862 integre sur sonboitier un connecteur coaxial de typeMMCX. L'antenne dolt y etre reliee aumoyen d'un cable presentant uneimpedance de 50 Q. Les dessinsdonnes aux figures 2 et 3 indiquentla courbure maximale que dolt pre-senter ce dernier.L'antenne utilisee dolt, bien entendu,etre adapt& a Ia frequence de travail.Sa bande passante dolt etre de :- 70 MHz dans la bande EGSM 850- 80 MHz dans la bande EGSM 900- 140 MHz dans la bande PCS- 170 MHz dans la bande DCSII est preferable d'utiliser une antenne« Quad -Band ». Le gain doit etre infe-rieur a 3 dBi et son impedance de50 Q. Elle dolt pouvoir supporter unepuissance RF d'au moins 2 W.

Les commandes du GM862Le module GM862 est simplementpilots au moyen de commandes AT.

Nous disons simplement », maisn'oublions pas que le nombre de cesinstructions est eleve (plus de deuxcents) et que le manuel de referencecomporte plus de six cents pagesRassurons-nous car lorsque l'on utili-se le mode SMS, seules quelquesinstructions sont necessaires.

Nous detaillons ici quelques instruc-tions qui serviront de base a ('utilisa-tion du GM862 :1 - ON/OFF : la mise sous tensionnecessite une intervention exterieurequi sera, soit delivree par le micro-controleur, soit par l'appui sur un BRLa mise « hors » tension est realise al'aide de ['instruction AT#SHDN<CR> of « CR » est un appui sur latouche 0 entree ».2 - l'instruction AT<cr> (reponse OK)permet ('auto -configuration du debitde communication de ('interfaceserie. On peut egalement fixer le debitpar ('envoi de AT+IPR=<vitesse><cr>

vitesse » est compris entre 0 et115 200 bps. Si Ion choisit le pare -metre 0, alors ('auto -configuration esteffective.3 - l'instruction AT+CPIN ?<cr> per -met de s'enquerir de la presence dela carte SIM et du statut. Differentesreponses peuvent etre donnees par lemodule et nous presentons les pluscourantes :- +CPIN : SIM PIN la carte SIM estpresente et le code PIN est demande- +CPIN : READY la carte SIM estpresente et ne necessite pas de codePIN

- +CPIN : SIM PUK la carte SIM asubi trois essais d'entree du codePIN et reclame maintenant le codePUK (carte SIM bloquee)- +CME ERROR : 10 la carte SIMest absente.4 - l'instruction AT+CPIN=****<cr> ou« **** » est le code PIN permet d'en-trer le code. La reponse est OK si lecode PIN correspond ou ERRORdans le cas contraire.5 - l'instruction AT+CPIN=********,<****><cr> ou « ******** » est le codePUK et « **** » le nouveau code PIN.La reponse peut etre OK si le codePUK est correct ou ERROR si it estincorrect.6 - l'instruction AT+CREG ?<cr>demande l'enregistrement du GSMsur le reseau.

Les reponses +CREG : 0,1 ou+CREG : 1,1 signalent I'enregistre-ment sur le reseau.Les reponses +CREG : 0,0 ou+CREG : 1,0 signalent qu'aucunreseau n'est disponible (plusieursautres reponses sont disponibles,consulter le manuel).7 - l'instruction AT+CSQ<cr> permetde connaitre le niveau RSSI ou quail-te du signal.La reponse est +CSQ : <rssi>, <ber>ob « rssi » est un nombre comprisentre 0 et 31 (et 99 indiquant ('absen-ce de signal) et « ber » un chiffre corn-pris entre 0 et 7 (et 99 pour ('absencede signal) indiquant Ia qualite dusignal. La correspondance entre lenombre « rssi », les dBm et le nombrede barres (0 a 4) est donnee dans letableau de la figure 4.8 - l'instruction AT#MONI ? permetde connaltre differents parametres.La reponse est, par exemple :#MONI: F SFR BSIC:05 RxQual:7LAC:1A2C Id:4CDE ARFCN:71 PWR:-48dbm oit :

- F est le code du pays- SFR, le nom de l'operateur- BSIC, le code d'identification de lastation de base- RxQual, la qualite du signal- LAC, le code de l'aire de localisation- Id, I'identificateur du GSM- ARFCN, le canal de frequence radioassigns- PWR, la force du signal en dBm.

9 - l'instruction AT+CMGF=1<cr>permet de passer en mode texte(reponse OK).10 - !Instruction AT+CMGS=06)000000a

<cr> permet d'envoyer un SMS aunumero situe eves le signe . = ». Leprompt « > » dolt etre attendu avantd'entrer un texte ne devant pas&passer cent soixante caracteres.L'envoi est effectue avec le caractere

CTRL+Z » ou Ox1A en ecriturehexadecimale.La reponse +CMGS: 1 et OK indiquele succes de ('operation, tandis queERROR traduit un echec di) a unecause quelconque.11 - l'instruction AT+CMGR=1<cr>permet de lire si un SMS est arrive a('emplacement n°1 de la memoire. Siun message est disponible, la repon-se est :+CMGR: "REC UNREAD","+33)0000000(X",

re 328 viNvvv.electruniquepratlque.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

,"08/04/06,01:09 (et le message a lasuite) pour un message non lu+CMGR: "REC READ","+336XXXXXXXX",

,"08/04/07,18:22:01+08" (et le mes-sage a la suite) pour un message lu.12 - l'instruction AT+CMGD=1<cr>permet d'effacer le message se trou-vant en position n°1 de la memoire.La reponse est OK si un messageetait present, ERROR si aucun mes-sage ne s'y trouvait et +CMS ERROR: 321 si un mauvais index memoire aete donne.13 - l'instruction AT+CMGL=ALLpermet de lister tous les messagesrecus et non effaces.La reponse est donnee sous cetteforme+CMGL: 2,"REC READ",

"+336XXXXXXXX"

s1=on

s2=off

s3=off

s4=off

s5=off

s6=off

s7=off

s8=off

+CMGL: 3,"REC READ",

"+336XXXXXXXX"

s01=1,s02=0,s03=1,s04=0,s05=1,

s06=1,s07=0,s08=1

OK

14 - ('instruction AT+CCLK= yy/MM/dd,hh :mm :ss+/-zz » permet de *lerl'horloge et le calendrier interne duGM862Nous arretons IA pour ce qui est desinstructions en vous recommandantvivement la lecture du manual de pro-grarnmation. De nombreuses instruc-tions interessantes pourront y etredecouvertes.Passons maintenant a ('aspect tech-nique en decouvrant la premiere pla-tine.

Schema theorique de laplatine de developpement

Le schema theorique de la platine dedeveloppement est donne en figure 5.

Cette platine permet de tester lespossibilites du GSM/GM862. De plus,les deux rangees de connecteursvingt-cinq points sont accessibles etIon pent y connecter une platined'essai additionnelle.

<rssi> value Signal strength Indication0 -113 dBm or less Signal is VERY low at the extreme sensibility limit1 111 dBm MMI may indicate only 1 antenna bar2 -109 dBrn MMI may indicate only 1 antenna bar3 -107 dBm MMI may indicate only 1 antenna bar4 -105 dBm MMI may indicate only 1 antenna bar5 -103 dBm MMI may indicate only 1 antenna bar6 -101 dBm MMI may indicate 2 antenna bars7 -99 dBm MMI may indicate 2 antenna bars8 97 dBm MMI may indicate 2 antenna bars9 -95 dBm MMI may indicate 2 antenna bars10 -93 dBm MMI may indicate 3 antenna bars11 -91 dBm MMI may indicate 3 antenna bars12 -89 dBm MMI may indicate 3 antenna bars13 -87 dBrn MMI may indicate 3 antenna bars14 -85 dBm MMI may indicate 3 antenna bars15 -83 dBm MMI may indicate 4 antenna bars16 -81 dBm MMI may indicate 4 antenna bars17 -79 dBm MMI may indicate 4 antenna bars18 -77 dBm MMI may indicate 4 antenna bars19 -75 dBm MMI may indicate 4 antenna bars20 -73 dBm MMI may indicate 4 antenna bars21 -71 dBrn MMI may indicate 4 antenna bars22 69 dBm MMI may indicate 4 antenna bars23 -67 dBm MMI may indicate 4 antenna bars24 -65 dBm MMI may indicate 4 antenna bars25 -63 dBm MMI may indicate 4 antenna bars26 -61 dBm MMI may indicate 4 antenna bars

27 -59 dBm MMI may indicate 4 antenna bars




31

99-51 dBm or more

not detectedMMI may indicate 4 antenna barsMMI may indicate flashing antenna bars 4

ra0 3213 vwwv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

IC2LM78L05 /1 1 2 3

1g>,4

2717

1C3

LM317

= C6 C8710 pF TOO nF

+5V

N +2,8 V

R1 C7 C910 pF 100 nF

220 S2 ,

R24.7 k0

+5 VC10 0

100 nF

11 14

+2,8 V

IR4

22 1(0

A>4 IIC4

74LS07

+5 V

2.R322 1(0

2 1

IC474LS07 7

77/7.

IC5LM317

ANTIV

TX --I.

RX

1 2 3

GM862-0UAD

(7> NI":1

R5

220 S2I-

i iC13 C14100 NFT;00 nF

+3,8 V

-17L-1-1Led1

rouge R9

4,7 ki1

S2R6

0-0 GPI070-0 GPIC6

O0-0GPI03

0-0 PDS0-00-0 P030-0 PD20-0 DCD0-0 POI0-0 Poo

0-0 GPI020-0 SIMCLK0-0 SIMRST

0-0 MIC MI0-0 MIC MT0-0 EAR MT -0-'0 EAR MT.0- 0 CHARGE

GND

*-0 GNDGND

GSM862-ClUAD cpiots 0-0 R7

0 GP104 0-0 10 kit

RI- 0

NM rF

DTR 0CAM Fix 0 -0 S2STAT 0., 0

Ri 0-I:MMI IX 0-0

DSR 0-0GPini 0- -0CI:, 0-0CON 0-0

MORI CAM 0-0REST 0 -

R810 IcS2

PAIR CU 0-0Slruo 0--0

ON:or,

MiC Hi 0-0MIC Hr 0-0FAH HI 0-0EAR .F 0'".-0

3 5 v 0--

35VO

0- -IN3 x v

3

Card

2 200 pFC11

Insertion de la

dans ce senscarte SIM

+014C12

100 nFOn/off

C1+5 V

10 pF111+ 16

115

14

IC1

MAX232

13

12

11

10

9

S1

C2/1 pF

C3/1 pF

3

6

7

8

AIC4/1 pF

ID +C511 pF

Entrée +9 V/2 A

IQ

Led2verte

+3 8 V

R10330 SI

RTSS3

-0-*""RESET

saono-On/off

S5ono -

C157000 pF

5

re 32U vwvw.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PFtAT1QUE

NomenclaturePLATINE DE DEVELOPPEMENT

ResistancesAl , R5 : 220 Q (rouge, rouge, marron)R2, R6 : resistance ajustable multitours4,71(52

R3, R4 : 22 kit (rouge, rouge, orange)R7, R8 : 10 1c52 (marron, noir, orange)R9 : 270 52 (rouge, violet, marron)R10 : 330 52 (orange, orange, marron)

CondensateursC1, C6, C7 : 10 pF/16 VC2, C3, C4, C5 : 1 pF/16 VC8, C9, C10, C12, C14 : 100 nFC11 : 2 200 pF/16 VC13 : 100 pF/10 VC15 : 1 000 pF/10 V

SemiconducteursLed 1 : led rouge o 3 mmLed 2 : led verte o 3 mmIC1 : MAX232IC2 : LM78L05IC3, IC5 : LM317IC4 : 74LSO7

Divers1 module GSM/GM862-QUAD TELIT(Lextronic)1 support pour circuit integre 16 broches1 support pour circuit integre 14 broches1 connecteur pour alimentation1 connecteur SubD 9 broches coudeespour circuit imprime1 interrupteur miniaturepour circuit imprime1 dissipateur pour boitier 102202 boutons poussoir miniaturespour circuit imprime2 morceaux de barrette « seeabledouble rangee femelle1 platine avec connecteur Molex 50points reference PL -862 (Lextronic)2 morceaux de barrette « seeablede picots 25 points2 morceaux de barrette seeablede picots trois points2 cavaliers1 antenne Quad -Band reference ANT-GM862 (Lextronic)

Le schema electrique est simple. Laplatine ne supporte que le module,une triple alimentation et un adapta-teur de niveau.Les signaux « series » parviennentun circuit de type MAX232. On dispo-se alors des niveaux 0 V et 5 V.Cependant, le GM862 ne supporteque des niveaux 0 V et 2,8 V.Un second circuit adaptateur estnecessaire. Un simple 74LS07, sex-tuple drivers a collecteurs ouverts,est neanmoins suffisant. Avec desresistances de collecteurs de 22 kS2,

Micro/Robot

R7

NC«RTS>.Gnd

I I I

I l

S3

R8S2

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0O

GP107GPI05GP103

PO5

PD4

PD3

PD2

DCD

POIPOE

RI

GP102

SIMCLK

SIMRSTSIMVCC

TX rAXE LMIC_MTMiC-MT .

EAR_MT

EAR_MT

CHARGEGND

GND

GND

Module GM862-QUAD

Antenne

Carte SIM

GP106

GPICM

RTS

DTR

EMMi_RXSTATUS

RX

EMMi_Tx

DSR

GPIO1

CTS

CONN1 _CAM

RESETFwRCTL

SMUG

ON/OFF

14IC_HFIC HF.

3,8 V

3 8 V

3 B V

3.8 V

Mt

O

00

OO

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O

OO

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O

O

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0

OO

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O00O

O

0O

OO

O

00

R10

Led20 Stotts

Reset

S4 [-CT!

On/off

S5 (r_711

Led 10 +3.8 V

-I=R97sT

Si

I 1 1

a

(0

3

7

Vcc = 8 V9V 2A

CC12

IC5

7

it amene les signaux aux niveauxdesires.Une triple alimentation est necessaire :- +5 V pour le MAX232 et le 74LS07- +2,8 V pour le 74LS07- +3,8 V pour le GM862Une led rouge indique la mise soustension de la platineUne led verte indique l'etat du GSM :sous tension, en recherche de reseauou en reseau.Un connecteur SubD a neuf brochespermet le raccordement de la platinea ('interface serie du PC.

Realisation

E

Le dessin du circuit imprime estrepresents en figure 6, tandis que ledessin representant ('implantationdes composants est donne en figure 7et photo E.Aucune difficulte ne doit etre rencon-tree lors du cablage de la platine. Onutilise des supports pour les deux cir-cuits integres DIL. Seul le regulateurde tension LM317 generant ('alimen-tation +3,8 V est fixe sur un dissipa-teur.

re 328 vvwvv.electroniqueprotique.com ELECTRONIQUE PRATIOUE 4

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1

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---

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Ret

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R25

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R26

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03

Micro/RobotLes commutateurs S2 et S3 sont desmorceaux de barrette « secable » depicots sur lesquels on enfiche descavaliers.Le module GM862 trouvera sa placesur deux doubles rangees de supportfemelle au pas de 2,54 mm.Les straps seront avantageusementremplaces par des resistances de0 Q. Le cablage acheve, on procedeA Ia verification d'usage : absence decourt -circuit entre pistes voisines etfiabilite des soudures.

Reglages et essaisLe GM862 non insert dans son sup-port et sans aucun circuit integre enplace, on connecte la platine au sec-teur par l'intermediaire d'un bloc9 Vcc - 1,5 A. On regle les ajustablesR2 et R6 de maniere a obtenir exac-tement des tensions de +2,8 V et+3,8 V en sortie des LM317.On verifie ensuite la tension +5 V.Hors tension, on peut placer leGM862 et les deux circuits integresdans leurs supports. II suffit ensuitede relier la platine au PC au moyend'un cable a serie ».Lors de la mise sous tension, Ia ledrouge doit s'illuminer puis, a la suited'un appui d'une duree minimale de1 s sur le bouton poussoir S5, Ia ledverte doit clignoter regulierement(duree d'allumage et duree d'extinc-tion egales).On peut alors passer sous le logicielHyperterminal de Windows.

On configure ainsi le GSM (la carteSIM doit avoir son code efface) :envoi AT

(auto -configuration du debit RS232)reponse OKenvoi - AT+CREG(GSM enregistre ?)reponse +CREG : 0,1envoi AT+CSQ(qualite de reception ?)reponse +CSQ : 31,7envoi AT#MONI ?(tous les renseignements ?)reponse -3. #MONI: F SFR BSIC:05RxQual:7 LAC:IA2C Id:4CDE ARFCN:71

PWR:-48dbm TA:0envoi AT+CGMM(type de materiel ? Model Identification)reponse GM862 QUADenvoi AT+CGMR(Revision Identification)

reponse PS:5.02.203/AL:6.04.204-Genvoi AT+CMGF=1(mode SMS texte)reponse -3. OKenvoi AT+CMGS=06xxxxxxxx(envoi d'un SMS au numero)reponse > « taper le texte ici »(terminer le texte par CTRL+Z)+CMGS: 1(maximum 160 caracteres)OKC'est tout. Vous pouvez maintenantenvoyer des SMS, tits simplement !

Schema theoriquede Ia platine de base

Le schema theorique de la platineprincipale est donn6 en figure 8.Un microcontroleur de type CB280,choisi a la place du CB220 pour sonplus important nombre de lignes

d'entrees/sorties », constitue le

cceur du montage. II est chargé descommunications avec le GM862 etde la traduction des donnees recues.

Les sortiesLe bloc4 (lignes P32 a P39) est utilisepour la commande de l'alimentationdes relais integres a la carte via un octu-

ple reseau de transistors Darlington.A chaque relais, est adjointe unepaire de diodes leds (verte et rouge)qui signale son kat :- vert repos- rouge alimentsLe bloc5 (lignes P40 a P47) comman-de le meme reseau (ULN2803A) dontles sorties sont laissees libres. LA,l'alimentation peut etre choisie entre+5 V et la tension d'alimentation de laplatine (8 Vcc a 12 Vcc) par la mise enplace d'un strap.

Les entréesLe bloc° (lignes PO a P7) est chargéde la lecture des entrées. Les signaux(cc) mis sous surveillance peuventatteindre un niveau maximum de15 V. Nous utilisons, en effet, un cir-cuit de type ULN2804A qui supportecette tension d'entree.Le dernier bloc (bloc2) est laisse libreet peut etre configure soit en « entrée »,soit en a sortie ».Quatre lignes (P28 A P31) sont utili-sees pour la visualisation du niveaude reception au moyen de diodes

leds :

- pour un niveau RF inferieur a -101 dBm,

les quatre leds sont eteintes (RSSI<6)- pour un niveau compris entre -103 dBm

et -101 dBm, la led17 est allumee(RSSI=5 ou 6)- pour un niveau compris entre -99 dBmet -85 dBm, les led17 et led19 sontallumees (RSSI compris entre 7 et 14)- pour un niveau compris entre -85 dBmet -67 dBm, les led17, led19 et led18sont allumees (RSSI compris entre 14et 23)- pour un niveau compris entre -65 dBmet -51 dBm ou plus, les quatre ledssont allumees (led17, led18, led19 etled20).

La ligne P11 est chargee de la visua-lisation du bon deroulement du pro-gramme. A chaque passage de laboucle principale de ce dernier, elleemet un double clignotement rapide.La ligne P45 controle le transistor Ti.Celui-ci est utilise pour la mise soustension du module GM862. II estrendu passant durant 1 100 ms.Le CB280 communique avec le GSMau moyen de son port serie 1, le portserie 0 Otant reserve pour le telechar-gement du programme dans samemoire et son « debugage », puispour les eventuelles extensions. Lessignaux . series » sont mis a niveaupar les portes d'un circuit de type74LS07.Les alimentations sont, comme pourla platine de developpement, gene-rees par trois regulateurs de tensions.Ces derniers seront obligatoirementfixes sur des dissipateurs thermiques(hormis celui generant le +2,8 V).Une self de choc est inseree dans laligne d'alimentation primaire du GM862.Elle evite d'eventuels retours de cou-rant HF dans l'alimentation.

RealisationLe dessin du circuit imprime de laplatine de base est represents enfigure 9.Le schema d'implantation, qui serautilise lors du cablage, est donne enfigure 10.Le circuit imprime etant relativementimposant quant a ses dimensions, itconviendra, lors de son insolation,d'operer avec minutie. Verifier aupa-ravant que la plaque presensibiliseeest parfaitement plane, puis appli-

ra' 328 vwwv.electroniquepratIque.com ELECTRONIQUE PRATIOUE

Micro/Robot

9 quer une forte pression afin que lefilm du trace soit bien appliqué contrela face cuivree.Le cablage commence par la mise enplace des straps (ou resistances de0 S2) et des resistances, certaines sesituant sous des composants.Tous les circuits integres DIL utilisentdes supports.Le microcontroleur CB280, dont les

broches sont au pas de 2 mm, neces-site un support special.Toutes les leds sont des modelesminiatures pouvant etre implanteesau pas de 2,54 mm. Toutes lesentrées et sorties s'effectuent sur desrangees de barrettes « secable » depicots. Les huit lignes du bloc 2 sontaccessibles au verso du circuit impri-me, sur un connecteur huit points

328 vvvvvv.. tut-lin-II it t u 11 ELECTRONIQUE PRATIQUE

Nomenclature

PLATINE DE BASE

Note. Dans cette nomenclature, nciusne mentionnons ni la platine a conne-cteur Molex, ni le module GM862-QUAD et son antenne.

ResistancesR1, R2, R3, R5, R7, R13 : 1 kQ (marron,noir, rouge)R6, R15 : 220 Q (rouge, rouge, marron)R4, R16 : resistance ajustablemultitours 4,7 k52R8, R9, R11 : 330 Q (orange, orange,marron)R10, R12 : 22 kQ (rouge, rouge, orange)R14 : 2,2 kQ (rouge, rouge, rouge)R17, R18 : 10 kg2 (marron, noir, orange)R19, R20 : 270 Q (rouge, violet, marron)R21a R28 : 1 1(Q (marron, noir, rouge)1 reseau de 8 resistances DIL 10 kQ

CondensateursCl, C4, C6, C7, C8, C9, 010, C12,C14, C16, C17, C19, C20 : 100 nFC2, C13 : 220 pF/16 VC3, C5 : 10 pF/16 VC11 : 4 700 pF/16 VC15 : 100 pF/16 VC18 : 1 000 pF/10 V

SemiconducteursT1 : 2N2222Toutes les leds sont au pas de 2,54 mm :Led1 a Led8, Led27 : led verteLed9 a Led16, Led20, Led23, Led24,Led25, Led26 : led rougeLed17, Led18, Led19, Led21 : led orangeLed22 : led jauneIC1, IC2 : ULN2803AIC3 : ULN2804AIC5, IC7 : LM317IC4, IC6 : LM7805IC8 : 74LS07IC9 : Cubloc CB280 (Lextronic)

DiversL1 : 1 self de choc VK200 (trois spiresde fil)3 supports pour circuit integre 18 broches1 support pour circuit integre 14 broches2 dissipateurs pour boitiers T02203 boutons poussoirs miniaturespour circuit imprime1 connecteur SubD 9 broches coudeespour circuit imprime2 morceaux de barrette « seeable .de picots 25 points11 morceaux de barrette « seeablede picots trois points3 cavaliers2 morceaux de barrette seeablede picots 9 points1 connecteur pour alimentation1 connecteur 8 points male au pasde 2 mmREL1 a REL8 : relais 5V/2RT

Micro/Robot

R18-t

Travail -Repos -.-

Common -

NC«RTS,Gnd

S4

Sat F

Grid«DTR,,.VccR17

INN

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09107GPIOS

09103PDS

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RI

GP102

SIMCLK

SIMRST

SIMVCC

TX rAXE LMIC_ MT.

MIC-MT«

EAR_MT

EAR_MTCHARGE

GND

GND

GAO

Module GM862-QUAD

Antenne

09108GPI04

R IS

DTR

EMMIRXSTATUS

RX

EMMI_ TX

DSR

GP101

CISCCIN

MON1CAMRESET

MRCTLSIMIO

ON/OFFMIC_Hr MIC_HF,

FAR_HF-

'EAR_ HF

3,8V

C16 3 8 V

3 8 V

3 8 V

Carte SIM 0

O

O

OO

O

OOO

O

00

O

O

O

0O

00OO

O

O

O

O

OO

OO

OO

O

O

O

OO

0000OO

Reglage +3.8 Vr

C15

--TIC5 0

000

Led1 Led9 Led2 Led 10

00P32

[Irlacs-1

REL1

000

00P33

L

TREL2

0

co R7,n

0 0 g Led22-f___1-Led2G Led27

R19-I 1-

R20-C=1-

On/of0

Led25Reset

S5I NE I

s6 LOn/off.2,8V .5V

Led200 L0ed23

C18CL

IC8

3.

C20

1

R13

R14

R9

TTLTX1

R4 0CS R6_

Cdi")-4 1-

R12

L1

Reglage +2.8 V

Led3 Led 11 Led4 Led 12 Led5 Led 13 Led6 Led 14

730

0

00P34

REL3

00

00 ro,coP36P35

ll

TREL4

1C1

00

trt

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P37

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TcrREL6

Led7 Led15 Led8 Led16

500P38

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0

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3.

P39

CC

CC

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REL 8- CV C.3

'Id "1 a.Ct10 0 0 0 0 0 0 01

2LC.2212727_1C4

C. C19,

IC2

1C9/CR2801

P38.. P41 P13.. P10P14 0 0 P9

d1Rf=1*1 P28

LLeed197P29

Led 18 0Led21

0R 1E31

P37 0 0 P42P36. o P43P35 u 0 P44P34.. P45P33. 0 P46P32. 0 P47P28 0 o P27P29 0 0 P26P30 o 0 P25P31 o o P24P480 o N/C

c C7-) o o AVDD0 0 RX100 TX1

o P15 P8OP23 o o P7

co OP22 0. P6 OP21 0 . P5

OP20 o 0P42 OP19 0 .P3re GPIS° 0 R2 C)P17o o P1

OP160 u PON/C 0 o VSS

RES o o ATNVSS o o SINVDD o o SOW

Reset6

1210[j

OIC6

I me I S1

S2

(,7'

0

G11+

'0

R11

T

0Led24

000

Gnd

2

C

C IT

0o

+9V<Vcc>+12Vcc

male » au pas de 2 mm (photo F).Ainsi que nous l'avons ecrit au debutde cet article, le GM862 necessite,pour son implantation, une petite pla-tine imprimee supportant un connec-teur Molex a cinquante points. II suf-fit de souder deux rangees de bar-rettes - secable » de picots a vingt-cinq points afin de pouvoir l'insererdans deux rangees de supportsfemelles soudees sur la platine debase.

Le cablage acheve, nettoyer l'exce-dent de resine des soudures aumoyen d'un chiffon imbibe d'acetone

G

ou de diluant a vernis. II est ainsi pos-sible de verifier les soudures et deconstater ('absence du moindrecourt -circuit.

Reglages et essaisLes seuls reglages a effectuer sontceux des alimentations, comme nous

r § //30 tYttl...

E 0168 s -le"t

l'avons fait pour la platine de deve-loppement.La platine mise hors tension, on inse-re tous les composants, y compris leGM862 qui sera connecte imme-diatement a son antenne (photo G).Un oubli pourrait lui etre fatal.II suffit ensuite de relier la platine au

10

n° 328 www.electruniqueprattque.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Micro/Robot

Isms

Fnvove: 13/1)303 19:39- Y.l f to:f,s a*

bien leo.; IEr:at ies sorties:'71=1 52=0 53=1 54=0 55=1 56=0 57=1

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I

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De: 14316

ALARMSEt at des entree:E 1=0C E2=C4 E E5=00E6=Ote E7=00: E;3-74'

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01000000 ett1c00,1 ay 1000

t 1 0Gott. PTO...O. LT

11 10

PC a ('aide d'un cordon « serie » et delancer le logiciel Cubloc Studio.Charger alors le programme GSM.CUL,et le telecharger dans le CUBLOC/CB280, non sans avoir auparavantrectifie le numero a appeler aux lignes188, 280 et 359 (remplacer les « x »par le numero).Apres un court instant, la diode led25doit s'allumer environ une seconde,puis la led27 .met un clignotementregulier.

Toutes ces Mapes sont egalementvisibles sur le moniteur du PC (vued'ecran en figure 11).Apres quelques secondes, la diodeled27 doit emettre un clignotementplus lent, ce qui signifie que le reseaua ete trouve et que la reception estsuffisante. La led22 .met un doubleclignotement a intervalles reguliers.Afin de verifier si ('envoi des SMS

.11.1...,Satip....-11,100 WantMitglat....ItT 45011 rat It c3/e4

tr....psztatat. 041. Act It 501300.01101:100 Gg t./Pa II

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Stattwa 00 1it11tt140 210 11-31') /1

60 teat

511.10 - 2 11

11.00.0.0 3900.03. & ton.0.

1110.40 k t-Vitrita AIR it II

BLit= lee mthly 11400: INITS10.01 4,..t b.", 0,11214Illervive

ett.i.:

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11110.0 1 14.e0ttIn 0011 (1-1i, fl

11

fonctionne, it suffit de relier une ouplusieurs broches des entrées PO aP7 au +5 V. Apres un court instant, leSMS est envoy., ce qui peut etreverifie sur le moniteur et sur sonpropre portable.Les photos H et I montrent les SMSrecus apres une alarme et apres ('en-voi d'un ordre concernant les sorties.Nous voici arrives au terme de la des-cription de ce montage qui, nous l'es-perons, interessera un bon nombrede nos lecteurs. N'hesitez pas a nouscontacter si vous rencontrez le

moindre probleme.De merne, vos avis et vos critiquessur cette realisation nous interessent.C'est de l'interet suscite par cetterealisation que dependra la publica-tion de modules complementaires.

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irm° 328 www.electronIquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Centrals d'eclairageDe nos jours, Ia gestionde I'eclairage se declinede diverses manieresselon I'endroit et lenombre de points decommandes. L'interrupteurtraditionnel est secondspar des touches tactilesou des telecommandesvariees, parfois a infra -rouge par coupure defaisceau. Chacun connaitdéjà le systeme va etvient a deux points decommandes ou encore letelerupteur et la minute-rie, avec ou sans preavisd'extinction.

ous vous proposons deremplacer votre comman-de d'eclairage actuelle parun montage electronique

original, qui s'adaptera a vos sou-haits, simplement en detectant letemps d'action sur les poussoirs decommandes.

Principe du montage

Le telerupteur, souvent de concep-tion electromagnetique, trouve saplace dans bon nombre d'installa-tions d'eclairages domestiques, deslors qu'il faut gerer plusieurs pointsde commandes. II permet, sur unedistance quelconque et a l'aide d'unnombre indefini de poussoirs, de rea-liser Ia mise en service ou ('extinctionde plusieurs points d'eclairages.Le fonctionnement est le suivant : uneimpulsion pour allumer, une autrepour eteindre et ainsi de suite. II y abien memorisation de l'ordre donne.En electronique, un tel montage senomme . Flip -Flop » ou « bascule JK .et necessite peu de composants.La minuterie, si elle conserve le mode

de commands par poussoir, apporteun confort supplementaire ou uneeconomie, selon le cas. L'extinctionintervient d'une maniere totalementautomatique apres un dela' generale-ment reglable.Jadis, it Malt possible de trouver desmodeles de minuteries a balancier,thermiques a ampoule de mercureou a moteur synchrone. De nos jours,on utilise des composants electro-niques, sur le principe d'ailleurs de ladecharge controlee d'un condense -tour. L'analogie est une bascule mono -stable ou temporisation.Certaines minuteries sont d'un type« sans effet », c'est-a-dire qu'elles nereagissent plus aux impulsions decommandes tant quo la charge estactivee. On dit d'un tel circuit qu'il est

non redeclenchable ».Les deux appareils, telerupteur etminuterie, presentent chacun desavantages propres, mais parfois, onsouhaiterait voir s'eteindre automati-quement une lampe commandee parle premier (telerupteur) ou, au contrai-re, voir s'eteindre de suite une lampeencore en service pour un moment a

cause du second (minuterie).Nous vous proposons la solutionideate puisque notre maquette cumu-le les avantages des deux dispositifs.II reste un point delicat : commentl'utilisateur pourra-t-il informer la

centrale d'eclairage de son deskd'utiliser l'une ou l'autre des fonc-tions ? Elementaire, puisqu'il suffit degerer la duree de ('impulsion sur l'undes divers poussoirs de commandos.Une action de moins de 0,5 s (surnotre maquette) met en service laminuterie pour la duree programmee.Bien entendu, une impulsion pluslongue enclenche le mode memoiredu telerupteur qui, on l'aura compris,debute toujours par le temps minimalattribue par la temporisation.Cette particularite est importante, carl'arret du telerupteur se faisant parune autre impulsion, it ne pourra etrepris en compte qu'apres le delai de latemporisation.Afin de confirmer l'ordre donne, it estutile de disposer, pros des poussoirs,un voyant temoin du mode « perma-nent » ou . telerupteur ».Nous ne faisons appel qu'a des com-

328 wvwv.electrr3niqupprat ique .com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

PoussoirsMonostable 1

P1 = 0.5"Monostable 2

P2 = 0,5"Controle AND

Telerup ou Min

MonostableMinuterie

ReglageP4

Anti-Rebonds

ReglageP3

Signahsationpermanent

Bascule JK= bistable

I

Points test

A

Lampe

TD-uree de laminutene

0,5"

0,5 "

OPTO-TRIAC TRIAC * Lampe

lb

Lampe reste allumeeLampe apres Mai P3

[Three de laminuterie Reglage P3

Inchango 1 ou 0Sortie bascule JK= telerupteur

Anti-rebonds P4

Fonction AND

Borne 6 pone AND F

Reglage monostable 2P20,5"

Inversion porte E

Reglage monostable 1P1

0 5 "

Action poussoir

Impulsion courte(- de 0,5 ") = minuterie

Impulsion longue Temps(+ de 0.5 ") = telerupteur

posants tres ordinaires, moyennant lemélange tres judicieux de quelquesbascules monostables tits econo-miques.L'Atage de sortie a triac est parfaite-

ment silencieux et bien suffisant pouractiver une puissance d'eclairagetres confortable, surtout si vousoptez pour des lampes a economied'energie, dites fluo-compactes.

Analyse du schema

Nous ne saurions trop vous conseillerd'etudier au prealable le diagrammede fonctionnement de la figure isainsi que les chronogrammes donnesen figure ib, se referent aux pointstests du schema de la figure 2. Nousallons d'ailleurs commencer par cettepartie du montage, veritable cerveaude la maquette.Les poussoirs de commandes, tousfermeture et en nombre illimite, sontsimplement raccordes en parallele.Le point (A) du schema est maintenua la masse au repos, a ('aide de laresistance R1. La bascule mono -stable (1), formee par les portesNOR/A & B, produit un creneau posi-tif d'environ 0,5 s a chaque action surun poussoir (en fait, a chaque nou-veau front positif appliqué sur labroche (1) de la porte A).Les composants C1 et P1 permet-tent, dans une large mesure, demodifier la periode du signal produit,signal immediatement inverse par laporte NAND/E faisant ici office d'in-verseur logique.Cette operation a pour but de produi-re un nouveau front montant awes undela' d'environ 0,5 s (point C).Le monostable (2), construit de lamerle maniere avec les deux autresportes NOR du circuit IC1, genere ason tour un nouveau creneau positifd'environ 0,5 s egalement. Ce signalest applique sur l'une des entréesd'une porte AND (point D). Ne cher-chez pas, cette fonction logique ANDest en realite simulee par ('utilisationsimultanee des portes NAND/F & G.On remarque que l'autre entrée decette porte AND (broche 6) recoit egale-ment ('impulsion ou niveau haut

des poussoirs de commandes.Si cette impulsion est breve, soitmoins de 0,5 s, la sortie de la fonctionAND reste « basse sur le point test(F). Au contraire, si ('action est pluslongue, on aura deux niveaux « haut .sur ('entree de la AND qui feront pas-ser brievement la sortie au niveau (1).Ce signal est mis a profit, a traversune bascule servant d'anti-rebonds,pour realiser le pilotage du telerup-teur, en ('occurrence l'une des deuxbascules JK du circuit IC4, un clas-sique C/MOS 4027.

re 328 www.electronlqueprertique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

P1

220 kit

01 - C1 I 5

14 IC1

Push ccirjA

+

2 10 pF 64001 4001

R1

51 kit

2

T=05" T=0.5"1_1

IC1 B IC2

I1

4 - 3i) 8IC1---5-- 3--

4011?"'c I

Monostable 1

4001

P2220 kit

C2

T=0,5"

12IC1 IC21 11 5?

47 pF 134001

Inversion Monostable 2

R339 kit

w D11N4148

IC313

121 H 1000 pF 94001

+9 V

P310 kiV

11

Minutene

1C3QmD10 /(--

I

7 4001

En reliant les entrées J et K par uneresistance commune au niveau« haut chaque impulsion positivesur ['entree horloge (13) fera alternerl'etat logique des sorties Q et Q\, res-pectivement les broches (15) et (14).La broche (15), a travers Ia diode anti-retour D3, est aiguillee vers 'Wage depuissance a triac (point J).Lorsque Q est a (1), Ia sortie Q\ passeA (0) et permet l'allumage de la ledtemoin L1. Le monostable 1, a I'origi-ne du schema, declenche egalementa travers la diode D1 Ia « mise enroute » de notre minuterie, en fait unetroisierne bascule monostable cons-truite autour des portes NOR/H & I.Le reglage du temps est fonction deIa valeur de C4 et de Ia position dupotentiornetre P3, element de reglageaccessible de l'exterieur du montage.La diode D2 rejoint Ia diode D3 pourformer une sorte de fonction OU,avant d'aller a piloter » le triac en sor-tie par l'intermediaire de IC6.Pour resumer, la premiere action vali-de toujours Ia minuterie, alors que letelerupteur n'est sollicite que si Ia

pression est superieure a 0,5 s.Pour eteindre, iI faut toujours que ledelai de la minuterie soit ecoule. Bienverifier que la led Ll est eteinte,

0-1 I

D2

1110.1

1N4148

R4

1 I39 kit

& , _4,.-6

F

4011 40116

Fonction AND

8

14

54001

P422 kit

+v

I

IC3

2 K4001

Anti-rebonds

_FL 0,1' 10

c3470 pF

IC2 T)

10'

R247 kit

R7

11

33 kit

? R5 Fa.1.8 kit

D31N4148

J K

VCC

H IC4C/Mos R4027 s

VDD

16

15

0 CJ)

VVers stage de puissance

R9270 it

1

R647 kit

IC6MOC3041

Zero

R1056 it

I-.

A2

1

14

Bascule JK

R812 270 09

L1

7177 rouge

TRIAC R1247 it

R11

OPTO-TRIAC 330 0

+9 V0

Telerupteur

permanent

C10 CI

Secteur

122 nF

C11 b > Charge722 nF

O

Secteur240 V50 Hz

sinon la memoire restant active, l'at-tente pourrait etre bien longue...L'etage de puissance, dont le sche-ma est donne en figure 3, se resumeen fait a peu de choses. Le signal decommande transite a travers Ia resis-tance R9 vers l'opto-triac IC6.Ce minuscule composant opere une

Regulateur105/7809

3

4

parfaite isolation galvanique entre Iacommande et le secteur qui alimentela puissance, donc Ia lampe.Le modele MOC 3041 realise memeIa commande du triac lors du passa-ge par zero de l'onde secteur, redui-sant ainsi au minimum Ia generationde parasites.

re 328 www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRA-110UB

Un triac isole de 6 N400 V permetune commande fiable, aisee et silen-cieuse.Les composants R12 et C10 (avecC11 eventuellement) constituent unfiltre efficace.Les condensateurs C10 et C11 peu-vent egalement etre remplaces parun composant unique de 10 nF, a lacondition que Ia tension d'isolementsoit au minimum de 400 V.Nous avons opte pour deux conden-

5

6

0Secteur

+9 V

Transfo230 V / 12 V

2,2 VA

Pont moule105

=

Masse

-1 R9 I -

0

RuR10 I-

EMS

TRIAC

AlA2

R2 I -

0

0

0

0IN Lampe

sateurs relies en serie uniquementpour des raisons de disponibilite.L'alimentation secteur est incontour-nable, ne serait-ce que de par Ianature de la charge reliee au secteur.Un schema on ne peut plus classiqueest mis en oeuvre : transformateur,pont de diodes et regulateur integrede 9 V, sans oublier les elements defiltrage (figure 4).

Realisation

Deux cartes imprimees, de taille iden-tique, sont prevues.La premiere concerne l'alimentationet l'etage de puissance (figures 5 et6 et photo A). De solides borniers avis assurent les liaisons vers le sec-teur ou Ia lampe. Le circuit IC6 estmonth sur un support DIL 6 a broches

tulipe ». Le triac n'a guere besoin dedissipateur, pour une puissancerecluite du moins.L'autre carte (figures 7 et 8), plusdense, constitue l'etage de corn-mandes. Elle comporte quelquesstraps. Tous les circuits integres sontegalement montes sur des supportsde qualite. Le potentiornetre P3, exte-rieur au module, est dote d'un boutonde commande a positionner a proxi-mite de Ia led L1. Laquelle temoignedu - mode telerupteur ». Les ajus-tables sont regles a mi-course.Veiller a respecter ('orientation descomposants polarises, en particulierdes circuits integres, diodes et

condensateurs chimiques.La carte d'alimentation peut titre tes-tee separement, notamment en mesu-rant la tension de 9 V.En raccordant une lampe aux bornesprevues a cet effet, it est possible depiloter le triac au moyen d'un petit filisole, reliant la broche IN au + 9 V del'alimentation.II convient, lors de cet essai, d'êtreprudent en raison de la presence dusecteur sur les pistes cuivrees de lacarte.II est d'ailleurs utile d'etamer lespistes les plus larges du secteur et deIa charge.La seconde carte est alimentee a sontour par la premiere. II n'est pasnecessaire, pour les essais, de dispo-ser d'un oscilloscope. Une simple leden serie avec une resistance de

r ° 32E1 www.electroniquepratique.com ELEOTRONIQUE PRAT1QUE

NomenclatureResistances (± 5% - 1/4 W)R1 : 51 kQR2 : 47 kQR3, R4 : 39 I<S2

R5 : 1,8 liC2R6 : 47 kQR7 : 33 I<S2

R8, R9 : 270 QR10 : 56 QR11 : 330 QR12 : 47 QP1, P2 : ajustable 220 kQP3 : potentiornetre 10 kQ courbe A +boutonP4 : ajustable 22 kg2

CondensateursC1 : 10 pF/25 VC2 : 47 pF/25 VC3 : 470 pF/25 VC4 : 1000 pF/25 VC5 : 10 pF/25 VC6 : 470 pF/25 VC7, C8 : 47 nFC9 : 220 NF/ 25 VC10, C11 : 22 nF/400 V ou un seul de10 nF/400 V ( voir texte )

SemiconducteursIC1 : CD 4001IC2 : CD 4011IC3 : CD 4001IC4 : CD 4027IC5 : regulateur 9 V, boitier TO 220IC6 : MOC 3041D1, D2, D3 : 1N4148L1 : diode electroluminescenteo 5 mm rougePont moule cylindriqueTriac 6 N400 V

Divers6 blocs de 2 borniers visses-soudes,pas de 2,54 mm3 supports DIL 14, broches « tulipe1 support DIL 16, broches tulipe1 support DIL 6, broches tulipeTransformateur a picots, moule pourCI, 230 V/12 V/2,2 VABoitier isolant

quelques centaines d'ohms fait toutaussi bien l'affaire. L'illumination de laled, reliee d'un cote a la masse, est lapreuve de la presence d'un niveau

haut Une grande precision n'estpas utile, meme un delai duneseconde sur les monostables estaccepts.Regler ce delai au point (B), retrouverl'inverse au point (C), puis *ler ledelai au point (D). ALl point (F), cons-tater le fonctionnement de la porte

7

8

Poussoirs

P3

+9 V

Masse

IC1

IC3

R6 I -

O

IC2

,

R6-I 52

D--I R7 F

IC4

o -rr -111 n3 H

O

Vers la puissance

AND, en cas d'impulsion longue. Lepoint (I) correspond a la minuterie, etquelques minutes de patience sontnecessaires.La bascule monostable 3 (portesNOR/J & K) fait office d'anti-rebondsavant d'attaquer la bascule bistablede IC4.Un delai tres court est largement suf-fisant (1/10' de seconde).Enfin, la led de controle est reliee a lasortie (J) pour valider definitivement

le module de commande.II ne reste plus qu'a relier les deuxcartes entre elles au moyen d'entre-toises isolantes.Cet ensemble exige un boitier iso-lent de protection avant de prendreplace dans une installation electrique.Tres vite, vous serez familiarise avecce mode de commande somme touteassez original et mysterieux pour vosvisiteurs !

G. ISABEL

- 328 vvvwv.electronigi lepratique.icorn ELECTRONIQUE PRATIQUE

Et si on parlait tubes...

LES PERTURBATIONS AUDIOCommentDepuis plusieurs mois,en complement de notreserie de cours sur lestubes electroniques enaudio, nous passonsen revue une serie degrands classiques desannees 60 et 70. II estaujourd'hui temps demarquer une pause pourrepondre aux difficultesdont nous font part deslecteurs audiophiles entermes de ronflements,buzz et autres bruits aussibizarres que deplaisants.

out une serie de perturba-tions sont classiques enaudio mais neanmoinsaisees a supprimer. Nous

commencerons par ['une des plusfrequentes, a savoir les ronflements.

Les ronflements

En premier lieu, it convient de repererla hauteur du ronflement.S'il est a 50 Hz, it s'agit tres certai-nement d'un rayonnement du secteurEDF cause par le transformateurd'alimentation, les conducteurs ache-minant le 50 Hz alternatif vers le(s)redresseur(s), ainsi que vers les fila-ments des tubes. Ne pas oublier queles filaments consomment beaucoupde courant - de 0,2 A a 0,6 A pour lestubes amplificateurs en tension et de0,5 A a 1,5 A pour les tubes de puis-sance et la valve, d'otli un fort rayon-nement a 50 Hz. Lorsque vous avezquatre tubes amplificateurs en ten-sion (12AX7, 12AU7, ECC88) etquatre tubes de puissance pour undouble push-pull en stereo (6L6,6550, EL34, etc.), pensez que laconsommation totale va s'etablir aux

les supprimer ?

environs de 5 A rien que pour leurchauffage !La section de Ia « ligne » des fila-ments doit etre de l'ordre de 2,5 mm2,bien torsadee et placee au plus presdu chassis, ce dernier de preferenceen acier (nous verrons le pourquoi unpeu plus loin).Si votre ronflement est a 100 Hz,c'est certainement ['alimentation hautetension et les lignes de « retour »versla masse qui sont en cause.

Le transformateur d'alimentation DimensionsII doit etre convenablement dimen-sionne. S'il est trop petit, it va chaufferet, pire, le fer va se saturer a chaquealternance, d'ou le rayonnement(inevitable). Les transformateursd'alimentation de qualite sont munisd'un « ecran » (spire en court -circuit)qui dolt absolument etre relic a Iamasse generale de l'amplificateur (lireplus loin). PlacementLe transformateur d'alimentation doittoujours etre positionne « perpendi-culairement aux transformateursde sorties afin d'eviter les courants

induits dans les enroulements destransformateurs de sorties par lechamp a 50 Hz rayonne obligatoire-ment par le transformateur d'alimen-tation. Si cela est impossible, eloi-gner le transformateur d'alimentationau maximum des transformateurs desorties (photo ci-dessus).

Le chassisII est recommande de n'utiliser quedes chassis en acier afin de profiterde l'effet de blindage naturel de cemetal.A ['age d'or de la radio, nos ancetresemployaient des chassis en cuivre ouen aluminium pour d'autres raisons.La principale etait de ne pas influersur 'Impedance des nombreux bobi-nages utilises pour l'accord.D'autre part, ils utilisaient le chassis bon conducteur » comme retour de masse Ce qui, en audio, est uneheresie, comme nous le verrons plusloin. Un chassis en cuivre (ou en alu-minium) est un parfait ecran electro-statique. Or, notre probleme en audioreside dans les perturbations electro-magnetiques, les perturbations elec-trostatiques etant minimes.

n° 328 wwvv.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRATIQUE

Eviter le bois pour les maquettessemble logique puisque, avec le boisou les plastiques, it n'y a plus aucunblindage ni electromagnetique, ni

electrostatique.

Valimentation des filamentsen courant continuBien que tous les tubes modernes

chauffage indirect » (lire cours pre-cedents) aient etc prevus pour fonc-tionner en alternatif, it est parfois utiled'alimenter les filaments des tubespreamplificateurs en courant conti-nu, non pas pour les tubes eux-mernes (qui s'en moquent royale-ment) mais pour le cablage En effet,plus besoin de torsader les fils (pasde rayonnement). Mais attention, sur-tout en alimentation continue qui estobligatoirement referencee a la

masse du montage, it est souventnecessaire de polariser » les fila-ments des tubes. Reportez-vousnos precedents cours et observez laposition du filament dans un tube. Cedernier depasse souvent de sa gaine.La cathode etant souvent tres positi-ve par rapport a la masse (polarisa-tion automatique, dephaseur dit

cathodyne », dephaseur de Schmidt I),

elle va se conduire comme uneanode positive par rapport au fila-ment relic a la masse.Ceci est aussi valable en alimentationalternative du filament, lorsqu'unedes extremites de I'enroulement dutransformateur, ou son point milieu,est a la masse. Le resultat ? Un cou-rant parasite va s'etablir entre le fila-ment et la cathode. Consequences ?Du souffle, voire un ronflement insup-portable. Solution : polariser le fila-ment afin de le rendre positif par rap-port a la cathode (figure 1).

Le probleme des masses

C'est certainement le point le plusimportant et le plus mal resolu dansla majorite des montages « bruyantssans merle compter les montagesqui oscillent a tres basse frequence(motor -boating) ou a haute frequence(souffle insupportable).

Les masses en « etoileC'est Ia regle d'or. Cheque circuitd'un montage audio doit avoir une

Ligne + Haute tension

UHT

9777!

de 0,1 pFa 1 pF

R1200 kit

R2

Upoiar = UHT xR1 + R2

A raccorder a la ligne d'alimentationdes filaments (en alternatif ou continu).De preference au point milieu s'il y en a un.

Formule a appliquer

R2

U polar

Polarisation en tension continue des filaments des tubes preamplifi-cateurs (12AX7, 12AU7, ECC88, etc.) d'un amplificateur de puissance

Entrée isoleedu chassis

HT3 1412

T1 I T2

Preamplificateur

cran

Phase

Terre

LNeutre

2

Alimentation

Inverseurde phase

T3

T4

Contre reaction

Push pull depuissance

HT1

HT1 HT2

71 C2

HT3

C3

etc.

7,7 Point de masse unique

Plan de masse en etoile (amplificateur theorique)

« masse unique » n'appartenant qu'alui seul. C'est logique, si vous super-posez dans Ia meme ligne de masseles courants de deux circuits diffe-rents, vous obtiendrez un moll-melo ». Lequel est une source d'ac-crochages et de bruits, surtout si

vous faites circuler ensemble le cou-rant eleve de « retour de masse » destubes de puissance et celui (bien

faible) des tubes preamplificateurs.Evitez donc Ia ligne de masse com-mune circulant autour du chassis(technique de nos grands-parents) et,pire, le retour de masse par le chas-sis.La masse principale dolt etre relieeen un seul point du chassis. Toutesles masses doivent converger vers cepoint (figure 2 et photo A). La prise

re 328 wvwv.elpctronlquepratiquum ELECTRONIQUE PRATIQUC

A Structure « en EtoIle 0 des masses d'un etage RIM et amplificateursde te ligne » de l'alimentation d'une platine disques « EMT 0

de terre de ('installation electriquedoit, elle aussi, etre reliee a ce pointunique.II est evident que cette dispositioncarte cher en longueurs de fils...C'est pourquoi, elle est peu utiliseeen montage industriel, sauf par detres grandes marques... tres cou-teuses !

Les entréesAttention, elles doivent etre imperati-vement isolees du chassis. Le pointfroid (masse) de Ia prise doit etre relicta la masse du premier tube preampli-ficateur.De meme pour les potentiornetres.

ConclusionVous avez compris que le jeu consis-te a otter autant de circuits auto-nomes que d'etages dans votreamplificateur ou preamplificateur.La reside tout le secret d'un appareilsilencieux en absence de signal !

Les buzzzz !

Ce bruit est le plus enervant et le plustraumatisant. II apparait meme surdes appareils parfaitement cons-truits. Plusieurs causes a ce proble-me qui agit sur les nerfs déjà a fleurde peau des ingenieurs du son enstudio (pire encore en « live » !)

Premiers responsables :les cablesLe « buzz » est produit par un courantaleatoire, qui circule dans le blindagedes cables, d'un appareil a l'autre.La solution ? Ne pas faire circulerde courant dans le blindage.Question : comment le courant peut-il circuler ? Tout simplement lorsqueles chassis des deux « engins . nesont pas rigoureusement au memepotentiel. Mais, me direz-vous, ils

sont necessairement au memepotentiel par la prise de terre ! Eh biennon ! Quoi que vous fassiez, it suffitque le refrigerateur de votre voisin ouson televiseur (voire le vote) ait une

fuite » de secteur sur son chassispour que le courant (trop faible pourfaire disjoncter ('installation) circulede son « engin » vers le votre par lesfils de terre et... crac ! Vous avez unbuzz !'dee premiere (non recommendable) :supprimer Ia terre ! ca marche, par-fois mais pas souvent, car le neutrede votre compteur est, lui aussi, relicta la terre !Deuxierne tentative : apres avoirdeconnecte la terre, inverser le sensdes prises afin que le « neutre » et la« phase » soient inverses. Cela fonc-tionne aussi, parfois, mais...II n'existe, en verite, que deux solu-tions imparables.

Une solution possibleElle consiste a ne reunir le blindagedes fils de liaisons que d'un seul cote(figure 3), de l'amont vers I'aval.C'est pourquoi certains cables stintmarques d'une fleche. Laquelle,contrairement a certaines affirma-tions entendues (oui ! oui!) chez desrevendeurs, n'indique pas le sens deselectrons dans le cable (je vous assu-re que les electrons se moquenteperdument de la fleche !), mais uni-quement le sens de branchement(toujours de Ia source vers l'appareilquel qu'il soit).Malheureusement, malgre cescables, le « buzz » peut perseverercar l'appareil auquel vous le connec-tez a certainement ses prises d'en-trees non isolees du chassis, donc dela terre ! Et c'est reparti...

Une solution radicaleElle est utilisee dans tous les studios :le transformateur d'isolement.Id, plus de terre, ni de phase, ni deneutre, l'alimentation est dite « flot-tante ». A un point tel que, si vousmettez un doigt dans la prise (pasdeux !), vous ne risquez absolumentrien.

Avant d'utiliser cette solution ideale(mais extreme), essayez de chasserle « buzz » en soignant vos cables deliaisons et votre cablage (cables« deux conducteurs + masse», le

cable « micro » est ideal pour cetusage).

Le cablageSi vous utilisez des fils blindes pouracheminer la modulation a l'interieurde votre « engin », ne reunissezjamais les deux extremites a la

masse, soit du potentiometre, soit del'etage que votre cable attaque. Dansle cas de ('entree, voyez la figure 3,elle vaut tous les discours !Attention, it vous faut absolument uncable « deux conducteurs + masse

Les interfaces radioet telephones portablesEnervant ! Pour les portables, pasgrand -chose a faire sinon... Ies jeterla poubelle ! Mais au sujet de la radioqui se surperpose a votre disquevinyle ou votre CD, on peut agir.

re 32B www.electroniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAFIQUE

Entrée

Fleche sens du cable

Blindage

Ne pas reunir le bili(ciagta la masse

Ne reunir le blindage qua une extremite avec le point frond

Masse 9777,

3

Point chaudSortie

Point froid

Cablage des cables de liaisons blindes (deux conducteurs + masse

Interference a ('entreeProbleme frequent surtout s'il y abeaucoup de gain. Si vous n'avezpas de chance, le signal radio estcapte par accord entre les capacitesparasites et les inductances parasitesdu montage (on capte tres bien lesondes courtes I). La detection s'ef-fectue par les soudures ! Solution :une micro -self de blocage.En sone avec ('entree, installez uneresistance de 1 52 autour de laquellevous aurez bobine dix spires de fil

rigide isole. Soudez les deux extrerni-tes de votre micro -self aux pattes dela resistance et reliez le tout a lagrille du tube d'entree. Cela devraitsuffire, sauf si vous vous trouvez amoins de cent metres d'un emetteuramateur hyper puissant. Seule solu-tion alors : avertir le proprietaire del'emetteur !

Radio captee par la lignede contre-reactionCe probleme est plus frequent que

Ion ne pense. Les cables HP » for-ment une parfaite antenne (surtouten bicablage). Le signal transite par lecircuit de contre-reaction, il estdetecte par la non-linearite du circuitet amplifie joyeusement. Ici encore, laseule solution est la self (vingt spiresenroulees autour d'un crayon) enserie sur l'une des bornes de la sortiehaut-parleur de l'amplificateur. Tressouvent. it n'y a pas de detection. Ceque vous entendez est une sorte desouffle tres desagreable. L'ampli-ficateur n'est pas en cause, il capte !

En conclusionNe vous affolez pas et surtout nevous creez pas de faux problemes !Tous ces phenomenes sont connuset, moyennant un raisonnementlogique, vous pouvez les terrasser.

Bonne ecoute sans buzz !R. BASSI

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La puissance integreeTDA1514A - TDA7294 -

Si, avec des circuitsintegres de puissance, Iaqualite d'ecoute n'est pasaussi bonne que celleobtenue avec descomposants « discrets »,on ne peut pas dire,loin s'en faut, qu'ellesoit « mauvaise ».Les circuits integresautorisent sans contestedes rapports puissance/coCitimbattables avec, de plus,des realisations surdes surfaces de circuitsimprimes des plus reduites.

n retrouve de plus enplus souvent ces . puis-santes puces » dansdes appareils de haut

de gamme destines au HomeCinema, notamment le LM3886 deNational Semiconductor sur des rea-lisations americaines.II est vrai que l'on est moins exigeant

C6

pour les ecoutes en Home Cinemaqu'avec celles faites en Hi-Fi. Onrecherche davantage le spectaculaireet la puissance, plutot que les petitsdetails de la haute-fidelite.

Le TDA1514A

C'est un circuit de puissance quenous aimons bien, car son boitierSOT131AQ n'a que neuf pattes desorties en ligne (photo A). On peutainsi facilement les plier a 90° et pla-quer la surface metallique contre undissipateur.II peut fonctionner dans une fourchet-te d'alimentation allant de t 10 V a± 30 V, ce qui convient parfaitement.

R6

C4

5

3

C5

HP ( ou 411

c.Fc8

C7

0-u

LM3886Chaque module peut fournir separe-ment une puissance de 40 Weff avecune charge de 8 Q (soit environ 120 Weff

en mode ponte), les transistors desortie sont de type bipolaire.

Le schemaQuelques composants regroupesautour du TDA1514A permettent d'entirer une puissance interessante, cequ'indique la figure 1.La modulation est appliquee a Ia

broche (1), au travers d'un condensa-teur de liaison qui protege cetteentrée contre toute tension continuepouvant se presenter en amont.La resistance R1 charge l'entrée etnous avons porte son impedance Zina 22 kQ.Le condensateur C2 limite la bandepassante aux frequences elevees etempeche ainsi le TDA1514A d'osciller.La gain en tension en bouche fermeeest determine par le rapport deR3/R2, soit 22 000/580 # 32.Ce rapport peut varier entre 20 et 46sans crainte d'instabilite.La resistance R4 determine la

constante de temps du « Muting »,c'est-e-dire un temps d'attente avantque la modulation ne soit appliqueel'etage d'entree, donc retransmisedans ('enceinte.Le reseau bouchon C5/R7 auxbornes de la charge contribue egale-ment a Ia parfaite stabilite du

TDA1514A.Les elements R5/R6/C4 constituentun « bootstrap ». Sans leur presence,en portant Ia broche (7) directement('alimentation +U, la puissance desortie ne serait que de 4 W.L'alimentation symetrique ±U estdecouplee par les condensateurs C6,C7 et C8.

Le circuit imprimeNous l'avons recluit au minimum. Uneplaquette de 43 x 33 mm regroupetous les composants, ce qu'indiquela figure 2. Les grosses pastilles sontprevues pour y souder des picotsd'interconnexions.

n° 328 wwvv.electroniquepratique.com ELL-CTRONIQUE PRATIQUE

2 3a

semelle metal.

3b

NomenclatureAMPLIFICATEUR TDA1514A

Resistances ± 5 % - 1/2 WR1 : 22 kg?R2 : 680 g?R3 : 22 kg?R4 : 470 kg?R5 : 82 QR6 : 150 S2R7 : 3,3 52

Condensateurs non polarisespas 5,08C2 : 220 pF ceramiqueC5 : 22 nFC6 : 470 nFC7 : 470 nF

Condensateurs polarisesC1 : 1 pF/35 Vtantale goutteC3 : 33 pF/35 VC4 : 220 pF/25 VC8 : 47 pF63 V

SemiconducteursIC1 : TDA 1514 A

Le cablage du moduleLes faibles dimensions du circuitimprime n'autorisent pas le cablagede tous les composants du memecote. Ainsi, circuit integre et conden-sateurs de decouplage C6 et C7sont-ils soudes cote pistes cuivrees.Pour mener a bien ces operations, lesfigures 3a et 3b vous seront utiles.Les pattes des composants IC1, C6,C7 sont pliees a 90°. Le circuit integreest sureleve de ('epoxy par des entre-toises en nylon de 5 mm.La nomenclature vous permet d'inse-rer les composants aux bons endroits,sans risque d'erreur.Veiller a une bonne orientation descondensateurs polarises (electrochi-miques ou tantales).

Fixation au dissipateurLa broche (4) du TDA1514A etantreliee a la semelle metallique du boi-tier, it est prudent d'isoler celui-ci dudissipateur au cas oCi son oxydationserait de mauvaise qualite.La visserie n'a pas besoin d'être iso-lee, car la tige filetee n'entre pas encontact avec la semelle metallique duboitier.

Le TDA7294

Un circuit integre de qualite qui per -met egalement d'obtenir un modulede puissance tres compact (photo B).Son boitier Multiwatt 15 est plus deli -cat a travailler au niveau implantationque celui du TDA1514 (quinze bro-ches en quinconce).

I peut fonctionner dans une plage detensions allant de t 10 V a t 40 V.Avec une tension d'alimentation de± 28 V, nous pourrons tirer une puis-sance d'une quarantaine de wattsavec chaque boitier.Une particularite a noter avec ce cir-cuit integre de puissance, les transis-tors de sortie sont de type MOSFET.

Le schemaII vous est propose en figure 4.Le signal de modulation entre sur labroche non inverseuse (3) au traversd'un condensateur de liaison C1 quibloque toute tension continue.L'impedance d'entree peut etre consi-deree comme etant celle donnee a lavaleur de la resistance R1 (('im*dance d'entree du TDA7294 est de100 k52).

Le coefficient d'amplification estdetermine par le rapport des resis-tances R3/R2 soit, comme pour leTDA1514, un gain en tension de 32.

Entree Cl

RI-./4MNA--

R2

2

R4

.00

R6 as

C3 c c=1 C2

CS

C6

-u

ire 32B vvvvvv.t,11-q--tmniquepratique.com ELECTRONIQUE PRAT1QUE

ammo's A

'4-c're 7294

5

H R3 1--1

uu IIIIHII-1 R1 F

50

C1

C3

+HP C

-U

+U

ov-1 R5 I -

eta

-1 R41 R6 h

C2

C6

Entrée

6

NomenclatureAMPLIFICATEUR TDA7294

Resistances a couche metal± 5 % - 1/2 WR2 : 680 QR5 : 10 kczR1, R3, R4 : 22 Id2R6 : 33 k52

CondensateursC5, C6 : 100 nF (pas 7,5 mm)C1 : 10 pF/16 V radialC2, C3, C4 : 22 pF/16 V radial

Semiconducteur101 : TDA7294

Nous retrouvons le « bootstrap » uni-quement avec le condensateur C4.L'alimentation symetrique est decou-plee par les condensateurs C5 et C6.Ici, pas de circuit « bouchon » auxbornes de Ia charge de sortie.

Le circuit imprimeTous les composants sont rassem-bles sur une surface d'epoxy de50 x 30 mm. Une implantation vousest propos& en figure 5.Les grosses pastilles permettent derecevoir des picots males d'inter-connexions.

Le cablage du moduleII ne presente aucune difficulte en uti-lisant la figure 6 et en se reportant ala nomenclature des composants.Ne pas oublier de mettre en place lesdeux straps qui seront realises avecdes queues de resistances.La sortie HP est prelevee au plus oresde la broche (14) du TDA7294.Le circuit integre est embroche cotecomposants. Par commodite, it estbeaucoup plus facile de ('implanterverticalement. Cependant, en « jouant »

de Ia pince plate, it est egalementpossible de le souder a l'horizontale,au-dessus des composants, la surfa-ce metallique orient& vers l'exterieur.L'encombrement est ainsi moinsimportant. Le boTtier doit etre isole dudissipateur ainsi que des vis de fixa-tion, en utilisant des « canons » enplastique.Etant donne les faibles dimensionsdu circuit imprime, la resistance R3est soudee directement aux pastilles,cote pistes cuivrees.

Le LM3886

Fabrique par National Semiconductor,le LM3886 (photo C) permet egale-ment de realiser un module amplifica-teur de puissance dans un encom-brement reduit.Les transistors de sortie ne sont plusdes MOSFET mais des Darlingtonbipolaires canal N.La tension d'alimentation peut egale-ment atteindre les ± 40 V.

Le schemaII fait ('objet de la figure 7 et differequelque peu des deux precedents neserait-ce que par ('absence de« bootstrap ».L'entree de Ia modulation s'effectuesur ('entree non inverseuse, broche(10), sans condensateur de liaison, autravers d'une resistance R1 connec-tee a l'interieur du boitier a la based'un transistor NPN.Nous retrouvons cette meme resis-tance (en valeur ohmique) dans ('en-tree inverseuse, broche (9), Ia resis-tance R2 etant connect& egalementa l'interieur du LM3886 a la base d'undeuxieme transistor NPN.Le coefficient d'amplification est fixepar le rapport des resistances R4/R2,soit 22 (+1) si Ion veut etre précis(injection de Ia modulation sur ('en-tree non inverseuse).

7 r U

HP

418f1


Nous remarquons des cellules delimitation en frequence avec R5/C1,R2/C2, puis le circuit bouchon R3/C3aux bornes de la charge en sortie.Elles ont ate implantees de maniere agarantir une parfaite stabilite de fonc-tionnement au LM3886.La tension d'alimentation symetriqueest decouplee par les condensateursC5 et C6.Le reseau R6/C4 inhibe le « muting »afin que puisse passer la modulationavec une constante de temps fixeepar la valeur des deux composants.

Le circuit imprimeUne implantation est dessinee enfigure 8. On constate que la surfaced'epoxy n'est pas bien grande pourun module pouvant delivrer une qua-rantaine de watts.

Le cablage du moduleEn se reportant a la figure 9 ainsiqu'a la nomenclature des compo-sants, le peu d'elements a soudern'autorise aucune erreur.Le LM3886 est insere verticalement

Inalir01111.1.11=0 edrmr7rwit)

polUtitemolo

Iteig 00HP

tococoM

8 HP OV 9

au circuit imprime, son boitier metal-lique doit etre isole a la fois du dissi-pateur et de sa vis de fixation.Utiliser un canon isolant et un mica.

Et maintenanta vous de choisir...

Vous pourrez aisement faire desecoutes comparatives entre les troisboitiers. Comme nous, vous consta-terez probablement que les TDA1514 et

LM3886 sont plus nerveux dans le gra-ve et ('extreme -grave que le TDA7294,au detriment peut-titre de la precisionet du naturel dans le medium.

NomenclatureAMPLIFICATEUR LM3886

Resistances a couche metallique± 5 % - 1/2 WR1, R2 : 1 kOR3 : 2,7 0R4, R5 : 22 kOR6 : 39 kf.2

CondensateursCl : 47 pFC2, C4 : 100 pF/63 V radialC3 : 100 nF LCCC5, C6 : 22 pF/63 V radial

Semiconducteur101 : LM3886T

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Montages composants.

De la piece unique a la petite serie.

Vente aux entreprises et particuliers.

Travaux executes

a partir de tous documents.

Tarifs par courrier

contre une enveloppe timbree,

par telephone ou mail

VINCULUMMicro controleur avec 1 USB M/E

Kit lecteur MP3avec fichier sur cle USB

Commande pa liaison Serie , SPIOki

Lecture RFID 13,56 MHZavec un seul composant

- Lecture de Tags ISO 15693,1443- Consommation 6mA-120mA- 0.luA en mode veille- Format TQFP 32 (2.7-3.6V) faible coin- Liaison SPI ou Parallele- Distance de lecture de 10cm en I4443A/B

et jusqu'a 150cm en ISO 15693.- Kit de developpentent disponible

EBCONNECTIONSwww.ebconnections.com

3 Rue St Vincent Paul89420 Ragny

T61 : 0820 900 021Fax : 0820 900 126

des circuits imprimes - americanradiohistory.com · Pas de minimum de commande ! Pas de frais...

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