01/09/2011

Générateur pseudo-aléatoire

Ce petit montage permet de générer des séquences pseudo-aléatoires avec un minimum de composants (en logique cablée il faudrait 9 circuits). Il utilise un MACH211SP-7JC où le polynôme x^60+x+1 a été implanté. Les données (DATA) sortent sur chaque front montant de l'horloge (CLOCK). Suivant la version, la fréquence d'horloge peut monter jusqu'à 133 MHz. A cette vitesse, la séquence se renouvelle tout les 255 ans... :-) J'ai réalisé ce petit montage à l'aide du MACH Startet Kit (MACH-SK44) de Vantis. Il est disponible chez www.farnell.com (référence 301-0120 - 127.60 EHT). Pour l'idée, Montage inspiré d'un article d'Electronique Radio Plan n°555 de février 1994. Le fichier : mach211.zip le fichier contient le fichier jedec pour pouvoir programmer le MACH ainsi que les fichiers associés.

Serrure électronique à base de iButton et PIC 16F628

Le présent montage permet la commande de 2 relais à l'aide de clés électroniques. Ces clés sont basées sur des composants fabriqués par la société Dallas Semiconductors, composants baptisés du nom de "iButton". Le champ d'application de cette réalisation est vaste, de la mise en/hors service d'un système d'alarme, l'activation d'une gâche électrique de porte, contrôle d'accès à un ordinateur, etc...

30/08/2011

Répartiteur audio pour casque

C'est un montage qui permet de distribuer un signal audio en provenance d'une sortie casque vers 3 ou 6 casques.

C'est un amplificateur audio architecturé autour d'un TBA 820 M qui est dupliqué trois fois sur le même circuit imprimé. Si on désire six sorties, il suffit de mettre en cascade deux circuits imprimés.
Les jacks de sortie sont pour circuit imprimé, ce qui évite une prolifération de fils de câblage.
Une carte peut être alimentée entre 4,5V et 9V. Elle consomme environ 20 mA pour les 3 étages.

Nomenclature :

Résistances




Condensateur





Circuit Intégré
Support
Jack stéréo fem.
Jack Alimentation


R1, R8, R13
R2, R5, R10
R3, R6, R11
R7, R12, RF
R15, R16
C1, C13, C21
C2, C5, C7, C10, C11, C15, C18, C19, C23
C3, C8, C16
C4, C14,C22
C6, C12, C20
C9, C17, CB
U1, U2, U3
U1, U2, U3
X1, X2, X7
X21, X22 (à câbler sur fils)


10 k
1
56
1.2k
470
10µF 16V
100 µF 16V
220 nF
100 nF
47 µF 16V
2.2 nF
TBA 820 M
8 broches DIL
3.5mm pour CI
Pour bloc secteur


Quelques explications :

Tous les perçages se font avec un forêt de 0.8mm. Le seul problème provient des jacks stéréo. qui ont des connexions plates . Il faudra donc fraiser une rainure (avec une fraise usagée, cadeau de votre dentiste préféré). Si vous avez des problèmes d'implantation, les jacks proviennent de la société ELECTROME .
Le circuit imprimé ne comporte pas d'emplacement pour fixation. En fait, la carte est fixée sur la face avant du boîtier par l'intermédiaire des 3 jacks stéréo.
Pour le fonctionnement de la structure, les résistances R15 et R16 du premier circuit imprimé assurent la fonction sommaire de mélangeur (stéréo vers mono). Le montage étant destiné à l'apprentissage de la lecture, la stéréo n'est d'aucune utilité. Si des circuits imprimés sont rajoutés, remplacez R15 et R16 par des straps.
L'étage amplificateur est la reproduction de la documentation constructeur du TBA_820_M. Les variations des valeurs de composants proviennent de différents facteurs. Le condensateur CB de 2.2 nF limite la bande passante dans les aiguës. La résistance RF limite le gain de l'étage, car l'entrée est attaquée par une sortie casque. Le condensateur C1 de 10 µF limite la bande passante dans les basses. Pour transmettre la parole, la bande passante nécessaire n'est que de 300 Hz à 3 kHz. Le montage, bien que n'ayant pas des qualités HIFI, possède une bande passante plus large.

Instrument de torture

Alimentation à LM2575


C'est une alimentation à découpage basée sur un LM2575 version ajustable.
La tension de sortie est ajustable. L'intensité maximale du courant de sortie est de 1 A.

La tension de sortie ajustable VOUT = 1,23 x [ ( R3 / R1 ) + 1 ] ne peut pas être inférieure à la tension de référence qui est de 1,23V.
Les condensateurs sont des électrolytiques à très faible impédance ( Philips Série 136, ...).
La self peut avoir une valeur nominale de 220 à 470 µH. L'implantation est prévue pour un boîtier LV (10,16 x 12,7 mm).

Schéma complet de l'alimentation
Nomenclature :

  • Résistance R1= 1.2 k , R3 à déterminer
  • Condensateur C1, C2 = 470 µF / 25 V très faibles pertes
  • Self  L1 = 220 à 470 µH - 1 A
  • Circuit Intégré U1 = LM2575 version ajustable + radiateur + écrou . vis
  • Diode D1 = BYW80
  • Fusible  F1 avec support. Voir calcul ci-dessous.


Fabrication :

Une fixation est implantée sous la self, il faut donc monter une vis à tête fraisée et fixer l'entretoise avant de souder le composant. Une autre fixation est prévue dans l'axe du porte fusible. La résistance R3 loge sous l'encoche du radiateur.
Attention au sens d'implantation de la diode D1.
Le rendement de l'alimentation est proche de 100 %. La puissance consommée au primaire est restituée au secondaire. On peut donc écrire que U1 x I1 = U2 x I2. Pour dimensionner le fusible, I1 = ( U2 x I2 ) / U1. Si le montage est alimenté par une batterie 12V et doit produire une intensité de 1 A sous une tension de 1,5V pour un préchauffage de bougie, I1 = ( 1,5 x 1 ) / 12 = 125 mA.
On choisira un fusible de 160 mA.
La tension maximale d'entrée est de 40V pour la version classique du circuit intégré et de 60V pour la version HV.

Filtres - calcul de Filtres à amplificateurs opérationnels

Programme de calcul des filtres à amplificateurs opérationnels.
Ce logiciel fourni automatiquement le schéma électronique, ainsi que la valeur des composants en fonction de la fréquence de coupure, du type de filtre (passe-bas, passe-haut), et de l'ordre du filtre (de 2 à 7).
Ce programme permet d'utiliser les structures suivantes :
  • Filtre de BESSEL
  • Filtre de Butterworth
  • Filtre de Chebyshev (avec ondulation de 0.5 à 3 dB)
Une fois le calcul effectué, vous pouvez imprimer le schéma, avec la valeur des composants correspondants.

ExpressPCB

Logiciel de routage de cartes double face, simple et facile d'utilisation. La grande nouveauté dans cette version est l'ajout d'une application de saisie de schéma ExpressSCH. De nombreuses empreintes sont fournies.
L'idée derrière la présente approche est de vous permettre de réaliser vos dessins de platines que vous confierez pour le tirage à la même entreprise qui vous aura permis de télécharger ce programme.

29/08/2011

Chargeur pour feu arrière

Vous l’avez sans doute déjà remarqué mais les vélos modernes sont de moins en moins souvent équipés des bons vieux catadioptres. Ce dispositif qui a pourtant fait ses preuves est à présent remplacé par un clignotant à piles. Ce système étant onéreux à moyen terme, je vous propose de le remplacer par un montage à batteries rechargeables. Le principal avantage est que la charge s’effectue pendant la promenade pendant que le cycliste pédale. Il vous faudra avant de commencer l’installation, récupérer sur une vieille bicyclette, une dynamo. Cette appelation est d’ailleurs trompeuse, puisqu’il s’agit en fait d’un alternateur. Ceci explique la présence du pont redresseur dans le montage.
La batterie choisie est un monobloc rechargeable. Ce modèle ressemble à une pile de 9 volts mais sa tension nominale n’est que de 7,2 volts, pas de danger donc pour une ampoule standard. Dès que le vélo est en mouvement, une tension redressée de 6 volts arrive simultanément sur le pôle positif de la batterie et via une diode anti-retour sur la grille d’un transistor FET. Ce dernier se met alors à conduire et la lampe est alimentée via le courant de drain. Quand le vélo est à l’arrêt, le condensateur placé dans la ligne de grille se décharge lentement à travers la résistance qui lui est associée. De ce fait le transistor reste conducteur pendant encore deux minutes et c’est la batterie qui se charge d’alimenter l’ampoule. Une fois le condensateur déchargé, le FET est bloqué parce qu’il ne reçoit plus sa tension de polarisation. Le grand avantage est que ça évite de décharger la batterie une fois le vélo au garage.

Beeper tracer



La dénomination de ce circuit est anglo-saxonne mais je suis sûr que tous les installateurs de câbles auront reconnu là un identificateur de paires. J’ai employé à dessein le terme anglais qui est beaucoup plus répandu. Cet appareil devient vite indispensable lorsqu’il s’agit de tracer la destination d’un câble située loin de l’emplacement d’origine. Le fonctionnement de la sonde est simple. Il est basé sur le principe de self induction. En présence d’un champ magnétique d’une certaine fréquence, un courant va parcourir la bobine servant de sonde. La différence de potentiel est recueillie aux bornes des deux entrées d’un ampli opérationnel. Cette tension est amplifiée sous forme de sinusoïde pour être envoyée sur un mini haut-parleur standard. La résistance de contre réaction montée en série entre la sortie et l’entrée inverseuse sert de potentiomètre de volume. Un filtre passe bande est en outre placé dans la ligne de l’entrée directe.

Il n’y a pas grand-chose à dire sur l’injecteur de signal. C »est un 555 monté en vibrateur et qui fournit une fréquence audible proche de 1kHz. Les sorties sont protégées par une capacité contre les tensions inverses. Il est muni à l’inverse du traceur d’un interrupteur qui permet d’envoyer le signal en permanence sur la ligne.

Typon du beeper

Typon du tracer

Simple minuterie


Voici un montage destiné à ceux qui ne savent pas cuire un ½uf. Je plaisante car cette opération nécessite tout de même un minutage précis et une indication sonore du temps écoulé peut s’avérer un axillaire précieux. Il ne s’agit pas ici d’une minuterie programmable mais plutôt réglable par pas. On reprend le principe du couple compteur et base de temps, sauf que cette dernière fournit ici un signal d’horloge particulièrement lent : 1 minute. La fermeture se S1 envoie ce signal sur l’entrée d’horloge du 4017. Le commutateur S2 permet de choisir le décompte comme je l’ai déjà dit par pas de 1 minute.Ce laps de temps écoulé le buzzer se met à sonner. Le poussoir S3 sert à lui à remettre le compteur à zéro.


Typon du montage

Simple détecteur d'eau

Ce circuit permet de détecter automatiquement la présence d'eau dans le fond d'une coque, de mettre en marche une pompe ou d'alerter par un système sonore quelconque.

  • Pour consommation réduite du montage : relais Finder 6 V ref Conrad 503066
  • Pour consommation plus élevée du montage (le AC128 chauffe) : Fujitsu 6 V ref Conrad 505099 ou Selectronique ref 600772

FilterLab

Ce programme de Microchip simplifie la conception de filtres actifs. Il fournit le schéma complet du filtre, la valeur des composants passifs qui le composent et affiche la réponse en fréquence.
FilterLab ne permet de concevoir que des filtres passe-bas de Chebyshev, Bessel ou Butterworth, jusqu'au 8ième ordre et des fréquences de 0,1 à 10MHz et permet de générer un modèle SPICE.

Filter free

Filter Free est un logiciel d'analyse et d'aide à la conception de filtres actifs, passifs et numériques. Filter Free est la version gratuite de Filter Solutions de Nuhertz Technologies et limité, permet l'étude des filtres à l'ordre 2.

TinyCAD

TinyCAD est un programme gratuit pour la conception de circuits électroniques et les systèmes électriques, prend en charge les bibliothèques standard et personnalisées.

Il est capable de générer des simulations SPICE (programme de simulation de circuits intégrés avec accent).
TinyCAD est capable d'exporter les modèles de circuits électroniques dans Word dans un format image.

FilterCAD

FilterCAD est un programme d'aide à la conception de filtres à capacités commutées avec les circuits intégrés de Linear Technology. C'est un outil d'aide pour les utilisateurs sans expérience dans le calcul de filtre. Il permet, à partir d'un gabarit, d'obtenir le schéma de filtres ayant de très bonnes performances, avec un minimum d'effort

FreePCB

FreePCB est un logiciel de dessin de circuits imprimés. Les sorties sont uniquement en format gerber. Des bibliothèques de symbole aident à une prise en main rapide. FreePCB est un logiciel libre. Associé au logiciel de saisie de schéma électronique TinyCAD, l'ensemble forme un bon outils pour la réalisation de cartes électroniques.

Pile à LED

Voici un petit montage pour débuter en électronique et qui peut servir de jeux ou bien comme expérimentation sur les probabilités.

Il s'agit d'un circuit basé sur un multivibrateur ; le circuit oscille entre deux états, vrai ou faux, indiqués par deux LED. Lorsque le commutateur S1 est activé le circuit va se figer dans une des deux positions et la LED 1 ou la LED 2 restera allumée.
Remarquez la symétrie du circuit. Il n'est pas possible de prédire quelle LED s'allume lorsque S1 est utilisé.

Le circuit peut être vérifié en testant S1 100 fois et en notant le nombre de fois que la LED 1 est allumée : il sera d'environ 50. Si le circuit est utilisé 500 fois ce sera environ 250, c'est à dire la moitié du nombre total. Lors d'essais réels, le total peut ne pas être exactement de 50 ou 250, ceci sera dû aux tolérances des composants.

Liste des composants
Composants et repèreValeur
LED1, LED2Diode LED rouge et verte
R1, R2470 ohms
R32,7 Kohms
R4, R612 Kohms
R5, R718 Kohms
C1, C222 nF
Q1, Q2BC337
S1Interupteur

Clignotant à LED avec transistor unijonction

La résistance Rl et le condensateur Cl déterminent le taux de clignotement. Une valeur inférieure pour Cl, (47µF 16 Volts par exemple) augmentera la vitesse du clignotant (en effet, la constante de temps RC diminue). Contrairement à une lampe à incandescence le voyant LED peut clignoter à très grande vitesse (absence d'inertie d'un filament) si la valeur de Cl est réduite. En outre, la LED clignote si vite que l'oeil ne peut pas distinguer les impulsions lumineuses individuelles et la LED semblent être allumée en permanence.

Un transistor unijonction TIS43 est utilisé, mais un 2N2646 est également approprié pour ce genre de montage.
Un transistor normal (bipolaire) possède deux jonctions (broché émetteur, base, collecteur), mais l'unijonction en a qu'une seule d'où son nom.
Il est munis de trois connexions repérées émetteur, base 1 et base 2 (E, Bl, B2).


Liste des composants électroniques

R1 = 12 Kohms
R2, R3 = 470 ohms
LD1 = diode LED
C1 = 100µF 16 Volts
T1 = Transistor unijonction TIS43 ou équivalent

28/08/2011

Eagle Lite

Eagle est un logiciel permettant de créer des schémas électriques et de réaliser les PCB de ces schémas. Le nom du logiciel est l'acronyme de "Easily Applicable Graphical Layout Editor".

Bien que Eagle soit payant, une version limité de ce même logiciel est disponible gratuitement. Cette version gratuite limite à des cartes de 2 couches (top et bottom) d'une dimension maximale de 100x80mm. Malgré cette limitation, la version gratuite du logiciel est populaire dans le milieu des électroniciens amateurs.

  • Fonctionne avec Windows, Linux et Mac
  • Possède un outil qui contrôle les erreurs (exemple: composants non relié)
  • Comprend un outil de routage automatique
  • Librairie de composants qui peut être étendue. Il est possible de dessiner soi-même de nouveaux composants
Télécharger la version gratuite ici

Kicad

Le logiciel Kicad est un suite open source pour la réalisation de schémas électroniques et de circuits imprimés sous licence GPL. La suite Kicad est un ensemble de quatre logiciels et un gestionnaire de projets destinés à la réalisation de cartes électroniques :
  • Kicad: Gestionnaire de projets
  • Eeschema: Entrée schématique
  • PcbNew: Logiciel de réalisation de circuits imprimés
  • Gerbview: Visualisation des documents générés au format GERBER
  • Cvpcb: Utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants électroniques utilisés dans le schéma

Kicad est donc une suite de CAO électronique utilisée pour la fabrication de circuit imprimé.

Le fait qu'il soit sous licence GPL signifie qu'il est totalement gratuit, et qu'il est entièrement légal de redistribuer des copies et d’exécuter le logiciel pour n'importe quel usage.

Cette suite vous permet de faire votre schéma, de générer une netliste et de réaliser le typon avec une fonction d'autoroutage.
Pour un aspect un peu plus ludique, mais également pour avoir une meilleur idée du circuit imprimé que l'on réalise, il y a également une fonction qui permet de visualiser sa carte en 3D. Mais ce qui est le plus interessant c'est qu'il est en francais contrairement à de nombreux logiciel concurrent.

Ce logiciel a été conçue et réalisée par Jean-Pierre Charras, chercheur au LIS et enseignant en électronique à l'IUT de Saint Martin d'Hères. Il est interessant de savoir que cette suite est utilisée depuis plusieurs années en milieu professionnel et enseignant.


Sonde de mesure ultra performante

J'ai trouvé ce schéma sur le site de Microchip. Il s'agit d'une sonde de mesure incorporant :

  • une sonde logique (3 états signalisés par des LEDs)
  • un fréquencemètre 50 MHz
  • un mini analyseur logique
  • un récepteur de code série

Toutes les informations sont affichées sur un module LCD 2 x 20 caractères, le LM032L, disponible à Megamos Composants. La sonde est alimentée par 4 accus. Leur tension est vérifiée sans cesse par le PIC, qui déclenche leur recharge automatiquement (le chargeur est inclus dans le schéma) !


Télécharger le dossier complet du montage

Simple interphone à base de transistors

Voici un circuit simple et efficace d'intercommunication qui est basé entièrement sur des transistors. C’est un amplificateur à trois étages.

Lorsque le bouton-poussoir S2 est enfoncé, le circuit amplificateur câblé autour de T1 et T2 devient un multivibrateur astable et commence à produire des signaux de sonnerie. Ils seront par la suite amplifiés par le transistor T3.
Lorsque le bouton poussoir S2 est libéré le circuit se comporte comme un amplificateur ordinaire et vous pouvez parler et communiqué avec un personne de l’autre coté
Il faut construire deux copies identiques du montage et connectez-selon le schéma suivant :
Diagramme d'interconnexion des transistors

Récepteur FM à base de circuit CXA1019

Vous pouvez réaliser un récepteur FM de haute qualité à l’aide du circuit intégré CXA1019 de Sony. Ce circuit peut être alimenté par une tension continue comprise entre 3 et 7V et il peut fonctionner avec un haut-parleur de 8 ohms.
Le CXA1019 comprennent un amplificateur RF, un mélangeur, un oscillateur, un amplificateur FI …

Sonde de test à LED pour voiture

Pour tester des points particuliers dans un circuit électrique d'une voiture, un petit montage simple avec deux diodes LED suffira ; la détection de défaut est simplifiée en visualisant l'état d'allumage des voyants.

Fonctionnement
Le point de référence de la voiture est son chassis : la borne négative de la batterie y est reliée. Le circuit est connecté comme indiqué sur le schéma et la sonde de test est appliquée en divers points du circuit électrique du véhicule en cours de dépannage.

Quand la pointe de test ne touche à rien, les deux diodes LED éclairent.
Si elle touche un point proche du potentiel négatif (côté chassis), la LED 1 est allumée et la LED 2 est éteinte.
Si la sonde est proche du potentiel positif, la Led 2 sera allumée alors que la LED 1 restera éteinte.

Schéma de la sonde
Pour du 24 volts on doublera la valeur des résistances (2 Kohms au lieu de 1) et pour les anciens véhicules en 6 Volts, les resitances feront 470 à 510 ohms.
Liste des composants

LD1 = LED rouge 5 mm,
LD2 = LED verte 5 mm,
R1, R2 = 1Kohms 1/2 watt,
Sonde = pointe de touche,
Bornes pour +12 V et masse et/ou fils.


Exemple d'implantation du circuit

Il peut être réalisé sur circuit imprimé et mis en boitier pour ceux qui décide d'en faire un usage fréquent.
Une plaque pastille peut parfaitement convenir pour une version prototype ou ocasionelle.

Radar à ultrasons pour une application robotique

Le système décrit a été developpé pour une application particulière (robotique) et ne correspondra sans doute pas à vos besoins. Mais vous pourrez, je l'espère vous en inspirer.

Le principe utilisé ici est le suivant :
  • Émission d'une salve de 5 périodes à 40kHz.
  • Pause de 2.5 ms.
  • Mesure du temps écoulé entre l'émission de la salve et la réception d'un écho.
  • Ceci est répété 5 fois.
  • Si les 5 valeurs sont cohérentes (c'est à dire proches les unes des autres), la moyenne est calculée et affichée.
  • Puis cela recommence.

L'information distance est fournit sous forme série (2400,N,1) par un message du type : usxxx. Où xxx représente la distance en cm. Une liaison avec un PC devra passer par un MAX232 ou équivalent.

La distance maximale de détection est en théorie de 430 cm.

Même si l'ensemble fonctionne correctement, ni le schéma, ni le programme ne sont vraiment optimisés.

Le fichier ZIP contient :

  • Une liste des composants + quelques explications.
  • Le fichier .HEX pour le PIC16F84.
  • Un exemple de typon (pas de composants CMS) mais sans implantation.
  • Un schéma électrique.

Télécharger le fichier ZIP