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Electronique > Réalisations > Jeux de lumières > Stroboscope à tube 002

Dernière mise à jour : 04/05/2014

Présentation

Le montage décrit ici est un stroboscope à tube à éclats télécommandé (synchronisation externe), avec isolation par optocoupleur. Pour un modèle classique avec sa propre base de temps ajustable, voir page Stroboscope à tube 001. Deux types de schéma sont proposés :
- un pour des tubes à éclats dont la tension nominale de fonctionnement peut grimper à 600 V (schéma 002a et 002b),
- un pour les petits tubes dont la tension nominale de fonctionnement est comprise entre 300 V et 400 V (schéma 002c).
Le type de schéma à choisir dépend de la tension nominale de fonctionnement de votre tube. Les schémas proposés ici ne conviennent pas pour des tubes de plus de 300 J / 300 Ws.

Avertissement

Ce montage est alimenté directement sur le secteur qui comme vous le savez peut-être n'est pas sans danger pour l'humain. Lire mes avertissements
avant d'entamer sa réalisation. Attention aussi aux condensateurs qui gardent leur charge un certain temps, même après avoir débranché le circuit du secteur. Attendre au moins 20 minutes après avoir débranché le montage du secteur, ou les décharger avec une résistance de 100 ohms / 1 W.

Usages possibles

- Utilisation classique via un générateur d'impulsions ou générateur d'horloge simple (oscillateur rectangulaire);
- Utilisation avec synchro sur une musique, via un filtre passe-bas par exemple;
- Utilisation en métronome lumineux;
- etc.

Schéma 002(a)

Ce stroboscope est un modèle télécommandé, il ne peut donc pas produire des flashes de façon autonome.

Fonctionnement général

Le tube xenon TX1 utilisé ici pour la production des flashes lumineux, est alimenté sous une "haute" tension continue. Cette tension est obtenue après redressement et filtrage du 230 Vac (tension secteur alternative) opérés par les composants D1, D2, C1, C2. Le schéma simplifié qui suit permet de mieux se rendre compte de la méthode utilisée pour la partie alimentation secteur (attention, le condensateur C3 visible sur le schéma simplifié qui suit ne correspond pas au condensateur C3 du stroboscope 002) :


Le condensateur C3 est optionnel, non présent dans mon montage.

Dès que le montage est mis sous tension, le condensateur C3 se charge rapidement au travers de la résistance R1 et de l'enroulement primaire du transformateur d'impulsion TR1. Quand ce condensateur est chargé, la tension à ses bornes dépasse 300 V. L'illumination du tube à éclats TX1 est provoquée par une impulsion THT (Très Haute Tension) appliquée sur la broche de déclenchement du tube, elle-même reliée au secondaire du transformateur d'impulsion. Pour qu'une telle impulsion THT puisse être généré, il faut décharger brutalement le condensateur C3 dans l'enroulement primaire de TR1. Et pour cela, il faut que le triac entre en conduction, c'est à dire que la résistance ohmique entre ses deux bornes A1 et A2 chute très bas. Pour que cela se produise, il faut appliquer une tension sur la gachette du triac, par rapport à son anode A1. Il existe plusieurs façon de déclancher un triac, avec diverses polarités (voir page Triac pour plus de détails). Ici, on opère avec une impulsion de déclenchement positive sur la gachette, par rapport à l'anode A1 (quadrant 1). C'est là qu'intervient l'optocoupleur par lequel passe les ordres de déclenchement des flashes. Au repos, c'est à dire quand l'optocoupleur ne reçoit aucune tension sur sa led (entre bornes 1 et 2), le transistor interne est bloqué car non éclairé (la led étant éteinte). La gachette du triac est donc portée à un potentiel proche de zéro volts grace à la résistance R2. Si maintenant on applique une tension à l'entrée de l'optocoupleur, c'est à dire sur les deux bornes du connecteur J1 SyncExt (côté plus sur patte 2 du connecteur), la led de l'optocoupleur s'allume, éclaire son phototransistor qui se met alors à conduire. Ce faisant, une impulsion positive est envoyée sur la gachette du triac au travers de la résistance R5 elle-même reliée à une basse tension continue de +15V. Le triac s'amorce et provoque ainsi la décharge de C3 dans le primaire de TR1. Une impulsion THT (environ 2000 V à 4000 V) est créée au secondaire de TR1 et le gaz contenu dans le tube à éclat s'ionise, provoquant un flash lumineux intense.

Tension de commande externe

L'amplitude des impulsions de commande attendue sur le connecteur J1 SyncExt est de 5 V, mais vous pouvez utiliser une valeur un peu plus faible (par exemple 3 V) ou plus élevée (par exemple 12 V ou 15 V), simplement en changeant la valeur de la résistance R6. Le calcul de la résistance à utiliser est la suivante :
R6 = (Ucde - 1,2) / 0.016
(Ucde étant la tension de commande, 1,2 V de tension directe et 16 mA de courant direct pour la led de l'optocoupleur)
Par exemple, si Ucde = 12V, alors
R6 = (12 - 1,2) / 0.016 = 675 (prendre la valeur normalisée de 680 ohms)

Schéma 002b

Ce second schéma reprend la base du premier, les différences se situant au niveau du déclenchement du triac.



Modifications apportées :
- Un condensateur chimique de 100 uF / 25 V a été ajouté en parallèle sur la diode zener D3 de 15 V.
- Un condensateur C4 de 220 nF et une résistance R7 de 100 ohms ont été ajoutés en série entre sortie optocoupleur et gachette triac.
N'essayez ces modifications que si ça fonctionne mal avec le schéma précédent.

Schéma 002c

Schéma adapté pour les tubes à éclats qui ne supportent pas une tension de 600 V.



La tension d'alimentation du tube est ici de 300 V et convient mieux aux petits tubes à éclats utilisés dans les stroboscopes de petite puissance. Je n'ai câblé qu'une seule diode de redressement mais il est possible d'en mettre quatre câblées en pont :

Précautions à prendre

Hormis bien sûr l'aspect sécurité lié à la présence de la tension secteur sur le montage, quelques points sont à respecter.

Câblage du tube à éclats

Le tube à éclats TX1 est polarisé et doit être branché dans le bon sens, sinon sa durée de vie sera raccourcie et le montage fonctionnera mal (déclenchements irréguliers). La plupart des tubes à éclat possède un petit point coloré (souvent rouge) indiquant la position de l'anode ou de la cathode, celà dépend des fabricants et il faut donc y prêter une grande attention.



Dans les schémas que je propose, c'est l'anode qui est repérée par un point rouge. Mais pour certains tubes, c'est la cathode qui est repérée. Faites avant tout confiance aux indications fournies avec votre tube à éclat, avant de suivre à la lettre les indications que je donne ici.

Câblage du transformateur d'impulsions

Parfois le transformateur d'impulsion est vendu avec le tube à éclat, parfois vous devez vous le procurer séparément. Il existe beaucoup de types de transformateurs d'impulsions, et le cablage ne semble pas spécialement normalisé. Dans le doute, prenez un simple ohmmètre et mesurez la résistance des deux bobinages primaire et secondaire. Le bobinage dont la résistivité est la plus faible est le primaire et doit être connecté côté triac et condensateur C5. Le bobinage dont la résistivité est la plus forte est le secondaire et doit être raccordé au tube à éclat.

Tension d'alimentation du tube xénon

Selon le tube xénon utilisé, il faut adopter une tension continue de valeur comprise entre 300 V et 600 V. Pensez à vérifier la valeur requise pour votre tube. Pour plus de détails concernant l'alimentation du tube, voir page Stroboscope à tube - Alimentation.

Circuit imprimé

Aucun proposé.

Historique

04/05/2014
- Ajout schéma 002c pour tubes de petite puissance (quelques joules).
- Ajout précisions concernant l'alimentation secteur.
20/02/2011
- Première mise à disposition.