Electronique - Realisations - Temporisateur 007

Electronique > Réalisations > Temporisateur 007

Dernière mise à jour : 29/08/2009

Présentation

Ce temporisateur a été conçu pour automatiser le démarrage d'un amplificateur BF à tubes électroniques. Il permet l'application de la tension de chauffage dans un premier temps, et après une durée de une minute, la haute tension est apliquée en deux temps : à mi-tension pendant une seconde, puis ensuite à pleine tension. Un contrôle permanent de la présence de la tension de chauffage est effectué, et si cette dernière vient à disparaître, la haute tension est automatiquement coupée et un signal sonore retentit pendant 3 secondes. Ce procédé de démarrage permet de ménager les tubes électroniques et d'en augmenter leur durée de vie. Le circuit met en oeuvre un petit microcontrôleur de type 12F675 pour une simplification matérielle maximale, ce petit composant à 8 pattes intégrant tout ce qu'il faut pour gérer les délais désirés et effectuer la surveillance de tensions extérieures (convertisseur A/N intégré).

Avertissements

- Ce circuit a été développé à la demande d'un internaute, je ne l'ai pas réalisé pour mes propres besoins. Les durées de temporisation m'ont été "imposées" mais pourront être modifiées le cas échéant, car fixées dans le logiciel du PIC, dont le code source est fourni.
- Certains composants ont des valeurs qui correspondent aux besoins du demandeur, ces valeurs ne sont pas forcement adaptées à d'autres types d'amplificateurs. Il s'agit notament des composants de la section HT, qui sont utilisés ici uniquement pour la vérification présence tensions. La section filtrage d'alimentation (RC ou LC) de l'amplificateur lui-même n'est pas représentée sur le schéma. De même pour la valeur précise de la HT, mais vous vous doutez bien qu'elle n'est pas de 12 V.
- D'un point de vue fonctionnel, ce circuit fait ce qu'on lui demande, mais je n'ai pas de retour concernant sa fiabilité dans le temps, le montage est encore trop jeune (fabriqué en novembre 2008). Le schéma et le code source du logiciel du PIC sont mis à disposition de tous, non pas pour vous inviter à le réaliser tel quel, mais plutôt à titre didactique. Merci de ne pas envisager sa réalisation si vous n'en comprenez pas parfaitement la finalité et le fonctionnement.
- Comme pour tout système travaillant avec des tensions létales (mortelles), la plus grande prudence s'impose. A lire ceci avant d'aller plus loin dans la pratique.

Le schéma

Le schéma repose sur l'emploi d'un petit PIC de type 12F675, qui joue à la fois le rôle de temporisateur et de surveillance de la haute tension.

Fonctionnement / déroulement général

- Mise sous tension du système.
- Vérification présence tension de chauffage (6,3 V) au point LV1. Tant que cette tension n'est pas détectée, rien ne se passe.
- Dès que la tension de chauffage filament est détecté, attente de une minute.
- Vérification présence haute tension au point HT1 (sortie alim, avant relais RL1).
- Si HT1 détectée, activation relais RL1, la HT est appliquée aux tubes avec une résistance chutrice RHT1 en série.
- Vérification présence haute tension au point HT2 (après relais RL1).
- Si HT2 détectée, activation relais RL2, la HT est appliquée plein pot aux tubes (résistance chutrice RHT1 court-circuitée).
- Puis vérification continuelle aux trois points de mesure LV1, HT1 et HT2. Si défaillance d'un de ces trois points, décollage des relais RL1 et RL2 et alarme sonore.

Temporisation

Les diverses temporisations sont assurées de façon logicielle, et peuvent être ajustées le cas échéant.
Voir code source complet pour plus de détails.

Surveillance tensions

La surveillance de la tension HT est assurée par le convertisseur analogique / numérique (CAN en français ou ADC en anglais) incorporé dans le PIC 12F675, et que plusieurs entrées peuvent se partager. Ici ne sont mise à contribution que les entrées GP0/AN0 et GP1/AN1 pour les mesures analogiques, les autres pattes d'entrée / sortie du PIC sont utilisées en mode logique. Les hautes tensions n'étant guère compatibles avec les tensions autorisées sur les entrées / sorties d'un PIC, il convient de les atténuer dans un rapport suffisant. Si le PIC accèpte une tension d'entrée max de +5 V et que la HT est de 500 V, il faut atténuer la HT dans un rapport de 100. Cette simple atténuation est insuffisante, si on suppose ou suspecte la présence à certains moments, de pointes de tension (surtensions) importantes. Un écrêtage à +5 V est donc nécessaire pour limiter toute montée potentiellement dangeureuse. Dans notre cas, l'atténuation est apportée par des résistances montées en pont diviseur de tension, et l'ecrêtage est assuré par une diode zener de 4,7 V. Ainsi, la première mesure de THT est effectuée au travers de RHT1, RHT2 et R4, avec la diode zener D2 pour limitation à 4,7 V max. RHT1 a une valeur négligeable devant HT2 (rapport de 1000) et peut être négligée pour le calcul du taux d'atténuation du pont diviseur RHT2 / R4. Le même traitement de faveur est accordé pour la mesure de l'autre point HT, au travers de RHT3 et R5, avec la diode zener D3 pour limitation à 4,7 V max là aussi.

Remarque : une résistance "normale" accèpte en générale une tension maximale à ses bornes de 300 V. Dans le cas présent, cette tension max est dépassée sur RHT2 et RHT3, il faut donc recourir à des résistances supportant une tension supérieure (c'est pourquoi elle sont apelée RHT sur le schéma), ou alors associer deux résistances normales en série pour étaler la tension totale. Chacune des deux résistances HT de 1 MO (RHT2 et RHT3) peuvent ainsi être remplacées par un couple 470 KO + 510 KO, pour un total de 980 KO (l'écart de 2 % par rapport à 1 MO n'est pas critique).

D'un point de vue logiciel, le contrôle de la tension HT consiste à mesurer ce que l'on a avant et après application sur les tubes, pendant la phase de démarrage et durant tout le fonctionnement nominal. Supposons que nous disposions d'une tension de +400 V à vide (tubes non connectés) et d'une tension en charge de 380 V. Avec 400 V, on dispose aux bornes de R4 et donc sur l'entrée In1 (GP0/AN0) d'une tension égale à :
In1 = 400 * 6,8 / (1000 + 6,8) = 2,70 V.
Et avec 380 V, on dispose aux bornes de R4 et donc sur l'entrée In1 (GP0/AN0) d'une tension égale à :
In1 = 380 * 6,8 / (1000 + 6,8) = 2,56 V.
Comme le pas de mesure du convertisseur intégré au PIC est de 5 mV environ (quantification sur 10 bits), la différence entre les deux valeurs peut être faite. En ce qui concerne la mesure In2 sur GP1/AN1 via RHT3 et R5, on doit trouver la même valeur que sur GP0/AN0, car les contacts physiques du relais RL2 présentent une résistance très faible par rapport au reste. Si les tensions In1 et In2 diffèrent, c'est qu'il y a un problème au niveau du relais, qui ne colle pas par exemple. Bien évidement, le contrôle d'égalité des deux tensions In1 et In2 n'est réalisé qu'après la phase de démarrage.

Alimentation du système

Le circuit de démarrage dispose de sa propre alimentation secteur afin de disposer d'une totale indépendance vis-à-vis du reste. Une tension de +12 V est nécessaire pour faire coller les relais 12 V, et une tension de +5 V est nécessaire pour le PIC. Le tout peut ête obtenu grâce à un système classique transfo abaisseur de tension 230 V / 9 V (ou 230 V / 12 V) + redressement par diodes + filtrage par condensateur + régulation par régulateur de tension +5 V, voir page Alim simple 001. Le +12 V nécessaire aux relais n'a pas un besoin impératif d'être régulé, mais ne doit pas être trop supérieur à 12 V pour ne pas risquer de surcharger les bobines des relais..

Fichier binaire compilé et code source

Le tout est compris dans l'archive dont le lien suit. Le code a été écrit et compilé avec MikroPascal Pro (V2.50).
Temporisateur 007 - 12F675 (29/08/2009)