Lorsque l’on veut essayer un montage relié au port série ou parallèle d’un PC et que celui-ci ne prélève pas son alimentation sur ce port, il est nécessaire d’amener à côté du PC une alimentation de laboratoire, de faire appel à des piles ou bien encore de réaliser une alimentation spécifique. Tout cela n’est pas très pratique alors que le PC dispose souvent en interne de tout ce qu’il nous faut, ou presque ! Je vous propose donc de réaliser une carte qui prend place dans votre PC mais ne s’enfiche pas sur les connecteurs de la carte mère, qui ne court ainsi aucun danger. Cette carte vous permet ensuite de disposer, depuis l’extérieur de votre PC, de n’importe quelle tension, fixe ou réglable entre 1,2 et 15 volts, sous un courant pouvant dépasser 1 ampère. Elle est évidemment entièrement protégée contre les courts-circuits et les échauffements excessifs et ne fait donc courir aucun risque à votre précieux (et souvent coûteux !) PC.
Cette carte prélève son alimentation sur la tension de +12 volts de l’alimentation standard du PC destinée aux périphériques internes. Et comme cette tension ne permet de réaliser une régulation que jusqu’à 9 volts compte tenu de l’inévitable chute de tension dans le régulateur, je l'éleve jusqu’à près de 18 volts au moyen d’un régulateur de tension à découpage. En effet, il suffit de réaliser une alimentation à découpage de type « boost » pour disposer en sortie d’une tension plus élevée que la tension d’entrée. Le synoptique de cette alimentation adopte donc l’allure visible sur la figure ci-dessous.
Tension de sortie délivrée par le LM 317
Brochage de la prise mini DIN
Les diodes D2 et D3 assurent la protection du régulateur dans toutes les situations possibles tandis que la diode D4 protège l’alimentation en cas d’application d’une tension externe négative. Le connecteur J1, visible sur la droite de la figure, est une prise mini DIN femelle à quatre broches. La prise mâle correspondante, câblée comme indiqué figure ci-dessous, peut alors contenir une seule résistance fixe repérée R1 sur cette figure ; résistance qui définit la tension de sortie de l’alimentation. On peut ainsi réaliser autant de « câbles » de ce type que l’on souhaite disposer de tensions fixes, et le simple fait de brancher l’un d’entre eux dans le connecteur de sortie de la carte lui fera alors générer la tension correspondante.
Câble de programmation
Boîtier externe de programmation
La carte peut également être reliée, au moyen de cette prise, au boîtier de commande externe dont le schéma est visible figure ci-dessus. Il permet de commuter un certain nombre de résistances fixes donnant alors un accès immédiat aux tensions correspondantes sans avoir besoin d’un voltmètre de contrôle. Une position mettant en circuit un potentiomètre permet également d’ajuster la tension de sortie à n’importe quelle valeur comprise entre 1,2 et 15 volts. La tension d’entrée du régulateur IC2 quant à elle, est ramenée via la borne VE, sur une LED qui indique, par son allumage, que l’élévateur de tension réalisé autour de IC1 fonctionne normalement et donc que l’alimentation 12 volts du PC n’est pas surchargée par le courant débité par la carte.
Réalisation de l'alimentation de laboratoire dans
à la tension +12 volts et à la masse que vous prélèverez sur un
connecteur libre destiné à un périphérique interne. La masse est
repérée en noir et le +12 volts en jaune sur tous les
PC de la création. Si vous n’avez plus de connecteur
d’alimentation de périphérique interne disponible, achetez un câble de dérivation en Y chez
n'importe quel
revendeur de matériel informatique.
Branchez le câble de sélection de tension de votre choix dans le
connecteur de la carte et vérifiez que vous avez bien en sortie
la tension prévue par la résistance dont il est équipé. Pour ce
qui est des protections, le LM 317 dispose d’une limitation de
son courant de court-circuit qui varie de 1,5 à 3,4 ampères
selon les modèles. Le LM 2577 est limité de la même
façon à 3 ampères. De ce fait, cette carte peut théoriquement
délivrer jusqu’à 1,5 ampères avant que les diverses protections
n’entrent en action. Par ailleurs, ces deux régulateurs sont
protégés contre les échauffements excessifs. Cette carte est
donc particulièrement solide. Par contre, il importe tout de
même de ne pas oublier qu’elle consomme sur l’alimentation +12
volts du PC à peu près le double du courant qu’elle délivre en
sortie. Si votre PC est bien équipé en périphériques internes,
ceux-ci consomment déjà un courant non négligeable sur son
alimentation +12 volts. Je vous conseille donc dans ce cas de ne
pas dépasser un ampère de consommation supplémentaire sur ce
même +12 volts, soit 500 mA en sortie de la carte.
Cette carte prélève son alimentation sur la tension de +12 volts de l’alimentation standard du PC destinée aux périphériques internes. Et comme cette tension ne permet de réaliser une régulation que jusqu’à 9 volts compte tenu de l’inévitable chute de tension dans le régulateur, je l'éleve jusqu’à près de 18 volts au moyen d’un régulateur de tension à découpage. En effet, il suffit de réaliser une alimentation à découpage de type « boost » pour disposer en sortie d’une tension plus élevée que la tension d’entrée. Le synoptique de cette alimentation adopte donc l’allure visible sur la figure ci-dessous.
La tension de +12 volts issue de l’alimentation
du PC est élevée à près de 18 volts par un premier régulateur à
découpage en montage « boost ». Elle est ensuite stabilisée à la
valeur de votre choix, réglable de 1,2 à 15 volts, au moyen d’un
classique régulateur linéaire. Ce dernier fait appel à un système de
programmation de sa tension de sortie, par câble à résistance ou
boîtier de télécommande externe, qui permettent de ne pas avoir à
intervenir dans le PC pour régler la tension de sortie. La
protection du PC est garantie par les deux régulateurs utilisés,
tant celui à découpage que le régulateur linéaire, car ils sont
protégés contre les courts-circuits et les échauffements excessifs.
du PC est élevée à près de 18 volts par un premier régulateur à
découpage en montage « boost ». Elle est ensuite stabilisée à la
valeur de votre choix, réglable de 1,2 à 15 volts, au moyen d’un
classique régulateur linéaire. Ce dernier fait appel à un système de
programmation de sa tension de sortie, par câble à résistance ou
boîtier de télécommande externe, qui permettent de ne pas avoir à
intervenir dans le PC pour régler la tension de sortie. La
protection du PC est garantie par les deux régulateurs utilisés,
tant celui à découpage que le régulateur linéaire, car ils sont
protégés contre les courts-circuits et les échauffements excessifs.
Schéma de la carte
La tension positive de 12 volts provenant du PC
passe par un fusible, ultime protection au cas où vous feriez
vraiment trop souffrir l’alimentation. Elle arrive ensuite sur
l’entrée de IC1 qui n’est autre qu’un LM 2577 de National
Semiconducteur. Il est monté ici de façon très classique en
régulateur à découpage de type « boost » et, du fait des valeurs des
résistances R2 et R3, il délivre une tension de sortie de 18 volts
(aux tolérances des composants près). Il est possible de consommer
jusqu’à un ampère sur cette tension tout en gardant tout de même
présent à l’esprit que, dans ce cas, le courant absorbé en entrée
c’est à dire sur l’alimentation +12 volts du PC, peut alors
atteindre le double soit 2 ampères !
Le reste du schéma est très classique puisqu’il fait appel à IC2 qui n’est autre qu’un LM 317 monté de façon conventionnelle, même si cela ne se voit pas au premier abord sur cette figure. En effet, comme le montre la figure suivante, la tension de sortie délivrée par le LM 317 ne dépend que du rapport des résistances R1 et R2. Or, si vous calculez ce rapport dans le cas de la figure ci-dessus, vous constaterez que l’on dépasse largement les 18 volts d’entrée. Cela provient du fait que la tension de sortie de la carte est déterminée par la résistance connectée entre les bornes R et M de J1. Cette résistance, ou ce potentiomètre dans le cas d’une tension réglable en continu, se trouve donc en parallèle sur R4 et permet de disposer ainsi de n’importe quelle tension de sortie comprise entre 1,5 et 15 volts. En théorie, on aurait pu se passer de R4 mais, en cas d’oubli de connexion de la résistance externe entre R et M, le régulateur aurait alors fonctionné en mode flottant ce qui n’est pas toujours souhaitable.passe par un fusible, ultime protection au cas où vous feriez
vraiment trop souffrir l’alimentation. Elle arrive ensuite sur
l’entrée de IC1 qui n’est autre qu’un LM 2577 de National
Semiconducteur. Il est monté ici de façon très classique en
régulateur à découpage de type « boost » et, du fait des valeurs des
résistances R2 et R3, il délivre une tension de sortie de 18 volts
(aux tolérances des composants près). Il est possible de consommer
jusqu’à un ampère sur cette tension tout en gardant tout de même
présent à l’esprit que, dans ce cas, le courant absorbé en entrée
c’est à dire sur l’alimentation +12 volts du PC, peut alors
atteindre le double soit 2 ampères !
Les diodes D2 et D3 assurent la protection du régulateur dans toutes les situations possibles tandis que la diode D4 protège l’alimentation en cas d’application d’une tension externe négative. Le connecteur J1, visible sur la droite de la figure, est une prise mini DIN femelle à quatre broches. La prise mâle correspondante, câblée comme indiqué figure ci-dessous, peut alors contenir une seule résistance fixe repérée R1 sur cette figure ; résistance qui définit la tension de sortie de l’alimentation. On peut ainsi réaliser autant de « câbles » de ce type que l’on souhaite disposer de tensions fixes, et le simple fait de brancher l’un d’entre eux dans le connecteur de sortie de la carte lui fera alors générer la tension correspondante.
La carte peut également être reliée, au moyen de cette prise, au boîtier de commande externe dont le schéma est visible figure ci-dessus. Il permet de commuter un certain nombre de résistances fixes donnant alors un accès immédiat aux tensions correspondantes sans avoir besoin d’un voltmètre de contrôle. Une position mettant en circuit un potentiomètre permet également d’ajuster la tension de sortie à n’importe quelle valeur comprise entre 1,2 et 15 volts. La tension d’entrée du régulateur IC2 quant à elle, est ramenée via la borne VE, sur une LED qui indique, par son allumage, que l’élévateur de tension réalisé autour de IC1 fonctionne normalement et donc que l’alimentation 12 volts du PC n’est pas surchargée par le courant débité par la carte.
Réalisation de l'alimentation de laboratoire dans
un PC
L’approvisionnement des composants ne pose pas de
problème particulier mais j'ai tout de même indiqué les points de
venteoù je suis sûr que vous trouverez certains d’entre eux tels le
LM 2577 ou bien la self L1 par exemple. Attention, le circuit
imprimé a été dessiné pour des radiateurs ML 33 de chez
Selectronic
dont le rapport dissipation/encombrement convenait à cette
réalisation. Si vous ne voulez pas utiliser ce modèle, veillez à
approvisionner un radiateur de taille et d’efficacité équivalente.
Pour ce qui est de l’équerre de fixation de la carte en face arrière
du PC, vous pouvez utiliser une équerre que vous aurez récupérée sur
un emplacement vide, que vous munirez de deux équerres de 10 x 10 mm
qui se visseront dans les trous prévus à cet effet sur notre carte.
Si ce « bricolage » ne vous inspire pas, sachez que vous
pouvez aussi faire appel à une équerre spécifique munie de pattes de
fixation. Les trous dessinés sur la carte ont été prévus pour le
modèle de ce type qui porte la référence 115-4568 chez
Radiospares.
problème particulier mais j'ai tout de même indiqué les points de
venteoù je suis sûr que vous trouverez certains d’entre eux tels le
LM 2577 ou bien la self L1 par exemple. Attention, le circuit
imprimé a été dessiné pour des radiateurs ML 33 de chez
Selectronic
dont le rapport dissipation/encombrement convenait à cette
réalisation. Si vous ne voulez pas utiliser ce modèle, veillez à
approvisionner un radiateur de taille et d’efficacité équivalente.
Pour ce qui est de l’équerre de fixation de la carte en face arrière
du PC, vous pouvez utiliser une équerre que vous aurez récupérée sur
un emplacement vide, que vous munirez de deux équerres de 10 x 10 mm
qui se visseront dans les trous prévus à cet effet sur notre carte.
Si ce « bricolage » ne vous inspire pas, sachez que vous
pouvez aussi faire appel à une équerre spécifique munie de pattes de
fixation. Les trous dessinés sur la carte ont été prévus pour le
modèle de ce type qui porte la référence 115-4568 chez
Radiospares.
Semi-conducteurs IC1 : LM 2577 ADJ (Farnell) IC2 : LM 317 en boîtier TO 220 D1 : MBR 350, MBR 745, diode Schottky 3 ampères 50 volts D2, D3 : 1N 4004 D4 : 1N 5402, BY 252 LED : LED verte Résistances ¼ de watt 5 % sauf indication contraire R1 : 1,5 kohms (marron, vert, rouge) R2 : 12 kohms (marron, rouge, orange) R3 : 910 ohms (blanc, marron, marron) R4 : 33 kohms (orange, orange, orange) R5 : 1 kohms (marron, noir, rouge) R6 : 220 ohms (rouge, rouge, marron) Condensateurs C1, C7 : 100 µF 25 V chimique radial C2, C5 : 0,1 µF Mylar, polyester, MKT C3 : 0,47 µF Mylar, polyester, MKT C4 : 2200 µF 25 V faible résistance série (attention au diamètre !) C6 : 10 µF 25 V chimique radial C8 : 10 nF céramique Divers L1 : Self torique 200 ou 220 µH à 3 ampères ( Farnell ou Radiospares) J1 : Prise mini DIN 4 contacts femelle pour circuit imprimé Deux radiateurs type ML33 (Selectronic) pour IC1 et IC2 Porte fusible pour CI et fusible T 20 de 3,15 ampères temporisé Equerre métallique standard pour carte d’extension PC Liste des composants de la carte Semi-conducteursLED1 : LED verte Résistances ¼ de watt 5 % sauf indication contraire R1 : 1 kohms (marron, noir, rouge) R2 à R8 : voir tableau ci-dessous R9 : 6,8 kohms (bleu, gris, rouge) Divers P1 : Potentiomètre linéaire rotatif de 4,7 kohms J1 : prise mini DIN mâle 4 points à monter sur câble S1 : commutateur rotatif 1 circuit, 12 positions Liste des composants du boîtier de programmation |
Le circuit imprimé que vous pouvez
télécharger en cliquant sur ce lien a un tracé très simple.
L’implantation des composants est à réaliser quant à elle en
suivant les indications de la figure ci-dessous. Commencez par
les composants passifs pour terminer par les composants actifs
en respectant bien le sens des condensateurs chimiques et des
diodes. Notez que, bien que le chimique C4 soit un modèle
radial, il est monté à plat entre les deux radiateurs en coudant
ses pattes de connexion à 90°. Il est maintenu dans cette
position au moyen d’un petit collier en plastique. La self L1 se
voit appliquer le même traitement mais au moyen de deux colliers
de façon à l’immobiliser totalement quelle que soit ensuite sa
position finale dans le PC. Le LM 2577 et le LM 317 peuvent être
montés directement sur leurs radiateurs respectifs puisque
ceux-ci ne touchent aucune partie métallique du PC et n’ont
aucun contact entre eux. Lors de ce montage, interposez un peu
de graisse aux silicones entre les régulateurs et leurs
radiateurs afin d’améliorer la conduction thermique.
télécharger en cliquant sur ce lien a un tracé très simple.
L’implantation des composants est à réaliser quant à elle en
suivant les indications de la figure ci-dessous. Commencez par
les composants passifs pour terminer par les composants actifs
en respectant bien le sens des condensateurs chimiques et des
diodes. Notez que, bien que le chimique C4 soit un modèle
radial, il est monté à plat entre les deux radiateurs en coudant
ses pattes de connexion à 90°. Il est maintenu dans cette
position au moyen d’un petit collier en plastique. La self L1 se
voit appliquer le même traitement mais au moyen de deux colliers
de façon à l’immobiliser totalement quelle que soit ensuite sa
position finale dans le PC. Le LM 2577 et le LM 317 peuvent être
montés directement sur leurs radiateurs respectifs puisque
ceux-ci ne touchent aucune partie métallique du PC et n’ont
aucun contact entre eux. Lors de ce montage, interposez un peu
de graisse aux silicones entre les régulateurs et leurs
radiateurs afin d’améliorer la conduction thermique.
L’équerre métallique est à percer de deux
trous. L’un sert à faire dépasser la LED placée en haut de la
carte et l’autre à donner accès à la prise DIN à quatre broches.
Une fois ces trous réalisés, vous pouvez alors assembler le tout
et vous préparer à la mise en place dans votre PC, non sans
avoir au préalable réalisé au moins un cordon de sélection de
tension grâce au schéma et au brochage de la prise DIN présentés
page précédente. La valeur de la résistance est
indiquée par le tableau ci-dessous, dans lequel j'ai indiqué
toutes les tensions standards dont vous pourriez avoir besoin.
Vous pouvez également réaliser le boîtier de programmation
présenté page précédente, pour lequel je n'ai pas dessiné de
circuit imprimé car les résistances peuvent être câblées
directement sur les cosses du commutateur. Ici aussi, le tableau
indique les valeurs des résistances et du potentiomètre à
utiliser. Notez que toutes les résistances que j'ai indiquées
sont disponibles, soit dans la série E 24, soit dans la série E
96 des résistances à 1 %.
trous. L’un sert à faire dépasser la LED placée en haut de la
carte et l’autre à donner accès à la prise DIN à quatre broches.
Une fois ces trous réalisés, vous pouvez alors assembler le tout
et vous préparer à la mise en place dans votre PC, non sans
avoir au préalable réalisé au moins un cordon de sélection de
tension grâce au schéma et au brochage de la prise DIN présentés
page précédente. La valeur de la résistance est
indiquée par le tableau ci-dessous, dans lequel j'ai indiqué
toutes les tensions standards dont vous pourriez avoir besoin.
Vous pouvez également réaliser le boîtier de programmation
présenté page précédente, pour lequel je n'ai pas dessiné de
circuit imprimé car les résistances peuvent être câblées
directement sur les cosses du commutateur. Ici aussi, le tableau
indique les valeurs des résistances et du potentiomètre à
utiliser. Notez que toutes les résistances que j'ai indiquées
sont disponibles, soit dans la série E 24, soit dans la série E
96 des résistances à 1 %.
| Tension de sortie | Résistance théorique (R1 câble ou R2 à R9 boîtier) | Résistance réelle la plus proche (R1 câble ou R2 à R9 boîtier) |
| 1,5 V | 44 ohms | 43 ohms |
| 3 V | 311 ohms | 309 ohms |
| 5 V | 678 ohms | 680 ohms |
| 6 V | 857 ohms | 866 ohms |
| 9 V | 1422 ohms | 1430 ohms |
| 12 V | 2007 ohms | 2000 ohms |
| 15 V | 2611 ohms | 2610 ohms |
| 1,25 à 15 V | 0 à 2700 ohms | pot. de 4,7 kohms en parallèle sur 6800 ohms |
Mode d'emploi
Placez la carte dans votre PC et raccordez-làà la tension +12 volts et à la masse que vous prélèverez sur un
connecteur libre destiné à un périphérique interne. La masse est
repérée en noir et le +12 volts en jaune sur tous les
PC de la création. Si vous n’avez plus de connecteur
d’alimentation de périphérique interne disponible, achetez un câble de dérivation en Y chez
n'importe quel
revendeur de matériel informatique.
Branchez le câble de sélection de tension de votre choix dans le
connecteur de la carte et vérifiez que vous avez bien en sortie
la tension prévue par la résistance dont il est équipé. Pour ce
qui est des protections, le LM 317 dispose d’une limitation de
son courant de court-circuit qui varie de 1,5 à 3,4 ampères
selon les modèles. Le LM 2577 est limité de la même
façon à 3 ampères. De ce fait, cette carte peut théoriquement
délivrer jusqu’à 1,5 ampères avant que les diverses protections
n’entrent en action. Par ailleurs, ces deux régulateurs sont
protégés contre les échauffements excessifs. Cette carte est
donc particulièrement solide. Par contre, il importe tout de
même de ne pas oublier qu’elle consomme sur l’alimentation +12
volts du PC à peu près le double du courant qu’elle délivre en
sortie. Si votre PC est bien équipé en périphériques internes,
ceux-ci consomment déjà un courant non négligeable sur son
alimentation +12 volts. Je vous conseille donc dans ce cas de ne
pas dépasser un ampère de consommation supplémentaire sur ce
même +12 volts, soit 500 mA en sortie de la carte.
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