Ce montage a été conçu pour allumer très lentement des lampes à filament, de manière à simuler l’aube, le jour, le crépuscule et la nuit. Les sorties 1, 2 et 3 sont pilotées par des TRIAC et les sorties 4, 5, 6 et 7 par deux relais. Bien entendu, comme il est difficilement imaginable de passer 24 heures devant sa crèche ou son sapin de Noël, la durée du cycle est réglable !
Mi-novembre certains se demandent déjà comment illuminer l’arbre de Noël, de la maison ou du jardin et donner ainsi un aspect joyeux et festif à nos pénates en cette période de fin d’année.
Nous avons lus dans la presse spécialisée, de nombreux articles concernant de tels circuits. Celui que nous vous proposons aujourd’hui a quelque chose de résolument nouveau que vous nous avez souvent demandé. Il s’agit d’un circuit qui allume très lentement une lampe pour simuler l’effet de l’aube et, quand cette lampe a atteint son maximum de luminosité, il la maintient un certain temps pour simuler l’effet du jour, après quoi, toujours lentement, il commence à l’éteindre pour simuler l’effet du crépuscule ; puis, quand la lampe est éteinte, il la maintient dans cet état un certain laps de temps pour simuler la nuit.
Tout serait simple si l’aube, le jour, le crépuscule et la nuit devaient se dérouler en temps réels mais, dans la mesure où quelqu’un qui contemple une Crèche de Noël n’y passe pas 24 heures, le circuit doit être doté d’une régulation manuelle, de manière à faire varier la durée de chaque cycle de quelques secondes à plusieurs minutes.
Nous avons prévu 3 sorties (1, 2 et 3) reliées à des TRIAC pour piloter en courant alternatif des lampes à filaments.
En effet, les TRIAC ne peuvent piloter correctement que des charges résistives et, par conséquent, vous ne devrez relier à ces sorties aucune charge inductive, comme une lampe au néon ou à économie d’énergie, car elle ne s’allumerait pas.
Si l’on relie à ces trois sorties des lampes à filament en 230 V, on devra appliquer au bornier Entrée TRIAC (figure 2) une tension de 230 V.
Si, en revanche, on branche des lampes à filament en 12 ou 24 V, on devra appliquer au bornier Entrée TRIAC une tension de 12 ou 24 V alternatifs, à prélever sur le secondaire d’un transformateur capable de fournir le courant nécessaire.
En dehors de ces trois sorties en mesure d’allumer des lampes à filament, nous avons ajouté 4 sorties (4, 5, 6 et 7) qui, étant pilotées par deux relais, sont en mesure d’alimenter en continu ou en alternatif n’importe quel type de lampe, à filament ou au néon, en 230 V ou en 12-24 V, ainsi que des ventilateurs ou de petits moteurs électriques.
Si nous regardons le schéma électrique de la figure 2, il apparaît clairement que les relais dévient la tension sur les 4 sorties et donc les sorties 4 et 6 sont sous tension quand le relais est relaxé et ne le sont pas quand il est excité. Au contraire, les sorties 5 et 7 sont sous tension seulement quand le relais est excité et ne le sont pas quand il est relaxé.
Pour gérer toutes ces prises de sorties et pouvoir programmer les durées d’allumage et d’extinction des lampes et des petits moteurs, nous avons utilisé un microcontrôleur ST62/T15 déjà programmé en usine, ce qui fait économiser une infinité de “timers” que nous aurions dû faire fonctionner en parfait synchronisme.
Figure 1 : Les 4 boutons en face avant servent à faire varier du minimum au maximum les durées des phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit (figure 2). Grâce à l’inverseur S1, on peut paramétrer les durées maximales de chaque phase à 1, 6 ou 40 minutes.
Le schéma électrique
Si nous examinons le schéma électrique de la figure 2, nous pouvons affirmer que la centrale de contrôle qui fait fonctionner tout le circuit est le microcontrôleur IC1, le ST62-T15/EC1493 déjà programmé en usine. Les broches 2, 1 et 5 de IC1 sont alimentées avec une tension stabilisée de 5 V prélevée à la sortie du circuit intégré régulateur 78L05 (IC2).
Les trois transistors TR1, TR2 et TR3 servent à amener sur la broche 19 de IC1 une impulsion de “zero crossing” chaque fois que la sinusoïde de la tension alternative, prélevée sur le secondaire du transformateur T1, inverse sa polarité en passant de la demie onde positive à la demie onde négative.
Ce signal sert de synchronisme au microcontrôleur pour produire, par les sorties que pilotent les opto-triacs, des impulsions négatives avec déphasage variable en fonction de l’intensité de la lampe.
Ceci dit, passons maintenant au côté gauche du microcontrôleur IC1 où nous trouvons la broche 14 reliée au contact central de l’inverseur S1 grâce auquel nous pouvons établir la durée maximum de chaque phase. En plaçant l’inverseur :
– sur +5 V, la broche 14 est polarisée par une tension de 5 V et avec cette valeur on peut obtenir une durée maximum de 40 minutes pour chaque phase ;
– au centre, la broche 14 est polarisée par une tension de 2,5 V et avec cette valeur on peut obtenir une durée maximum de 6 minutes pour chaque phase ;
– à la masse, la broche 14 est court-circuitée à la masse et on peut obtenir une durée maximum de 1 minute pour chaque phase.
Toujours sur le côté gauche du microcontrôleur IC1 nous trouvons les broches 18, 17, 16 et 15 reliées aux curseurs des potentiomètres utilisés pour réduire les durées maxima paramétrées grâce à l’inverseur S1.
Figure 2 : Schéma électrique du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit. Sortie 1, reliée au TRIAC TRC1, on obtient les quatre phases du jour. Sortie 2, pilotée par TRC2, on obtient la fonction opposée et sortie 3, pilotée par TRC3, la fonction représentée figure 5. A gauche, les connexions du photocoupleur MOC3020 vues de dessus et celles du transistor BC547 et du régulateur 78L05 vues de dessous.
Liste des composants
R1 = 10 kΩ pot. lin.
R2 = 10 kΩ pot. lin.
R3 = 10 kΩ pot. lin.
R4 = 10 kΩ pot. lin.
R5 = 10 kΩ
R6 = 10 kΩ
R7 = 10 kΩ
R8 = 10 kΩ
R9 = 10 kΩ
R10 = 47 kΩ
R11 = 4,7 kΩ
R12 = 680 Ω
R13 = 220 Ω 1/2 W
R14 = 680 Ω
R15 = 220 Ω 1/2 W
R16 = 680 Ω
R17 = 220 Ω 1/2 W
R18 = 4,7 kΩ
R19 = 4,7 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 1 μF polyester
C3 = 100 nF polyester
C4 = 47 μF électrolytique
C5 = 100 nF polyester
C6 = 100 nF polyester
C7 = 470 μF électrolytique
C8 = 10 nF pol. 630 V
C9 = 10 nF pol. 630 V
C10 = 10 nF pol. 630 V
C11 = 10 nF pol. 630 V
FC1 = Résonateur céram. 8 MHz
DS1 = 1N4007
DS2 = 1N4007
DS3 = 1N4007
DS4 = 1N4007
OC1 = Optocoupleur MOC3020
OC2 = Optocoupleur MOC3020
OC3 = Optocoupleur MOC3020
TR1 = NPN BC547
TR2 = NPN BC547
TR3 = NPN BC547
TR4 = NPN BC547
TR5 = NPN BC547
TRC1 = Triac BT137/500
TRC2 = Triac BT137/500
TRC3 = Triac BT137/500
IC1 = μC ST62-T15/EC1493 programmé
IC2 = MC78L05
T1 = Transfo. 6 W sec. 2 x 9 V 0,4 A
RL 1 = Relais 12 V min. ci
RL 2 = Relais 12 V min. ci
S1 = Inverseur 3 pos.
S2 = Interrupteur
Divers :
4 Borniers 2 pôles
3 Borniers 3 pôles
6 Prises secteur
4 Boutons pour axe 6 mm
1 Boîtier
Nota : Sauf spécifications contraires, toutes les résistances sont des 1/4 de watt à 5 %.
Figure 3 : Le circuit imprimé est fixé à l’intérieur du boîtier à l’aide de 4 entretoises plastiques à bases autocollantes. En face avant, vous devrez fixer les 4 potentiomètres dont vous aurez préalablement raccourci les axes ; sur le panneau arrière vous devrez fixer les 4 prises de sortie (voir, figure 7, le schéma d’implantation des composants).
Figure 4 : Seules les lampes connectés aux prises de sortie 1, 2 et 3 (placées à droite) peuvent être allumées et éteintes graduellement en agissant sur les potentiomètres ; les lampes connectées aux prises de sortie 4, 5, 6 et 7 (placées à gauche) peuvent seulement être allumées et éteintes car elles sont commandées par deux relais (figures 2 et 7).
Avec S1 en position 5 volts positifs
– R1 phase Aube : si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement à droite, la tension à la sortie où est connecté le TRIAC TRC1 atteint sa valeur maximum en 40 minutes environ, après quoi la phase du jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, à la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 3 minutes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est relié TRC1 garde sa valeur maximum pendant 40 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum 3 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint son minimum en 40 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 3 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la droite, vers le +5 V, à la sortie où est connecté TRC1 la tension vient à manquer (c’est-à-dire devient nulle) pour 40 minutes environ, après quoi la phase aube (re)commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1 la tension est nulle pour 3 minutes environ, après quoi la phase aube (re)commence.
S1 en position centrale
– R1 phase Aube : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 6 minutes environ, après quoi la phase de jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 30 secondes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 6 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 30 secondes environ, après quoi la phase de crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 6 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 30 secondes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la droite, vers le +5 V, à la sortie où est connecté TRC1 la tension s’annulle pour 6 minutes environ, après quoi la phase aube commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1, la tension s’annulle pour 30 secondes environ, après quoi la phase aube commence.
S1 à la masse
– R1 phase Aube : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 1 minute environ, après quoi la phase de jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 5 secondes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 1 minute environ, après quoi la phase crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 5 secondes environ, après quoi la phase crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 1 minute environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 5 secondes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1, la tension s’annulle pour 1 minute environ, après quoi la phase aube (re)commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1 la tension s’annulle pour 5 secondes environ, après quoi la phase aube (re)commence.
Note : Les durées minima et maxima que nous indiquons peuvent varier dans une fourchette de ± 10 à 20% à cause de la tolérance des potentiomètres.
Bien entendu, en réglant les potentiomètres sur des positions intermédiaires entre les +5 V et la masse, on peut obtenir des durées intermédiaires entre les minima et les maxima.
Les phases sur les sorties 1, 2 et 3
Les 4 phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit, que nous venons de décrire, se réfèrent à la première sortie connectée au TRIAC TRC1.
La deuxième sortie, connectée à TRC2, fait complètement l’inverse de la première sortie. Quand les lampes connectées à la première sortie simulent l’aube, celles connectées à la deuxième sortie simulent le crépuscule. Quand les lampes connectées à la première sortie simulent le jour, celles connectées à la deuxième sortie simulent la nuit.
Nous avons enfin une troisième sortie connectée à TRC3, utilisée pour obtenir un troisième effet : les lampes connectées s’éteignent quand pendant la phase d’aube la lumière a atteint un certain niveau de luminosité (environ 50% de la luminosité maximum) et se rallument quand, pendant la phase de crépuscule, la lumière baisse en deçà d’un certain niveau de luminosité (environ 50% de la luminosité minimum). Si vous regardez le graphe de la figure 5, vous comprendrez tout de suite la fonction de cette troisième sortie.
Figure 5 : Grâce aux 4 potentiomètres, vous pourrez faire varier la durée des phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit de la lampe connectée à la sortie 1. La sortie 2 allume la lampe en mode inverse et la sortie 3 allume la lampe seulement à la moitié de la phase crépuscule et à la moitié de la phase aube.
Les sorties des relais
Aux quatre sorties 4, 5, 6 et 7 commandées par deux relais, on peut relier des lampes à filament ou au néon ou encore de petits moteurs pouvant fonctionner en continu ou en alternatif indifféremment car les relais sont de simples inverseurs.
Comme on l’a vu déjà, sur les borniers de sortie 4 et 6 se trouve la tension appliquée sur les borniers d’entrée seulement quand le relais est relaxé alors qu’elle ne s’y trouve pas quand le relais est excité.
Sur les autres borniers de sortie 5 et 7 se trouve la tension appliquée sur les borniers d’entrée seulement quand le relais est excité alors qu’elle ne s’y trouve pas quand le relais est relaxé.
Les deux relais sont pilotés par les transistors TR4 et TR5 et, comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique, leurs bases peuvent être reliées par l’intermédiaire des résistances R18 et R19 aux broches de sortie 24, 23, 22 et 21 de IC1.
Ces quatre sorties fournissent à la base du transistor une tension de polarisation qui est fonction de la phase (aube, jour, crépuscule ou nuit) dans laquelle on se trouve : c’est pourquoi près des trous où nous pouvons insérer les résistances R18 et R19, nous avons reporté les lettres A (aube), G (jour), T (crépuscule) et N (nuit).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point A, le relais s’excitera au début de la phase aube et se relaxera au moment où commence la phase jour en restant relaxé jusqu’à ce que la phase aube recommence (figure 6).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point G, le relais s’excitera au début de la phase jour et se relaxera au moment où commence la phase crépuscule en restant relaxé jusqu’à ce que la phase jour recommence (figure 6).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point T, le relais s’excitera au début de la phase crépuscule et se relaxera au moment où commence la phase nuit en restant relaxé jusqu’à ce que la phase crépuscule recommence.
Si nous connectons une des deux résistances R18 et R19 au petit N, le relais s’excitera au début de la phase nuit et se relaxera au moment où commence la phase aube et reste relaxé jusqu’à ce que la phase nuit recommence (figure 6).
Bien entendu, il n’est pas conseillé de connecter les deux résistances R18 et R19 au même point parce qu’on obtiendrait le même effet. Choisissez plutôt deux points : par exemple connectez R18 au point A et R19 au point T.
Figure 6 : Aux sorties avec relais (figure 2) vous pourrez connecter des lampes ou des petits moteurs de pompes alimentant les ruisseaux d’une Crèche.
La sortie nuit pourrait être utilisée pour allumer des lampes basse tension placées dans les maisons et les grottes de cette Crèche.
La réalisation pratique
La réalisation pratique de ce montage ne présente aucune difficulté. Pour monter les composants sur le circuit imprimé, aidez-vous du schéma d’implantation des composants de la figure 7.
Les premiers composants à insérer sont les supports de circuits intégrés : le microcontrôleur IC1 et les photo-coupleurs OC1 à 3. Après avoir soudé sur les pistes de cuivre du circuit imprimé toutes leurs broches, vous pourrez insérer les quelques résistances puis les diodes au silicium en orientant bien la bague blanche de ces dernières comme le montre clairement la figure 7. La bague blanche de DS1 et DS2 est à orienter vers la gauche et celle de DS3 et DS4 vers la droite. Cela fait, vous pouvez insérer le filtre résonateur FC1, tous les condensateurs polyesters puis les deux condensateurs électrolytiques C4 et C7 en respectant bien la polarité de ces derniers.
Vous prendrez ensuite tous les transistors BC547 et les insèrerez dans les positions marquées TR1 à 5 en raccourcissant de quelques millimètres leurs pattes et en orientant leur méplat (partie plate) comme le montre, là encore, la figure 7. Quand vous insérez le minuscule circuit intégré régulateur μA78L05 ou MC78L05 (IC2), vous devez orienter son méplat vers les deux condensateurs C5 et C6.
A ce moment du montage, vous pouvez prendre les trois diodes TRIAC TRC1 à 3 et les insérer près des trois photo-coupleurs OC1 à 3 en orientant leur côté métallique vers les deux borniers d’entrée et de sortie des TRIAC placés en haut à gauche.
Important : Si vous alimentez les TRIAC en 230 V alternatifs, sachez que leur côté métallique est sous cette tension : DANGER ! N’y mettez pas les doigts !
Même remarque pour les pistes de cuivre voisines de ces composants : DANGER ! Ne pas toucher quand le secteur est branché !
Pour terminer votre montage, insérez les deux relais puis tous les borniers et le transformateur d’alimentation T1.
Figure 7 : Schéma d’implantation des composants du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit.Quand vous connectez les cosses des 4 potentiomètres au circuit imprimé, ne les intervertissez pas. Vous l’aurez remarqué, toutes celles de gauche vont à la tension positive +5 V (figure 2) et toutes celles de droite à la masse du circuit imprimé.
Note : Toutes les bornes centrales de toutes les prises de sortie sont reliées au fil de terre (couleurs jaune et vert) sortant du cordon secteur 230 V.
Figure 8 : Sur les prises 4, 5, 6 et 7 des sorties commandées par des relais, vous pouvez connecter aussi des diodes LED en appliquant dans les deux fils Entrée relais (figure 7) des basses tensions alternatives ou continues. Si vous connectez en série plusieurs diodes LED, vous devrez respecter la polarité Anode et Kathode (cathode) de leurs pattes. En série avec les diodes LED vous devrez toujours placer une résistance à calculer selon la formule :
ohms résistance = [volts alimentation – (1,5 x nombre de LED) : 16 mA] x 1000
Figure 9 : Si, au lieu d’alimenter les deux fils Entrée relais (figure 7) avec une tension continue, vous les alimentez avec une tension alternative prélevée sur le secondaire d’un quelconque transformateur réducteur, vous devrez connecter en série avec les diodes LED non seulement la résistance de chute de tension (figure 8) mais encore une diode au silicium qui éliminera une demie onde de la tension alternative.
Figure 10 : Photo d’un des prototypes du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit.
Le montage dans le boîtier
Le circuit sera installé dans le boîtier plastique visible figure 3 au moyen de 4 entretoises plastiques à bases autocollantes.
Après avoir enfilé les axes de ces entretoises dans les 4 trous du circuit imprimé, ôtez des bases le plastique de protection de l’adhésif puis appuyez fortement ces bases sur le fond horizontal du boîtier.
Sur le panneau postérieur, fixez les prises femelles de sortie 1, 2 et 3 pilotées par des diodes TRIAC et les prises femelles de sortie 4, 5, 6 et 7 pilotées par des relais.
En face avant, fixez l’interrupteur de mise en marche S2, l’inverseur S1 à 3 positions, vous permettant de sélectionner les durées maxima pour chacune des 4 phases, et enfin les potentiomètres R1 à 4 servant à faire varier les durées sélectionnées avec S1 du maximum au minimum.
Si les deux fils utilisés pour amener la tension d’alimentation aux borniers d’Entrée TRIAC et d’Entrée relais (figure 7) sont sous une tension de 230 V, nous vous suggérons de les faire passer à travers un passe-fil en caoutchouc.
Avant de fermer le boîtier, vous devez placer dans son support le microcontrôleur IC1 en orientant bien son repère détrompeur vers la gauche. Ce microcontrôleur étant déjà programmé en usine, il prend le nom de EP1493.
Dans les autres supports, insérez les photocoupleurs OC1 à 3 en orientant également vers la gauche leur repère détrompeur imprimé sur un seul côté de leur corps (figure 7).
Figure 11 : Les 7 prises de sortie seront insérées dans les 7 évidements pratiqués dans le panneau postérieur du boîtier. Les 4 de gauche sont connectées aux relais (figure 2) alors que les 3 autres sont reliées aux diodes TRIAC.
Les réglages du circuit
Pour régler l’étage TRIAC de ce circuit, nous vous conseillons de connecter aux prises de sortie 1 et 2 deux lampes à filament en 230 V puis d’appliquer la tension secteur 230 V. Cette tension est à appliquer internement dans les pôles du bornier de gauche (figure 7).
Après avoir placé l’inverseur S1 en position “1 minute maximum”, vous pouvez tourner, un après l’autre, le potentiomètre de l’Aube, celui du Jour, celui du Crépuscule et enfin celui de la Nuit pour voir comment varient les durées de ces quatre fonctions.
Après cet essai, déconnectez la lampe de la prise de sortie 2 et connectez-la sur la prise de sortie 3 pour voir en quel mode elle s’allume.
Si vous ne voulez pas utiliser la tension secteur 230 V, sachez que sur cette prise de sortie vous pouvez connecter des lampes basse tension de 12 V en fournissant bien sûr aux deux pôles du bornier de gauche (figure 7 : Entrée TRIAC) une tension alternative de 12 à 13 V que vous pouvez prélever sur le secondaire d’un transformateur d’alimentation.
Pour régler l’étage relais, vous devez avoir déjà décidé sur lequel des points A, G, T ou N vous voulez connecter les résistances R18 et R19 servant à polariser les transistors TR4 et TR5. En supposant que vous avez relié R18 au point G et R19 au point T, vous pourrez contrôler le bon comportement des prises de sortie 4, 5, 6 et 7 en leur connectant des lampes en 230 V ou un ventilateur ou une radio.
Si vous branchez aux prises 4, 5, 6 et 7 des lampes ou autres appareils en 230 V, il va sans dire que les deux fils “Entrée relais” allant au bornier de droite (figure 7) devront apporter le secteur 230 V. Après avoir placé l’inverseur S1 en position 1 à 6 minutes maximum, si vous tournez d’un extrême à l’autre les potentiomètres Jour et Crépuscule, vous pourrez connaître les durées pendant lesquelles les relais demeureront excités et relaxés.
Si vous ne voulez pas utiliser la tension secteur 230 V, vous pourrez connecter aux prises de sortie 4, 5, 6 et 7 de petites lampes en 12 V et, bien sûr, si vous utilisez des lampes basse tension, vous devrez appliquer aux deux fils d’Entrée relais allant au bornier de droite (figure 7) une tension de 12 à 13 V alternative ou continue.
A ces prises de sortie 4, 5, 6 et 7, vous pourrez connecter aussi des diodes LED à alimenter avec une tension continue ou alternative. Si vous le faites avec une tension continue, connectez en série avec ces LED une résistance de limitation de courant (limitée à 16 mA). Voir figure 8.
Le nombre de diodes LED que l’on peut connecter en série dépend de la valeur de la tension utilisée pour les alimenter.
Par exemple, avec une tension continue de 12 V, vous pouvez connecter en série un maximum de 6 LED alors qu’avec une tension continue de 24 V vous pouvez en connecter 12.
Pour connaître la valeur ohmique de la résistance à appliquer en série aux LED pour limiter le courant à 16 mA, vous pouvez utiliser cette formule :
ohm = [Vcc – (1,5 x Nr LED) : 16 mA] x 1000
Vcc = tension d’alimentation
1,5 = chute de tension d’une LED
Nr = nombre de LED en série
16 mA = courant dans les LED Si vous reliez en série 6 LED et les alimentez avec une tension de 12 V, vous devrez connecter en série (figure 8) une résistance de :
[12 – (1,5 x 6) : 16] x 1000 = 187,5 ohms Comme cette valeur n’est pas standard vous pouvez arrondir à 180 ohms.
Si vous connectez en série 12 LED et les alimentez avec une tension de 24 V, vous devrez connecter en série une résistance de :
[24 – (1,5 x 12) : 16] x 1000 = 375 ohms Dans ce cas, vous pourrez utiliser une résistance de 330 ohms ou une de 390 ohms.
Si vous alimentez les LED en alternatif
Les LED peuvent être alimentées aussi avec une tension alternative de 12 à 40 V si, en série avec elles, vous ajoutez à la résistance de limitation une diode redresseuse au silicium (figure 9) pour éliminer l’une des demies ondes de la tension alternative. En utilisant une tension alternative avec en série une diode redresseuse, vous appliquerez aux LED une tension moindre que celle que vous lirez sur un multimètre.
La formule pour connaître la valeur de tension que vous appliquez aux diodes est la suivante :
volts utiles = (Vac : 2) x 1,41 Si vous lisez sur le multimètre une tension alternative de 12 V, les LED seront alimentées avec une tension de :
(12 : 2) x 1,41 = 8,46 V Si avec une tension continue de 12 V vous pouviez connecter en série 6 LED (figure 8), maintenant que vous utilisez une tension alternative fournissant seulement 8,46 V, vous ne pourrez connecter en série que 4 LED (figure 9). Vous devrez donc calculer de nouveau la valeur de la résistance de chute à placer en série avec les LED, en utilisant la formule :
[8,46 – (1,5 x 4) : 16] x 1000 = 153,7 ohms que nous rapprocherons des valeurs normalisées 150 ou 180 ohms. Si vous choisissez 150 ohms, les LED seront plus lumineuses, alors que si vous choisissez 180 ohms, elles le seront moins.
Figure 12 : Pour obtenir l’effet Aube, Jour, Crépuscule et Nuit vous devrez connecter aux prises 1, 2 et 3 des lampes à filament que vous alimenterez avec une tension alternative 230 V (Entrée TRIAC). Dans le fil de gauche Entrée relais vous pourrez appliquer n’importe quelle tension alternative ou continue (lire l’article).
Important : Pour d’évidentes raisons de sécurité, n’utilisez jamais d’ampoules alimentées en 230 V pour préparer les arbres de Noël dans la maison mais toujours des ampoules basse tension alimentées en 12 ou 24 V.
Mi-novembre certains se demandent déjà comment illuminer l’arbre de Noël, de la maison ou du jardin et donner ainsi un aspect joyeux et festif à nos pénates en cette période de fin d’année.
Nous avons lus dans la presse spécialisée, de nombreux articles concernant de tels circuits. Celui que nous vous proposons aujourd’hui a quelque chose de résolument nouveau que vous nous avez souvent demandé. Il s’agit d’un circuit qui allume très lentement une lampe pour simuler l’effet de l’aube et, quand cette lampe a atteint son maximum de luminosité, il la maintient un certain temps pour simuler l’effet du jour, après quoi, toujours lentement, il commence à l’éteindre pour simuler l’effet du crépuscule ; puis, quand la lampe est éteinte, il la maintient dans cet état un certain laps de temps pour simuler la nuit.
Tout serait simple si l’aube, le jour, le crépuscule et la nuit devaient se dérouler en temps réels mais, dans la mesure où quelqu’un qui contemple une Crèche de Noël n’y passe pas 24 heures, le circuit doit être doté d’une régulation manuelle, de manière à faire varier la durée de chaque cycle de quelques secondes à plusieurs minutes.
Nous avons prévu 3 sorties (1, 2 et 3) reliées à des TRIAC pour piloter en courant alternatif des lampes à filaments.
En effet, les TRIAC ne peuvent piloter correctement que des charges résistives et, par conséquent, vous ne devrez relier à ces sorties aucune charge inductive, comme une lampe au néon ou à économie d’énergie, car elle ne s’allumerait pas.
Si l’on relie à ces trois sorties des lampes à filament en 230 V, on devra appliquer au bornier Entrée TRIAC (figure 2) une tension de 230 V.
Si, en revanche, on branche des lampes à filament en 12 ou 24 V, on devra appliquer au bornier Entrée TRIAC une tension de 12 ou 24 V alternatifs, à prélever sur le secondaire d’un transformateur capable de fournir le courant nécessaire.
En dehors de ces trois sorties en mesure d’allumer des lampes à filament, nous avons ajouté 4 sorties (4, 5, 6 et 7) qui, étant pilotées par deux relais, sont en mesure d’alimenter en continu ou en alternatif n’importe quel type de lampe, à filament ou au néon, en 230 V ou en 12-24 V, ainsi que des ventilateurs ou de petits moteurs électriques.
Si nous regardons le schéma électrique de la figure 2, il apparaît clairement que les relais dévient la tension sur les 4 sorties et donc les sorties 4 et 6 sont sous tension quand le relais est relaxé et ne le sont pas quand il est excité. Au contraire, les sorties 5 et 7 sont sous tension seulement quand le relais est excité et ne le sont pas quand il est relaxé.
Pour gérer toutes ces prises de sorties et pouvoir programmer les durées d’allumage et d’extinction des lampes et des petits moteurs, nous avons utilisé un microcontrôleur ST62/T15 déjà programmé en usine, ce qui fait économiser une infinité de “timers” que nous aurions dû faire fonctionner en parfait synchronisme.
Figure 1 : Les 4 boutons en face avant servent à faire varier du minimum au maximum les durées des phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit (figure 2). Grâce à l’inverseur S1, on peut paramétrer les durées maximales de chaque phase à 1, 6 ou 40 minutes.Le schéma électrique
Si nous examinons le schéma électrique de la figure 2, nous pouvons affirmer que la centrale de contrôle qui fait fonctionner tout le circuit est le microcontrôleur IC1, le ST62-T15/EC1493 déjà programmé en usine. Les broches 2, 1 et 5 de IC1 sont alimentées avec une tension stabilisée de 5 V prélevée à la sortie du circuit intégré régulateur 78L05 (IC2).
Les trois transistors TR1, TR2 et TR3 servent à amener sur la broche 19 de IC1 une impulsion de “zero crossing” chaque fois que la sinusoïde de la tension alternative, prélevée sur le secondaire du transformateur T1, inverse sa polarité en passant de la demie onde positive à la demie onde négative.
Ce signal sert de synchronisme au microcontrôleur pour produire, par les sorties que pilotent les opto-triacs, des impulsions négatives avec déphasage variable en fonction de l’intensité de la lampe.
Ceci dit, passons maintenant au côté gauche du microcontrôleur IC1 où nous trouvons la broche 14 reliée au contact central de l’inverseur S1 grâce auquel nous pouvons établir la durée maximum de chaque phase. En plaçant l’inverseur :
– sur +5 V, la broche 14 est polarisée par une tension de 5 V et avec cette valeur on peut obtenir une durée maximum de 40 minutes pour chaque phase ;
– au centre, la broche 14 est polarisée par une tension de 2,5 V et avec cette valeur on peut obtenir une durée maximum de 6 minutes pour chaque phase ;
– à la masse, la broche 14 est court-circuitée à la masse et on peut obtenir une durée maximum de 1 minute pour chaque phase.
Toujours sur le côté gauche du microcontrôleur IC1 nous trouvons les broches 18, 17, 16 et 15 reliées aux curseurs des potentiomètres utilisés pour réduire les durées maxima paramétrées grâce à l’inverseur S1.
Figure 2 : Schéma électrique du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit. Sortie 1, reliée au TRIAC TRC1, on obtient les quatre phases du jour. Sortie 2, pilotée par TRC2, on obtient la fonction opposée et sortie 3, pilotée par TRC3, la fonction représentée figure 5. A gauche, les connexions du photocoupleur MOC3020 vues de dessus et celles du transistor BC547 et du régulateur 78L05 vues de dessous.Liste des composants
R1 = 10 kΩ pot. lin.
R2 = 10 kΩ pot. lin.
R3 = 10 kΩ pot. lin.
R4 = 10 kΩ pot. lin.
R5 = 10 kΩ
R6 = 10 kΩ
R7 = 10 kΩ
R8 = 10 kΩ
R9 = 10 kΩ
R10 = 47 kΩ
R11 = 4,7 kΩ
R12 = 680 Ω
R13 = 220 Ω 1/2 W
R14 = 680 Ω
R15 = 220 Ω 1/2 W
R16 = 680 Ω
R17 = 220 Ω 1/2 W
R18 = 4,7 kΩ
R19 = 4,7 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 1 μF polyester
C3 = 100 nF polyester
C4 = 47 μF électrolytique
C5 = 100 nF polyester
C6 = 100 nF polyester
C7 = 470 μF électrolytique
C8 = 10 nF pol. 630 V
C9 = 10 nF pol. 630 V
C10 = 10 nF pol. 630 V
C11 = 10 nF pol. 630 V
FC1 = Résonateur céram. 8 MHz
DS1 = 1N4007
DS2 = 1N4007
DS3 = 1N4007
DS4 = 1N4007
OC1 = Optocoupleur MOC3020
OC2 = Optocoupleur MOC3020
OC3 = Optocoupleur MOC3020
TR1 = NPN BC547
TR2 = NPN BC547
TR3 = NPN BC547
TR4 = NPN BC547
TR5 = NPN BC547
TRC1 = Triac BT137/500
TRC2 = Triac BT137/500
TRC3 = Triac BT137/500
IC1 = μC ST62-T15/EC1493 programmé
IC2 = MC78L05
T1 = Transfo. 6 W sec. 2 x 9 V 0,4 A
RL 1 = Relais 12 V min. ci
RL 2 = Relais 12 V min. ci
S1 = Inverseur 3 pos.
S2 = Interrupteur
Divers :
4 Borniers 2 pôles
3 Borniers 3 pôles
6 Prises secteur
4 Boutons pour axe 6 mm
1 Boîtier
Nota : Sauf spécifications contraires, toutes les résistances sont des 1/4 de watt à 5 %.
Figure 3 : Le circuit imprimé est fixé à l’intérieur du boîtier à l’aide de 4 entretoises plastiques à bases autocollantes. En face avant, vous devrez fixer les 4 potentiomètres dont vous aurez préalablement raccourci les axes ; sur le panneau arrière vous devrez fixer les 4 prises de sortie (voir, figure 7, le schéma d’implantation des composants).
Figure 4 : Seules les lampes connectés aux prises de sortie 1, 2 et 3 (placées à droite) peuvent être allumées et éteintes graduellement en agissant sur les potentiomètres ; les lampes connectées aux prises de sortie 4, 5, 6 et 7 (placées à gauche) peuvent seulement être allumées et éteintes car elles sont commandées par deux relais (figures 2 et 7).Avec S1 en position 5 volts positifs
– R1 phase Aube : si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement à droite, la tension à la sortie où est connecté le TRIAC TRC1 atteint sa valeur maximum en 40 minutes environ, après quoi la phase du jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, à la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 3 minutes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est relié TRC1 garde sa valeur maximum pendant 40 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum 3 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint son minimum en 40 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 3 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la droite, vers le +5 V, à la sortie où est connecté TRC1 la tension vient à manquer (c’est-à-dire devient nulle) pour 40 minutes environ, après quoi la phase aube (re)commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1 la tension est nulle pour 3 minutes environ, après quoi la phase aube (re)commence.
S1 en position centrale
– R1 phase Aube : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 6 minutes environ, après quoi la phase de jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 30 secondes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 6 minutes environ, après quoi la phase de crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 30 secondes environ, après quoi la phase de crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 6 minutes environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 30 secondes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la droite, vers le +5 V, à la sortie où est connecté TRC1 la tension s’annulle pour 6 minutes environ, après quoi la phase aube commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1, la tension s’annulle pour 30 secondes environ, après quoi la phase aube commence.
S1 à la masse
– R1 phase Aube : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 1 minute environ, après quoi la phase de jour commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R1 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur maximum en 5 secondes environ, après quoi la phase de jour commence.
– R2 phase Jour : Quand la phase aube est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 1 minute environ, après quoi la phase crépuscule commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R2 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 garde sa valeur maximum pour 5 secondes environ, après quoi la phase crépuscule commence.
– R3 phase Crépuscule : Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la droite, vers le +5 V, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 1 minute environ, après quoi la phase de nuit commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R3 complètement vers la gauche, vers la masse, la tension à la sortie où est connecté TRC1 atteint sa valeur minimum en 5 secondes environ, après quoi la phase de nuit commence.
– R4 phase Nuit : Quand la phase crépuscule est accomplie, si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1, la tension s’annulle pour 1 minute environ, après quoi la phase aube (re)commence. Si nous tournons le curseur du potentiomètre R4 complètement vers la gauche, vers la masse, à la sortie où est connecté TRC1 la tension s’annulle pour 5 secondes environ, après quoi la phase aube (re)commence.
Note : Les durées minima et maxima que nous indiquons peuvent varier dans une fourchette de ± 10 à 20% à cause de la tolérance des potentiomètres.
Bien entendu, en réglant les potentiomètres sur des positions intermédiaires entre les +5 V et la masse, on peut obtenir des durées intermédiaires entre les minima et les maxima.
Les phases sur les sorties 1, 2 et 3
Les 4 phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit, que nous venons de décrire, se réfèrent à la première sortie connectée au TRIAC TRC1.
La deuxième sortie, connectée à TRC2, fait complètement l’inverse de la première sortie. Quand les lampes connectées à la première sortie simulent l’aube, celles connectées à la deuxième sortie simulent le crépuscule. Quand les lampes connectées à la première sortie simulent le jour, celles connectées à la deuxième sortie simulent la nuit.
Nous avons enfin une troisième sortie connectée à TRC3, utilisée pour obtenir un troisième effet : les lampes connectées s’éteignent quand pendant la phase d’aube la lumière a atteint un certain niveau de luminosité (environ 50% de la luminosité maximum) et se rallument quand, pendant la phase de crépuscule, la lumière baisse en deçà d’un certain niveau de luminosité (environ 50% de la luminosité minimum). Si vous regardez le graphe de la figure 5, vous comprendrez tout de suite la fonction de cette troisième sortie.
Figure 5 : Grâce aux 4 potentiomètres, vous pourrez faire varier la durée des phases Aube, Jour, Crépuscule et Nuit de la lampe connectée à la sortie 1. La sortie 2 allume la lampe en mode inverse et la sortie 3 allume la lampe seulement à la moitié de la phase crépuscule et à la moitié de la phase aube.Les sorties des relais
Aux quatre sorties 4, 5, 6 et 7 commandées par deux relais, on peut relier des lampes à filament ou au néon ou encore de petits moteurs pouvant fonctionner en continu ou en alternatif indifféremment car les relais sont de simples inverseurs.
Comme on l’a vu déjà, sur les borniers de sortie 4 et 6 se trouve la tension appliquée sur les borniers d’entrée seulement quand le relais est relaxé alors qu’elle ne s’y trouve pas quand le relais est excité.
Sur les autres borniers de sortie 5 et 7 se trouve la tension appliquée sur les borniers d’entrée seulement quand le relais est excité alors qu’elle ne s’y trouve pas quand le relais est relaxé.
Les deux relais sont pilotés par les transistors TR4 et TR5 et, comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique, leurs bases peuvent être reliées par l’intermédiaire des résistances R18 et R19 aux broches de sortie 24, 23, 22 et 21 de IC1.
Ces quatre sorties fournissent à la base du transistor une tension de polarisation qui est fonction de la phase (aube, jour, crépuscule ou nuit) dans laquelle on se trouve : c’est pourquoi près des trous où nous pouvons insérer les résistances R18 et R19, nous avons reporté les lettres A (aube), G (jour), T (crépuscule) et N (nuit).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point A, le relais s’excitera au début de la phase aube et se relaxera au moment où commence la phase jour en restant relaxé jusqu’à ce que la phase aube recommence (figure 6).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point G, le relais s’excitera au début de la phase jour et se relaxera au moment où commence la phase crépuscule en restant relaxé jusqu’à ce que la phase jour recommence (figure 6).
Si nous connectons une des deux résistances R18 ou R19 au point T, le relais s’excitera au début de la phase crépuscule et se relaxera au moment où commence la phase nuit en restant relaxé jusqu’à ce que la phase crépuscule recommence.
Si nous connectons une des deux résistances R18 et R19 au petit N, le relais s’excitera au début de la phase nuit et se relaxera au moment où commence la phase aube et reste relaxé jusqu’à ce que la phase nuit recommence (figure 6).
Bien entendu, il n’est pas conseillé de connecter les deux résistances R18 et R19 au même point parce qu’on obtiendrait le même effet. Choisissez plutôt deux points : par exemple connectez R18 au point A et R19 au point T.
Figure 6 : Aux sorties avec relais (figure 2) vous pourrez connecter des lampes ou des petits moteurs de pompes alimentant les ruisseaux d’une Crèche.La sortie nuit pourrait être utilisée pour allumer des lampes basse tension placées dans les maisons et les grottes de cette Crèche.
La réalisation pratique
La réalisation pratique de ce montage ne présente aucune difficulté. Pour monter les composants sur le circuit imprimé, aidez-vous du schéma d’implantation des composants de la figure 7.
Les premiers composants à insérer sont les supports de circuits intégrés : le microcontrôleur IC1 et les photo-coupleurs OC1 à 3. Après avoir soudé sur les pistes de cuivre du circuit imprimé toutes leurs broches, vous pourrez insérer les quelques résistances puis les diodes au silicium en orientant bien la bague blanche de ces dernières comme le montre clairement la figure 7. La bague blanche de DS1 et DS2 est à orienter vers la gauche et celle de DS3 et DS4 vers la droite. Cela fait, vous pouvez insérer le filtre résonateur FC1, tous les condensateurs polyesters puis les deux condensateurs électrolytiques C4 et C7 en respectant bien la polarité de ces derniers.
Vous prendrez ensuite tous les transistors BC547 et les insèrerez dans les positions marquées TR1 à 5 en raccourcissant de quelques millimètres leurs pattes et en orientant leur méplat (partie plate) comme le montre, là encore, la figure 7. Quand vous insérez le minuscule circuit intégré régulateur μA78L05 ou MC78L05 (IC2), vous devez orienter son méplat vers les deux condensateurs C5 et C6.
A ce moment du montage, vous pouvez prendre les trois diodes TRIAC TRC1 à 3 et les insérer près des trois photo-coupleurs OC1 à 3 en orientant leur côté métallique vers les deux borniers d’entrée et de sortie des TRIAC placés en haut à gauche.
Important : Si vous alimentez les TRIAC en 230 V alternatifs, sachez que leur côté métallique est sous cette tension : DANGER ! N’y mettez pas les doigts !
Même remarque pour les pistes de cuivre voisines de ces composants : DANGER ! Ne pas toucher quand le secteur est branché !
Pour terminer votre montage, insérez les deux relais puis tous les borniers et le transformateur d’alimentation T1.
Figure 7 : Schéma d’implantation des composants du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit.Quand vous connectez les cosses des 4 potentiomètres au circuit imprimé, ne les intervertissez pas. Vous l’aurez remarqué, toutes celles de gauche vont à la tension positive +5 V (figure 2) et toutes celles de droite à la masse du circuit imprimé.Note : Toutes les bornes centrales de toutes les prises de sortie sont reliées au fil de terre (couleurs jaune et vert) sortant du cordon secteur 230 V.
Figure 8 : Sur les prises 4, 5, 6 et 7 des sorties commandées par des relais, vous pouvez connecter aussi des diodes LED en appliquant dans les deux fils Entrée relais (figure 7) des basses tensions alternatives ou continues. Si vous connectez en série plusieurs diodes LED, vous devrez respecter la polarité Anode et Kathode (cathode) de leurs pattes. En série avec les diodes LED vous devrez toujours placer une résistance à calculer selon la formule :
Figure 9 : Si, au lieu d’alimenter les deux fils Entrée relais (figure 7) avec une tension continue, vous les alimentez avec une tension alternative prélevée sur le secondaire d’un quelconque transformateur réducteur, vous devrez connecter en série avec les diodes LED non seulement la résistance de chute de tension (figure 8) mais encore une diode au silicium qui éliminera une demie onde de la tension alternative.
Figure 10 : Photo d’un des prototypes du simulateur d’aube, de jour, de crépuscule et de nuit.Le montage dans le boîtier
Le circuit sera installé dans le boîtier plastique visible figure 3 au moyen de 4 entretoises plastiques à bases autocollantes.
Après avoir enfilé les axes de ces entretoises dans les 4 trous du circuit imprimé, ôtez des bases le plastique de protection de l’adhésif puis appuyez fortement ces bases sur le fond horizontal du boîtier.
Sur le panneau postérieur, fixez les prises femelles de sortie 1, 2 et 3 pilotées par des diodes TRIAC et les prises femelles de sortie 4, 5, 6 et 7 pilotées par des relais.
En face avant, fixez l’interrupteur de mise en marche S2, l’inverseur S1 à 3 positions, vous permettant de sélectionner les durées maxima pour chacune des 4 phases, et enfin les potentiomètres R1 à 4 servant à faire varier les durées sélectionnées avec S1 du maximum au minimum.
Si les deux fils utilisés pour amener la tension d’alimentation aux borniers d’Entrée TRIAC et d’Entrée relais (figure 7) sont sous une tension de 230 V, nous vous suggérons de les faire passer à travers un passe-fil en caoutchouc.
Avant de fermer le boîtier, vous devez placer dans son support le microcontrôleur IC1 en orientant bien son repère détrompeur vers la gauche. Ce microcontrôleur étant déjà programmé en usine, il prend le nom de EP1493.
Dans les autres supports, insérez les photocoupleurs OC1 à 3 en orientant également vers la gauche leur repère détrompeur imprimé sur un seul côté de leur corps (figure 7).
Figure 11 : Les 7 prises de sortie seront insérées dans les 7 évidements pratiqués dans le panneau postérieur du boîtier. Les 4 de gauche sont connectées aux relais (figure 2) alors que les 3 autres sont reliées aux diodes TRIAC.Les réglages du circuit
Pour régler l’étage TRIAC de ce circuit, nous vous conseillons de connecter aux prises de sortie 1 et 2 deux lampes à filament en 230 V puis d’appliquer la tension secteur 230 V. Cette tension est à appliquer internement dans les pôles du bornier de gauche (figure 7).
Après avoir placé l’inverseur S1 en position “1 minute maximum”, vous pouvez tourner, un après l’autre, le potentiomètre de l’Aube, celui du Jour, celui du Crépuscule et enfin celui de la Nuit pour voir comment varient les durées de ces quatre fonctions.
Après cet essai, déconnectez la lampe de la prise de sortie 2 et connectez-la sur la prise de sortie 3 pour voir en quel mode elle s’allume.
Si vous ne voulez pas utiliser la tension secteur 230 V, sachez que sur cette prise de sortie vous pouvez connecter des lampes basse tension de 12 V en fournissant bien sûr aux deux pôles du bornier de gauche (figure 7 : Entrée TRIAC) une tension alternative de 12 à 13 V que vous pouvez prélever sur le secondaire d’un transformateur d’alimentation.
Pour régler l’étage relais, vous devez avoir déjà décidé sur lequel des points A, G, T ou N vous voulez connecter les résistances R18 et R19 servant à polariser les transistors TR4 et TR5. En supposant que vous avez relié R18 au point G et R19 au point T, vous pourrez contrôler le bon comportement des prises de sortie 4, 5, 6 et 7 en leur connectant des lampes en 230 V ou un ventilateur ou une radio.
Si vous branchez aux prises 4, 5, 6 et 7 des lampes ou autres appareils en 230 V, il va sans dire que les deux fils “Entrée relais” allant au bornier de droite (figure 7) devront apporter le secteur 230 V. Après avoir placé l’inverseur S1 en position 1 à 6 minutes maximum, si vous tournez d’un extrême à l’autre les potentiomètres Jour et Crépuscule, vous pourrez connaître les durées pendant lesquelles les relais demeureront excités et relaxés.
Si vous ne voulez pas utiliser la tension secteur 230 V, vous pourrez connecter aux prises de sortie 4, 5, 6 et 7 de petites lampes en 12 V et, bien sûr, si vous utilisez des lampes basse tension, vous devrez appliquer aux deux fils d’Entrée relais allant au bornier de droite (figure 7) une tension de 12 à 13 V alternative ou continue.
A ces prises de sortie 4, 5, 6 et 7, vous pourrez connecter aussi des diodes LED à alimenter avec une tension continue ou alternative. Si vous le faites avec une tension continue, connectez en série avec ces LED une résistance de limitation de courant (limitée à 16 mA). Voir figure 8.
Le nombre de diodes LED que l’on peut connecter en série dépend de la valeur de la tension utilisée pour les alimenter.
Par exemple, avec une tension continue de 12 V, vous pouvez connecter en série un maximum de 6 LED alors qu’avec une tension continue de 24 V vous pouvez en connecter 12.
Pour connaître la valeur ohmique de la résistance à appliquer en série aux LED pour limiter le courant à 16 mA, vous pouvez utiliser cette formule :
Vcc = tension d’alimentation
1,5 = chute de tension d’une LED
Nr = nombre de LED en série
16 mA = courant dans les LED
Si vous connectez en série 12 LED et les alimentez avec une tension de 24 V, vous devrez connecter en série une résistance de :
Si vous alimentez les LED en alternatif
Les LED peuvent être alimentées aussi avec une tension alternative de 12 à 40 V si, en série avec elles, vous ajoutez à la résistance de limitation une diode redresseuse au silicium (figure 9) pour éliminer l’une des demies ondes de la tension alternative. En utilisant une tension alternative avec en série une diode redresseuse, vous appliquerez aux LED une tension moindre que celle que vous lirez sur un multimètre.
La formule pour connaître la valeur de tension que vous appliquez aux diodes est la suivante :
Figure 12 : Pour obtenir l’effet Aube, Jour, Crépuscule et Nuit vous devrez connecter aux prises 1, 2 et 3 des lampes à filament que vous alimenterez avec une tension alternative 230 V (Entrée TRIAC). Dans le fil de gauche Entrée relais vous pourrez appliquer n’importe quelle tension alternative ou continue (lire l’article).Important : Pour d’évidentes raisons de sécurité, n’utilisez jamais d’ampoules alimentées en 230 V pour préparer les arbres de Noël dans la maison mais toujours des ampoules basse tension alimentées en 12 ou 24 V.
bonsoir,
RépondreSupprimercomment et où se procurer le µp programmé?
merci