bascule bistable à transistor

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rence de température pour le réglage de thermostats. Prenons
l’exemple d’un montage publié récemment, celui du Titan 2000.
Ledit amplificateur connaît 2 points de commutation : une tem-
pérature se traduisant par l’entrée en fonction d’un ventilateur,
une seconde température, plus élevée celle-là, à laquelle on a acti-
vation du relais de protection.
Le schéma montre comment utiliser un transistor de puissance du
type BDV64 en tant qu’élément de chauffage régulé d’une part et
un capteur calibré, IC2, un LM35, chargé de surveiller la tempé-
rature définie par le composant précédent d’autre part. Le but de
l’opération est de monter le transistor T1 et le capteur de tempé-
rature, IC2, sur un radiateur ou une plaquette métallique com-
mun; il est primordial de veiller à un couplage thermique optimal
entre ces 2 composants. IC1, un amplificateur opérationnel du type
OP90GP, fonctionne en interrupteur marche/arrêt qui met le dis-
positif de chauffage en fonction lorsque la température relevée
tombe en-dessous d’une valeur donnée. P1 permet d’ajuster la
température à la valeur requise. La taille de l’hystérésis du système
est une fonction directe du couplage thermique; plus celui-ci est
bon, plus l’hystérésis est faible.
Le fonctionnement de l’électronique est facile à comprendre. La
sortie de IC1 active le transistor de puissance. De par les valeurs
de R4 et R5, le courant circulant par ce transistor ne dépasse pas
0,5 A. La dissipation ne dépasse pas, dans ces conditions, 6 watts.
Le capteur IC2 est alimenté à une tension régulée de 5 V. On dis-
pose à sa sortie d’une tension continue de 10 mV/°C. Avec le
dimensionnement du schéma, la plage de températures que per-
met de battre l’ajustable P1 va de 20 à 74 °C. Il est facile, à partir de
ces éléments, de doter le potentiomètre de l’échelle correspon-
dante. Les exigences posées au transistor T1 sont élémentaires :
tout transistor de puissance proposé en boîtier TO-3 et disposant
d’un facteur d’amplification (gain) de 1 000 ou plus, fera l’affaire.
(994106)
IC1
OP90GP
2
3
6
7
4
1
5
C1
100n
R2
3k9
R1
180Ω
R5
1k
R6
1Ω
R3
100k R4
4k7
P1
500Ω
CW
T1
BDV64
78L05
IC3
LM35
IC2 1
3
2
C3
100n
C4
1000µ16V
C2
2µ2 63V
12V
0V740V2
994106 - 11
5W
Günter Böhme
Si l’on fait abstraction des 2 touches, le circuit de la figure 1
devrait faire s’allumer une lumière chez nombre d’entre nos lec-
teurs : il s’agit en effet d’une bascule bistable (flip-flop) telle
qu’on les retrouve souvent dans les dispositifs de protection des
appareils à alimentation en tension continue. Au repos, la bas-
cule bistable se trouve hors-courant et n’est positionnée (mise à
« 1 ») qu’après dépassement de la tension Ube de T1. Il est pos-
sible, en dimensionnant en conséquence la résistance de shunt
R1, de définir l’intensité du courant de charge à laquelle cette
situation doit se produire. Il circule alors, à travers les 2 transis-
tors, un courant, le potentiel de collecteur de T1 passe à Ub, celui
de T2 à la masse. Le collecteur de T2 force l’entrée de com-
mande d’un circuit de régulation monté en aval à la masse, inter-
rompant ainsi la tension continue.
On admet, en règle générale, que le circuit du courant de charge
doit être interrompu, pour, une fois le courant excédentaire éli-
miné, remettre la bascule bistable à zéro. On a bien entendu
besoin, pour cela, d’un contact de commutation pouvant supporter
le courant en question soit encore un composant électronique
« costaud ». Il est cependant simple, sans intervention au niveau
du circuit de charge, de positionner le flip-flop ou de la remettre à
zéro. Pour ce faire on intercale simplement la touche en question
(à contact travail) dont la seule charge sera le faible courant de
R4
10k
R6
10k
R2
2k2
R5
4k7
T2
BC557
T1
BC547 S2
R1
C1
10µ
25V
S1
R3
100Ω
12V 12V OUT
*
zie tekst
*see text
*siehe Text
*voir texte
*
994058 - 11
SETRESET
R4
10k
R6
10k
R2
2k2
R5
4k7
T2
BC557
T1
BC547 S2
C1
10µ
25V
S1
R3
100Ω
12V
12V OUT
994058 - 12
SETRESET
R4
R2
2k2
R5
4k7
T2
BC557
T1
BC547 S2
C1
10µ
25V
S1
R3
100Ω
12V
zie tekst
*see text
*siehe Text
*voir texte
**
Re1
12V
D1
1N4148
994058 - 13
SETRESET
1 2 3
099
bascule bistable à transistor

99
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commande du flip-flop.
On se trouve, si l’on ramène la sécurité électronique à son schéma
de base, sans R1, en présence d’un étage à bascule (figure 2) aux
applications universelles capable, pour peu que l’on choisisse les
transistors adéquats, de fournir un courant plusieurs fois supérieur
à celui que peuvent fournir des circuits intégrés logiques classiques.
Il est possible, par redimensionnement des résistances R4 et R6,
d’adapter le flip-flop pour d’autres tensions d’alimentation. Le
condensateur C1 définit un état parfaitement identique à chaque
application de la tension d’alimentation.
Si, comme l’illustre le schéma de la figure 3, on remplace R3 par la
bobine d’un relais, le montage fonctionne en relais bistable qui
garde, après activation du flip-flop par le biais de la touche « Set »
S2, un état stable jusqu’à ce qu’il soit désactivé par action sur la
touche S1. Il faudra utiliser, pour le dimensionnement proposé ici,
un relais à bobine de forte résistances (900 à 1 100 Ωpour un relais
12 V et de l’ordre de 3,5 kΩdans le cas d’un relais 24 V). La valeur
de R2 devrait être du même ordre, mais cette résistance n’a rien
de bien critique.
Il vous faudra, si vous devez utiliser un « relais de puissance » à
bobine de faible résistance, adapter les transistors ainsi que les
résistances R1, R2 et R4, à l’intensité du courant requis par le
relais. La diode de roue libre D1 pourra être, dans le cas d’un
relais de faible puissance, une 1N4148, sachant qu’il faudra, pour
des courants de bobine supérieurs à 100 mA, opter pour une
1N4001 par exemple. (994058)
Le capteur de température LM35 de National Semiconductor
peut se targuer d’une popularité indiscutable qu’il doit en partie
aux multiples utilisations que nous en avons fait à différentes
occasions dans Elektor. La caractéristique très pratique de ce cap-
teur intégré est qu’il fournit à sa sortie une tension directement
proportionnelle à la température relevée exprimée en degrés Cel-
sius. Il est même possible de mesurer des températures négatives
à condition de relier la sortie du capteur à la ligne négative de
l’alimentation par le biais d’une résistance. Le seul inconvénient
du LM35 est en fait que son application standard implique l’uti-
lisation d’une liaison trifilaire en direction du montage de visua-
lisation de la valeur de mesure.
Nous vous proposons ici une méthode permettant de contourner
cet inconvénient. Si l’on
connecte le circuit intégré
comme l’illustre le schéma, il est
possible, pour une plage de
températures allant de –5 à
+40 °C, de se contenter d’une
liaison bifilaire (torsadée).
À y regarder de plus près, sous
cette forme, le montage est en
fait une source de courant sen-
sible aux variations de tempé-
rature, vu que l’on utilise ici la
sensibilité du courant de repos
aux changements de tempéra-
ture. Les valeurs attribuées à
R3 et R4 sont telles que l’on a
une variation de 10 mV/°C. Il n’est peut-être pas nécessaire de
le préciser, mais faisons-le quand même, il faudra, si l’on veut
donner au circuit une certaine précision, opter, pour toutes les
résistances, pour des résistances à tolérance de 1%. Il ne faudra
pas non plus perdre de vue que, si la liaison entre le capteur et
le circuit de mesure présente d’éventuelles pertes résistives, l’en-
trée en scène d’une erreur de mesure de l’ordre de 1 °C par 5 Ω
de pertes résistives.
Le condensateur C1 élimine d’éventuels signaux parasites. La
consommation de courant du circuit est de l’ordre de 2 mA à
25 °C. (994101)
(application National Semiconductor)
C1
100n
R1
2k00
R2
200Ω
LM35
IC1
1
3
2
R3
200Ω
R4
2k00
5V
10mV/°C
994101-11 (T +10°C)
ambient
–5°C ... +40°C
100
capteur de température bifilaire
N.S. Harisankar VU3NSH
L’alimentation 13 V/2 A compacte pour stations radio-amateur de
base ou mobiles (transceiver) et autres ensembles travaillant en
VHF/UHF, fait appel à un STR2012/13, un circuit intégré régula-
teur de tension de l’écurie Sanken Electric Co. Bon nombres
d’autres alimentations servant à alimenter des transceivers ama-
teurs portables utilisent un LM317, un LM350 voire un antique
LM723. Tous ces types de régulateurs requièrent malheureuse-
ment un nombre important de composants externes; il est bon éga-
lement, lorsque l’on envisage de réaliser sa propre alimentation,
101
alimentation 13 V/2 A pour
émetteur/récepteur radio