Electronique > Réalisations > Temporisateur 011

Dernière mise à jour : 17/04/2011

Présentation

Ce temporisateur est un temporisateur de plafonnier pour voiture. Il permet d'allumer une lampe lors de l'ouverture d'une portière, et de retarder son exctinction après fermeture de la portière. Une fois la temporisation écoulée, l'extinction de l'ampoule se fait de manière progressive et non brutale.

temporisateur_011_pcb_3d_a

La durée de temporisation s'ajuste au moyen d'un potentiomètre ajustable et peut être comprise entre 1 et 30 secondes environ. Le circuit fait appel à des composants classiques et bon marché et doit fonctionner du premier coup.

Avertissement

Il n'est pas toujours très facile d'ajouter ce genre d'ustensile dans une voiture non équipée d'origine, notament à cause du manque de place disponible. Cependant avec un peu d'astuce, de bon sens, de patience, d'énergie, de bonne foi, de lumière et un conjoint compréhensif, l'opération doit pouvoir être menée à bien.

Rappel

Comment s'allume une lampe de plafonnier de voiture ? Grâce à la tension de la batterie (généralement 12 V) et au travers d'un interrupteur qui fait contact quand on ouvre une portière. Le plus souvent le contact se fait côté masse, une des bornes de l'ampoule étant reliée en permanence au +12 V de la batterie. C'est ce que résume le schéma qui suit.

temporisateur_011z

Le principe est très simple mais bien sûr la lampe s'éteint dès que la portière est refermé puisque le contact de portière s'ouvre à ce moment. L'idéal serait de disposer d'un interrupteur qui mémorise pendant un moment l'état "fermée" quand on ferme la portière, pour que la lampe reste encore allumée pendant quelques instants. Mais cela n'existe pas - à ma connaissance - en tout mécanique et c'est pourquoi une solution électronique vous est proposée.

Schéma

Schéma complet.

temporisateur_011

Fonctionnement général
Le principe consiste à effectuer une très légère modification au niveau de l'ampoule. On ne touche pas au fil qui amène le +12 V de la batterie à une des bornes de l'ampoule (point B sur le schéma), et on débranche le fil qui amène le 0V (masse / chassis voiture) à l'autre borne de l'ampoule via l'interrupteur de portière. Le fil qui venait de l'interrupteur est désormais relié à la base du transistor Q1 (point A sur le schéma) et la borne de l'ampoule qui recevait le 0 V via l'interrupteur de portière est désormais relié au collecteur du transistor Q2 (point A' sur le schéma). Le transistor Q2, vous l'aurez deviné, joue le rôle d'un interrupteur électronique qui vient supplanter l'interrupteur mécanique d'origine.
Au repos, portière fermée, interrupteur SW1 ouvert : le transistor Q1 monté en commutation tout ou rien est rendu passant grâce à la résistance de base R1 reliée au +12 V. Comme il est passant, son espace Collecteur - Emetteur se comporte comme un interrupteur fermé et la diode D1 est bloquée. Dans ces conditions, le condensateur C1 reste déchargé, la tension à ses bornes est voisine de 0 V et le transistor Q2 qui fait suite reste bloqué (courant de base quasi-nul).
Au travail, portière ouverte, interrupteur SW1 fermé : le transistor Q1 se bloque car sa base se retrouve à la masse et la résistance de base R1 ne peut plus jouer son rôle de fournisseur de courant de base. Comme il est bloqué, son espace Collecteur - Emetteur se comporte comme un interrupteur ouvert et la diode D1 se met à conduire car son anode est portée à un potentiel bien positif par rapport à sa cathode, via la résistance R2 (résistance collecteur de Q1). Dans ces conditions, le condensateur C1 se charge assez rapidement, la tension à ses bornes grimpe et atteint en quelques secondes une tension voisine de +10 V. Du coup, le transistor Q2 peut conduire et c'est ce qu'il fait (sauf si bien sûr il est HS). Son courant de base est à ce moment voisin de 0,1 mA, ce qui suffit pour disposer d'un courant collecteur de 1 A - à condition que le transistor dispose d'un gain en courant d'au moins 10000, ce qui est le cas ici (transistor darlington).
Fermeture portière, ouverture SW1 : le transistor Q1 conduit à nouveau, mais le condensateur C1 ne peut pas se décharger dans sa jonction émetteur - collecteur car la diode D1 l'en empêche. Les seules voies de décharge que le condensateur C1 peut emprunter sont d'une part le potentiomètre RV1 et d'autre part la jonction base - émetteur de Q2, au travers de R3. Selon la position du curseur de RV1, la décharge du condensateur C1 s'opère plus ou moins vite. Ceux qui ont suivi les cours de physique ou d'électronique se rappellent sans doute d'une formule permettant de connaitre le temps que met le condensateur à se décharger en fonction de sa valeur et de la valeur de la résistance de décharge. Je me souviens vaguement d'une histoire d'exponentielle, mais je ne me rappelle de rien d'autre. Inutile donc de m'écrire pour me la demander.

Emploi d'un relais ?
Ma foi, rien ne vous interdit d'allumer l'ampoule au travers un relais et non pas au travers du transistor Q2. L'avantage du relais est qu'il ne provoque quasiment aucune chute de tension au niveau de l'ampoule et que cette dernière s'allumera de la même façon après ajout du temporisateur. Mais en contre partie l'électronique globale prendra un peu plus de place et on n'aura plus droit à l'extinction progressive en fin de temporisation. Voici un schéma possible pour ceux qui préfèrent cette méthode.

temporisateur_011b

Pour commander un relais, point besoin d'un transistor de puissance de type TIP122, un BC517 (ou MPSA14) suffit amplement. Il faut ici conserver un transistor de type darlington et non de type bipolaire standard genre BC237 ou 2N2222 car la résistance de base R3 est de forte valeur pour limiter le courant de décharge du condensateur C1 et on a donc besoin d'un transistor à très grand gain pour un fonctionnement correct. Ceci dit vous pouvez mettre un bipolaire si vous le voulez, mais il faudra alors réduire la valeur de R3 (passer de 100 kO à 10 kO) et augmenter la valeur du condensateur C1 (passer de 220 uF à 2200 uF). Mais vous n'êtes peut-être pas sans savoir qu'un condensateur de 2200 uF / 16 V est plus gros et bien plus cher qu'un condensateur de 220 uF / 16 V, alors qu'un transistor BC517 est de même taille et quasiment de même poids et prix qu'un BC237...

Remarque : s'il est vrai que le transistor Q2 apporte une petite chute de tension aux bornes de l'ampoule (ordre de grandeur 0,3 V), cela reste vraiment minime et il n'est pas certain que tout le monde puisse voir la différence au niveau luminosité. A moins peut-être de jouer la comparaison par court-circuit temporaire (et non dangeureux) des deux broches Emetteur et Collecteur de Q2 quand l'ampoule est allumée, ce qui permet de s'affranchir momentanément de la fameuse chute de tension. Perso je préfère le transistor TIP122 en commande directe de l'ampoule car il est parfaitement adapté ici au type de charge à commander. Oui, il tiédira un peu car si l'ampoule du plafonnier est un modèle 12 W, un courant de 1 A y circulera et avec une chute de tension de 0,3 V cela fait une dissipation de puissance voisine de 0,3 W. Mais pour une temporisation de faible durée comme on y a droit ici, cela ne pose pas de problème et il n'y a pas besoin de poser un dissipateur thermique (radiateur de refroidissement) sur le transistor de puissance. Pourquoi alors en mettre un sur la vue 3D ? Tout simplement parce que le boitier TO220 de Q2 peut être posé à plat sur le circuit imprimé et que l'on dispose d'un trou pour fixer le circuit dans la voiture. Mais... me direz-vous, on dispose du trou même sans dissipateur thermique ! Et encore une fois vous avez tout à fait raison, je m'incline.

Alimentation
On touche là le point sensible du système, qui pourrait en décourager plus d'un - ce que je ne souhaite pourtant pas. L'alimentation doit être comprise entre +9 V et +15 V, ce qui est facile à trouver dans une voiture normalement constituée. Mais si on dispose déjà de la ligne positive (+12 V arrivant en permanence à une borne de l'ampoule), on ne dispose pas forcement de la masse. Et oui, le fil qui fait la connexion de masse ramène le 0 V uniquement quand la portière est ouverte... Hum, et si votre plafonnier dispose d'un interrupteur permettant d'allumer l'ampoule en permanence, n'y aurait-il pas là une connexion de masse permanente, par hasard ? Je sens que les choses s'arrangent...

Circuit imprimé

Réalisé pour la version à transistor.

temporisateur_011_pcb_composants

Typon aux formats EPS, PDF et Bitmap 600 dpi