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Dernière mise à jour : 27/10/2013Présentation
Le circuit présenté ici est un oscillateur 50 Hz asservi et autonome. Asservi car il peut se synchroniser sur un signal de référence de fréquence 50 Hz (celui du secteur pour ne pas le nommer), et autonome car il est en mesure de délivrer un signal de même fréquence (mais moins précis dans le temps) en l'absence de source de synchronisation. Bref, une sorte de PLL bien pratique pour une horloge horaire. Le signal de sortie de 50 Hz passe par un diviseur par 50 qui permet de disposer en plus d'un signal de 1 Hz, donc de période 1 seconde.Schéma
La partie supérieure du schéma représente la section
oscillateur avec son NE555 suivi d'un diviseur de fréquence à deux CD4017, et la partie
inférieure représente la partie alimentation secteur. A moins que ce ne soit l'inverse.
Schéma inspiré d'une idée de D. Jacovopoulos
Alimentation secteur
Aucun régulateur de tension, mais si cela vous chagrine vous pouvez en ajouter un, ça ne me vexera pas. En présence de secteur 230 V, la tension issue de l'enroulement secondaire du transformateur d'alimentation TR1 est redressée par le pont de diodes BR1 (BR pour BRidge, pont) et filtrée par le condensateur C1. En absence de 230 V, le transformateur ne délivre plus rien sur son secondaire et on est bien embêté. Pour cette raison, un petit couplage avec diode et batterie 9 V (D1 et BAT1) permet de disposer d'une source de tension de secours. Si le secteur vient à faire des siennes (disparaître), la batterie BAT1 prend la relève et le circuit continue de délivrer son 50 Hz de façon autonome. Le montage dans son intégralité est alimenté par une tension qui n'est pas exactement de 9 V, mais ce n'est pas très grave car la fréquence de l'oscillateur ne change quasiment pas pour les petites variations de tension d'alim qu'on peut observer ici.Couple D1 / BAT1 : horreur !
Mais enfin Rémy, te rends-tu compte ? Une batterie BAT1 chargée directement par la tension continue qui sort de la diode D1, sans limitation de courant, sans surveillance de la température, sans deuxième diode pour la laisser au repos quand le secteur est présent, sans...Oui, oui. L'idée ici est de montrer une façon de faire, je sais que cette pratique est dépassée. Pourtant, combien de fois l'ai-je vue, même dans des systèmes commerciaux... Pour ceux que le sujet intéresse, voir page Alimentation secourue par batterie 002.
Oscillateur
L'oscillateur en lui-même est construit autour d'un circuit intégré qui d'un point de vue physique ressemble à s'y méprendre à un PIC 12F675, mais qui en fait est un simple NE555. Comme quoi le nombre de broches n'est pas un critère de tri suffisant pour ranger ses composants. Le NE555 (U1 puisque c'est le premier arrivé) est câblé en multivibrateur astable, ou en oscillateur, si vous préférez. La fréquence du signal qu'il délivre sur sa broche 3 dépend de la valeur donnée aux composants R1, R2, RV1 et C1. Quand RV1 est en position centrale (et si les composants précités ont vraiment la valeur annoncée), la fréquence est proche de 50 Hz. RV1 permet de l'ajuster précisement quand le secteur 230 V disparaît. Quand le secteur 230 V est présent, la tension sinusoïdale en sortie du transformateur est injectée via R3 et C3, sur le condensateur C1 (broches 2 et 6 du NE555) pour "forcer" l'instant où doivent débuter ses cycles de charge et de décharge. La sortie du NE555 délivre un signal rectangulaire (on peut presque parler de signal carré car le rapport cyclique est voisin de 50%) tant que cette source de synchronisation est présente. Si la tension secteur disparaît, le NE555 continue de délivrer un signal rectangulaire car il reste alimenté par la batterie BAT1, mais comme le condensateur C1 n'est plus forcé de suivre la tension sinus de synchronisation (qui n'existe plus), il se charge et se décharge à son propre rythme grâce aux composants R1, R2 et RV1. Dans ce cas uniquement, la fréquence du signal de sortie dépend de la valeur de RV1. C'est donc bien en l'absence de tension secteur que RV1 doit être ajustée pour disposer d'une fréquence la plus proche possible de (ou égale à) 50 Hz.Précision du 50 Hz secteur
Sans doute avez-vous déjà entendu parler de la stabilité remarquable de la fréquence du réseau 230 V, utilisée comme "référence" par les horloges qui ont recours à cette source d'énergie. D'un point de vue instantané, cette stabilité n'a en fait rien d'extraordinanire et il serait illusoire de s'en servir comme oscillateur de référence pour un appareil de mesure tel qu'un compteur ou un fréquencemètre. Par contre, EDF garantit une fréquence de 50 Hz très stable sur une période de 24 heures. On peut ainsi avoir du 49 Hz à un instant donné et du 51 Hz à un autre moment, mais la moyenne, au final, sera très proche de 50 Hz. Cela convient donc très bien pour un système horaire, et on a eu raison d'insister.Code source
Pour ne pas heurter la sensibilité du débutant, aucun code source n'est proposé pour cette réalisation. Nous profitons là d'une des caractéristiques essentielles de ce montage, qui fonctionne aussi bien avec ou sans.Circuit imprimé
Non réalisé.Historique
27/10/2013- Première mise à disposition.