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Electronique > Réalisations > Jeux de lumière > Gradateur de lumière 001

Dernière mise à jour : 24/08/2014

Présentation

Le montage présenté ici, basé sur l'emploi d'un triac, permet de faire varier l'intensité lumineuse d'une ampoule à incandescence modèle 230 V alternatif, dont la puissance ne devra pas excéder 400 W. Les lampes fonctionnant en basse tension et utilisant un transfo (genre PAR36), ne pourront pas être pilotés par ce montage (pour les charges inductives, voir en fin d'article). Trois montages sont proposés :
- schéma 001 : version de base, sans antiparasitage;
- schéma 001b : version avec antiparasitage (2 composants ajoutés);
- schéma 001c : version antiparasité et télécommandé par une tension ou un courant continu (commande isolée galvaniquement).
- schéma 001d : schéma d'un chargeur du commerce, mais chut...
Même avec antiparasitage, ces montages sont simples à réaliser, mais souffrent d'un petit défaut - pas si terrible que ça cependant : la plage de variation n'est pas parfaite. Pour un modèle plus perfectionné, voir page Gradateur de lumière 002.

Avertissements

Montage relié au secteur, merci de lire cette page angoissante.
Ce gradateur ne convient pas pour une charge inductive telle que transformateur ou moteur.

Schéma 001 - Version sans antiparasitage

Comme vous pouvez le constater, le schéma n'est vraiment pas compliqué, et aucun composant exotique n'est utilisé.

Explication sommaire du fonctionnement

Le potentiomètre RV1, en association avec le condensateur C1, permet de déterminer le retard de l'impulsion de déclenchement qui parviendra au triac, au travers du diac 32V. Imaginez simplement que RV1 et C1 constituent un réseau de charge, dans lequel le condensateur (C1) se charge au travers d'une résistance (RV1). Si la résistance de charge (RV1) a une valeur élevée, le condensateur (C1) mettra plus de temps pour se charger que si cette résistance a une valeur faible. Le diac peut quant à lui être considéré comme un interrupteur qui se ferme quand la tension à ses bornes dépasse 32V. Si sur la broche "droite" du diac on a 0V, ce dernier commencera à conduire quand la tension sur sa broche "gauche", c'est à dire celle présente sur le condensateur C1, atteindra 32V. La tension de charge qui arrive sur C1 est alternative, puisque qu'elle provient du secteur 230V. Il est ainsi aisé d'imaginer que le processus de charge et de conduction du diac va se répéter au rythme de la fréquence du secteur, soit 50 fois par seconde.

Choix du diac

Le diac (voir page Diode) est facile à trouver : demandez à votre revendeur un diac 32V, et il vous donnera le bon composant. Il se peut même qu'il devine aussitôt ce que vous avez l'intention d'en faire.

Choix du triac

Il existe une multitude de triacs, des petits, des gros, des très sensibles et des très "puissants". Le modèle TIC226 est un modèle très répandu, qui permet de commuter quelques ampères sous une tension pouvant atteindre 400V, et il présente une sensibilité suffisante pour cette application. Vous pourrez néanmoins opter pour un autre type de triac si le coeur vous en dit, surtout s'il vous en reste un dans un fond de tiroir qui ne demande qu'à être utilisé. Dans tous les cas, prévoyez un petit dissipateur thermique (radiateur) si vous comptez commuter des charges de quelques centaines de watts.

Schéma 001b - Version avec antiparasitage

Il reprend le schéma de base, auquel sont ajoutés un condensateur et une self.



Le condensateur C1 associé à la self L1 constituent un filtre passe-bas qui laisse passer le 50 Hz mais qui atténue fortement les hautes fréquences. La commutation du triac génère en effet des impulsions assez abruptes, qui provoquent un rayonnement parasite sur une large plage de fréquences. Pour s'en rendre compte, il suffit de mettre le gradateur en position médiane, et de poser à côté de lui, un récepteur radio calé sur un programme de la bande AM (modulation d'amplitude)... La self d'antiparasitage ressemble à celle de la photo qui suit (le fil de cuivre de celle que j'ai utilisée pour ce gradateur est enduit de vernis vert, ça ne change rien en son efficacité).



Pour plus de détails concernant les filtres pour montages à triac, merci de plonger au coeur de la page Filtres pour montage à triac.

Schéma 001c - version télécommandée

Pas très compliqué, il suffit de remplacer le potentiomètre RV1 du schéma 001b par un optocoupleur [LDR + LED].



Dns le principe ce montage est simple, mais il impose l'utilisation d'une LDR qui supporte une tension élevée. Information donnée dans les feuilles de caractéristiques (datasheet).

Prototype

Réalisé pour la version 001b, avec antiparasitage.



Il s'agit d'un vieux montage ressorti des cartons (j'en ai profité pour remettre un bouton sur l'axe du potentiomètre), je l'ai ouvert juste pour faire les photos et pour montrer à quel point j'aimais jouer avec le feu quand j'étais môme. Les élements les plus volumineux sont les trois condensateurs (tous des modèles 400 V, pas de type X2 - je ne savais pas à l'époque) et la self d'antiparasitage.



Malgré les petits manchons isolants et le bout de carton posé devant le potentiomètre, il y a des bout de fils assez proches les uns des autres, et il y passe des tensions dangeureuses. SVP, ne faites pas comme moi, utilisez un petit circuit imprimé, même de type "expérimentation".

Remarques :
- On peut voir un petit potentiomètre ajustable câblé en parallèle sur le potentiomètre. Il permet de fixer la limite inférieure d'allumage de la lampe. Ici, il est complètement "ouvert", et la lampe reste très légèrement allumée quand RV1 est en position min. Ce potentiomètre ajustable n'est pas représenté sur le schéma, il est facultatif et peut être omis.
- J'avais câblé le potentiomètre RV1 à l'envers, intensité de la lumière augmentant en tournant RV1 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Je n'avais même pas pris la peine de corriger ce petit défaut...
- En collant l'oreille près du boitier, on entend très nettement le découpage du triac, un espèce de "dzzzzzzz" d'autant plus fort que le potentiomètre est en position centrale. Ce bruit, tout à fait normal, disparaît presque complètement aux deux extrêmités du potentiomètre (min et max de lumière).

Pilotage d'une charge inductive (schéma 001d)

Pour pouvoir piloter une charge inductive, un gradateur doit être conçu "spécialement". L'impulsion de commande du triac doit être plus longue, ou on doit faire appel à un train d'impulsions. Cela est lié au fait que le courant traversant la charge et la tension à ses bornes ne sont pas en phase. Le triac, qui pour conduire à besoin d'une imlpulsion de commande et d'un courant d'anode minimal (supérieur au courant de maintien) risque fort de se bloquer peu de temps après sa mise en conduction s'il est cablé comme dans un des schémas ci-avant et si vous utilisez une charge inductive. En peu de mots, ce type de montage ne fonctionne pas ou mal avec une charge inductive, qui ne sera pas correctement alimentée. Ceci dit, et comme le mentionne Fabien S. dans un de ses courriers, on trouve ce type de montage dans le commerce, justement utilisé pour piloter une charge inductive. Le schéma suivant, par exemple, est celui d'un chargeur de batterie "bas de gamme" :


Gradateur de lumière qui sert à autre chose...

Le réglage du courant de sortie se fait en découpant l'onde secteur au primaire du gros transformateur d'alimentation (qui est fortement inductif), ce qui indirectement conduit en sortie du pont de diodes, à un réglage de la tension de sortie moyenne... et donc du courant de charge de la batterie. Oui, on peut faire mieux, mais cela contredit assez bien mon message précédent ;-) Notez au passage la présence d'un réseau RC série (snubber) entre les deux anodes du triac. Peut-être voir ce qui se dit à ce sujet sur les pages Triac et Relais statique 001 ?

Commande automatique avec la lumière ?

En ajoutant un seul composant, vous pouvez rendre ce gradateur automatique, réagissant alors en fonction de la lumière ambiante. Envie d'en savoir plus ?

Historique

24/08/2014
- Ajout schéma 001d, gradateur pilotant une charge inductive (schéma d'un chargeur de batterie du commerce, merci à Fabien S.).
30/03/2014
- Ajout schéma 001c, pilotage commandé par tension ou courant continu avec commande isolée galvaniquement.
27/09/2009
- Première mise à disposition