Electronique > Réalisations > Sequenceur 005
Dernière mise à jour : 12/08/2012Présentation
Ce séquenceur permet d'allumer 5 petites ampoules basse tension (6 V ou 12 V) les unes après les autres, de façon légèrement progressive, lors de sa mise sous tension. Lors de la mise hors tension du montage, les ampoules s'éteignent rapidement dans l'ordre inverse de leur allumage (avec un peu moins de finesse il faut le reconnaître).
Il ne s'agit pas d'un chenillard, dans le sens où le cycle n'a lieu qu'une seule fois et ne se répète donc pas. Le montage ne requiert que des composants classiques et ne présente guère d'intérêt si ce n'est d'apprendre une méthode de séquencement parmi d'autres. Il ne fait appel à aucun oscillateur, ni compteur logique, ni tube radioactif. Son usage dans une cuisine ou dans une salle de bain est permis, à condition de ne pas laisser la batterie au plomb dans le passage.
Schéma
Cinq sections de commande d'ampoule quasiment identiques, et un petit étage temporisateur dont vous allez bientôt connaître le fonctionnement et le rôle.
Section temporisateur
Constituée des résistances R6 et R7, du condensateur C2 et du transistor Q6, cette partie du montage est la plus simple puisque l'autre partie comporte plus de composants. R6 et C2 constituent un circuit de temporisation, et à la mise sous tension le condensateur se charge à travers la résistance. Mais une temporisation pour quoi faire, puisqu'on ne travaille pas en tout ou rien avec une seule sortie ? C'est vrai, le terme "temporisateur" est sans doute mal adapté ici. On souhaite disposer d'une tension continue qui augmente progressivement, laquelle servira ensuite à attaquer cinq étages distincts de commande d'une ampoule. Et pour ça, rien de plus simple qu'un condensateur qui se charge sous un courant dont l'intensité est déterminée par une résistance. Vous avez raison, appellons plutôt ceci un système de charge à tension constante, qui fournit une tension qui augmente progressivement (mais pas linéairement puisque la charge du condensateur ne se fait pas à courant constant - ce qu'on aurait aussi pu faire sans ajouter beaucoup plus de composants). Cette tension progressive ne va pas arriver directement aux cinq transistors des étages de commande, on va lui en soustraire une partie plus ou moins grande pour que chaque circuit de commande ne réagisse pas en même temps. Supposons par exemple que chaque circuit de commande entre en action (allume sa propre ampoule) quand la tension de commande qu'on lui applique est de 0,6 V (cas d'un simple transistor monté en interrupteur et qui entre en conduction assez franche quand la tension entre base et émetteur atteint 0,6 V). Admettons maintenant que la tension de commande, qui vient du condensateur C2 et qui transiste par Q6 pour avoir plus de pêche, se voit amputer d'une petite fraction, par exemple de 0,6 V (ce qu'on peut faire en insérant en série une petite diode). Nous en arrivons au fonctionnement suivant : le circuit de commande de l'ampoule, qui attend de recevoir 0,6 V pour s'activer, ne rentrera en action que quand la tension de commande principale aura atteinte 1,2 V (0,6 V nécessaire à la base, tension à laquelle il faut ajouter le 0,6 V amputé). Si maintenant au lieu d'amputer la tension de commande de 0,6 V on l'ampute de 1,2 V (avec deux diodes en série), il faudra cette fois 1,8 V pour que le circuit de commande s'active. Les trois schémas qui suivent montrent bien ce qui se passe dans le cas où on ampute la tension de commande de 1,8 V avec trois diodes en série (les valeurs de tension sont quelques fois arrondies). Le premier transistor est monté en collecteur commun (suiveur de tension) : la tension qu'on récupère sur son émetteur (UR7) est la même que celle qui est appliquée sur sa base (UC2), mais avec 0,6 V en moins (considérez la jonction base-émetteur de ce transistor comme une diode montée dans le sens passant). | UC2 = 0,45 V UR7 = UC2 - 0,6 V = 0 V (on ne peut pas avoir de tension négative) UR3 = UC2 - 0,6 V - 1,8 V = 0 V (on ne peut pas avoir de tension négative) L'ampoule L1 reste éteinte |
 | UC2 = 1,2 V UR7 = UC2 - 0,6 V = 0,6 V (on n'est pas à quelques centièmes de volt près) UR3 = UC2 - 0,6 V - 1,8 V = 0 V (on ne peut pas avoir de tension négative) L'ampoule L1 reste éteinte |
 | UC2 = 3,0 V UR7 = UC2 - 0,6 V = 2,4 V UR3 = UC2 - 0,6 V - 1,8 V = 0,7 V (une erreur de calcul ? ) L'ampoule L1 s'allume |
Bien sûr les tensions indiquées sont plus ou moins théoriques. Les diodes ne chutent pas une tension de valeur rigoureusement identique selon le courant qui les traverse, et le transistor Q2 présente sur sa jonction base-émetteur une tension qui évoluera peu une fois qu'il sera entré en conduction (entre 0,6 V et 1,0 V). Il faut aussi tenir compte de la chute de tension aux bornes de R3 qui est en série avec les diodes "chutrices", qui devient "conséquente" quand le transistor de commande se met à conduire et qu'un courant de base s'établit. Mais cela vous donne tout de même une bonne indication du fonctionnement général. En augmentant le nombre de diodes en série avec le transistor de commande, on diminue la tension qui arrive sur ce dernier et le temps qui s'écoule avant qu'il n'entre en conduction s'allonge. Ce n'est pas plus compliqué que ça : chaque étage de commande d'ampoule voit arriver sur lui une tension qui diffère des autres étages. L'amputation de la tension de commande s'effectue avec de simples diodes au silicium de type 1N4148. Une diode seule provoque quand elle conduit dans le sens passant une chute de tension voisine de 0,6 V. Deux diodes en séries provoqueront une chute de tension de 1,2 V, etc. Si maintenant vous regardez le schéma, vous pouvez voir que le premier étage de commande d'ampoule constitué de Q1, reçoit une tension amputé de 0,6 V par la diode D1. Que le second étage de commande d'ampoule constitué de Q2, reçoit une tension amputée de 1,2 V par les deux diodes D2 et D3. Que le troisième étage de commande d'ampoule constitué de Q3, reçoit une tension amputée de 1,8 V par les trois diodes D4, D5 et D6. etc. La lampe L1 qui est commandée par Q1 va donc s'allumer en premier, dès que la tension de commande présente sur l'émetteur de Q6 (UR7) atteint 1,2 V. La lampe L2 qui est commandée par Q2 va s'allumer en second, quand la tension de commande présente sur l'émetteur de Q6 atteint 1,8 V. et ainsi de suite pour les trois étages suivants, le dernier s'activant pour une tension de commande de 3,6 V (3,0 V à cause des diodes et 0,6 V pour la jonction base-émetteur du transistor de commande). Les lampes s'allument bien les unes après les autres, avec une vitesse de séquencement qui dépend de la vitesse de charge du condensateur C2 et donc de sa valeur (et ainsi bien sûr de la valeur de R5 qui permet sa charge).
Section séquenceur
J'ai un doute. J'ai l'impression d'en avoir déjà parlé un peu avant.Extinction des feux
Comment donc conserver un fonctionnement du séquencement, même à l'envers, si on coupe l'alimentation ? La réponse est simple, il suffit d'ajouter un condensateur chimique de très forte valeur après l'interrupteur d'alimentation. Il emmagasine de l'énergie quand l'interrupteur SW1 est fermé, et la restitue quand SW1 est ouvert. De la valeur du condensateur dépendra la durée de fonctionnement du montage hors tension, sachant que plus les lampes ou LED consomment et plus le condensateur se décharge vite. Un ordre de grandeur que je trouve convenable est 10000 uF (2 condensateurs de 4700 uF, répartis en C1 et C1') pour des charges de 100 mA, ou 1000 uF à 2200 uF (2 x 470 uF ou 2 x 1000 uF) pour des charges de 20 mA (LED ou lucioles, qui sont de petites ampoules à filement miniatures).Choix des lampes
Sur le schéma, j'ai représenté des ampoules à filament, qui comme chacun sait sont vouées à disparaître au profit des LED. Ca me fend le coeur mais c'est la vie. Si vous aussi vous souhaitez contribuer à accélérer l'extinction inexorable de cette espèce sous ampoule de verre, allez-y, ne vous gênez pas. N'oubliez cependant pas d'associer chaque LED à sa propre résistance série, dont la valeur dépendra de la tension d'alimentation générale qui peut aller de 6 V à 12 V. Attention, avec une tension d'alim de 6 V, la dernière lampe risque d'avoir un peu de mal à s'allumer pleinement. Si cela arrive, retirer une diode dans chaque étage de commande (aucune diode pour Q1 et quatre diodes pour Q5). Le courant circulant dans chaque branche (collecteur transistors Q1 à Q5) ne devra pas excéder 100 mA. Si vous choisissez des LED standard, je vous conseille de rester sur les 20 mA dont généralement elles se contentent.Circuit imprimé
Réalisé en simple face.
Typon aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi
Historique
12/08/2012- Première mise à disposition.