"Modular Breadboard Minilab" : alimentations
Sommaire
Interrupteurs et fusibles
Rien de bien particulier. Interrupteurs indépendants (avec voyants intégrés) commandant d'une part l'alimentation à découpage, et d'autre part les alimentations ajustables .
Chaque alimentation est protégée par un fusible primaire (secteur 230V). La protection secondaire est assurée par les alimentations elles-mêmes, inutile d'en rajouter.
(il manque un porte fusible)
Alimentation fixe à découpage
Il est pratique de disposer immédiatement de tensions fixes, sans réglage à effectuer. Les tensions les plus communes sont +5V, -12V et +12V. Ici, c'est une alimentation de fabrication industrielle et de qualité. Fabricant bien connu : Lambda (!). Il n'est absolument pas recommandé d'utiliser une alimentation d'ordinateur pour cet usage. En effet, ces dernières sont assez mal régulées, mais surtout elles sont capables de fournir des courants très élevés avant de se mettre en sécurité. Il est probable que ce soit la breadboard elle-même qui serve de fusible en cas de court-circuit.
Cette alimentation à découpage a été utilisée parce qu'elle était dans un placard et n'attendait que ça... Sinon, il aurait suffi d'un transformateur, d'un 7805, d'un 7812 et d'un 7912...
Panneau de sortie (il manque une prise) :
Le panneau est réalisé dans un morceau d'époxy de 2 mm d'épaisseur.
Alimentations ajustables
En plus d'alimentations fixes, il est indispensable de disposer d'au moins deux alimentations ajustables. Ici, il ne s'agit pas d'alimentations de laboratoire. Elles ne sont régulées qu'en tension.
Ce sont des circuits très simples, basés sur le LM317. Petit plus : l'affichage numérique de la tension de sortie. Le réglage de la tension est assuré par des trimmers 20 tours. Pas cher et précis. Robustesse suffisante dans la mesure où on ne passe pas son temps à faire varier la tension. D'où le qualificatif de "alimentation ajustable". Simplement ajustable. Si on a besoin de faire des réglages de tension fréquents, de régler le courant, de surveiller avec précision les valeurs, alors il faut se tourner vers une véritable alimentation de laboratoire. Pas vers ces petits modules sans prétention.
Les platines comportent en fait deux régulateurs. Le LM317 pour la sortie de puissance, et un 7805 pour alimenter l'afficheur. Le LM317 est monté sur un refroidisseur assez important, puisque il va avoir à dissiper la puissance en trop lorsque la sortie sera au pllus bas (3V environ) alors que le secondaire du transformateur fournit 18V. En revanche, le 7805 n'en a pas besoin, le courant consommé par l'afficheur étant très faible. Les refroidisseurs ont été récupérés sur une antique alimentation de PC. Ca tombait bien : il y en avait 3 identiques dedans. De nos jours, les radiateurs qu'on peut y trouver sont loin d'être standard, et sont pratiquement irrécupérables.
On peut voir que ces cartes comportent un porte fusible au primaire du transfo. Il fait double emploi avec celui qui sera monté en façade. Il y sera donc placé un fusible de très forte valeur (genre 10A) de façon à laisser l'autre faire le travail.
Le schéma est ultra classique.
JP1 est le connecteur pour le potentiomètre de réglage de tension (monté en résistance variable), et JP2 assure la liaison à l'afficheur (tension d'alimentation + tension à mesurer).
Un détail qui a une grande importance : dans une alimentation à LM317, si le potentiomètre (monté en résistance variable) est déconnecté, la tension de sortie passe au maximum. Cette situation peut se produire si le curseur perd le contact lorsqu'on le manoeuvre. On prend donc le risque de griller ce qu'il alimente. Il est donc prudent de déconnecter la sortie lors du réglage.
Les pôles négatifs sont indépendants entre eux, ce qui permet toutes les combinaisons souhaitées. La disposition en quinconce ne facilite pas le serrage en cas d'utilisation des borniers. Le but est de faire compact. De toutes façons, la liaison vers la breadboard se fait par l'intermédiaire des pin headers femelles.
La façade a été usinée dans de l'aluminium de 2 mm. Les fenêtres ont été usinéesx avec une fraise de 1 mm ; ce qui est très long avec une machine ne dépassant pas 3700 trs à la broche. Il faut y aller mollo en serrant les fesses, et sans s'énerver au niveau des volants. Très long, en sachant que les pénétrations axiale et radiale sont de 0.25 à 0.5 mm. Mais on y arrive. On se prend alors à rêver d'une petite fraiseuse d'établi avec retrofit CNC, bien plus adaptée à ce genre de travail.
Le porte poinces ER40 ne favorise pas la visibilité...
Bon, honnêtement, c'était un exercice de style. On arrive facilement à un résultat pratiquement aussi bon avec un fraise de 3 mm, et des finitions à la lime douce !
Les pin headers sont soudés sur un morceau de PCB, lui même tenu sur la façade par les borniers banane.
Les afficheurs : ce sont de mini voltmètres trouvés sur ebay pour 3 ou 4 USD pièce. Ils sont manifestement basés sur l'entrée analogique d'un microcontrôleur, à en juger par les connexions identifiées RXD TXD et GND. Il en existe différents modèles. Ce sont des 3 fils et 3-30V.
Il est facile de remplacer les fils par des pins.
Ils sont utilisables directement sur une breadboard. Les oreilles peuvent être supprimées sans problème.
Les voltmètres sont montés sur de petites platines servant à la fixation et à la liaison électrique.
Astuce au passage : pour rendre inarrachables les fils, il suffit de les faire passer dans des trous percés au diamètre de l'isolant ou un peu plus gros (ce n'est pas critique). C'est très efficace.
Montage (sans les entretoises) :
L'ensemble du panneau de commande et de sortie, terminé :
