Brochage des régulateurs
LM7805 et 7812

1. V in
2. Ground
3. V out

Liste des composants

Pont de diodes ou 4 diodes 1N4002
Condensateurs : C1 = 1000 µF 25 V
C2, C3 = 220 nF
régulateurs : LM 7812, LM 7805
Un Bloc Secteur (BS) 500 mA env.

Dans le cas d'une batterie 12 Volts comme source électrique (on peut envisager de se ballader avec son spectroheliographe), le schéma se réduit à la production d'une tension régulées de 5 volts. Le "12" sera fonction de l'état de charge de la batterie.

L'utilisation d'amplificateurs opérationnels nécessite également la production de tensions négatives. Différents montages sont encore possibles, le plus simple étant l'emploi d'un  convertisseur intégré. On peut alors, à partir d'une alimentation 5 Volts (tirée d'un PC par exemple) obtenir des tensions symétriques de +12 et -12 volts.

Liste des composants

Condensateurs : C1,C2 = 220µF 25 V
alimentation 5V stabilisée
convertisseur DC/DC : PM951

Oscillateur / compteur binaire

Ce circuit intégré (CD 4060) permet de produire un signal carré stable de haute fréquence à l'aide d'un quartz et de très peu de composants annexes. Sa fonction de compteur (diviseur de fréquence binaire) permet de trouver une fréquences appropriée pour l'horloge (ou les horloges) du CCD.

Brochage CD4060

1. Q12
2. Q13
3. Q14
4. Q6
5. Q5
6. Q7
7. Q4
8. Ground
9. clk2
10. clk 1
11. clk
12. reset
13. Q9
14. Q8
15. Q10
16. +Vcc

Liste des composants

Résistance : R1 = 10 MΩ
Condensateurs : C1, C2 = 4.7 pF
Quartz : X1 = 12 MHz
circuit intégré : CD 4060

Alimentation VCC : 5 à 18 V

Les sorties Qi délivrent une fréquence égale à la fréquence du quartz divisée par 2 à la puissance i (ex: Q5 donne Freq/32)

Modification du rapport cyclique

Le montage précédent donne un signal carré avec un rapport cyclique de 50%. On peut avoir besoin de changer ce rapport cyclique pour produire des impulsions par exemple.
Un moyen simple est d'utiliser un circuit RC variable et de remettre en forme le signal obtenu à l'aide d'un trigger de Schmidt, ici un CD 4093 qui permet d'utiliser une large plage de tension. (le CD 4093 est en fait un quadruple NON-ET logique dont on n'utilise ici que la fonction "inverseur").

Brochage CD4093

1. In1
2. In1'
3. Out1
4. Out2
5. In2
6. In2'
7. Ground
8. In3
9. In3'
10. Out3
11. 1Out4
12. In4
13. In4'
14. +Vcc

Liste des composants

Potentiomètre : P1 = 20 kΩ
Condensateurs : C1, 33 pF
circuit intégré : CD 4093

Alimentation VCC : 5 à 18 V

En modifiant la valeur de P1 on fait varier la hauteur du signal (B) qui n'est plus carré mais en dents de scie. Le trigger déclenche lorsqu'un seuil est atteint et on obtient ainsi un rapport cyclique modifié (C et D) .

Générateur PWM (pulse width modulation ou modulation de largeur d'impulsion)

Voici un montage extrèmement simple pour obtenir un oscillateur donnant des signaux de fréquence constante mais de rapport cyclique variable. Il peut - après amplification par un transistor - servir à faire varier la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu ou à ajuster la puissance d'un système chauffant anti-buée. On utilise encore une fois une porte logique d'un CD4093.

Brochage CD4093

1. In1
2. In1'
3. Out1
4. Out2
5. In2
6. In2'
7. Ground
8. In3
9. In3'
10. Out3
11. Out4
12. In4
13. In4'
14. +Vcc
    

Liste des composants

Potentiomètre : P1 = 220 kΩ
Condensateurs : C1, 0.47 µF
diodes 1N 4148
resistance 2.2 kΩ

circuit intégré : CD 4093

Alimentation VCC : 5 à 15 V

La fréquence d'oscillation est facilement modifiable en changeant la valeur du condensateur. Les entrées inutilisées du CD4093 doivent être mises à la masse.

Amplification du signal vidéo

Le signal vidéo sortant du CCD est faible et il est nécessaire de faire une amplification en courant à sa sortie du CCD afin de lui permettre d'être transmis par un cable long.

Liste des composants

Résistances :
R1 = 100 Ω, R2 = 1 KΩ
Transistor : T1 = 2N2222

La tension du signal vidéo varie en sens inverse de l'éclairement. Il faut donc inverser ce signal et décaler son origine de façon à ce que la tension soit nulle pour un éclairement nul et qu'elle augmente quand l'éclairement augmente. Les amplificateurs opérationnels sont la solution idéale pour cette... opération.

Brochage TL082

1. out 1
2. inv inp 1
3. non-inv inp 1
4. -Vcc
5. non-inv inp 2
6. inv inp 2
7. out 2
8. +Vcc

Il y a donc 2 amplis-op dans ce boitier.

Liste des composants

Resistances : R1 = 1 kΩ, R2,R3 = 2,2 kΩ, R4 = 470 Ω
Potentiometres : P1,P2 = 10 kΩ
Condensateurs : C1 = 10 nF
Ampli-op : TL 082

Le circuit R4,C1 constitue un filtre destiné a éliminer les hautes fréquences.

Convertisseur Analogique / Digital

Ce circuit intégré (AD 7821) permet de convertir un signal analogique en une donnée 8 bits avec un temps de conversion de 1 µs, donc à une fréquence de 1 MHz. Il existe des convertisseurs rapides permettant d'obtenir une meilleure résolution (10, 12, 14 ou 16 bits).

Brochage AD7821

1. Input
2. Data bit 3
3. Data bit 2
4. Data bit 1
5. Data bit 0
6. WR/RDY
7. Mode
8. RD
9. INT
10. Ground
11. Vref -
12. Vref +
13. CS
14. Data bit 4
15. Data bit 5
16. Data bit 6
17. Data bit 7
18. OFL
19. Vss
20. +Vcc

Liste des composants

Potentiometres : P1 = 20 kΩ
Convertisseur A/D = AD7821
trigger inverseur = 1/4 CD4093

Le signal provenant de l'amplificateur est appliqué à la broche 1 (Input). La tension de référence est ajustée au moyen de P1. c'est très sommaire mais ça fonctionne. On peut aussi utiliser un composant spécifique pour obtenir cette tension de référence (diode zener par ex.).

Le signal "start of conversion" provient du générateur d'horloges (après avoir été ramené à un niveau de 5 V compatible avec le convertisseur) et le signa "End of conversion" est dirigé sur l'interface du PC, ainsi que les 8 bits de donnée. On peut aussi faire passer ces données au travers de circuits tampons (buffers 74245 par ex.) pour sécuriser les échanges interface-convertisseur. La porte logique (1/4 CD4093) peut être un autre inverseur.

Contrôle d'un moteur pas-à-pas

Les circuits intégrés destinés au pilotage des moteurs pas-à-pas sont nombreux et sont assez facile à mettre en oeuvre puisqu'ils contiennent à la fois les circuits logiques et les circuits de puissance dans le même boitier. Il suffit de choisir le circuit correspondant au type de moteur pas-à-pas que l'on veut actionner, à savoir unipolaire (6 fils) ou bipolaire (4 fils).
Dans le premier cas, on peut utiliser un SAA 1027 (difficile à trouver) ou un UCN 5804 plus puissant. Pour les moteurs bipolaires, le SAA 1042 (idem) ou le MC 3479 seront tout indiqués. La plupart de ces contrôleurs permettent de travailler en mode 1/2 pas.

Il est à noter également que l'on peut actionner un moteur unipolaire avec un controleur pour moteur bipolaire mais que l'inverse n'est pas possible.

Nous proposons ici un schéma de commande pour moteur unipolaire réalisé à partir de 2 composants logiques courants et d'un circuit le puissance. Il est possible de faire tourner des moteurs demandant 500 mA par bobinage ce qui devrait être suffisant dans le cadre présent !

Brochage CD4070

1. In 1
2. In 1'
3. Out 1
4. Out 2
5. In 2
6. In 2'
7. Ground
8. In 3
9. In 3'
10. Out 3
11. Out 4
12. In 4
13. In 4'
14. +Vcc

Brochage CD4013

1. Out 1
2. Out inv 1
3. Clock 1
4. Reset 1
5. Data 1
6. Set 1
7. Ground
8. Set 2
9. Data 2
10. Reset 2
11. Clock 2
12. Out inv 2
13. Out 2
14. +Vcc

Brochage CD4093

1. In 1
2. In 2
3. In 3
4. In 4
5. In 5
6. In 6
7. In 7
8. Ground
9. +Vcc
10. Out 7
11. Out 6
12. Out 5
13. Out 4
14. Out 3
15. Out 2
16. Out 1

Liste des composants

Circuits intégrés :
quad. XOR = CD 4070 ou 4030
Double bascule = CD 4013
Ampli = ULN 2003
Moteur unipolaire

Les moteurs pas-à-pas peuvent être récupérés sur des vieux lecteurs de disquette ou des imprimantes par exemple. Dans certains cas on peut même utiliser les contrôleurs qui y sont joints. Les 2 signaux de commande peuvent provenir d'un micro-ordinateur (port parallèle + buffer de ligne)

Autres brochages de CI

Brochage 7414

1. In 1
2. Out 1
3. In 2
4. Out 2
5. In 3
6. Out 3
7. Ground
8. Out 4
9. In 4
10. Out 5
11. In 5
12. Out 6
13. In 6
14. +Vcc
    
    

Brochage LM358

1. out 1
2. inv inp 1
3. non-inv inp 1
4. GND
5. non-inv inp 2
6. inv inp 2
7. out 2
8. +Vcc

double Ampli-op monotension : LM358

+VCC de 5 à 15V