Cet indicateur signale par une LED le dépassement d'une température pré-réglée. Anodin ? Pas si sûr: les aquariophiles savent bien que les poissons tropicaux ne supportent pas l'élévation de la température de leur eau. Une signalisation visuelle évite le pire: on n'a pas toujours l'oeil sur le thermomètre, et elle est directement perceptible. Les applications ne sont pas limitées à l'aquariophilie: les amateurs ont suffisamment d'imagination pour l'adapter, voire le détourner à leur compte. Avant de détailler ce montage économique et simple à réaliser, précisons que le seuil de déclenchement se règle entre -10°C et +85°C, ce qui ouvre un large champ d'applications.
Fonctionnement
le schéma de principe
Sur le schéma de principe du montage, la LED D1 s'allume grâce à la conduction du transistor T2. T2 est mis en conduction par la circulation d'un courant dans sa base. Ce courant de base est lui-même fonction de la mise en conduction de T1. Encore une fois, la conduction du transistor T1 est la conséquence du passage du courant dans sa base. Ce qui est nouveau, c'est la condition pour laquelle un courant de base circule. La base de T1 ne devient en effet conductrice que si elle est soumise à une tension Vbe d'au moins 0,6V. C'est à dire quand le potentiel de la base est supérieur à celui de l'émetteur de 0,6V. Le potentiel de la base varie avec la valeur de la CTN suivant la fonction E . R2 / (R1 + R2) , en faisant abstraction de D2. Le potentiel d'émetteur est fixé par P1.
On utilise donc le principe du pont de Wheastone pour mettre en conduction T1 (voir ci-contre). Quand la température s'élève, la valeur de la CTN diminue et le potentiel de la base dépasse celui de l'émetteur, créant ainsi le courant de base nécessaire à la conduction de T1. R3 joue le rôle de résistance talon pour limiter l'intensité dans le collecteur de T1 à moins de 1mA. La base de T2 est ainsi protégée. D2 protège la jonction base-émetteur de T1 des tensions négatives, quand la température est inférieure à la limite réglée par P1. Dans ce cas, R1 peut être suffisamment élevée pour abaisser le potentiel de la base de 5V par rapport à l'émetteur.
Remarquons enfin que ce montage n'est pas un montage à contre-réaction, mais qu'il suffit d'une augmentation de 150mV du potentiel de la base de T1 pour que T2 passe du début de la conduction à la saturation. Ce qui correspond à 0,25°C environ pour une tension d'alimentation de 12V. Notons au passage que ce montage peut fonctionner aussi bien à 10V qu'à 15V, mais qu'il est préférable de prendre 15V, la précision relative du seuil de température passant de 0,25°C à 0,2°C. De plus si vous l'alimentez en 15V, vous pourrez vous servir de la courbe de réglage pour ajuster votre montage.
la courbe de réglage
Réglage
Le montage ne nécessite que le réglage de sa température de basculement. Pourdeux possibilités:
* soit utiliser un thermomètre de référence (par exemple en le plongeant dansCTN du montage après l'avoir enrobée de façon à obtenir une étanchéité
* soit utiliser la courbe de réglage si on alimente le montage avec 15V.
Cette courbe donne la tension du curseur du potentiomètre à régler en fonction de la température de déclenchement souhaitée.
Elle est construite à partir de la relation: Up = Ualim x R2 / (R1 + R2) - 0,6V , la résistance R1 de la CTN variant selon la loi R1 = Ri x 0,952E(t + 25) où Ri est la valeur de R1 à -25°C.
La température ainsi pré-réglée est donnée avec une tolérance de 1°C pour une CTN à 5%. L'énorme avantage de cette méthode réside dans le fait qu'il vous suffit d'ouvrir l'interrupteur S1, de régler avec un voltmètre la tension au niveau du curseur de P1 (émetteur de T1), puis de refermer S1. Et le tour est joué.
Réalisation
Tracé du circuit imprimé
Le montage ne présente pas de difficulté. Pour le réussir, il suffit d'implanter correctement les composants en suivant le schéma d'implantation. Votre attention se portera particulièrement sur les semi-conducteurs: T1, T2, D1, D2. Une fois câblé, il suffit de mettre portera particulièrement sur les semi-conducteurs: T1, T2, D1, D2. Une fois câblé, il suffit de mettre le montage sous une tension comprise entre 10 et 15V pour qu'il fonctionne.
le schéma d'implantation
Remarquons enfin que ce montage n'est pas un montage à contre-réaction, mais qu'il suffit d'une augmentation de 150mV du potentiel de la base de T1 pour que T2 passe du début de la conduction à la saturation. Ce qui correspond à 0,25°C environ pour une tension d'alimentation de 12V. Notons au passage que ce montage peut fonctionner aussi bien à 10V qu'à 15V, mais qu'il est préférable de prendre 15V, la précision relative du seuil de température passant de 0,25°C à 0,2°C. De plus si vous l'alimentez en 15V, vous pourrez vous servir de la courbe de réglage pour ajuster votre montage.
Réglage
Le montage ne nécessite que le réglage de sa température de basculement. Pourdeux possibilités:
* soit utiliser un thermomètre de référence (par exemple en le plongeant dansCTN du montage après l'avoir enrobée de façon à obtenir une étanchéité
* soit utiliser la courbe de réglage si on alimente le montage avec 15V.
Cette courbe donne la tension du curseur du potentiomètre à régler en fonction de la température de déclenchement souhaitée.
Elle est construite à partir de la relation: Up = Ualim x R2 / (R1 + R2) - 0,6V , la résistance R1 de la CTN variant selon la loi R1 = Ri x 0,952E(t + 25) où Ri est la valeur de R1 à -25°C.
La température ainsi pré-réglée est donnée avec une tolérance de 1°C pour une CTN à 5%. L'énorme avantage de cette méthode réside dans le fait qu'il vous suffit d'ouvrir l'interrupteur S1, de régler avec un voltmètre la tension au niveau du curseur de P1 (émetteur de T1), puis de refermer S1. Et le tour est joué.
Réalisation
Le montage ne présente pas de difficulté. Pour le réussir, il suffit d'implanter correctement les composants en suivant le schéma d'implantation. Votre attention se portera particulièrement sur les semi-conducteurs: T1, T2, D1, D2. Une fois câblé, il suffit de mettre portera particulièrement sur les semi-conducteurs: T1, T2, D1, D2. Une fois câblé, il suffit de mettre le montage sous une tension comprise entre 10 et 15V pour qu'il fonctionne.
le schéma d'implantation
Publie sue Magazine Electronique Pratique N°210 - Janvier 1997
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