Un compteur de distance-vitesse pour patins à roulettes (2/5)
Sommaire
Donc, vous achetez un petit compteur électronique au rayon vélo d'un
supermarché ou d'un magasin de sport. Le modèle de la photo ci-contre est
vendu sous blister. Il porte la marque Atech, et coûte
entre 76 et 130 F (20 euros) selon le circuit de distribution
(cherchez l'erreur). D'autres modèles conviennent sûrement, car
tous semblent utiliser le même principe et sont probablement basés
sur le même circuit.
Le paquet comprend :
- le module d'affichage
- une pile-bouton de 1,5 V
- le support à fixer sur le guidon
- le capteur, relié au support par un câble à deux conducteurs,
à fixer sur la fourche
- l'aimant à fixer sur la roue.
Les deux boutons permettent d'activer diverses fonctions :
- heure
- vitesse moyenne
- vitesse instantanée
- durée du parcours
- distance parcourue depuis la remise à zéro
- distance parcourue totale
- vitesse maximum
Le capteur est constitué d'un interrupteur à lame souple
(ILS) : dans une ampoule de verre scellée, deux lames de fer ne
viennent en contact l'une avec l'autre qu'en présence d'un champ
magnétique, celui produit par l'aimant de la roue.
L'ILS est encapsulé dans un petit boîtier en plastique qui est trop
volumineux. Il va falloir l'en extraire, ce qui est facile (attention
quand même : c'est du verre). Parfois (contrairement à la photo
ci-dessous), l'ampoule est fixée sur un petit bout de circuit imprimé
que l'on peut garder pour le moment. Tout dépendra de la fixation sur
le patin, on verra ça plus tard.
L'ILS peut être emmailloté dans un petit bout de gaine thermorétractable
qui protègera les connexions de l'humidité. Le bout de la gaine est pincé
à chaud (photo de droite).
Le module d'affichage détecte les fermetures de l'ILS en lui appliquant
une tension, et en regardant si le courant passe ou pas. La tension à vide
est de 1,5 V (c'est la tension de la pile) ; le courant quand
l'ILS est fermé est de 3 µA, ce qui n'est pas beaucoup... dire qu'il
va falloir alimenter le diviseur avec ça ! Heureusement, vous allez
voir que c'est possible, et même très facile.
Le diviseur utilise un compteur décimal HC4017. Ce composant accepte de
fonctionner sous des tensions d'alimentation descendant jusqu'à 0,9 V
et il ne consomme quasiment rien. Il reçoit les impulsions de l'ILS,
et en transmet une sur dix au module d'affichage, par lequel il est
alimenté. Peut-on rêver plus simple ?
Et l'alimentation ?
Le HC4017 est alimenté par sa sortie Q9
avec l'énergie provenant du module d'affichage :
- au départ, le courant (très faible : 3 µA au maximum)
de l'afficheur s'écoule vers le Vss du HC4017 via la diode inverse
intrinsèque du transistor MOS canal N de sortie. Le circuit étant
légèrement alimenté commence alors à fonctionner, et...
- ...la sortie passe franchement à l'état bas. Le courant s'écoule
alors dans le MOS qui est passant (le courant s'écoule dans le canal
dans le sens inverse du sens habituel), ce qui renforce l'alimentation
du HC4017. C1 se charge sous 1,5 V environ.
- Quand la sortie Q9 passe à l'état haut (ce qui ne se produit que
10 % du temps), le courant est interrompu
(il est dévié par le transistor opposé, canal P), la fourniture
d'énergie est relayée par C1 qui se décharge lentement. Mais la
consommation étant ridicule, l'énergie stockée dans C1 dure plusieurs
dizaines de secondes.
- Si le compteur reste trop longtemps avec Q9 à l'état haut, C1
finit par se décharger trop. Lorsque la tension chute en-dessous de
0,9 V environ, le HC4017 perd les pédales, Q9 repasse à l'état bas
et le cycle recommence.
Si vous n'avez pas bien compris l'explication, ce n'est pas très grave.
Le montage marchera quand même.
C2 sert à filtrer les rebonds lors de la fermture de l'ILS, qui pourraient
être comptés par le HC4017. Le montage est tel que les fronts montants
sur l'entrée d'horloge restent raides (très légèrement limités par R2),
ce qui permet au HC4017 de compter correctement.
Les deux diodes zéner D1 et D2 protègent le compteur contre l'électricité
statique. Elles sont facultatives, surtout D2.
Ces préliminaires théoriques étant admis, il faut passer à la réalisation,
expliquée page suivante.
Revenir au début
http://www.teaser.fr/~mzirnheld/
