musique  son  performance  DIY  field recording  spectacle  électronique  technique  guitare  informatique




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Problèmatique:

CableTester

Imaginer un test fiable dans tous les cas de figure (coupure, court-circuit), sans retour de ligne, avec un terminal simple.

Proposition:

Tester la continuité des fils successivement par pairs (1-2, 1-3, 2-3), à travers trois LEDs.

Alternative:

Utiliser un microcontrôleur: on peut imaginer un pont de résistances ou de diodes à la place des LEDs sur le terminal, et lire (LEDs témoins ou affichage digital) instantanément le résultat. Plus smooth et trendy, par contre la consommation et considérable par rapport aux quelques mA du schéma proposé.

Spécifications:

  • 9V (batterie)
  • <20mA

Schéma:

CableTesterSchematic

Matériel:

 QTY  What? Schematic
1  R 100K R1
1  R 15K R2
1  R 82K R3
3  R 1K8 R4 R5 R6
3  R 82Ω R7 R8 R9
1  R 470Ω R10
1  R 12K R11
     
3  C 10n ceramic C1 C3 C4
1  C 22µ electrolytic C2
1  C 1µ electrolytic C5
     
3  LEDs Green D1 D2 D3
4  Diode (4148, or whatever) D4 D6 D8 D10
3  Zener Diode 5.1V D5 D7 D9
1  LED D10
     
3  Transistors NPN BC547 (or any 100mA) Q1 Q3 Q5
4  Transistors PNP BC557 (or any 100mA) Q2 Q4 Q6 Q7
     
1  CD4017 U1
1  (LM)555 U2
     
~  XLR m/f, TRS Jack Sockets, or any 3p. connector you want to test J1 J2 (or more)
     
1  Switch DP3T SW1
1  Push Button SW2
1  9V Batt connector BT1
     
2  Enclosures  
~  Veroboard, battery holder, ...  

Montage:

Pas très compliqué, facilement réalisable sur veroboard.
J'ai mis le négatif sur l'interrupteur, puis au châssis comme masse du circuit, et le positif directement sur le circuit. Par contre les masses des connecteurs de test ne doivent pas être au châssis, veillez à ce qu'ils soient isolés! J'ai ajouté un switch près du XLR qui permet de basculer le test de la masse sur pin 1 au cylindre du connecteur. La plupart des connecteurs boîtier ont deux broches séparées.
J'ai utilisé du côté circuit un XLR mâle et un hybride femelle/Jack TRS (3 pôles).
Du côté des LEDs, dans un souci de miniaturisation, juste un Jack TRS, et un adaptateur en Y avec des XLR femelle et mâle.

Principe:

Vous pouvez passer cette étape et souder les composants, je ne suis pas vexé. Sinon:

Le circuit est basé sur un CD4017B, un compteur de Johnson de la série 4000. Son fonctionnement est très simple: à chaque coup d'horloge (ici en flanc montant), le compteur s'incrémente et les sorties passent à l'état 1 séquentiellement. Les trois premières sorties (Q0-Q2) sont dirigées vers les trois fils du câble par un circuit de contrôle des LEDs, la quatrième (Q3) est un temps mort, et enfin la cinquième (Q4) est dirigée vers le RESET, ce qui force la remise à zéro.

Le 4017 est activé soit manuellement à l'aide du bouton poussoir, soit automatiquement avec un NE555, un double switch ON-OFF-ON (DP3T) permet de passer de l'arrêt aux deux modes. Le 555 est monté en simple oscillateur, cadencé à ~2Hz sur le schéma, on peut également réaliser une version réglable avec un potentiomètre et une résistance de pour garder un seuil.

Le bouton poussoir passe par un filtre RC anti-rebond.

Il s'agit maintenant de comprendre ce qui se passe pour les LEDs. Le schéma suivant est plus clair:

--

Ce montage en triangle implique que chaque borne doit pouvoir agir tour à tour comme source de tension puis comme absorbeur de courant. C'est une des raisons du buffer push-pull.

Je n'ai jamais bien compris ce que pouvait délivrer/absorber un 40XX. Apparemment 10mA pour un CD4017B (B comme buffer). Mais comme la tension doit être parfaitement contrôlée, et qu'on peut vouloir des LEDs un peu plus vives, le montage à deux transistor s'impose.

La tension d'alimentation étant de 9V pour les deux ICs, la sortie sera elle aussi de 9V. A l'état haut, la tension chute sur les deux diodes et se retrouve à la base du transistor à

UZ + UDIODE = 5.1 + 0.6 = 5.7V

Le PNP étant polarisé en direct, il ne conduit pas et peut être ignoré. Le NPN est polarisé en suiveur de tension et l'on retrouve donc à son émetteur

UB - UBE = 5.7 - 0.6 = 5.1V

Si au contraire l'état est bas, c'est le PNP qui devient le suiveur de tension, à

0.6V: UE = UB + UBE = 0 + 0.6V

Le petit courant de la base est absorbé par la sortie du 4017 à travers la résistance, les diodes pouvant être ignorées.

A présent que se passe-t'il lorsque la sortie A est à l'état 1? 5.1V se retrouvent à l'anode de D1, mais il y a 0.6V à sa cathode, soit une tension de 4.5V sur la ligne résistance-D1-résistance. La diode verte a un seuil de conduction à 2.1V, par conséquent elle brille. Les trois résistances équivalent à la moitié de la résistance nécessaires pour un courant entre 10 et 15mA à travers la LED, puisque le courant passe à travers deux d'entre-elles.
Et qu'en est-t'il de D2? Évidemment, étant polarisé en inverse (A+/C-), rien ne se passe. La plupart des LEDs ont une tension inverse admissible de 5V, une des raisons du choix de 4.5V, elle n'est ainsi pas détruite.
Et enfin D3: si 2.1V restent sur D1, il ne reste plus à la borne de R3 que (4.5 - 2.1) / 2 = 1.2V, insuffisant pour passer à travers D3.

Ainsi, si la continuité du câble est bonne et qu'il ne présente pas de court-circuit, les trois LEDs s'allument successivement:

  LED A LED B LED C
1  1  0  0
2  0  1  0
3  0  0  1

Voyons les tables de vérité dans le cas où un fil est coupé:

1 est coupé: rien n'arrive sur 1 au premier pas. Au deuxième, 4.5V sur 2 allume normalement la led B. Lorsque 4.5V arrivent sur 3, comme un est coupé, le courrant passe à travers C et A et les allume à moitié:

1 cut LED A LED B LED C
1  0  0  0
2  0  1  0
3 1/2  0 1/2

Et pour 2 et 3:

2 cut LED A LED B LED C
1 1/2  1/2 0
2 0  0 0
3 0  0 1
3 cut LED A LED B LED C
1 1 0 0
2 0 1/2 1/2
3 0 0 0

 

CC 2018-2024 raphael raccuia