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– le sécateur Infaco –
En haut à droite, on a un adaptateur de tension (R24, D2, C2). Le système est alimenté en 48 V (batterie d’accumulateurs de 48 V), mais les divers circuits intégrés doivent être alimentés en 12 V (ALI et circuits logiques). On utilise pour cela une diode zéner de 12 V. Elle va se débrouiller pour qu’il y ait TOUJOURS 12 V à ses bornes. Le problème est « où passe la tension de différence, entre 48 V et 12 V ? » Bonne question. Si l’on câble ça :
On aura quoi en VD ? Réponse : 48 V, et un nuage de fumée, car la diode aura grillé. On met donc une résistance qui va « dissiper » les 36 V en trop, sous forme de chaleur. Le condensateur, lui, sert de réserve d’énergie, qu’il restitue lorsque le reste du circuit en a besoin.
Regardons maintenant ce qu’il se passe à partir du point C. On sort d’une porte logique, donc le point C aura une tension de 0 V ou 12 V, rien d’autre.
– Si C = 0 V. Le courant de base de T3 est très faible, et on va « l’approximer » comme nul. On aura donc en F 0 V aussi. Le transistor T3 est donc bloqué (VBE < 0,7 V) ; c’est un interrupteur ouvert. En G [vous remarquerez que j’ai évité de dire « au point G »...], on aura donc 48 V. Pourquoi ? Ben grâce à la résistance de rappel (en anglais pull-up) R5, voyons ! Schéma :
Si
T3 est un interrupteur ouvert, alors il n’y a AUCUN courant dan RR1 ;
elle ne sert à rien. Le courant de base de T1 est donc égal à
0 A, donc IR5 est aussi nul, donc pas de chute de tension. Donc,
48 V. OK ?
Et en D ? Comme C = 0 V, alors
D = 12 V ; logique, on inverse... Et en E ? ATTENTION !
Si on dit aussi que le courant de base de T2 est nul, alors en E, on a 12 V...
MAIS NON ! Non, parce que VBE ne peut pas dépasser 0,7 V.
On aura donc D = 12 V, et E = 0,7 V. Les 11,3 V
de trop sont dissipés dans RR1, sous forme de chaleur (comme pour la
zéner). Et si E = 0,7 V, ça veut dire que T2 est
PASSANT. C’est comme un interrupteur fermé, cette fois-ci. On a
donc le point H qui est court-circuité à la masse.
Ca sert à quoi ?? Là, il faut penser au sécateur tout entier : on a coupé une branche, donc la lame s’est fermée. Que devient-elle, ensuite ? Elle s’ouvre, grâce à un puissant ressort de rappel. Le moteur va donc tourner A L’ENVERS, et c’est lui qui va fournir de l’énergie ; un courant va sortir de M+, aller dans le système, passer par M- pour revenir au moteur (ici générateur). T2, une fois fermé, court-circuite ce courant. Que se passerait-il sinon ? Le courant ne pourrait pas passer dans C9 (déjà chargé), ni dans D1 (câblée en inverse), donc il remonterait dans T1, élément fragile, mais dans le mauvais sens (flèche de l’émetteur de T1 vers le bas) et le DETRUIRAIT. Nuage de fumée.
– Si
C = 12 V. En F, on aura 0,7 V (comme pour D, E et T2). T3
est donc passant ; c’est un interrupteur fermé. Un courant
va donc passer entre 48 V, R5, RR1, T3, masse. En G, on aura donc... Là,
on pourrait penser appliquer le loi du pont diviseur entre R5 et RR1, mais non.
Le système va se débrouiller pour avoir quelque chose comme 47,3 V...
Ce n’est pas magique, non, c’est simplement que T1 ne peut pas avoir
plus de 0,7 V en VEB (ici, on dit VEB et non VBE
car c’est un PNP ; VBE, c’est pour les NPN). Bref,
T1 est passant aussi. En H, on a donc 48 V : le moteur est alimenté !
Le sécateur fait son boulot : il coupe.
Et en D ? C = 12 V, donc D = 0 V.
E = 0 V (approximation de courant de base de T2 nul), donc VBE
est inférieur à 0,7 V, donc T2 est bloqué ; interrupteur
ouvert : il laisse le moteur tourner tranquillement.
Une question vient à l’esprit : pourquoi ne pas avoir alimenté un moteur 12 V (au lieu de 48), directement en C ? Plusieurs raisons :
– Un
moteur de 48 V a, à courant égal, un couple beaucoup plus
important qu’un moteur 12 V (couple » force de coupe du
sécateur ; force du moteur, quoi). On ne peut pas comparer un moteur
230 V et un moteur 1,5 V de Walkman, c’est un fait. Dans l’autre
sens, le constructeur s’est limité à 48 V car c’est
une frontière, d’un point de vue sécurité, pour éviter
l’électrocution des humains.
– On voit que T1 est un BDX34 et T3
un BC489. Avec un peu de pratique, on apprend vite qu’un BDX est un « gros »
transistor, alors qu’un BC est un « petit ». La porte
logique ne fournit qu’un très faible courant (quelques mA), alors
que le moteur a besoin de plusieurs ampères. On met alors T1 qui peut
gérer un très fort courant (» 10 A). Le problème
est qu’un « gros » transistor a besoin lui aussi
d’un courant assez fort pour commuter ; un courant encore trop fort
pour le point C. Alors on ajoute T3, un transistor qui a besoin d’un courant
très faible, et qui peut en commander un moyen. D’autre part, un
transistor inverse le signal, donc il en faut deux pour que le moteur tourne
quand C et au NL1.
Et D1 ? Et C9 ? Et R1 ? C9 est un condensateur anti-parasite. Aux bornes d’un moteur, il y a toujours un condensateur de ce type. D1 est une « diode de roue libre ». Il y en a toujours une aux bornes des éléments inductifs (= bobine : relais, moteur, électro-aimant, etc.) C’est un phénomène physique un peu compliqué à expliquer... En gros, quand le moteur tourne, un courant le traverse. Si on arrête de lui fournir de l’énergie, il continue à tourner et devient générateur, et produit un courant qui va sortir par la borne M-. Et où va ce courant ? On ne sait pas trop, mais une tension élevée va être générée et T1 va griller. En mettant une diode comme D1, on sait que le courant va passer à travers elle, et la tension sera limitée à 0,6 V (tension de seuil de la diode). La diode D1 est donc une protection qui permet au moteur de finir de tourner, sans déranger les autres composants.
R1, elle, a une valeur très faible (0,47 W). En général, une résistance de valeur très faible permet de mesurer un courant. Et si on regarde le schéma, on voit que l’on se sert du point J, et qu’il arrive sur deux comparateurs de... tension. En effet, en J, on va avoir une image du courant moteur, sous forme de tension. Si le courant moteur est de 1 A, on aura 0,47 V aux bornes de R1, donc en J (VJ = VR1 = R1 x IR1). 2 A donneront 0,94 V, 3 A donneront 1,41 V, etc.
...à suivre...
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