jeudi 18 août 2011

Réalisation d' Avertisseur optique d'appels téléphoniques


Parfois, la sonnerie du téléphone dérange. C'est vrai lorsque l'on regarde une émission intéressante, qu'on effectue un travail demandant de la concentration ou, plus simplement, lors de la lecture de son courrier ou quotidien. Il est pourtant difficilement envisageable de couper cette sonnerie étant donné qu'à partir de cet instant on devient... injoignable !

Ce montage résout favorablement le problème. La sonnerie du téléphone pourra être supprimée, ce qui n'empêchera aucunement d'être ^averti d'un appel grâce à 'émission de flashs intenses pouvant même être aperçus de loin. Cette solution peut également convenir si le téléphone se trouve placé dans une ambiance bruyante, telle celle régnant, par exemple, dans un atelier.


Principe :

Le montage est sensible aux signaux caractéristiques d'un appel. Ces derniers sont prélevés de la ligne téléphonique. Après un traitement approprié, ils déclenchent une émission périodique d'éclats au niveau d'une
lampe stroboscopique. Les éclats persistent pendant toute la durée de l'appel. Ils cessent lorsque l'on décroche le combiné. Sur la plupart des téléphones, il est possible de réduire, voire de supprimer la sonnerie. Ce sont les éclats lumineux qui se substituent à elle.


Fonctionnement :

Alimentation :
L'énergie provient du secteur 230 V par l'intermédiaire d'un couplage capacitif. Lors d'une alternance que
nous désignons « positive » (par convention), la capacité C11 se charge à travers R2. Par la même occasion, la capacité C1 se charge par l'intermédiaire de D8. Le potentiel est systématiquement écrêté à 12 V, par la diode zéner DZ (figure 1). Lorsque l'alternance suivante « négative» (toujours par convention) se
produit, la capacité C11 peut se décharger par R2 et la diode D7. Cette décharge de C11, d'ailleurs suivie
d'une charge en sens opposé, la rend ainsi apte à affronter l'alternance « positive » ultérieure et ainsi de suite.
En revanche, C1 ne peut se décharger vers l'amont étant donné le blocage réalisé par D8. En définitive, sur l'armature positive de C1, on relève une tension légèrement ondulée de l'ordre de 12 V. Ce potentiel est ensuite appliqué à l'entrée d'un régulateur 7809 dont le rôle consiste à délivrer sur sa sortie
une tension continue et stabilisée à 9 V. La capacité C2 apporte un complément de filtrage, tandis que C8 fait office de capacité de découplage. L'illumination de la led verte L1, dont le courant est limité par R15, signalise la mise sous tension du montage, ainsi que le fonctionnement correct de l'alimentation. La résistance R17 décharge C11 lorsque l'on déconnecte le montage, ceci afin d'éviter que les armatures de cette capacité ne restent chargées et ne risquent de provoquer de bien désagréables secousses à l'amateur imprudent venant à les toucher


Détection des signaux d'appel :

Le potentiel continu mesurable sur une ligne téléphonique au repos est de l'ordre de 50 V. Lorsque l'on décroche le combiné, celui-ci est compris entre 10 et 20 V. Un signal d'appel se traduit par un potentiel variable et de forme sinusoïdale, à une fréquence de 50 Hz, dont les « minima » sont à 0 V et les « maxima» à 100 V. Cette tension variable est acheminée, par l'intermédiaire de C4, sur l'un des deux enroulements secondaires de 6 V d'un transformateur dont l'enroulement primaire de 230 V est inutilisé. Sur l'autre enroulement de 6 V, on recueille alors un potentiel variable de 50 Hz, mais non sinusoïdal, étant donné la faible capacité de C4 et se caractérisant par des crêtes de 2 à 5 V.


Traitement du signal d'appel:

Le circuit intégré référencé IC1 renferme deux amplificateurs opérationnels. L'entrée « inverseuse » de l'amplificateur (I) reçoit les signaux en provenance de l'enroulement de 6 V du transformateur, via C6 et R3.
L'entrée « non inverseuse » est soumise au demi-potentiel d'alimentation grâce au pont diviseur que forment
R4 et R5. C'est donc ce potentiel qui est disponible sur la sortie S1 en l'absence de signaux.
En revanche, quand des signaux d'un appel issus de la ligne téléphonique se manifestent, on relève sur la sortie ces mêmes signaux, mais amplifiés et centrés sur la composante continue de 4,5 V. Il est possible d'en faire varier les « maxima » et les « minima » en agissant sur le curseur de l'ajustable A1. Rappelons, en effet, que dans un tel type d'amplificateur, le gain s'exprime par la relation :
                                                G = A1/R3

L'amplificateur (II) a son entrée (e-) soumise à un potentiel fixe défini par
les valeurs de R6 et R10. La valeur de ce dernier est déterminée par la relation :

u = R6/R6+R10 * 9V
Dans le cas présent : u = 6,8 V

Ainsi, tant que le potentiel issu de la sortie de l'amplificateur (I) et présenté sur l'entrée (e+) de l'amplificateur
(II) est inférieur à 6,8 V, la sortie présente un état « bas » à la tension de déchet près, soit un peu moins de 2 V. Par contre, lors des impulsions positives d'amplitude supérieure à 6,8 V et soumises à l'entrée (e+), la sortie de l'amplificateur (II) présente des
états « haut ». Les portes NOR (I) et (II) de IC2 effectuent deux inversions successives. Il en résulte le même signal que celui délivré par la sortie de l'amplificateur (II), mais avec des états « haut » et « bas » respectivement égaux à 9 V et àOV.



intégration :

Chaque front ascendant issu de la sortie de la porte NOR (I) de IC2 est pris en compte par le dispositif dérivateur que forment C7, R7 et D1. Du fait de la charge rapide de C7 à travers R7, on relève une succession de brèves impulsions positives, à une périodicité de 20 ms, sur l'entrée (13) de la bascule monostable constituée des portes NOR (III) et (IV) de IC2. Cette dernière restitue alors sur sa sortie, une suite d'états « haut », calibrés à une durée déterminée par les valeurs de R11 et de C9, consécutivement
à la relation :
                        AT = 0,7 x R11 x C9

Le lecteur pourra vérifier que la durée est d'environ 15 ms. Les états « haut » ainsi générés aboutissent
au système intégrateur formé par D2, R12, R13etC3. La capacité C3 se charge par R12, lors des états « haut » délivrés par la bascule monostable. En revanche, lors des états « bas », elle ne peut se décharger que dans R13, de valeur plus importante. Pour les états « bas » inclus entre deux états « haut » issus de la bascule, le potentiel au niveau de l'armature positive de C3 reste pratiquement égal à une valeur voisine de 9 V. Par contre, si on décroche le téléphone, les signaux d'appel cessent et, au bout de quelques secondes, le potentiel de l'armature positive de C3 passe en dessous de la barre de la demi-tension d'alimentation. En définitive, lors des signaux d'appel, les entrées réunies de la porte NOR (I) de IC3 sont soumises à un
état « haut ». Il en résulte un état « bas » sur sa sortie. La led rouge L2 s'illumine en signalisant, par la même
occasion, que le montage perçoit normalement les signaux d'appel


Base de temps des signaux optiques :

Lorsqu'un état « haut » est soumis à l'entrée (5) de la porte NOR(II) de IC3, c'est-à-dire lors des signaux d'appel, la sortie passe à l'état « bas ». Cet état « bas » peut également être obtenu volontairement en fermant l'interrupteur I. Dans les deux cas, l'oscillateur constitué des portes NOR (III) et (IV) de IC3 entre en action. Alors qu'à son état de repos, il présente sur sa sortie un état « haut » permanent, son fonctionnement aboutit à la génération d'un créneau dont la période est déterminée par la relation :



                                    T = 1,1 (2xR9+A2)

Lorsque le curseur de l'ajustable A2 est placé en position médiane, cette période est d'environ 0,2 s. On notera que le créneau n'est pas de forme carrée. En effet, la durée des états « bas » est très inférieure à
celle des états « haut ». Cela est dû au shuntage de A2 par la diode D3 quand la sortie de l'oscillateur est à
l'état « bas ».


Production des éclats lumineux :

Les éclats sont générés par une lampe stroboscopique de 30 à 40 joules. Pour fonctionner correctement, une telle lampe doit être soumise à une tension continue d'au moins égale à 300 V. Cette valeur est obtenue par la charge des capacités C12, C13 et C14 montées en parallèle, à travers R1. La charge se produit toutes les deux alternances issues du secteur 230 V. Lors des alternances non actives, la diode D5 assure le blocage nécessaire pour éviter une décharge vers le secteur. Sur les armatures positives de ces capacités, on relève un potentiel maximal U tel que :
                       U = 230VxV2





soit environ 325 V.
Une seconde réserve d'énergie, mais de taille plus modeste, fonctionne suivant le même principe. Il s'agit de la charge de C5 à travers D6 et R22. Lors des brefs états « bas » délivrés par l'oscillateur, le transistor T, de
type PNR se sature. De ce fait, il permet la circulation d'un courant, limité par R21, dans l'espace « gâchette -cathode » du thyristor THY. Ce dernier s'amorce aussitôt. Il en résulte un courant intense et ponctuel émanant de l'armature positive de C5, à travers la jonction « anode - cathode » de THY et l'un des deux enroulements de la self de déclenchement S. L'enroulement en question est celui qui comporte peu de spires par rapport au second.

En conséquence, l'impulsion de commande subit une très forte amplification en tension, ce qui amorce l'arc entre l'anode et la cathode de la lampe stroboscopique, l'énergie étant fournie par les capacités C12, C13 et C14. La lampe émet alors un éclat bref et lumineux. Ces capacités, ainsi que C5, se rechargent entre deux éclats consécutifs. Les résistances R18 et R19 déchargent les capacités pour les mêmes raisons que celles déjà évoquées au paragraphe consacré à l'alimentation.


Réalisation pratique :

Le circuit imprimé fait l'objet de la figure 2. Quant à la figure 3, elle précise l'insertion des composants.
Il convient d'apporter un soin tout à fait particulier au respect de l'orientation des composants polarisés.
Concernant la lampe stroboscopique, la cathode (borne repérée « - »), se distingue par un fond de tube en
verre métallisé brillant (photo A). Pour la self de déclenchement, il y a lieu de repérer préalablement les
deux enroulements à l'aide d'un ohmmètre. Celui qui présente la résistance la plus faible est aussi celui qui
comporte le moins de spires. Il doit être relié à la cathode du thyristor. Les réglages sont très simples. Dans
un premier temps et sans connecter le montage sur la ligne téléphonique, en fermant l'interrupteur I, on pourra régler la fréquence de déclenchement des éclats lumineux. La fréquence augmente si on tourne
le curseur dans le sens horaire.                                              
Après raccordement sur la ligne téléphonique (la polarité n'a pas d'importance), le curseur de l'ajustable A1
étant préalablement positionné à fond dans le sens antihoraire, on fera sonner le téléphone en « appelant »,
par exemple, avec un portable. En tournant progressivement le curseur de A1 dans le sens horaire, on
constatera, à un moment donné, l'illumination de la led rouge L2 et le déclenchement de la lampe stroboscopique. On tournera le curseur dans le même sens, de quelques degrés
supplémentaires, afin d'aboutir à une meilleure stabilisation du réglage. Une dernière recommandation.
Toutes les parties conductrices du montage présentent, par rapport à la terre, un potentiel de 230 V. Il est
donc strictement interdit de toucher ces parties avant d'avoir déconnecté le montage.










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