Encore une alimentation pour postes batteries ?
Celle-ci m'a été commandée par Pascal : elle est universelle (ou presque !), elle doit permettre d'alimenter à peu près n'importe quel poste TSF européen ou américain.
Elle fournit donc :

- une tension de chauffage comprise entre 1,1 et 6,3V sous une intensité maximale de 3A. Seules les valeurs normalisées sont disponibles.
- 3 "hautes" tensions pour les anodes et écrans qui permettent d'alimenter des postes dont les alimentations HT sont séparées (anodes, grilles écrans ....).
- un des générateurs est limité à 100mA, le second à 50mA et le dernier à 25mA. Cela veut dire qu'au-delà de ces intensités, les tensions maximales disponibles sont limitées.
Le courant total débité par les 3 générateurs est limité à 300mA. Au-delà de cette valeur, le générateur HT disjoncte. Un bouton-poussoir permer de réarmer le générateur.
- 3 tensions négatives de polarisation.

L'appareil se branche sur le secteur 230V muni d'une prise de terre. Celle-ci est accessible en face avant et permet de connecter n'importe quel pôle de l'alimentation à la terre.
Le générateur de chauffage est flottant, cela veut dire qu'on peut choisir son pôle relié au pôle moins (0V) du génrateur HT-polarisation.
Un milliampèremètre permet de mesurer le courant débité par les 3 sources HT et la source de chauffage.


Voici le schéma général de cette alimentation :


Schéma de principe de l'appareil (cliquez pour télécharger le PDF)

Boitier


J'ai choisi d'utiliser un coffret d'Atwater Kent modèle 30 :


Le coffret d'un AK30

Ce coffret est vide : ses composants m'ont servi pour les différentes réalisations par exemple, le Breadboard AK10C
Mais il est complet :


L'accastillage est présent




Il reste juste le châssis nu




Ce châssis forme une cornière sur laquelle je pourrai fixer des éléments


Transformateur


Evidemment, ce transfo est spécifique. Pas moyen d'en trouver un dans le commerce ... alors le mieux est de le bobiner
Tel quel, je ne peux pas le fixer sur le châssis, je dois inverser une des cornières :


Cornière à retourner

ainsi, le transfo peut se monter sur le châssis :



Et l'ensemble passe bien dans l'ouverture du coffret, et une fois à l'intérieur, le transfo repose bien sur la planche du fond :



Ceci étant vérifié, pour la suite de la construction, il faut déposer le transfo qui sera remonté au bon moment ....


Milliampèremètre


Bien sûr, je n'ai pas le bon modèle ... J'ai un modèle qui est prévu pour 100mA, donc ça c'est bien, mais je veux aussi un calibre 5A pour pouvoir mesurer le courant de chauffage qui peut atteindre 3A.
Autrement dit, non seulement il faut un shunt différent, mais aussi une échelle supplémentaire au cadran. De plus, il n'est pas judicieux de commuter des shunts avec des commutateurs "moyens". Le mieux est donc d'avoir des shunts pour chaque générateur dont on veut mesurer le courant débité, et commuter le milliampèremètre sur le bon shunt
Bref, il faut que je démonte le milli :



Que j'imprime un nouveau cadran, du moins juste les échelles car j'ai conservé les graduations :






Collage des nouvelles échelles

J'en profite pour virer le shunt interne :



Et je remonte le milli :



Ainsi, l'échelle noire correspondra à la mesure des courants débités par les 3 sources de HT, et l'échelle bleue au courant débité par la source BT de chauffage.
J'ai mesuré ce nouveau milliampèremètre : sensibilité = 6,67mA / résistance interne = 10 ohms
Il faudra bien entendu refaire 3 shunts de 100mA, donc identiques à celui que j'ai enlevé, et un 4° shunt de 5A ....


Autres composants


Pour le reste des composants, il me faut déjà préparer ceux qui vont se monter sur la face avant, puisque je suis obligé de commencer par cette étape.
Une fois cette face avant équipée, je pourrai procéder au câblage général.
Voici les composants qui seront montés sur la face avant :


On reconnait le milliampèremètre que je viens de préparer ...

préparation mécanique


La face avant d'origine comporte des trous qui ne sont évidemment pas à la bonne place et il faut aussi en ajouter pas mal ...
Comme d'habitude, j'ai fait un plan de perçage qui vu les dimensions de la face avant, ne tient pas du tout sur une seule feuille A4 !
Je l'ai fait en 3 morceaux : Partie gauche / Partie centrale / Partie droite

Une fois les 3 parties imprimées, je les ai scotchées sur la face avant pour pointer les axes des trous afin de les percer :



Une fois les trous percés, il faut maintenant boucher ceux qui ne servent à rien :


Pose d'adhésif sur la face intérieure des trous à boucher




Vue de la face externe : on voit bien les trous à boucher (entouré : les 2 seuls trous à ne pas boucher, mais situés trop près de trous à boucher, j'ai prolongé le scotch)

Il suffit maintenant de couler de la résine polyester :


Il faut en mettre plus, afin de pouvoir poncer ...

Une fois la résine prise, on enlève le scotch :



Car il faut maintenant couler les renforts qui vont consolider l'ensemble :


On fait des petits boudins de pâte à modeler pour contenir la résine...




... on coule la résine

Une fois cette seconde coulée de résine prise, on enlève les boudins :


Il faut poncer un peu, et meuler près du trou non bouché pour pouvoir y installer un commutateur ...




Vue de l'avant, c'est parfait !


Décoration


Passons maintenant à la peinture ... j'ai choisi un vert martelé qui fait vraiment "appareil industriel" ...
Puis il faut faire des cadrans signalétiques. Je vais les faire en papier que je collerai.


Les 14 cadrans à découper (cliquez pour le PDF)

Une fois découpés, je les ai posés simplement sur la face avant fraichement peinte pour voir le rendu :


Pas mal, non ?

Et maintenant, l'opération la plus délicate. Il faut coller un à un les cadrans, en veillant à bien les orienter et cadrer ...


J'utilise du vernis colle

et voici ce que ça donne :


ça rend bien ...

Il n'y a plus qu'à installer tous les composants :

Le principe est de câbler le plus possible de composants (par exemple toutes les zeners) et de préparer des torons pour faciliter le câblage vers les circuits qui seront installés sur le châssis.

C'est parti avec les zeners sur les 3 commutateurs KB1, KB2, KB3 :


Câblage des commutateurs du générateur "B"

Il faut bien faire attention, il y a des 5,1V et des 10V !
Puis on continue avec les potards PC1, PC2 et PC3 :


Câblage des potentiomètres du générateur "C"

Notez le gros fil de cuivre : c'est le "0V". Les sorties C1, C2 et C3 sont câblées directement sur les douilles bananes :



Puis le commutateur KA ainsi que les fils de sortie "A" :



Les sorties "B" et leurs condensateurs directement sur les douilles :



Le milliampèremètre et son commutateur KI :



La LED et le bouton de réarmement du disjoncteur KR :



L'interrupteur général, le fusible et la douille de terre :



Et voilà la face avant câblée :

Préparation mécanique du châssis :


Le reste des circuits sont câblés sur 2 planchettes de bois fixées au châssis; il faut d'abord fixer le transfo secteur :


Le châssis est meulé au niveau des trous de fixation du transfo pour ménager la prise de contact de terre

Le transfo est boulonné; une cosse à souder est insérée pour faire la prise de terre :



Puis les 2 planchettes (160x90) sont vissées au châssis :




Voilà ce que ça donne :


Il y a pas mal de fils à câbler ....

C'est parti pour le câblage général ....

Générateur "A" :




Le pont de diodes (entouré en jaune) et le connecteur secteur (entouré en rouge)
Le connecteur secteur a été positionné ainsi pour faciliter la sortie du câble par un des trous du coffret.
Les fils (jaunes) du primaire du transfo ont été rallongés par des gris et retenus par une joue du transfo que j'ai percée pour les faire passer :


En rouge : raccords des fils

Le circuit LM350K est monté sur un radiateur et le circuit du disjoncteur est câblé sur une petite plaquette isolante :


En bas, le radiateur du LM350K. En haut, le circuit du disjoncteur. Le relais d'intensité (entouré en noir) et le contact NF du relais (en bleu) ne sont pas encore câblés

Les 2 éléments sont (provisoirement) montés sur la planchette surélevée par des entretoises :


Notez les 2 boulons sur lesquels le shunt de mesure sera installé

Mais avant, on vérifie le fonctionnement du régulateur et c'est : OK !
Ensuite, je confectionne le shunt :


Je l'ai fait en fil de 6/10, et j'ai ajusté sa longueur pour que le milliampèremètre indique la même valeur qu'un ampèremètre branché dnas le même circuit




Le shunt installé. 1 : sortie du LM350K, 2 : vers la douille de sortie, 3 : les 2 fils vers le milliampèremètre (plus exactement vers le commutateur !)

Une fois réglé, l'ampèremètre de tableau est étalonné :



Enfin, pour protéger mécaniquement ce shunt, je l'ai noyé dans de la résine :


Le shunt définitivement installé


Générateur "C" :


Là, c'est nettement plus simple, tout est presque déjà câblé, il y a juste le redresseur à monter :


Le redresseur "C" prend peu de place sur la seconde planchette ...

Générateur "B" :


Et c'est tant mieux, car là, ça prend déjà plus d'espace :


Les 3 générateurs "B1, B2, B3"
Entourés en bleu, des straps provisoires qui remplacent les shunts de mesure. Le strap jaune (flèches noires) remplace le contact du relais de disjonction.

Une fois vérifié le bon fonctionnement, on continue le câblage par les shunts de mesure et les fils allant au commutateur KI :


Les shunts de mesure font 0,67 ohm (1,2 ohm en // avec 1,5)

Une vue rapprochée montrant les 5 zeners du côté de la masse de la chaine de diodes :




Disjoncteur :


Il ne reste que le relais d'intensité à réaliser. J'ai bobiné 70 spires de fil de 0,315 sur un mandrin de 16 mm de long (sur 4 mm de diamètre).
Evidemment, j'ai du le régler en enlevant progressivement des spires pour que le disjoncteur déclenche vers 200 mA. Une fois réglé, le l'ai noyé également dans de la résine :


Le moule a été fait avec ... de la pâte à modeler !

Le voici installé sur la plaquette du disjoncteur :



La bobine d'intensité est câblée en série avec le contact repos du relais et l'ensemble remplace le strap jaune :


Le strap jaune remplacé par 2 fils ... jaunes aussi (flèches) qui vont à la plaquette disjoncteur

Une vue d'ensemble sur laquelle on voit le cheminement de ces 2 fils jaunes :



Voilà, le châssis est entièrement câblé :

Sur les Arwater Kent des premières années, comme d'ailleurs en Europe, les coffrets des récepteurs étaient en bois massif. Celui-ci est en acajou.
La mode de l'époque était de teinter foncé à très foncé, ce qui au bout du compte cachait la veinure du bois ... dommage.
Comme j'ai peint la face avant en vert, je pense que le rendu sera bien si je retrouve la teinte naturelle de l'acajou (rouge), quitte à teinter légèrement.

Bref, il faut d'abord décaper, puis poncer, puis teinter. Voici quelques photos :




Le boitier poncé "à blanc"

Pour arriver à ce stade, j'ai décapé le vernis à l'aide d'un gel spécial de décapage, puis j'ai poncé au grain 80 puis 120. Bien entendu, j'avais déposé l'accastillage (charnières, pantographe)

L'intérieur peut être peint d'une couleur foncée :



L'intérieur peint en noir




L'extérieur verni, une couche d'acajou clair

Ponçage, seconde couche :



Coffret verni !

Il faut remonter l'accastillage :


Charnières reposées




Les charnières doivent être réglées de façon à avoir un espace minimal entre le couvercle et la traverse avant




Insertion et fixation du châssis. J'ai utilisé des vis à bois en laiton, c'est plus classe ...




Ne pas oublier les patins en feutre ...




Vue intérieure




Raccordement du câble secteur au bornier (entouré en rouge). Le câble est arrêté par un Rilsan (en jaune)

Et pour finir, vue de l'avant :

Pour les lecteurs intéressés, voici quelques explications du fonctionnement électronique de cette alimentation ...
J'ai découpé le schéma général en plusieurs fonctions que je vais détailler.




Adaptation secteur et redressement

Le transfo T1 est alimenté par le secteur et délivre des tensions secondaires suffisantes pour alimenter les circuits stabilisateurs et régulateur.
S1 délivre environ 220V afin qu'après redressement double alternance (D1...D4) on obtienne une tension continue B0 de l'ordre de 300V
S2 délivre environ 40V qui, une fois redressés par une seule diode D9, une tension négative par rapport au 0V de l'ordre de -50V
S3 délivre une tension de l'ordre de 9V qui une fois redressée par le pont de diodes D5...D8, une tension continue de l'ordre de 12V qui sert à la fois au régulateur "A" et au disjoncteur.
A noter que les tensions +B0 et -C0 ont une référence "0V" commune, alors que la tension +A0 est flottante. Ceci est rendu nécessaire par l'existence de postes batteries dont celle de chauffage est positive par rapport au 0V des hautes tensions, ou au contraire négative.
Ainsi, le fait d'avoir un générateur +A0 flottant permettra d'alimenter les 2 sortes de postes, mais obligera donc de connecter au "0V" HT soit le +A, soit le -A.





Régulateur basse tension intégré "A"

Pas la peine de réinventer l'eau tiède : il existe des circuits intégrés qui délivrent sous 3A une tension variable, dépendante du rapport de 2 résistances montées en pont.
L'entrée de U1 est le +A0, donc environ 12V, le pont de résistances est formé de R3 et de la résistance équivalente à la mise en série de 0 à 7 résistances, commutées par le KA.
En sortie de U1 on trouve un shunt SH2 qui sert de prise de mesure d'intensité pour l'indicateur de tableau. Enfin ,on trouve en parallèle sur la sortie 2 condensateurs qui permettent d'offrir une impédance très faible aux éventuels résidus HF issus du poste alimenté.





Stabilisateurs haute tension B1 et B2, circuit du milliampèremètre

Le coeur du montage est une chaine de diodes zeners alimentées par +B0 qui stabilise la tension totale à 240V, qui est le maximum que cette alimentation peut fournir. La chaine est formée de diodes de 5,1V et de 10V, permettant d'avoir les tensions normalisées (de l'époque)
Les commutateurs KB1 et KB2 permettent de choisir une tension parmi 10 proposées pour chacun des commutateurs. Cette tension est appliquée après un petit filtrage (RC) à la base d'un montage Darlington permettant de ne pas charger la chaine de diodes.
La tension de sortie de T4 "suit" la tension de base de T4 (donc le commun de KA) à 1,2V près. Ce qui n'est pas très grave et de toute façon plus ou moins compensé par le "0,1V" en trop à chaque diode zener de 5,1V ...
En sortie on trouve également un shunt sur chacune des sorties, shunt qui sert de mesure d'intensité (SH3, SH4). Sh5 est le shunt de sortie du générateur B3 qu'on va voir juste après.
Le milliampèremtre est connecté sur un des 4 shunts suivant sa position (SH2 est le shunt de mesure du courant du générateur "A")
Ajoutons aussi la présence des résistances R19...R21 qui limitent la tension de sortie de chaque générateur lorsque l'intensité dépasse le seuil maximal prévu (100mA pour B1, 50 mA pour B2 et 25 mA pour B1).
Enfin, on trouve en sortie des condensateurs de réduction d'impédance ...





Stabilisateur haute tension B3, stabilisateurs tension de polarisation C1, C2 et C3

On voit le 3° commutateur KB3 du 3° générateur "B3", identique aux 2 autres (à part les prises sur la chaine de diodes). Les 3 générateurs sont donc dédiés à alimenter différents circuits du poste comme expliqué dans les caractéristiques.
Pour les tensions de polarisation, on retrouve le même principe, sauf que, la variation est continue et on fait appel non pas à des commutateurs, mais à des potentiomètres.
Pour le reste, rien de particulier, à part peut-être la présence de résistances série R16...R18 qui limitent le courant que débiterait les potentiomètres en cas de court-circuit des sorties !





Disjoncteur

Ce circuit coupe l'alimentation +B0 si le courant total débité par cette alimentation dépasse 200mA. Cela veut dire qu'on a 2 sécurités : la limitation de courant sur chaque générateur B et une limitation totale.
Le coeur du montage est le shunt SH1 qui forme avec l'ILS IL1 un relais d'intensité. Lorsque celle-ci qui parcourt la bobine dépasse une valeur, l'ILS se ferme, alimentant la bobine du relais mémoire RL1. En effet, dès que celui-ci colle le contact K1 auto-entretient le collage.
Le relais reste alors collé, le contact K2 s'ouvre, l'alimentation +B0 est coupée, donc l'élément extérieur qui consommait trop n'est plus alimenté.
Une fois qu'on a résolu le problème de surintensité, on peut réarmer le disjoncteur en appuyant sur KR, ouvrant le circuit de la bobine du relais qui décolle, rétablissant le contact K2 et par conséquent l'alim +B0.

Ainsi, ce dispositif permet de protéger l'alimentation (et le récepteur) dans le cas d'un court-circuit interne du récepteur ou d'un élément trop consommateur. Il protége aussi le milliampèremètre des envois en butée de l'aiguille ....

Pour finir, voici le schéma avec les valeurs des composants