Consacrer un gros chapitre pour l’un des circuits les plus rudimentaires, et faisant partie des ajouts à la version « de luxe » de surcroit peut sembler exagéré. Pourtant, la simplicité n’est qu’apparente. Durant les essais à plusieurs reprises le dispositif a été se bloquer mécaniquement, la validation ayant révélé un problème potentiel sérieux.
♦ DANGER important pour le matériel.
ATTENTION : Si le Switch local, ou le bouton de déclenchement manuel d’une fonction LECTURE est maintenu enfoncé, l’inversion de mouvement ne se produit pas et le mécanisme va écraser le capteur de la butée pour détecter « B« , ou sur le pion du barillet se trouvant sous la tête d’ÉCRITURE. Il faut impérativement n’actionner ce déclenchement que par une courte impulsion. Hors, le bouton pour déclencher manuellement une LECTURE situé sur le tableau de maîtrise n’est en rien différent des autres commandes. Pour l’ÉCRITURE ou la rotation du carrousel, l’opérateur peut naturellement laisser le bouton appuyé en continu. Inexorablement il risque de faire pareil avec la commande LECTURE et va générer une panne sur la machine. Aussi, il importe de prévoir impérativement une parade pour protéger les éléments mécaniques.
♦ Chronométrage et « constante de temps ».
Mesurer un intervalle de temps dans les années 1940 passait par l’usage de ce que les électriciens nomment « un circuit différenciateur« . L’idée de base est caricaturée sur la Fig.29 avec le fonctionnement d’un tel circuit supposant une logique positive pour BPL le bouton poussoir de LECTURE, ainsi qu’un contexte initial « au repos ». L’opérateur clique un court instant pour déclencher une lecture en mode manuel. Durant tout le temps d’appui, le condensateur C se charge et la tension aux bornes augmente progressivement comme montré sur la Fig.30 présentant l’évolution temporelle. Plus les valeurs de C et de R seront importantes, plus il faudra du temps pour atteindre le Seuil Critique SC de basculement à l’état « 1 » en sortie du circuit. Pour rappel, ce signal de déclenchement de la séquence de LECTURE se fait en parallèle à celui qui sera fourni par lHORLOGE en mode programmé activé par AUTOM.
En A le branchement direct de BPL sur la ligne de déclenchement de séquence provoque un état « 0 » tant que l’opérateur ne libère pas le bouton. En moins de deux secondes le mécanisme se retrouve en situation de blocage mécanique. Analysons maintenant sur la Fig.30 le cas de la solution adoptée en B. Le but de la résistance R consiste à décharger le condensateur assez rapidement pour que l’on puisse enchaîner librement des LECTURES en mode manuel. Si l’appui sur BPL est de courte durée, le temps T1 de charge du condensateur C est bien trop court pour que la séquence soit entièrement réalisée. Le Moteur n’effectuera qu’une partie de son travail et l’angle balayé sera insuffisant pour aboutir à une lecture. Il suffit dans ce cas de cliquer à nouveau sur BPL pour achever le processus. Dès que le poussoir est libéré, le condensateur se décharge dans la résistance R en une durée T2. Si l’opérateur laisse enfoncé le bouton poussoir, la tension aux bornes du condensateur, arrive au seuil critique SC et étant au potentiel de +12V le condensateur ne se charge plus. Comme il n’y a plus de courant qui le traverse, l’impulsion de déclenchement s’achève, et la tension en sortie du dispositif redevient égale à +12V stabilisé. Tout l’art de calibrer la temporisation critique consiste à choisir judicieusement la valeur de C et celle de R. Pour le mode MANUEL cet ajustement est moins critique que pour le fonctionnement en AUTOM. En effet, si la durée est limite en durée, certaines lectures ne seront pas achevées et ce sera catastrophique. Pire, si la durée est un fifrelin trop longue, la tête de LECTURE ira se bloquer mécaniquement sur la palette d’écriture de l’unité du HAUT. La machine sera bloquée mécaniquement avec tous les inconvénients qui en découlent.
Noter au passage que la constante de temps d’un circuit R / C, en simplifiant outrageusement, représente la durée pour laquelle la tension aux bornes du condensateur atteindra 63% de la tension d’alimentation de la branche électrique concernée. Pour mémoire, la valeur de cette constante de temps se calcule simplement par le produit de C fois R. Hors les valeurs de C, particularité liée aux technologies, restent forcément faibles exprimées en Farads, ce qui impose dans ce domaine l’utilisation du millionième de Farad soit le représentant µ pour 10 puissance -6. Naturellement nous pourrions effectuer de savants calculs pour déterminer ces deux valeurs critiques. Dans la pratique, il s’avère bien plus rapide de tester diverses combinaisons avec des composants disponibles dans les tiroirs. Les valeurs retenues doivent aboutir à l’impulsion la plus longue possible pour achever la LECTURE, mais surtout atteindre le seuil critique SC juste avant le blocage mécanique.
On remarque sur la Fig.30 que les durées T2 et T4 pour la décharge sont plus courtes que celle pour la charge du condensateur C. Ce n’est qu’une façon générale de représenter le circuit R / C, sachant que dans notre cas particulier les deux durées sont voisines.
♦ Le circuit de sécurité pour la LECTURE en mode MANUEL.
Suite à de nombreuses combinaisons testée pour aboutir à un compromis fiable, au final la valeur adoptée pour le condensateur C est de 470µF avec une tension de service de 25V. Choisir une tension de service élevée ne peut qu’être favorable à la longévité et à la fiabilité de ce composant. Quand à la valeur de la résistance R une 470Ω convient parfaitement. Ces deux composants sont de valeurs standards très courantes et vraiment faciles à approvisionner.
Comme pour le prototype je désirais avancer, j’ai opté pour l’utilisation d’un condensateur de facture ancienne, c’est à dire exagérément volumineux. Ce type de composant, comme on va le voir pour la protection ΔT en mode AUTOM, est actuellement bien plus modeste en volume occupé sur le petit circuit imprimé dédié. Ce condensateur ainsi que la résistance R ont été ajoutés tardivement sur le petit circuit imprimé sur lequel sont logées les deux résistances de 4,7Ω qui limitent les appels de courant sur le moteur de LECTURE. (Voir la fiche nommée Circuits de la fonction LECTURE. (1/4).)
Le dessin du circuit imprimé ainsi que les explications associées est donné sur la mini-fiche au format A6 qui est nommée Sécurité en LECTURE manuelle.
La Fig.31 ainsi que la Fig.32 présentent deux vues plongeantes sur ce tout petit morceau de circuit prévu pour le prototypage. Sur ces images on voit que le pont sur le connecteur HE14 jaune est un « Strap » à languette. C’est un luxe dont on peut se passer, et lui substituer un mini pont moins onéreux. Sur la vue de dessus de la Fig.33 A on retrouve en 2 le pont qui met en série les deux résistances 3 de 4,7Ω. En enlevant ce pont le moteur M4L est mis hors circuit, ce qui peut s’avérer utile en opérations de maintenance, et surtout lors de la mise au point de la machine. C’est par le HE14 jaune 4 que ces deux résistances sont mises en série avec la ligne qui alimente le moteur M4L. Le HE14 bleu 1 directement en contact avec le pole positif du condensateur va vers la ligne de déclenchement de la séquence de LECTURE. Enfin, le HE14 jaune 5 est pour son compte soudé au pôle négatif du 470µF et se connecte au bouton poussoir de LECTURE manuelle situé sur la Face Avant de la machine. C’est surtout la Fig.33 B qui montre comment le condensateur C en 6 et sa résistance de décharge R en 7 ont été ajoutés en « surcharge » sur le dos du petit circuit imprimé qui jouxte sur la poutre transversale le module de LECTURE. On peut vérifier sur cette photographie que le 470µF d’un autre temps est bien plus volumineux que les modèles actuels … encore que si l’on compare aux condensateurs des années 1940 il est proprement miniature ! Prendre garde au fait que dans la zone Z la proximité des liaisons est importante, il faudra veiller à ce qu’il n’y ait pas de contact électrique interdit.
Ouvrons un peu tardivement une autre parenthèse. Sur la Fig.24 du schéma de la fonction LECTURE, est à peine mentionnée la présence des deux résistances de 4,7Ω servant à limiter les pics d’intensité à l’inversion du sens de rotation de M4L. Ces dernières ont été ajoutées par la suite sur un petit circuit imprimé supplémentaire à part décrit en détails ci-avant. En effet, les pics de courants étaient vraiment importants et estimés préjudiciable à la longévité du moteur. L’alimentation en outre subit ainsi de biens moindres chutes de tensions inévitables car il ne faut pas oublier la présence permanente de la résistance de 1Ω qui sert à mesurer l’intensité consommée. Si par exemple le transitoire se gave de 2A, la courte chute de tension fait 2V. Bien que non impliquée par la mesure de tension qui se fait directement sur la sortie du bloc secteur, un ΔV est parfaitement accusée par le galvanomètre du tableau de maîtrise.
En résumé, le dessin du circuit imprimé proposé dans les fiches est mis à jour, mais il n’a pas été reconditionné pour éviter ce tassement peu esthétique des résistances. Il a toutefois le mérite d’exister et a fait ses preuves. Il est possible que pour vous les valeurs de R et de C soudées en « gigogne » n’auront pas les mêmes valeurs, et il faudra les déterminer expérimentalement.
♦ LECTURE en mode manuel.
D’un point de vue logique, le schéma de la Fig.24 n’est pas tout à fait complet. En effet, le bouton poussoir qui permet de déclencher en mode manuel une séquence de lecture depuis le tableau de maîtrise semble fonctionnel en toutes circonstances. Hors il ne faut surtout pas l’activer quand un programme sera en cours de traitement. C’est la raison pour laquelle le coté « froid » de cet élément n’ira pas directement à GND, mais comme le montre la Fig.34 présentée ici, il sera relié coté MANUEL sur l’Inverseur de sélection du mode actif.
♦ Dernière minute.
N’importe quel projet engendre des « pannes de jeunesse », c’est à dire des aléas qui surgissent lors des premières heures de fonctionnement. (Composants déficients … problème de conception.) Le pire des cas pour un technicien réside dans les pannes aléatoires qui ne se produisent qu’épisodiquement. Un tel cas s’est présenté sur les unités de d’écriture. Parfois, celle du bas ne revenait pas en position dégagée car le relais R10MR décrochait inopinément. Une solution radicale consiste à ajouter le condensateur C de 100µF de la Fig.5 donné en fiche Circuits de la fonction ÉCRITURE. Ces explications arrivent tardivement car le didacticiel est rédigé au fur et à mesure du développement de ce projet un peu fou. Cependant rassurez-vous, les schémas et les dessins des circuits imprimés sur les fiches ont tous été complétés. C’est du reste le cas pour tous les documents, chaque fois que la découverte d’un problème impose une parade. (Et des problèmes corrigés et passé sous silence pour alléger la narration, il y en a eu un grand nombre.) Noter au passage que cette mesure n’est plus forcément indispensable, car après avoir effectué cette modification est par la suite venu s’ajouter la modification de la Fig.33 apportant une amélioration sensible au fonctionnement de l’ensemble. La tension peut descendre jusqu’à 10Vcc sans que le module de LECTURE ne soit perturbé, mis à part la lenteur du mouvement qui en résulte. Cette observation garanti un fonctionnement fiable lorsque le bloc secteur fournira 12V nominal.
La suite est ici : 06) Schéma de la fonction ÉCRITURE en mode MANUEL..
