L'ALIMENTATION

L'électronique de la caméra Audine nécessite une alimentation symétrique de +/-15V. La consommation est de 30 mA sur la tension positive. Elle est de 10 mA sur la tension négative. L'ondulation crête à crête doit être si possible inférieure à 5 mV. Pour minimiser les bruits électroniques il est recommandé de sélectionner une alimentation de type linéaire plutôt qu'une alimentation à découpage lorsqu'il s'agit de piloter des circuits électroniques sensibles, comme ceux d'une caméra CCD.

L'alimentation requise est facile à construire, suivant un schéma classique, à partir de régulateurs de tension du type 7815 (pour la tension positive) et 7915 (pour la tension négative) et bien sûr, un transformateur, quelques capacités et des diodes de redressement.

Pourtant, il est plus simple encore de l'acheter dans le commerce où elle vous coûtera moins de 300 F. Ainsi, il n'est pas certain que la construction soit bien rentable. L'alimentation AL890N de la société ELC répond par exemple très bien au besoin. Le seul reproche que l'on peut faire à une alimentation très économique est qu'elle ne permet pas de connaître le courant consommé. C'est dommage car cette mesure dans un circuit électronique est un bon outil de diagnostic du fonctionnement (détection des court-circuits, erreurs de branchement, ...). Généralement, la mesure du courant au travers d'un vu-mètre ou d'un afficheur électroluminescent est l'apanage d'alimentations sensiblement plus coûteuses (1000 F ou plus). Mais attention, lors d'une utilisation normale d'Audine, une alimentation de laboratoire est à proscrire parce que la tension de sortie est ajustable. Une erreur de manipulation sur un bouton de réglage dans un moment d'inattention, et vous appliquez une surtension à la caméra qui peut lui être fatale. A fuir !

Quel que soit le type d'alimentation, le plus grand danger est l'inversion de la polarité. Réfléchissez toujours, avant de mettre un équipement électronique sous tension, au branchement correct des fils d'alimentation.

Un modèle d'alimentation double stabilisée de haut de gamme. De nombreux réglages sont disponibles sur la face avant. Ils constituent autant de pièges si vous faites une erreur de manipulation. Pour la survie de votre caméra, préférez un modèle à tensions fixes symétriques.

Pour l'alimentation du module Peltier, il faut une tension continue de 5V sous au moins 2.6A. L'idéal pour produire cette tension est d'utiliser une alimentation d'ordinateur. Elle est du type à découpage, ce qui n'est pas gênant lorsqu'il s'agit d'alimenter un module Peltier. Elle peut débiter un courant considérable sous 5V (20A par exemple, soit plus qu'il n'en faut). Le prix est dérisoire, parfois moins de 100 F. Il faut souligner que le dispositif de refroidissement d'Audine a été optimisé pour qu'une alimentation économique de ce type puisse être exploitée. Autre avantage important d'une alimentation de PC : elle délivre le 12V nécessaire au ventilateur chargé de refroidir le radiateur du module Peltier.
 
Attention cependant avec les modèles les plus récents des alimentations pour PC, notamment celles qui suivent la norme ATX de Intel : il n'est pas exclu qu'il faille effectuer un cablage (élémentaire) au niveau d'un bornier de l'alimentation pour qu'elle délivre effectivement un tension (ce sont des alimentations qui peuvent être coupé électroniquement). De même le +12V qui nous sert pour le ventillateur de la caméra sera succeptible de ne pas délivrer de courant que si l'alimentation n'est pas cablée correctement. Pour plus d'informations sur les alimentations au standard ATX, cliquez ici. Les alimentation dites PS/2 (ou AT), plus traditionnelles, ne posent pas ce genre de difficultés (pas trop insurmontables tout de même) et on les choisira de préférence.

Le couple idéal pour alimenter Audine. A gauche, une alimentation de PC pour le système de refroidissement Peltier. A droite, une alimentation +/-15V du commerce pour l'électronique (ELC, modèle AL890N). Il vous en coûtera 400 F pour cet ensemble. Si vous ajoutez un boîtier pour regrouper ces ingrédients ainsi que quelques connecteurs et interrupteurs, le coût global de l'alimentation d'Audine ne devrait pas dépasser 700 F.
Détail des caractéristiques d'une alimentation d'ordinateur PC. Notez que ce modèle débite jusqu'à 20A sous 5V. Il y a donc de la réserve de puissance. On trouve ce type d'alimentation chez n'importe quel assembleur de matériel informatique.

Pour distribuer la tension Peltier fournie par l'alimentation PC vers la caméra vous devez fabriquer un câble spécial équipé à l'une de ces extrémités d'un connecteur mâle à 4 points utilisé pour l'alimentation des équipements d'un ordinateur. Il s'agit d'un composant très courant que l'on trouve dans les magasins d'informatique. Ce connecteur peut être extrait d'un simple câble prolongateur pour disques durs ou CD-ROM.

Un câble prolongateur de tension. On le trouve aujourd'hui dans de nombreux magasins d'informatique et même dans les grandes surfaces. Par convention, le fil rouge transporte le +5V, le noir la masse et le jaune le +12V. Notez que le fil +5V et la masse sont parfois doublés, compte tenu des forts courants qu'ils peuvent véhiculer.
 
Le câble d'alimentation au grand complet. Les fils sortant du connecteur mâle 4 points d'alimentation d'accessoires de PC sont soudés à des brins qui transportent le courant jusqu'au connecteur DB15, lequel se branche directement à la caméra Audine. Rappelez-vous que les fils rouges correspondent au +5V, les fils noirs à la masse et le jaune au +12V.

Vous devez compléter le câblage du connecteur DB15. Jusqu'à présent les broches 1, 2 et 3 du connecteur DB15 étaient respectivement occupées par le +15V, la masse et le -15V d'alimentation des circuits électroniques. Il faut compléter ce câblage.

Détail de câblage du connecteur DB15. De droite à gauche, le +15V (en rouge), la masse électronique (en vert), le -15V (en noir), les deux fils d'alimentation positive du Peltier (en rose), les deux fils d'alimentation de la masse du module Peltier (en bleu), le +12V de l'alimentation du ventilateur.

Le schéma de câblage du connecteur DB15 pour ce qui concerne les alimentations est le suivant :
 

Broche
Tension
1
+15V (électronique)
2
Masse (électronique)
3
-15V (électronique)
4
+5V (Peltier)
5
+5V (Peltier)
6
Masse (Peltier)
7
Masse (Peltier)
8
+12V (ventilateur)
 
Le courant débité dans le module Peltier étant relativement important, et afin de réduire la chute de tension dans les fils d'alimentation, ceux-ci ont été doublés pour le 5V et la masse du Peltier. La masse du ventilateur est commune à celle du module Peltier. Enfin, notez bien que la masse électronique et la masse du Peltier sont totalement séparées.

Pour éviter les fausses manipulations il est recommandé d'intégrer l'ensemble des blocs d'alimentation (+/-15V, +5V, +12V) dans un seul boîtier. La prise DB15 d'alimentation d'Audine est alors reproduite sur la face avant du boîtier, ce qui évite de se poser des questions métaphysiques sur l'ordre de branchement des fils.

Exemple de face avant d'un boîtier d'alimentation d'Audine. On profite de ce boîtier pour ajouter des vu-mètres pour le contrôle des courants (électronique et Peltier), la mesure de température, etc.
 
Exemple de boîtier prototype contenant à la fois l'alimentation AL890N et l'alimentation PC. Des vu-mètres permettent de contrôler les courants consommés ainsi que la température du CCD. Outre que ce type de boîtier évite d'avoir des fils qui trainent partout, il sécurise l'usage de la caméra en interdisant les inversions de polarité (vous devez simplement fabriquer un câble qui part du connecteur DB15 de la caméra et qui se brancher sur un connecteur similaire situé sur une face du boîtier d'alimentation).
Le schéma électrique de l'alimentation précédente (conception Thierry Maciaszek).
Une alimentation Audine particulièrement compacte et fonctionnelle réalisée par Raymond David. Elle aussi intégre le module AL890N et une bloc PC, mais dans les deux cas, les boîtiers d'origine ont été elliminés, ce qui a permis de gagner pas mal en compacité. Remarquez l'affichage intégré de la température du CCD.