Alimentations stabilisées avec régulateurs fixes

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Le Meccano électronique a présenté depuis sa naissance des circuits d´alimentation à base du célèbre circuit “317” : on s´en est servi pour des alims variables, bien sûr, mais aussi pour des alim à sortie fixe. Pourquoi ? Parce que ça nous évite de faire des stocks de composants divers, le 317 fait tout. Et ensuite parce que le 317 fait tout mieux que les autres !
Pourtant, il faut tout de même présenter les frères du 317 : les régulateurs trois pattes à tension de sortie fixe. Car ils sont répandus et permettent quand même des montages moins chargés.
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Le schéma est presque le même, mais il est allégé des résistances de réglage de tension de sortie. Le pont de diodes D1-D4 peut être discret (4 vraies diodes) ou intégré (pont moulé). C1 sera soudé au plus près du régulateur ainsi que C2 [note 1] et c3 [note 2]. Dans l´idéal il faudrait aussi que tout ce qui arrive à la masse (les 3  condos et le pied du 7805) soit soudé au même point...

Après le condensateur, un composant à trois “pattes” (entrée, sortie, masse) chargé de maintenir la tension à une valeur fixe et constante quelle que soit la charge. Ce régulateur assure aussi lui-même sa protection contre tous les ennuis possibles, dont les surchauffes et courts-circuits : quand on lui demande trop d´efforts, il s´arrête et se repose ! Il est très répandu et utilisé à toutes les sauces, c´est le 7805. Ici, la tension fixe est réglée définitivement à 5 volts.
Pour une autre tension de sortie (Usortie) que 5 volts, on utilisera des 7812 (12 volts), des 7809 (9 volts), etc. Pour une tension négative (régulateur câblé dans la boucle de retour vers la masse), utiliser les 7905, 7509, 7912, etc.
Le régulateur “consomme” 3 volts pour fonctionner normalement : donc pour trouver 5 volts en sortie avec un 7505, il faudra un minimum de 8 volts en entrée ! De plus la tension d´entrée ne doit pas être supérieure à une trentaine de volts (voir ce chiffre exact avec votre vendeur). Plus la différence (tension entrée moins tension sortie) est grande, plus le régulateur chauffe...
Dans un montage où la différence entrée-sortie n´est pas égale à 3 volts, on utilisera un régulateur à bas déchet ; dès lors il suffira de moins d´un volt supplémentaire en entrée. Par exemple, un LM2940, fait fonctionner un PIC (qui exige 5 volts) avec une batterie de 6 volts !
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Les 78xx (en argot, xx remplace les deux chiffres de la tension) sont dispo en plusieurs modèles, selon la puissance, le courant maximal. Les petis boîtiers ( tout à droite) tolèrent 100 milliampères, ce qui souvent suffisant pour de l´électronique (logique plus un ou deux relais).
Les gros boîtiers genre TO220 ont leur partie plastique au-dessus et leur partie tout métal au-dessous. Ils seront utilisés tel quel mais pour pouvoir tirer le maximum du 78xx, vous les visserez sur le métal d´un refroidisseur*. Le courant maximum sera de 1 à 1,5 ampère (ce qui est énorme en électronique).

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Diodes, condensateurs : voir la page alim020. Régulateurs 78xx ou 79xx ou LM2940, boîtier plastique ou métal, radiateur...
Pour le prix, le courant, la puissance maximale, le schéma des pattes : voir avec votre vendeur, car il existe plusieurs fabricants, plusieurs implantations...
Pour le transfo, on utilisera la sortie “accessoires” d´un transfo de train électrique, ou bien sa sortie “traction” avec le bouton de vitesse tourné au maximum. Ci-contre récupération d´un transfo pour éclairage halogène basse tension (12 volts et 20 VA ou 1,5 ampère, valeurs minimales — ces valeurs sont gravées dessus).
Si jamais on dispose d´une alimentation traction (donc continue) de train, qui soit inutilisée et récupérable, la bloquer par son potentiomètre à la valeur maximale et ajouter le schéma suivant pour stabiliser la tension à 5 volts ; on a laissé une diode D1 de secours au cas où se tromperait lors du branchement ...
Pour alimenter une partie de montage sous 5 volts (par exemple un PIC12F675, dont vous avez noté la naissance dans notre rubrique Pictrain !) alors que vous avez tout le reste alimenté par notre montage habituel (“alim020”) à 317 sous 12 volts, il suffira d´un tout petit 7805 et de tout petits condensateurs “embarqués” directement sur la mini-carte du PIC...
1. Notez que deux condensateurs en parallèle sont inutiles en théorie, puisqu´ils additionnent leurs valeur, ce qui ne sert ici à rien (la valeur de C1 est minuscule par rapport à celle de C2). Ils sont là car, en pratique, le petit se charge de lisser les fréquences élevées (parasites), le gros se chargeant du ronflement 50 Hz du secteur.
2. Ce dernier condensateur C3 sert de "réservoir" pour pallier des courtes pointes de consommation par le montage alimenté. Si le montage en question possède déjà ce composant (toutes les cartes à 555 en ont un, par exemple), on s'en passera ici.

Note. — Les mots marqués d´un astérisque (*) seront expliqués dans le “P´tit dictionnaire du Meccano électronique”.
Bibl. : 307c-120. — Descr. : alim, 78xx, 79xx, transfo, alim020, alim025, alimfixe
Jidé
30.03.2007
Ptitrain, l´e-magazine du train éclectique. — Directeur de la publication : Christophe Franchini.
Rédacteur en chef : Jean-Denis Rondinet