Réparation d’une sonde de courant HP 456A

Le 18 novembre 202318 novembre 2023

Lorsque j’ai vu une sonde de courant alternatif HP 456A sur ePay je n’ai pu me retenir d’y trouver une grande utilité. Il s’agit d’une sonde et d’un amplificateur, produisant une tension alternative proportionnelle au courant alternatif passant à travers la sonde. La sortie est de 1mV/mA, et le niveau de bruit est de 0,1mA. Le courant maximal mesuré est de 1A voir 1,5A en pics. Le tout est sorti fin 1960.

1960-07 Télécharger

Pour de faibles courant HP indique qu’il est possible de faire plusieurs tours dans la pince, le courant étant ainsi multiplié par le nombre de tours :

Cet appareil est alimenté soit par deux piles au mercure, soit par un module d’alimentation secteur optionnel. Bien entendu ces piles, de 60 ans d’âge, sont maintenant introuvables, et si elles sont restées dans les appareils ont du couler, ce qui était bien le cas dans mon exemplaire.

J’ai choisi d’abandonner l’idée d’alimenter l’amplificateur via des batteries ou des piles et j’ai donc du réaliser un circuit d’alimentation. Un petit transfo 18V DC est utilisé, suivi par un régulateur 7812 rehaussé par deux diodes 1N4148 pour obtenir 13.3V. Un 79L05 sert alors à produire une tension de 8.4V intermédiaire. Cela donne donc +5V et -8.4V relativement à la sortie du 79L05.

Concernant la partie amplificateur, le condensateur électrolytique C6 étant fuyard il à été remplacé, les résistances ont été vérifiées et étaient toujours dans leur tolérances. Le schéma est par contre mauvais : R7 est indiquée comme 300 mais fais 3.3K, R8 indiquée à 270 fais en réalité 2.7K, et enfin C2 à 680µF sur mon circuit au lieu de 200µF sur le schéma.

Cependant après quelques minutes de fonctionnement, la sortie à montré des signes de défauts avec une tension continue proche de 4V au lieu de 1V attendus. En re-testant les composants, j’ai constaté que C3 était devenu très fuyard (12 Ohms…). Par chance, les bobines de la sonde n’ont pas été abîmées par la tension continue présente à leurs bornes.

Une fois C2 et C3 remplacés par un condensateur unique de 1000µF 25V que j’avais en stock, les mesures sont bonnes !

Un dernier détail à modifier, le connecteur de sortie. C’est une sortie banane mâle encapuchonnée dans un étui métallique. Cela conviens bien aux anciens appareils HP cependant pour une utilisation pratique j’ai préféré modifier cette connectique pour une fiche BNC.

Le connecteur original remplacé par une BNC

L’alimentation réalisée rapidement, j’ai déjà fais mieux …

Pour tester la sonde avec divers appareils, j’ai assemblé rapidement une prise secteur mâle à une femelle en laissant une belle boucle sur l’un des conducteurs.

L’adaptateur pour mesurer des courants secteurs

Et en guise de charge, quoi de mieux qu’un bon vieil Apple II Europlus sous EDI Logo !

Vérifications avec une sonde moderne : 164.5mA (1mV/10mA)

Remise en état d’un robot Pierron

Le 10 octobre 202311 octobre 2023

J’ai eu la chance durant mes années de primaire d’utiliser la tortue Promobile de Jeulin avec le langage LOGO sur un Apple II. Je n’ai pas la chance d’en avoir trouvé une à un prix abordable mais je me suis procuré un robot Pierron assez similaire dans son principe : deux roues motorisés et un crayon qui peut se relever.

Le robot vue de dessus

Le robot vue de dessous

J’ai eu la déception cependant de constater que la carte électronique avait été bidouillée, et son microcontrôleur retiré. Je n’ai pas réussi à identifier le type de microcontrôleur qui était utilisé. J’ai par contre compris comment fonctionnait la carte de contrôle, et la présence de straps m’a permis d’interfacer un Arduino en lieu et place du µC original.

La carte de contrôle sans son microprocesseur

L’Arduino connecté à la carte de contrôle

La carte est alimentée en 12V et dispose d’un régulateur 5V. Seuls 6 signaux sont utilisés pour piloter le robot par l’Arduino. Pour chaque moteur un signal indique le sens, un autre provoque un pas. Deux sorties supplémentaires sont commandés par deux autres signaux tout ou rien. L’un est connecté au solénoïde du crayon, l’autre était connecté à un électro-aimant. Lorsque j’ai reçu le robot, ces six signaux et l’es deux al’alimentation avaient été pontés sur un connecteur DIN à 8 broches passablement abîmé qui sera changé pour un connecteur DIN 6 broches neuf.

Durant le développement du firmware de l’Arduino j’utilise le port USB, mais à terme je préfère implémenter une liaison série RS232 pour communiquer avec l’Arduino.

La communication ainsi que l’alimentation se font au travers d’un cordon ombilical à 6 broches : 4 pour la liaison série, et 1 pour l’alimentation. Le cordon est composé de deux câbles, l’un blindé à 4 fils en AWG 28, le second non blindé à 2 fils en AWG 22 : le robot consomme presque 10W (0,8A à 12V).

Il à été assez simple de trouver le nombre de pas par centimètre : 20 ainsi que le nombre de pas pour faire une rotation d’un degré : 4. Le crayon se trouve au cente de rotation, pour tourner il faut que les deux moteurs soient dans des sens opposés et effectuent le même nombre de pas. Il y à donc deux sens de rotation possibles.

Avec ces informations, la première version du programme permettait d’avancer ou de reculer d’une certaine distance, de tourner à droite ou à gauche d’un certain angle, de lever et baisser le crayon.

Je me suis attaqué au tracé de cercles et d’arcs. Deux approches étaient possibles, soit faire varier la fréquence des pas de chaque moteur indépendamment, soit effectuer de petits trajets pour s’approcher d’un cercle. J’ai opté pour la seconde solution pour son coté géométrique.

Imaginons que l’on souhaite réduire un arc de 90 degrés à 1 segment, le robot va devoir tourner de 45 degrés, avancer, et tourner à nouveau de 45 degrés.
Avec deux segments le robot devra tourner de 22,5 degrés, avancer, tourner de de 45 degrés, avancer, et enfin tourner à nouveau de 22,5 degrés.
Avec trois segments cela donne tourner de 15 degrés, avancer, tourner de 30 degrés, avancer, tourner de 30 degrés, avancer, puis tourner de 15 degrés.

On constate donc que deux valeurs d’angles sont à calculer, l’angle de départ et d’arrivée que j’appellerai A0, et l’angle à effectuer entre les segments que j’appellerai An. Pour N segments d’un angle A la formule est :

A0 = A/2N
An = A/N

Les longueurs L des segments pour un cercle de rayon R se calculent ensuite avec la formule :

L = R / sin((180-An)/2) * sin(An)

Avec ces données, la fonction « arc » deviens réalisable avec les primitives de déplacement déjà codées, mais le nombre de segments pouvant être important il à fallu revoir l’architecture du programme de manière à mettre en place un buffer de déplacements ainsi qu’un fonctionnement par interruptions.

Voici le code actuel de l’Arduino :

ArduinoTortue Télécharger

Prochaines étapes : faire la plaquette avec le MAX232, gérer les signaux RTC/CTS, puis enfin le pilotage en LOGO depuis un Apple II !

Réparation d’un HP 3490A

Le 15 août 202316 août 2023

Le HP 3490A est un multimètre numérique à 5 chiffres et demi mis sur le marché en Août 1972. Il mesure les tensions continues et alternatives, ainsi que les résistances. Il dispose d’une sélection automatique du calibre, et est capable de 5 lectures par secondes. Sa spécificité à l’époque était qu’il était capable de s’auto tester.

Il est à l’honneur dans le HP Journal d’Aout 1972 :

HPJ-1972-08 Télécharger

Je l’ai reçu en bon état cosmétique mais avec un souci d’affichage, ce qui était bien montré sur les photos de la vente :

Le diagnostic : un seul afficheur fonctionne, plusieurs points décimaux sont présents, et le chiffre affiché change régulièrement :

En shuntant les fiches bananes le chiffre se stabilise aux alentours de zéro, et l’indicateur de polarité change entre les +xxx0 et les -xxx9, cela me fais suspecter un souci d’affichage.

Mauvaise surprise cependant, ce multimètre ne dispose ni de la carte Ohms ni de la carte AC. Si elles ont été cannibalisées suite au défaut d’affichage il est dommage de ne pas les avoir remplacé par les cartes défectueuses. Sans ces deux cartes je ne pourrai mesurer que des tensions continues avec cet appareil…

Le manuel de service correspondant à mon appareil se trouve aisément sur la toile, et ses schémas sont lisibles :

HP3490A-1211A Télécharger

Les tensions d’alimentation sont toutes dans les tolérances cependant trois condensateurs suspects sont changés. Intéressons nous donc à l’affichage …

Le schéma de la carte d’affichage en une page

Ce qu’il se passe à priori sur cette carte c’est que le circuit U1/R1/C2 génère une horloge (TP1) servant de source au compteur 4 bits U2 dont les trois bits de poids forts (Q1, Q2, Q3) sont décodés par U5 pour sélectionner un des afficheurs BCD (N1…N6).

La gestion des points est faite par les circuits logiques U3, U6, U7 et la gestion de la polarité par U3, U7, U8. U4 et U10 semblent servir à désactiver le dernier digit en combinaison avec l’option sample/hold qui n’est pas présente dans mon unité.

Toutes les connexions à cette cartes sont effectuées par un connecteur plutôt large, il est aisé d’y connecter un analyseur logique et d’en capturer une trace :

Les chiffres affichés sur le digit allumé au moment de la capture étaient 5 et 9 comme décodé en bas de la trace. La plupart des signaux semblent corrects, hormis les signaux SCAN A, SCAN B et SCAN C qui semblent n’avoir aucune activité. Les trois lignes à zéro sélectionnent via U5 le seul digit fonctionnel.

Confirmation à l’oscilloscope :

Sonde jaune sur TP1, Sonde turquoise sur SCAN A

Ce n’est guère mieux, aucun signal sur SCAN A n’apparaît, U2 semble ne plus compter.

Il s’agit donc d’un 74161N, je n’ai pas ce composant sous la main mais je dispose de la version « LS » qui devrait être compatible. Le déssoudage de A3U2 ne pose pas de problème et un 74LS161 est inséré à sa place :

Après avoir laissé le multimètre branché un moment, plusieurs essais montrent que le calibrage semble meilleur que celui que je pourrai faire, inutile donc de toucher aux réglages.

Radio Télétype : mise en rack et test

Le 4 mars 20234 mars 2023

Ne trouvant aucune information sur les capacités de l’alimentation télétype, j’ai tenté d’y connecter des résistances de puissance pour vérifier son comportement en charge. D’après les mesures, la connexion du télétype directement dessus est possible.

Les premiers essais ne furent que très peu concluants : ma machine n’ayant jamais été connectée à un autre appareil, son timing n’était pas du tout réglé correctement. Et ma seule source de test étant les signaux radio météo, dont la réception varie, l’alignement approximatif s’est annoncé laborieux, d’autant plus l’ensemble radio et le Télétype n’étaient pas dans la même pièce. Après deux mois passés sur la table de salon, il était temps de regrouper les équipements et les installer près du Télétype.

J’ai opté pour un rack en métal de 16U, prévu pour du matériel audio. Seuls 14U sont utilisés pour l’instant :

7 pour le récepteur radio
3 pour l’alimentation télétype
4 pour le convertisseur shift.

La disposition n’est pas finale, je pense remonter les deux éléments du bas et mettre dans les 2U restants un transformateur 110V et un filtre secteur. En face arrière j’attends un bandeau multiprises et un bandeau pour connecteurs jack 6.35 afin d’accéder facilement aux signal audio et à la boucle de courant.

La réception n’est pas fameuse, même une fois tous les équipements regroupés, j’ai sous estimé les difficultés à aligner en même temps le télétype, le convertisseur shift, et la radio. Cela se fais petit à petit selon les moments disponibles et la qualité de réception radio.

Cependant, l’ensemble est maintenant connecté et proche de l’alignement :

Alignement en cours (attention, vidéo bruyante)

On vois bien quelques bribes correspondant au bulletin météo attendu, mais on vois bien aussi qu’il subsiste pas mal de réglages à peaufiner…

Radio Télétype : mise en route

Le 8 janvier 20238 janvier 2023

Après étude des schémas et des câbles existants, j’ai pu déterminer comment refaire les câbles qui avaient mal vieillis ou semblaient inadaptés. La terre à été connectée aux châssis et les condensateurs entre les phases et les chassis retirés. J’ai également vérifié les condensateurs de filtrages, les fusibles, les tubes : tous en bon état, presque …

La seule mauvaise surprise à été le tube cathodique DG7/6 : il était complètement brûlé au centre, je l’ai changé par un tube NOS de 1963 :

L’emballage du tube DG7/6 de remplacement

Branchements

Comme expliqué dans l’article précédent, il est impératif de ne brancher les prises d’alimentation que lorsque tous les câbles sont verrouillés à leurs connecteurs respectifs, sans quoi le secteur et/ou de la haute tension pourraient être accessibles au doigts sur certains connecteurs. Les barrettes de sélection de la tension secteur sont également des points dangereux.

Commençons par le Récepteur Radio, utilisé seul deux connecteurs sont à faire : l’alimentation et l’antenne (ici, une Mini-Whip) :

Alimentation secteur en J9 et antenne en J16. Un cache à été placé sur le sélecteur de tension.

Afin de connecter le Convertisseur Shift il faudra une sortie du signal BF, on trouve cette sortie sur la radio en J11 :

Cable sortie signal BF vers Jack 6.35mm vers connecteur J1 du convertisseur

Le Convertisseur aura également besoin d’une alimentation en J3 :

Le bloc Alimentation Télétype fais office de « central téléphonique » en fournissant du courant dans la ligne télégraphique, il n’a pas la capacité d’alimenter le matériel à proprement parler. Ce bloc n’a même pas la capacité de s’alimenter lui même en réalité, il reçois la haute tension et le courant de chauffage des tubes du Convertisseur Shift via un câble spécifique (connecteur J2 de chaque coté). Il est dommage que ce bloc ne comporte pas un auto-transformateur pour alimenter le Télétype en 110V. Un câble coaxial pour le signal relie également les deux appareils.

L’accouplement du Convertisseur Shift et de l’Alimentation Télétype

La sortie Ligne Télétype s’effectue par un connecteur Jack 6.35mm, un Jack de court-circuit permettant de fermer la ligne pour la lecture du courant sur l’appareil sera utilisé :

Sortie Ligne Télétype, et le Jack de court-circuit

Mise en route

En commençant par le Récepteur Radio, j’ai alimenté chacun des appareils individuellement sans le connecter aux autres. Globalement tout à fonctionné du premier coup, mais de nombreux potentiomètres et interrupteurs ont eu besoin d’un bon nettoyage pour arriver à un fonctionnement correct.

Connexion et allumage du Convertisseur Shift :

Le convertisseur shift lorsque la radio est calée sur DDH9

En réception correcte

Sur le tube cathodique on observe deux lignes plus ou moins distinctes : plus elle sont fines et éloignées, plus la qualité de réception est bonne.

J’ai relié le Convertisseur à un générateur HP 3310A afin d’en mesurer la réponse :

J’ai trouvé grosso modo trois fréquences intéressantes :

Vers 1850Hz , la trace est au plus à gauche de l’écran, en dessous, son amplitude diminue

Vers 2590Hz, la trace est au centre de l’écran, et le relais télégraphique change de position

Vers 2950Hz la trace est au plus à droite de l’écran, au delà, son amplitude diminue

L’amplitude du signal à peu d’impact sur la trace, ce qui me semble être signe d’une bonne sensibilité. La fréquence centrale de 2500Hz environ est cohérente avec le réglage du récepteur, en effet, pour obtenir de belles traces, le BFO est réglé à +2500Hz.

Le réglage du shift ne semble pas changer grand chose, ni à l’affichage, ni au point de bascule du relais. Il est possible que cet organe ait été déconnecté à un moment donné, ou qu’une panne soit présente. En l’absence de documentation de l’appareil je ne suis pas certain de ce qui devrait se passer…

J’ai ensuite connecté la Sortie Ligne Télétpye. Afin de lire une tension avec l’oscilloscope j’ai substitué le Jack de court-circuit par une résistance de puissance (J’ai choisi 1K 5W).

En réception correcte

Les oscillogrammes obtenus :

On distingue bien le protocole de communication attendu sur l’oscillogramme, à savoir un blanc entre deux caractères d’au moins 1,5 bit, un bit de Start, suivi de huit bits de données, puis à nouveau un blanc de 1,5 bit.

Le code binaire du caractère est ici 10101 soit 0x15 ce qui représente le caractère « Y ».

La tension de sortie se situe à 48V ce qui donne 48mA dans la résistance de 1K (soit 2,3W). Je ne sais pas si cette liaison est destinée à alimenter directement à l’électro-aimant de l’imprimante, ou s’il est prévu d’utiliser un relais télégraphique.

D’après ce que j’ai mesuré sur mon Télétype cela doit suffire à alimenter l’électro-aimant pour peu que l’alimentation débite assez rapidement du courant lors des changement d’état, mais il serait mal venu de griller le relais télégraphique ou le ballast, ces pièces étant devenus très rares.

Radio Télétype

Le 3 janvier 20238 janvier 2023

En 2019 j’avais pu acquérir un Télétype Model 15 qui s’est avéré complet et fonctionnel après restauration. Il s’agissait d’un appareil américain ayant appartenu après guerre à l’armée française.

C’est un appareil de communication, seul il est donc peu représentatif de l’usage qui en a été fait. Au sein de l’armée ils étaient souvent utilisés via transmission radio, cela s’appelle le RTTY (pour Radio TeleTYpe). Les stations pouvaient être soit en réception uniquement soit en émission et réception.

Au hasard d’une recherche sur le bon coin je suis tombé sur une annonce, à une centaine de klilomètres, pour une radio AME RR-10A accompagnée de deux appareils non identifiés dans l’annonce :

Cependant les plaques signalétiques étaient photographiées :

On a donc un récepteur radio, un « convertisseur shift » et une « alimentation télétype ».

Il s’agit des trois éléments nécessaires pour obtenir une station de réception RTTY : la radio reçoit les signaux, le convertisseur shift transpose les deux tonalités en deux états de ligne (« travail » et « repos », comme indiqué sur l’interrupteur de l’appareil), enfin l’alimentation qui génère, à partir des deux états de ligne, la boucle de courant servant à alimenter l’électro-aimant de l’imprimante du télétype (50 à 60mA sous une centaine de volts).

La radio semble documentée, son manuel de service est disponible sur le site http://www.tm-ww2.com/, en revanche aucune trace des deux autres appareils sur la toile. Qu’importe, je me dois de préserver ce matériel qui, même s’il est de 1955, sera parfait pour accompagner mon Télétype de 1943.

Après quelques heures de route l’ensemble arrive à la maison, c’est l’heure d’une inspection détaillée : hormis de la poussière, tout semble en place, les tubes sont en bon état, et cerise sur le gâteau, tous les connecteurs utiles sont présents !

Les schémas des deux appareils inconnus sont sur une plaque signalétique :

Les schémas de la radio sont dans la documentation technique, mais on trouve sur internet sa version B :

Il s’agit d’appareils dangereux : certains câbles secteurs se terminent par des connecteurs mâles, il est donc possible de toucher les deux conducteurs en même temps. Un autre connecteur identique transporte de la haute tension. Il faudra veiller à ne jamais débrancher ces câbles sans en avoir vérifié chaque extrémité…

Un connecteur secteur particulièrement dangereux

Autre problème avec les câbles : leur isolant à séché et est cassant, on aperçoit les conducteurs par endroit.

Enfin, aucun des câbles secteurs n’a de connexion à la terre. Le châssis est relié au point milieu de deux condensateurs connectés entre les bornes du secteur. Ce type de montage peut s’avérer dangereux si l’un ou les deux condensateurs développent des fuites de courant. Par chance tous les connecteurs d’alimentation disposent d’une broche inutilisée, la modification pourra se faire sans altération des connecteurs.

Prochaine étape, la mise en route …

Réparation d’un voltmètre HP 419A

Le 7 août 20227 août 2022

J’ai trouvé sur la baie un Hewlett Packard 419A DC Null Voltmeter. Il s’agit d’un voltmètre analogique à zéro central, pouvant mesurer des tensions continues positives et négatives, de 3µV à 1000V pleine échelle. Une source de tension interne permet de mesurer des tensions par comparaison ce qui rend théoriquement son impédance infinie dans ce mode. Il peut également mesurer des courants continus de 30pA à 30nA. Il aurait été mis sur le marché en 1965.

Ce modèle était utilisé en interne chez HP pour calibrer les voltmètres et comparer les références de tensions.

Le chapitre 5 de la note d’application 69 « Which DC Voltmeter » évoque son utilisation dans le laboratoire de calibrage de HP :

an_69

Principe de fonctionnement

Il était à l’époque plus simple de construire un amplificateur alternatif qu’un amplificateur continu : la construction des amplificateurs en composants discrets engendre des tensions d’offsets et donc des erreurs de mesure en continu, qui sont annulées en alternatif. C’est pourquoi le 419A utilise un hacheur optique.

Le hacheur est un bloc plein au sein duquel deux néons éclairent chacun deux photo-résistances alternativement. Cela forme un modulateur continu vers alternatif et un démodulateur alternatif vers continu.

État de l’appareil

Le vendeur avait indiqué « S’allume mais ne mesure pas ». Cet appareil disposant de batteries qui servent au filtrage de l’alimentation ainsi que d’une pile pour la référence interne de tension, il est sujet aux coulures de batteries. Un autre problème récurrent sur cette série d’appareils est l’usure de néons du hacheur optique qui ne se déclenchent plus alternativement.

Une fois le colis ouvert, pas de doutes, les batteries ont coulé, et une fois l’appareil sous tension, pas de doutes non plus, l’aiguille file à droite hors échelle, le hacheur ne fonctionne probablement pas …

Un test rapide des condensateurs de la carte principale révèle que les électrolytiques sont en piteux état, leur résistance en continu descends pour certains à 20k …

Réparations

Pour les coulures une seule solution : retirer les composants abîmés, nettoyer, neutraliser toute trace d’oxydant, réparer les composants/pistes.

Pour les condensateurs, pas de mystère un changement s’impose :

La carte A4 avec ses condensateurs changés

Le problème des néons à déjà été résolu de deux manières différentes :

Dabbledoo Electronics utilise un circuit auxiliaire qui pallie à l’usure des néons
Mr Carlson remplace les néons par des LEDs

La solution de Mr Carlson, l’emploi de LEDs, me plaît beaucoup plus que de conserver des néons. Contrairement à lui, je dispose de la plaquette d’origine pour implanter deux LEDs « Super bright » en lieu et place des néons. Il est nécessaire de rendre les LEDs diffusantes en les ponçant légèrement. Pour les alimenter en avec un Arduino en 5V, les résistances de 20K doivent êtres changées pour des résistances de 100 ohms, et on peut ponter l’emplacement des diodes.

Pressé de vérifier le fonctionnement du chopper, j’ai câblé un Arduino Uno pour faire clignoter les LEDs et vérifier si l’appareil montrait des signes de vie. L’alimentation étant démontée j’ai alimenté, à l’aide de mon alimentation HP 6237B, le voltmètre en +13/-13 et l’Arduino en +5V.

Le programme de l’Arduino Uno est simplissime la seule contrainte étant sur les timings que l’on trouve dans le Service Manual, Figure 5-4, page 23. On y constate qu’un cycle complet fais 6ms, soit 166Hz, et qu’un cycle comporte l’allumage de chacun des deux néons avec une pause entre deux allumages. Ce qui amène à des pauses de 1ms et des temps d’allumages de 2ms.

Ayant monté les LEDs à l’envers, j’ai du inverser les sorties.

Premiers essais :

Les résultats sont prometteurs, il reste à nettoyer les contacts du sélecteur de calibre, refaire une alimentation car les accus utilisés sont introuvables, remplacer la pile qui sert de référence pour le null, et empêcher la dégradation du cadran qui commence à se décoller.

Manuel de service

HP_419A_DC_Null_Voltmeter Télécharger

Une autre version, moins propre mais plus récente :

419A Télécharger

Le code de l’Arduino Uno

const int LED_0 = 8;
const int LED_1 = 9;

// Service Manual, Figure 5-4, page 23 :
// DELAY_ON + DELAY_OFF + DELAY_ON + DELAY_OFF = 6ms => 166Hz 

const int DELAY_ON = 2;
const int DELAY_OFF = 1;

void setup() {
  pinMode(LED_0, OUTPUT);
  pinMode(LED_1, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_0, 1);
  digitalWrite(LED_1, 1);
  delay(DELAY_OFF);
  digitalWrite(LED_0, 1);
  digitalWrite(LED_1, 0);
  delay(DELAY_ON);
  digitalWrite(LED_0, 1);
  digitalWrite(LED_1, 1);
  delay(DELAY_OFF);
  digitalWrite(LED_0, 0);
  digitalWrite(LED_1, 1);
  delay(DELAY_ON);
}

Démontage du Metrix TX909A

Le 6 février 20226 février 2022

Le tiroir

Comme évoqué dans l’article précédent, le Métrix TX909A est doté de tiroirs. L’interconnexion entre le tiroir et l’appareil se fait via un connecteur 25 broches :

Coté tiroir, ce n’est pas le circuit imprimé qui sert de connecteur mais un connecteur soudé et riveté sur le circuit imprimé :

La partie bleue s’enlève aisément en dévissant deux vis sur le dessous du tiroir et laisse apparaître le circuit, qui comporte deux diodes et des résistances. Le support 14 broches se retire et est monté sur un support 16 broches, un détrompeur empêche d’insérer le support du mauvais coté :

L’appareil

Le démontage se fait en retirant les deux cotés noirs ainsi que le fusible. Derrière la partie plastique de gauche, le châssis comporte des éléments de l’alimentation :

L’appareil comporte plus d’électronique que ce que j’imaginais. Deux cartes reliées par des fils soudés, le clavier de sélection de fonction, un transformateur. Le galvanomètre reste attaché au dessus du châssis.

Testeur d’amplificateurs opérationnels

Le 4 février 20224 février 2022

Description générale

Je me suis procuré un Metrix TX-909A. C’est un appareil permettant le branchement de différents tiroirs pour tester des composants. À priori deux types de tiroirs sont supportés au vu de la sérigraphie :

des tiroirs pour tester les amplificateurs opérationnels (AOP)
des tiroirs pour tester les régulateurs de tension

L’appareil que j’ai eu dispose d’un tiroir permettant de tester des µA709C. C’est un AOP assez ancien et plus très courant. Il existe en différents boitiers, le plus grand étant un 14 broches, ce qui correspond à la taille du support du tiroir. Il existe d’autres AOP qui ont un brochage équivalent à la version 8 broches du 709.

Le TX-909A comporte pour ses sorties un assez grand galvanomètre à zéro central et une sortie BNC en face arrière. Les entrées sont un interrupteur rouge permettant la mise en marche, 6 sélecteurs de fonctions (5 blancs et un noir), et un bouton noir permettant la mesure du gain.

Les mesures permises par ce testeur (avec ce tiroir) sont :

le courant entrant par Vcc+ (sélecteur en position 1, I+)
le courant sortant de Vcc- (sélecteur en position 2, I-)
la tension d’offset de l’AOP (sélecteur en position 3, Voffset)
le courant d’entrée de l’entrée non inverseuse 4, V+ (sélecteur en position I1)
le courant d’entrée de l’entrée inverseuse 5, V- (sélecteur en position I2)
et enfin, le gain de l’AOP (sélecteur en position 6, Mémoire, puis appui sur le bouton 7, G)
l’amplificateur opérationnel semble être alimenté en +15V/-15V

Le tiroir ne comporte aucun organe de commande, simplement un support 14 broches qui semble de très bonne qualité. L’insertion se fait absolument sans force, mais contrairement a un support ZIF, il n’y a pas de levier de blocage.

Le marquage inférieur du galvanomètre en % (de -150% à +150%) se réfère à l’indication sous le sélecteur de fonction, ainsi en position I+, une indication de 100% équivaut à -6,7mA. De même, en position Voffset une indication à 100% équivaut à 7,5mV.

Le marquage supérieur du galvanomètre est sans unité car il mesure le gain de l’AOP, il part de 5×10^2 et se terminé à 10^6. Cela correspond à une échelle de gain en tension de 20log(5×10^2)=54dB à 20log(10^6)=120dB. C’est ce qu’en physique appliquée mes professeurs appelaient un gain infini…

Je n’ai réussi à trouver ni la documentation ni les schémas de cet appareil, j’ai donc interprété son fonctionnement à l’aide de la sérigraphie et de quelques observations.

Vérifications de fonctionnement

A l’allumage, en position I+, le galvanomètre se déplace de part et d’autre et se stabilise sur le zéro. C’est bon signe.

Avant d’insérer un composant dans le support du tiroir il n’est pas superflu de vérifier l’alimentation. L’appareil permettant la mesure du courant I+ et I- il est facile d’insérer une résistance entre les broches Vcc+ et Vcc-. Pour une résistance de 10k environ, on devrait avoir 3mA de consommé soit un peu moins de la moitié de -100% sur le galvanomètre en position I+.

En I- on devrait avoir le même résultat, mais de sens opposé.

Le résultat est cohérent, mesurons la tension Vcc+ en CC et en CA.

Verdict : l’alimentation me semble en assez bon état pour tester un AOP sans que la fumée magique ne s’échappe…

Mesure d’un AOP

Je trouve donc un AOP dont le brochage est compatible. Il s’agit d’un 741 de récupération. D’après la documentation il devrait consommer aux alentours de 1.7mA soit, dans le calibre I+, 100*1.7mA/-6.7mA=-25%.

Les mesures de I+ comme de I- semblent correctes, aux alentours de 25%.

La tension d’offset, dans la doc du 741 est donné pour typiquement 1mV. Dans le calibre Voffset cela donnerait 100*1mV/7.5mV=13%

Le résultat est bien inférieur aux 13%, on peut se demander si cette mesure est bien réalisée (un faux contact ?) ou si l’AOP testé n’a tout simplement pas assez d’offset pour être mesuré avec cet appareil.

Pour I1 et I2 la documentation du 741 nous parle de dex paramètres, « Input offset current » et « Input bias current ». La somme des deux valeurs typique étant de l’ordre de 100nA, dans le calibre I1 ou I2 cela serait donc un affichage de 100*100nA/1.75µA=6% de déviation max.

Le résultat est encore une fois bien inférieur et ne permet pas de conclure à la fiabilité de la mesure.

Enfin, mesurons le gain de cet AOP. La documentation indique un paramètre Avd « Large-signal differential voltage amplification » qui devrait être entre 20V/mV et 200V/mV. Autrement dit entre 20000V/V et 200000V/V soit un gain de 20000 à 200000, soit entre 2×10^4 et 2×10^5.

Pour cette mesure il faudra positionner le sélecteur sur la position Mémoire, puis appuyer sur le bouton G pendant la lecture.

Le résultat obtenu, environ 10^5, est bien dans la plage de mesure attendue.

Il y a une indication sous le sélecteur Mémoire indiquant 10mV. Je n’ai pas compris cette indication/mesure. J’ai tenté de mesurer le signal de sortie et d’entrée lors de la mesure du gain mais la mesure semble perturbée par l’impédance du multimètre.

La sortie enregistreur

La prise BNC arrière semble sortir un signal correspondant à la déviation du galvanomètre. Je n’ai pas mesuré sa plage de fonctionnement.

Test avec un 741 moderne

J’ai également testé un circuit plus récent, acheté sur eBay. Les paramètres sont similaires au 741 mesuré plus haut, hormis le gain qui semble bien plus important et donnerait raison à mon ancien prof de physique appliquée …

Remplacement de condensateurs (bis)

Le 23 octobre 202124 octobre 2021

J’ai terminé la remise en état du Macintosh Portable rétroéclairé (M5126) à l’aide du un kit de capas de Console5. Ce kit est prévu pour le modèle non rétroéclairé (M5120) mais il contient tous les condensateurs nécessaires à l’exception d’un 4.7µf 25V, que j’avais en stock.

Il est utile d’utiliser une lampe-loupe, ou mieux, pour bien souder les plus petits condensateurs. Ils sont pour certains particulièrement proches de connecteurs en plastique.

Malgré le changement des condensateurs dans le bloc d’alimentation, il ne marche pas : il fournit bien 7.5v à vide mais la moindre charge le fait se mettre en protection. A suivre …