Un variateur de lumière pour halogène

Grâce à la technologie “reverse phase control”, ce variateur de lumière est en mesure de piloter n’importe quel type de charge, des ampoules à filament aux transformateurs électroniques pour lampe halogène basse tension. Son niveau de parasites est nettement inférieur à celui des variateurs classiques.

Figure 1: Schéma électrique du variateur de lumière pour halogène.
Jusqu’ici nous avons surtout proposé des variateurs de lumière pour ampoule à incandescence. Celui que cet article vous présente est un variateur pour ampoule à
filament mais aussi pour halogène à basse tension utilisant un transformateur électronique (sans le transformateur classique avec fer et deux enroulements).
Notre variateur n’utilise pas la technologie habituelle nommée “forward phase control”, utilisant comme composant de puissance un TRIAC monté en interrupteur électronique avec partition de l’onde retardée par rapport au passage par zéro de la sinusoïde, mais la technologie appelée “reverse phase control” qui utilise non plus un TRIAC mais un transistor bipolaire, un MOSFET ou un IGBT (nous avons choisi un MOS un peu particulier de Infineon nommé “Cool MOS Power Transistor”, tellement plus performant).
Le circuit se compose de quatre blocs fonctionnels: l’alimentation, l’étage de contrôle du MOS, le synchronisme avec le secteur et la lecture du poussoir. Voir le schéma électrique de la figure i.
Le “coeur” de notre variateur est un petit microcontrôleur à 8 bits (P1Ci2F629), contenant une “flash” dans laquelle on a mémorisé le programme résident tout simple qui essentiellement gère le synchronisme avec le secteur (détection de passage par zéro), la lecture du poussoir et l’amorçage temporisé du transistor MOS.
Quand on alimente le circuit, le programme commence par initialiser les lignes d’E/S en paramétrant GPO et GP3 comme entrées et GP2 et GP5 comme sorties. Ensuite, une boucle infinie commence pendant laquelle le PIC lit la ligne GPO, se synchronise avec la tension du secteur et envoie, à travers la ligne GP2, des impulsions numériques retardées en fonction du pourcentage de partition de la demi onde que l’on souhaite obtenir. Pour lire l’état du poussoir, le programme résident se réserve une petite fraction de temps à chaque fin de demi onde, ce qui garantit un intervalle de iO ms, suffisant pour ne rater aucune pression de la part de l’usager. Pour la gestion du poussoir, le programme résident utilise une logique de fonctionnement aussi simple qu’efficace: si on continue à maintenir pressé le poussoir au-delà d’une seconde, le programme résident interprète la commande de manière alternée comme augmentation ou comme diminution de la luminosité. La luminosité augmente ou diminue graduellement jusqu’à ce qu’on relâche le poussoir (la dernière valeur réglée est mémorisée dans I’EEPROM du PIC). La luminosité de l’ampoule à l’allumage sera donc la même que celle qu’on a mémorisée. Si nous maintenons pressé le poussoir moins d’une seconde, le programme résident interprète la commande de manière alternée comme allumage et extinction de la charge.
Le programme résident contrôle également de manière intelligente LDi qui indique les quatre fonctions par quatre manières différentes de clignoter:
- un clignotement toutes les 5 secondes si le module est en attente, c’est- à-dire la charge étant éteinte;
- deux clignotements par seconde si la charge n’est pas alimentée à la tension maximale (dimmed mode);
- cinq clignotements par seconde si la charge est alimentée à la tension maximale;
- un clignotement par seconde si on est en train de régler la tension au moyen du poussoir.
Si vous suivez bien la figure i, vous n’aurez aucun mal à construire ce variateur, même si vous êtes un débutant; d’autant moins que le microcontrôleur est disponible déjà programmé en usine et que tous les autres composants nécessaires le sont également.

Liste des composants
EV8068
Ri 4,7k
R2 4,7k
R3 4,7k
R4 4,7k
R5 47
R6 47
R7 330k
R8 iOOk
R9 470
RiO... 33 k
Ru... i0k
Ri2... i0k
Ri3... iOOk
Ri4...22kiW
Ri5...22kiW
Ci iO nF céramique
02 iO pF 50 V électrolytique
03 iO nF céramique
04 iOO nF céramique
05 iOO nF céramique
06 iO pF 50 V électrolytique
07 220 pF 50V électrolytique
Di iN5408
[. .
D4 iN5408
D5 iN4007
D6 iN4i48
DZi...zeneri5ViW
DZ2 ... zener 5,6 V 0,5 W
LDi ... LED rouge 3 mm
Ti BC547
[. .
T4 BC547
T5 SPP2ON6OC3
ICi P1Ci2F629
FSi.... fusible 2 A 250 V pour ci
Divers:
isupport2x4
3 borniers 2 pôles au pas de 7
i boulon 3MA iO mm
i dissipateur
i boîtier plastique spécifique
Note: Toutes les résistances sont des quart de W sauf spécification différente.

Publié dans Electronique-Magazine N°_96_Juillet-Aout_2007