Brevet FR2607949A1 — publié le 19880610

DISPOSITIF PERMETTANT LA REALISATION D'EXPERIENCES ELECTRONIQUES SANS CONNAISSANCES SPECIALES. La présente invention concerne un dispositif permettant la réalisation d'expériences électroniques dans les écoles ou par les amateurs. Actuellement l'expérimentation électronique se pratique, aux niveaux définis ci-dessus, selon deux méthodes quasi-exclusives qui sont les ensembles à monter et les boites de contacts à pince. - LES ENSEMBLES A MONTER : Chacun d'eux correspond à une seule expérience. Il comporte une notice, une plaque de circuit-imprimé spécifique à l'expérience, souvent sérigraphiée pour permettre le repèrage des composants électroniques fournis que l'exécutant doit souder sur la plaque. La mise en oeuvre d'un ensemble nécessite donc un outillage de base complémentaire comportant au moins deux pinces (plate + coupante), divers tournevis ainsi qu'un fer à souder de qualité dont la panne, de préférence thermostatée,doit être parfaitement isolée électriquement de sa résistance de chauffage. Outre les erreurs de cablage les inconvénients sont assez nombreux en particulier les soudures "sèches" (non conductrices) et les ponts de soudure entre pistes du circuit. Il n'est donc pas étonnant que divers fabricants d'ensemble prévoient, en cas de non fonctionnement, la possibilité d'un retour en usine et la mise au point pour une somme forfaitaire. D'ailleurs, en cas d'erreurs le dessoudage par un profane présente des risques pour les composants et pour le circuit qui peuvent être endommagés. Avec de jeunes enfants la crainte de brûlures doit aussi être prise en compte. Les ensembles sont toujours d'un prix relativement élevé, ils ne peuvent servir qu'une seule fois et, dans les écoles, pour un seul élève ce qui conduit à une impasse économique vus les crédits très limités dont disposent les enseignants. - BOITES DE CONTACTS : Elles comportent, placés sur un même plan des barrettes conductrices, isolées électriquement les unes des autres, et équipées sur une seule face accessible de contacts à pince espacés régulièrement, en général au pas international de 2,54 mm (1/10 de pouce) Ces barrettes comptent le plus souvent 4 ou 5 contacts et sont disposées parallèlement les unes aux autres sauf quelques-unes, latérales, qui leur sont perpendiculaires. Dans toutes ces boîtes la configuration des barrettes est figée et ne peut être modifiée par l'utilisateur même si leur répartition ou leur orientation ne sont pas idéales pour l'expérience prévue. Le faible nombre de contacts par barrette nécessite couramment liaison de plusieurs d'entre-elles par des ponts en fil conducteur. Ces ponts "consomment" des contacts inutilement (Le tiers dans le cas de 3 barrettes de 4 contacts reliées) et de plus ils gênent souvent la mise en place des composants électroniques. La proximité des contacts a pour corollaire une dimension réduite de ceux-ci qui ne peuvent accepter que des fils de faible diamètre (0,7 à 0,8 mm maxi) d'où la nécessité de souder de tels fils fins sur les sorties plus grosses de nombreux composants. r Ce resserement des contacts oblige aussi à une attention soutenue pour ne pas commettre d'erreurs et surtout ne pas créer de court-circuits entre composants ou leurs sorties. Bien qu'elles aient,grace aux contacts à pince,l'avantage de pouvoir réutiliser les mêmes composants, ces bottes sont donc à réserver aux amateurs expérimentés. La présente invention utilise aussi des barrettes conductrices isolées les unes des autres et munies de contacts à pince mais sur leurs deux faces. La fig.l représente en perspective une telle barrette à 5 + 2 contacts. Sur la face supérieure les contacts (1) sont répartis selon un pas régulier (5 mm sur les prototypes réalisés). Sur la face inférieure le nombre de contacts, placés symétriquement à ceux supérieurs, n'est pas nécessairement égal à celui de l'autre face, deux contacts (2) seulement, espacés d'un nombre entier de pas, pouvant suffire pour l'utilisation courante. La fig. 2 est un dessin à l'échelle d'un tel ensemble barrette + contacts réalisé d'une seule pièce par découpage et pliage d'une feuille de métal élastique bon conducteur. Ces barrettes sont maintenues dans un support général composé de deux éléments identiques qui se superposent dos-à-dos. La fig. 3 constitue un dessin à l'échelle d'un de ces éléments avec deux coupes AA et BB. Obtenus par moulage d'un plastique isolant cesêléménts ont une paisseur centrale correspondant à-la hauteur des pinces et sont munis d'un rebord (3) périphérique comportant un index (4). . Dans l'épaisseur centrale sont forés, au même pas que les pinces, des alésages carrés traversants (5) dont la section est telle que les pinces puissent s'y introduire avec un jeu réduit. Ces pinces n'étant pas solidaires des éléments il est donc possible de retirer les blocs pinces-barrette et de les placer dans une autre série d'alésage carrés (5).Il est donc possible d'adopter des configurations diffèrentes de barrettes selon l'expérimentation envisagée, donc d'utiliser aux mieux les alésages dont le nombre est limité par les dimensions du support général. Cette utilisation optimum est encore améliorée par la présence des contacts inférieurs qui permettent de réaliser les liaisons électriques entre barrettes sur la face inférieure du support laissant ainsi libres tous les contacts de la face supérieure qui n'est plus encombrée de connections gènant la mise en place des composants électroniques. Outre les particularités ci-dessus la présente invention comporte (Fig. 4 et 5) l'utilisation, pour chaque expérience, d'une carte spécifique, avec encoche d'indexation (6), en matière isolante de faible épaisseur, à placer dans le logement à ses dimensions exactes, avec indexation (4), constitué par les rebords (3) prévus sur la face supérieure du support général. Cette mise en place de la carte masque tous les contacts. La carte est imprimée recto-verso. Au verso (Fig. 4) figure la configuration des barrettes (7) à réaliser. Des repèrages par chiffres et lettres gravés dans le plastique du support général en facilitent la mise en place exacte. Au recto (Fig. 5) on trouve des indications sommaires sur l'expérience et le repérage de l'emplacement et de la nature des composants ainsi que, sans ambigüité, des contacts auquels chacun d'entre-eux doit être relié car, seuls, les contacts à utiliser sont accessibles,la carte n'étant percée qu'à leurs emplacements alors qu'elle ne l'est pas pour les contacts inutiles qui restent masqués. Cette méthode assure une grande sécurité, les risques d'erreurs étant des plus réduits ce qui entraîne une réussite quasi automatique de 1' expérience en même temps qu'une garantie d'absence de claquage de certains composants sensibles ne tolèrant pas les anomalies de branchement. On peut donc mettre le dispositif entre les mains de jeunes élèves ou de profanes totalement inexpérimentés. Les contacts à pince ne détériorant pas les composants, ceux-ci peuvent être réutilisés de nombreuses fois, ce qui est particulièrement économique dans les écoles et lycées. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à la réalisation d'expériences électroniques caractérisé en ce'qu'il comporte un boitier constitué de deux éléments identiques ( e :-. superposés dos à dos, tête bèche, en plastique moulé maintenant des barrettes conductrices plates I ' n=- ) munies de contacts à pince (l et 2) assurant la liaison avec et entre des composants électroniques dont le repèrage, y compris genre, type, valeur, emplacement et liaisons aux contacts est assuré par une carte isolante imprimée (Fig. 4 et 5) s'adaptant avec précision et indexation d'orientation sur le boitier dans un logement constitué par des rebords (3) munis d'un index (4) venants de moulage. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les barrettes peuvent-être munies de contacts à pince (1 et 2) sur une seule ou leurs deux faces larges, selon un pas unique sans que tous les espacements déterminés par ce pas soient nécessairement dotés d'un contact. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les contacts à pince (1 et 2) sont logés sans verrouillage dans l'épaisseur de chaque élément du boitier au moyen d'alésages carrés (5) traversants de part en part cette épaisseur et répartis régulièrement, aussi bien dans le sens de la longueur que de la largeur de l'élément selon le pas unique défini dans la revendication 2. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des contacts à pince sont accessibles sur les faces inférieure et supérieure du boitier. 5) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que l'absence de verrouillage des contacts à pince (1 et 2) dans les alésages carrés (5) des deux éléments du boitier permet le déplacement des barrettes porte contacts en vue d'obtenir des configurations adaptées aux diverses expériences à réaliser. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la carte isolante est imprimée recto-verso; que ces impressions (7) indiquent au verso l'implantation à adopter pour les barrettes porte contacts ainsi qu'éventuellement les liaisons électriques (8) à réaliser entre elles. Et qu'au recto elles donnent deux types d'informations: d'abord celles concernant l'expérience puis à l'aide d'un plan de masses l'em- placement respectif des divers composants à utiliser avec pour chacun d'eux, en clair ou symboliquement, leur genre, type et valeur. 7) Dispositif selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que la carte isolante n'est percée que face aux contacts à pince à utiliser pour assurer les liaisons inter-composants et que ces liaisons sont matérialisées par impression de la carte. 8) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 6 caractérisé en ce que les alignements d'alésages carrés 5 traversant les éléments Fig. 3 sont repèrés individuellement dans un sens par chiffre(s) et dans l'autre sens par lettre(s) afin de permettre à l'aide des impressions 7 du verso de la carte Fig. 4 une mise en place correcte des barrettes à pinces nécessitées par l'expérience à réaliser.