Brevet FR2657709A1 — publié le 19910802

L'invention concerne un pupitre évolutif pour l'expérimentation de circuits électroniques. De tels pupitres existent mais leur configuration et leur cablages sont figés à la fabrication. Ils ne sont pas connectés généralement à la plaque de connection, ils font de ce fait perdre du temps et leurs risques d'erreurs de branchement et de polarité entraînent des détériorations des circuits internes ou testés. Ils sont onéreux car ils comportent des circuits qui ne servent pas forcément à l'utilisateur. Lors de l'étude de circuits électroniques, dans les cours de formation, les élèves ou les stagiaires ont à réaliser des montages élémentaires en vue d'appliquer pratiquement ce qui est annoncé par le formateur. Ces montages pratiques ont pour objectif de mettre en valeur les formes de signaux : valeur de tension ou courant, les états logiques, . . .Sur les pupitres de cablage sans soudure qui existent dans le commerce nous trouvons de nombreuses versions allant de la simple plaque de connexion pour arriver à des appareils aux possibilités très variés donc à des prix plus ou moins abordables par les centres de formation ce qui entraîne que: - compte tenu du prix élevé de ces appareils, chaque école ou centre de formation ne peux se procurer que quelques uns d'entre-eux qui doivent servir à plusieurs classes, ainsi dès que la scéance d'électronique est terminée chaque élève ou stagiaire doit démonter entièrement, son montage terminé ou non, pour laisser la place à l'utilisateur suivant, il devra tout recommencer la fois suivante. - d'autre part dans la progression de l'étude de l'électronique il est important d'aller à l'efficace rapidement à chaque séance. Le fait de recommencer tous les montages en réalisant tous les branchements constitue une perte de temps qu'il serait plus utile de consacrer aux difficultés liées à la progression. - les pupitres qui existent, ceux qui sont les plus complets, ne sont pas faits pour être connectés facilement à l'extérieur pour recevoir des informations et pour en transmettre ( capteurs, actionneurs ) - les pupitres les plus complets comportent des alimentations fixes et variables, un voltmètre, une série de voyants pour visualisation des états logiques, des interrupteurs, des contacts divers, des générateurs de fonctions, des décodeurs. Certaines de ces possibilités sont très peu utilisées alors qu'elles renchérissent le coût au départ. Le pupitre selon l'invention permet de remédier à ces inconvé nients. ll est constitué en effet, selon une première caractéristique d'un bot- tier contenant des circuits, élémentaires d'alimentation, de mesures, de tests, déjà connectés sous la plaquette de connection de la face avant sur laquelle ily a outre les interrupteurs, les boutons poussoirs ou de règlage, les douilles de branchement, la ou les afficheurs, des connecteurs encartables pouvant recevoir des circuits imprimés extérieurs, ce qui rend ainsi le pupitre très facilement évolutif: des borniers à vis permettent facilement la connection d'appareils extérieurs. Selon des modes particuliers de réalisation une alimentation fixe et variable qui répond de façon intéressante à la plupart des besoins pour étudier cette électronique. Ce réseau d'alimentation peut être exploité de quatre façons différentes sur ce pupitre. Selon une première caratéristique les sorties s'effectuent sur des douilles de 4 mm pour fiche banane. Selon une deuxième caractéristique ces sorties sont connectées directement sous la plaque de cablage ainsi on gagne du temps par rapport à ces liaisons qui ne sont plus à réaliser par l'utilisateur, ensuite on gagne sur la clarté du cablage sur la plaque de connection et on diminue les risques d'erreurs. Selon une troisième caractéristique les sorties sont exploitées sur des cartes électroniques encartables sur des connecteurs prévus à cet effet. Selon une quatrième caractéristique les sorties sont disponibles sur des borniers à vis pour alimenter facilement avec des fils ordinaires tout montage extérieur dont la consommation en courant ne dépasse pas celle prévue par le pupitre, on peut aussi sur les connecteurs encartables alimenter et piloter un montage extérieur. Selon des modes particuliers de réalisation ces connecteurs peuvent recevoir: - une carte support comprenant une petite plaque de connection sur laquelle l'utilisateur peut conserver son montage tout en libérant le pupitre pour d'autres utilisateurs - une carte comportant des extensions du pupitre (par exemple fréquencemètre, compteur, régulateur de température, comparateur, afficheur, ...) - une carte cablée incomplètement dont le complément est réalisé, sur la plaque de connection du pupitre, à partir d'un support de circuit intégré de la carte à l'aide de ffls volants - un cordon encartable pour alimenter un montage extérieur Ce pupitre met donc en oeuvre le minimum nécessaire pour pouvoir aborder un grand nombre de montages élémentaires électroniques et si l'on désire ajouter des possibilités nouvelles l'extension peut se faire sous forme de cartes débrochables. - au moins un bornier à vis, relié électriquement au connecteur encartable, permet le branchement facile à des capteurs électroniques ou à des actionneurs extérieurs au pupitre et même à un autre pupitre. - au moins un connecteur encartable peut recevoir des circuits imprimés fournis en option et adaptés au besoin de l'utilisateur, ce qui rend possible l'acquisition de ce matériel à un prix plus abordable d'autant plus qu'il y a une possibilité d'auto fabrication des cartes évolutives. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente la face avant du pupitre dans un agencement préférentiel. La figure 2 représente la face avant du pupitre complétée, en traits grisés, par les liaisons électriques sous la plaque de connexion sans soudure. La figure 3 représente le schéma de l'alimentation fixe et règlable, avec ses entrées et ses sorties, située dans le pupitre. La figure 4 représente la face avant du pupitre complétée par deux cartes encartables, la première comporte une petite plaque de connexion sans soudure et la deuxième comporte une circuit d'extension du pupitre ou une carte incomplète. En référence à ces dessins le pupitre comporte sur la face avant et à l'intérieur les éléments suivants: 1 Boitier du pupitre 2 Borniers à vis: à plusieurs plots pour connexion du pupitre avec des appareils extérieurs (capteurs, actionneurs, autres montages expéri mentaux). 3 Connecteurs encartables: à plusieurs points pouvant recevoir des cir cuits imprimés pré-cablés incomplètement, le complément se faisant sur la table de connexions(8); ils permettent aussi l'expérimentation d'interfaces très divers: détecteurs (de lumière, de température, . . opto-électronique (opto-coupleurs, afficheurs à segments, rampes lumi neuses), interfaces de sorties (à relais, à thyristors, à triac, . . .), généra teurs d'impulsions, générateurs de fonctions, temporisations, comp teurs, registres, mémoires, . . . 4 Bouton de règlage de la fréquence du signal d'horloge. 5 Borne relais (avec 11) permettant la liaison entre la table de connexion (8) et des appareils extérieurs au pupitre à l'aide de cordons à fiches banane de 4 mm 2012211(BR1). 6 Sortie signal d'horloge pour commander des bascules de comptage, re gistres, ... .(H) 7 Afficheur: voltmètre digital pour mesurer en continu (AFF.V) 8 Table de connexion à nombreux points pour montages électroniques sans soudure. 9 Douille de polarité "moins" du voltmètre digital. 10 Douille de polarité "plus" du voltmètre digital. 11 Voir (5) (BR2). 12 Bouton de règlage: tension continue de O à 12 V sur les douilles (13) (ALV). 13 Douille de sortie: tension variable 0 à 12 V. 14 Douille de 4 mm: tension +12 V, cette douille est connectée directe ment sur une ligne de la table de connexion (8). 15 Voyant de signalisation de +12 V. 16 Idem à (14), tension +5 V (connectée à la table (8). 17 Voyant de signalisation de +5 V. 18 Douille de 4 mm: sortie 0 V (masse commune à tout le pupitre) connectée à la table (8). 19 Voyant de signalisation de -5 V. 20 Idem à 16: tension -5 V. 21 Voyant de signalisation de -12 V. 22 Idem à 16: tension -12 V. 23 Inverseurs à levier unipolaires, avec sorties connectées à la table (8). 24 Interrupteur secteur 220 V alternatif. 25 Boutons poussoirs-inverseurs avec sorties connectées à la table (8). 26 Contacts mini-dip à 2x4 contacts: connectés à la table (8) pour simuler un mot de 8 bits. 27 Douilles pour fils de 0,5 mm: reliés aux leds Lo à L7 (28). 28 Diodes leds: reliées à (27) pour visualiser un mot de 8 bits 31 Carte encartable comportant au moins une petite plaque de connexion (31 a) sans soudure reliée électriquement aux bandes-contacts (31b). 32 Carte encartable comportant des circuits d'extension du pupitre pour augmenter des possibilités ou des circuits incomplets dont le complé ment est réalisé par fils volants, à partir par exemple d'un support de circuit intégré, sur la plaque principale de connexion du pupitre ou sur la carte encartable (31) à petite plaque de connexion. 61 Horloge à fréquence variable réglée par le bouton (4) du potentiomètre (4a). 100 Circuit d'alimentation fixe et variable à partir du courant alternatif 220V. 14a, 16b, 18a,20a,22a Liaisons électriques sous la face avant, ou d'une autre manière, entre les sorties (14,16,18,20,22), le circuit d'alimenta tion(100), la plaque de connexion sans soudure (8) et les connecteurs encartables (3). 25a Liaisons électriques sous la face avant, entre les colonnes (8b) de la plaque de connection (8) et un bouton poussoir-inverseur (25) ou un inverseur à levier (23). 26a Liaisons électriques sous la face avant, entre les bornes des minis in terrupteurs (26) et des colonnes de la série de connecteurs (8a) de la plaque de connexion (8) d'une part et des colonnes de la série de connecteurs (8b) d'autre part. Toutes ces indications chiffrées ne sont pas limitatives. Le pupitre selon l'invention est particulièrement destinée à la forma tion en électronique à l'école et à l'expérimentation en entreprise. REVENDICATIONS 1 - Pupitre pour l'expérimentation en électronique constitué d'un boîtier contenant une alimentation fixe et règlable et muni d'une face avant avec une plaque de connexion sans soudures, des interrupteurs, des boutons poussoirs, de règlage, des douilles de connexion, un afficheur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un connecteur encartable soit pour carte encartable à circuits d'extension complétant les circuits de base dudit pupitre soit pour carte encartable comportant au moins une petite plaque de connexion (31 a) sans soudure reliée électriquement aux bandes contact (31b) soit pour carte encartable comportant des circuits incomplets dont le complément est réalisé par fils volants, à partir par exemple d'un support de circuit intégré, sur la plaque principale de connexion du pupitre ou sur la carte encartable (31) à petite plaque de connexion. 2 - Pupitre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bornier à vis (2), relié électriquement par les liaisons (2a) au connecteur encartable (3) correspondant pour effectuer facilement des liaisons électriques avec des appareils extérieurs. 3 - Pupitre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des liaisons électriques (14a,16b, 18a,20a,22a) sous la face avant, ou d'une autre manière, entre les sorties (14,16,18,20,22), le circuit d'alimentation(100), la plaque de connexion sans soudure (8) et les connecteurs encartables (3). 4 - Pupitre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des liaisons électriques (25a) sous la face avant, entre les colonnes (8b) de la plaque de connection (8) et un bouton poussoir-inverseur (25) ou un inverseur à levier (23). 5 - Pupitre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des liaisons électriques (26a) sous la face avant, entre les bornes des minis interrupteurs (26) et des colonnes de la serie de connecteurs (8a) de la plaque de connexion (8) d'une part et des colonnes de la serie de connecteurs (8b) d'autre part.