CHOUR - Capteur PC-RM2 pour chronocomparateur

Appareil : Capteur PC-RM2 et PC-RM2-A (amplifié) pour régleur de montre
Date : 2019
Type : PC-RM2 et PC-RM2-A
Marque : Chour
Principaux constituants : élément piezo, amplificateur pour PC-RM2-A, éléments mécaniques

Présentation

L’appareil présenté sur cette page est capteur pour un régleur de montres mécaniques d’atelier. Il existe en deux versions :

• PC-RM2 : version sans amplificateur.
• PC-RM2-A : version avec amplificateur intégré.

Il s'agit d'une évolution du capteur utilisé dans le régleur de montre PC-RM1 dont je vous suggère la lecture si vous souhaitez en savoir plus sur ces appareils de mesures. Je ne détaillerai ici que les différences avec le capteur de PC-RM1 :

• Capteur piezo dans le boitier. La montre dont on mesure les battements n'appuie pas directement sur cet élément.
• Amplificateur intégré délivrant un signal haut niveau basse impédance pour PC-RM2-A
• Boitier blindé limitant les interférences avec l'environnement

PC-RM2 est utilisable avec PC-RM1 et PC-RM3. PC-RM2-A (la version amplifiée) permet de concevoir un chronocomparateur sans amplificateur intégré. C'était mon projet initial mais finalement, je n'utilise que PC-RM2.

Capteur de PC-RM2

Ma principale motivation pour faire PC-RM2 était de réaliser un capteur de montre d'aspect plus professionnel et plus immunisé vis-a-vis du bruit électrique ambiant.

Principe du capteur de PC-RM2

Le capteur se présente sous la forme d'un boitier en aluminium massif sur lequel se trouve des rails sur lesquels coulisse un chariot avec son presseur de montre.

Ce presseur est en vis-a-vis d'un autre presseur fixe qui traverse le boitier. C'est ce presseur qui récupère la vibration du Tic-Tac de la montre et la transmet à un élément piezo-électrique.

Dans PC-RM2-A, cet élément est connecté à un amplificateur (proche de celui de PC-RM1). Le signal est ensuite transmis à un équipement de mesure.

Dans PC-RM2, le signal de l'élément piezo est directement transmis à un chronocomparateur sans amplification.

Je vois deux avantage par rapport au capteur de PC-RM1 :

• La montre à mesurer n'a pas à s'appuyer directement sur l'élément piezo ce qui limite le risque de casse de cet élément.
• L'élément piezo est positionné de manière optimale quelque soit l'épaisseur de la montre.

Enfin, le capteur est relié à l'équipement de mesure par 3 fils :

• Une masse
• Une alimentation de 5V pour PC-RM2-A.
• Une ligne pour le signal capté.

Vue de l'intérieur du boitier de PC-RM2-A.
Dans PC-RM2, l'amplificateur est supprimé. Le boitier est quasiment vide...

Conseils de réalisation

Boitier et chariot

Je passe rapidement sur le boitier et le chariot mobile. J'ai utilisé des tubes de 6mm en aluminium pour les rails. Le chariot est simplement une plaque d'aluminium épaisse. On peut voir des tubes en plastique entre le chariot et les rails : ils sont là pour rallonger la surface de contact et éviter que le chariot se grippe sur les rails. Accessoirement, le frottement est suffisant pour que les montres soient bien tenues sans qu'il y ait besoin de bloquer le chariot par un élément quelconque : Au début de la conception, j'avais envisagé de mettre des ressorts pour que le presseur mobile soit poussé vers le presseur fixe mais finalement, c'est inutile.

Vue du chariot et des presseurs

Presseur fixe

Le presseur fixe traverse le boitier. La partie supérieure permet, avec le presseur mobile, de maintenir la montre, la partie inférieure porte l'élément piezo.

Le rôle de ce presseur est de transmettre l'infime vibration créee par la montrée à l'élément piezo.

Je ne sais pas si c'est vraiment utile mais pour cette fonction, j'ai préféré choisir de l'acier dur (dont on fait les cornières par exemple).

Ce presseur doit être fixé au boitier. Sur les matériels professionnels, il y a toujours un isolant entre le presseur et le boitier. Je suppose qu'il sert à isoler le presseur des vibrations parasites de l'environnement.

Ne sachant pas très bien si ce phénomène était vraiment gênant, j'ai fait comme dans les matériels professionnels. Le presseur est fixé par trois boulons formant un triangle dont une pointe est en bas (la base du triangle est en haut).

Les têtes des boulons sont sur le boitier. Les vis passent à travers le presseur fixe via des passe-fils en caoutchouc, le tout étant maintenu avec des écrous et des entretoises.

A noter que j'ai mis du 4mm parce que je n'avais que ça sous la main dans la longueur souhaitée. Du 3mm est largement suffisant et plus logeable.

Sur la partie inférieure du presseur est vissé une entretoise en acier de longueur "suffisante". L'élément piezo est collé sur cette entretoise. Pour avoir de bons résultats de mesure, il est important que l'extrémité de l'entretoise arrive vers le centre du capteur.

Vue du chariot et des presseurs

Evidemment, le presseur fixe ne doit pas toucher le boitier lorsqu'il le traverse.

Circuit amplificateur pour PC-RM2-A

J'ai utilisé une plaquette à trous de 6x4cm qui s'avère largement suffisante en surface. Il y a même une réservation pour une extension (par exemple, mettre une LED pour signaler que capteur est sous tension et une autre LED pilotée par un transistor pour indiquer la détection d'un signal).

Le point auquel il faut prêter attention est que tous les fils volants doivent, soit être maintenus (avec de la colle ou autre), soit être positionnés de telle sorte qu'ils ne viennent pas frotter contre quelque chose. Dans le cas contraire, ils risquent de générer des chocs qui viendront perturber les mesures : le capteur est vraiment très sensible ! Ce point est particulièrement vrai pour les fils qui relient l'élément piezo au circuit.

A propos de sensibilité, voici ce que donne la sortie du capteur avec le mouvement (LORSA 237B) qui me sert pour les tests :

Trace en sortie de l'amplificateur de PC-RM2-A

Le schéma de l'amplificateur est inspiré de celui qui se trouve sur le site www.watchoscope.com/. Les principales différences sont les suivantes :

• Pas de condensateur de sortie. La composante continue est récupérée.
• Diodes facultatives en entrée. Je n'en ai pas mis mais si vous utilisez un capteur qui délivre une tension élevée (comme ceux que l'on peut trouver dans le Vibrograf par exemple), ça peut être utile.
• Utilisation d'un LM324 au lieu d'un TL074 ce qui permet d'alimenter le montage en 5V