Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

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Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

Message par Admin le Jeu 11 Jan - 1:06

Modification du MX 202 ou 202B pour adapter une pile.
Vue de cet instrument exceptionnel :

Avant d'aller plus loin, pour rappel à ceux qui ne le possèdent pas voici le schéma du Métrix 202 :


Comme la pile d'origine (1.35V au mercure) n'existe plus nous allons procéder à son remplacement par le montage suivant :

- Installation d'un régulateur de précision fournissant une tension de 1.35V, le TPS709135 de chez Texas Instrument.
C'est à ma connaissance le seul régulateur disponible et ayant des caractéristiques convenant à cette modification à savoir :

Précision de la tension de sortie de 2% indépendant de la température.
Tension minimale en entrée de 2.7V
Courant maximal 150 mA
Courant consommé par le circuit en l'absence de charge 1.5 µA
Possibilité de basculer en mode veille ce qui ramène alors le courant consommé à 150 nA.

Voyons un peu comment se présente ce régulateur. C'est un boîtier CMS disponible en SOT 23-5.


Son utilisation est rigoureusement identique à celle d'un régulateur linéaire classique tel que le 7805 à un seul détail près, une connexions supplémentaire (EN) qui permet de le basculer en mode veille en plaçant EN au niveau bas (reliée à GND).


On installera de façon classique 2 capacités en entrée et sortie afin d'éliminer tout risque d'auto oscillation ou d'instabilité. Dans le cas présent on peut se procurer des capacités en CMS.
La consommation au repos est de 1.5µA donc dérisoire et ne devant pas affecter de trop la durée de vie des piles qui dans le cas présent seront 2 piles boutons de 1.5V afin d'avoir les 3V nécessaire en entrée du régulateur.
Si toutefois on souhaite réduire la consommation au 150 nA de veille il faudra ajouter un petit interrupteur sur le boitier du MX202 et le câbler de la manière suivante :


Dans le cas du MX202B il est tout à fait possible de souder le régulateur et ses condensateurs directement sur le circuit d'origine de l'appareil moyennant une petite coupure sur la piste d'alimentation de la pile.

Voici une vue du circuit bien connue des utilisateurs de cet appareil :


La piste à couper est indiqué par le flèche jaune. Une incision au cutter sera donc pratiquée ici :


On grattera ensuite le vernis épargne au cutter afin de pouvoir souder le régulateur :


On ajoute maintenant les 2 capacités et un fil isolé qui va les relier à la piste située plus bas qui n'est autre que le pôle négatif de la pile et le commun des ajustables de tarage des calibres ohmmètre du MX 202B :


A ce stade la câblage est terminé, sauf si on décide d'ajouter un commutateur pour activer le mode veille qui dans ce cas devra être relié ici :


Quelques mesure à présent :

A vide la tension de sortie est de 1.3539 V, ce qui est attendu.


En utilisation de l'ohmmètre sur le calibre Ωx1 pour une résistance de 0 Ω
on observe une légère chute de tension mais sans incidence sur la mesure, nous sommes à 1.3497 V


Coté consommation, ohmmètre inactif nous obtenons 1.32 µA ce qui est bien la valeur attendue :


Nous procédons alors au tarage de l'appareil en procédant comme suit :

1 Régler le zéro mécanique du galvanomètre.
2- Régler la fin d’échelle (0Ω) pour les trois gammes de l’ohmmètre.
Pour cela, court-circuiter les bornes –COM et + puis régler les résistances ajustables selon le tableau

Calibre ΩRégler
Ωx1R30
Ωx10R31
Ωx100R32
3- La vérification de la précision se fait à proximité du milieu d’échelle résistances de tolérance 1%

La vérification de la précision donne des résultats tout à fait corrects.
Cette modification a été réalisée sur un MX202 . Elle peut bien sûr se faire sur le MX202B dont le schéma et le circuit imprimé sont identiques. Elle est également transposable sur le MX202A mais la mise en œuvre devra être adaptée au circuit imprimé qui diffère des autres modèles.
Le MX202A ne dispose pas des réglages de fin d’échelle.

Cet article a été élaboré sur la base des travaux de Paul Muller.

Lien vers les spécification du régulateur utilisé :
TPS709 150-mA, 30-V, 1-µA IQ Voltage Regulators with Enable datasheet (Rev. G)
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps709.pdf

Lien vers la notice d'utilisation originale de l'appareil :
http://tsf-schoser-2.e-monsite.com/medias/files/notice-metrix-mx-202b.pdf


Dernière édition par Admin le Mar 16 Jan - 23:14, édité 8 fois

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Re: Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

Message par Pierre le Lun 15 Jan - 17:29

Ah, les fameuses piles au mercure de 1,35 v ?
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Re: Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

Message par Admin le Lun 15 Jan - 18:12

Oui Pierre, c'est bien de ces piles dont il est question. On ne peut pas substituer par une pile de 1.5V classique car il est alors impossible d'avoir une échelle de mesure correcte des résistances. Il faut donc bel et bien avoir 1.35V.
La solution consiste donc à utiliser un régulateur linéaire de précision fournissant cette tension. Heureusement la bestiole existe !
Cest la série TPS709xx  de chez Texas Instrument et il est question du TPS709135.

Ce régulateur à besoin au minimum de 2.7V en entrée (30V maxi) Et donc une pile lithium genre CR2032 de 3V convient pour le Monoc. Pour le 202, tenant compte de la configuration du support c'est 2 piles boutons de 1.5V qui seront utilisées.

Le TPS709135 est capable de fournir un courant max de 150 mA donc largement ce qu'il faut. Et en l'absence d'utilisation de l’ohmmètre le courant consommé par ce circuit est aux alentours de 1.5 µA ce qui compte tenu de l'auto décharge naturelle de ce genre de piles n'entame pas son autonomie.
Cependant on peut encore réduire la consommation car ce circuit possède une broche "EN" (enable) qui, quand elle est ramenée à la masse place le circuit en veille. Sa consommation est alors de 150 nA.
Cela implique de trouver une place pour disposer un petit interrupteur, pas forcément facile à caser mais qui peut donc permettre de gagner encore en autonomie.

Le seul détail un peu emmerdant concerne le montage de ce CI car c'est un boitier SOT 23-5 ou SOT 223-4, tout les deux étant tu le sais des CMS.
On trouve plus facilement la version courante (SOT 23-5).
Comme pour tout régulateur de ce type il faut 2 chimiques, un en entrée, l'autre en sortie pour lui éviter d'osciller ou devenir instable. Dans le cas présent le constructeur recommande 1µF en entrée et 2.2µF en sortie.
Vu la faible tension on peut se les procurer aussi en CMS.

Je vais donc faire un article avec photos expliquant quelle disposition adopter pour chacun de ces appareils de mesure qui sont excellent et qu'il est donc dommage de priver de leur fonction ohmmètre.

Pour le 202 on peut intervenir sur le circuit imprimé en coupant une piste pour intercaler le régulateur. Pour le Monoc il faut réaliser un petit circuit qui sera monté sous un support de piles CR2032 (comme ceux se trouvant sur les cartes mères de PC.

Je vais écrire l'article prochainement, dès que j'ai le temps. Tu seras averti  par notification quand ce sera fait.

Voilà pour la petite histoire

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Re: Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

Message par Pierre le Mar 16 Jan - 16:20

Merci pour cette réponse. J'ai un MX202A mais je compte fabriquer un élément composite qui pourra prendre exactement la place de la pile d'origine, pour que l'appareil reste en état. Si un jour je veux le revendre à un collectionneur... 

Je pense pouvoir loger deux piles de montre de 1,5 v et le circuit régulateur dans un petit boitier (qui pourrait bien se fabriquer dans un bout de tube en plastique du bon diamètre)  Je ne manquerai pas de montrer ce que j'ai pu faire (patience...!)

Une autre idée c'est de monter simplement une seule pile à l'oxyde d'argent avec une diode schottky bien choisie en série, de manière à retomber à 1,35 v, mais je ne sais pas si la tension sera assez stable en température, et dans le temps.
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Re: Monoc Chauvin & Arnoux (et Métrix 202) substitution de pile

Message par Admin le Mar 16 Jan - 22:57

La modification est tout à fait possible sur le MX202A, je ne possède pas cet appareil et donc il faudra adapter la modification puisque le dessin du circuit imprimé diffère sur le 202A par rapport au 202 et 202B. Mais cela ne pose aucun problème bien évidemment, il suffit de repérer les pistes provenant des contacts de la pile.

Pour la disposition mécanique des piles on utilise en effet un petit bout de tube électrique IRL diamètre 16 mm qui sera coupé à 13mm de long.
Pour les piles, 2 piles à l’oxyde d’argent SR44, 357 ou équivalent font parfaitement l'affaire, on ajoute une entretoise métallique de diamètre adéquat et de 5,5 à 6 mm de longueur. Un écrou peut très bien convenir. On pourrait évidemment ajouter une troisième pile mais cela n'augmentera pas la durée de fonctionnement puisque on tirera toujours la même intensité au travers du régulateur.

Je ne sais pas si une pile à l'oxyde d'argent avec une diode schottky sera en effet stable dans le temps et en fonction de la température. En revanche le régulateur de chez Texas Instrument utilisé dans cette modification à une stabilité de 2% dans la plage de température de fonctionnement. (Voir la Datasheet dont j'ai collé le lien en fin de réponse).
Cette modification a été faite par pas mal d'utilisateurs qui ont tous remarqué que ce montage était très stable et absolument identique au fonctionnement d'origine, personne n'a constaté de dérive.

Le MX202B a été mon premier appareil de mesure, j'en avais acheté un  révisé qui ma donne toute satisfaction hormis ce problème de pile.
Cet appareil est excellent et je l'avais choisie pour plusieurs raisons :
- C'est un 40 000Ω par volts, faculté très appréciable sachant que la plupart des appareils analogiques sont à 20 000Ω par volts.
Sa résistance interne de mesure affecte donc moins le montage.

- Le tarage de l'ohmmètre est prévu pour chaque gamme, ça aussi c'est assez rare.

- c'est un galvanomètre à cadre suspendu sur fil de torsion. Je n'en connais pas d'autres utilisant ce principe. Or c'est très appréciable puisque on a pas de risque d'erreur de pivotage causée par l'usure des pivots dans le temps. C'est aussi le fait d'avoir retenu ce système qui donne à cet appareil sa grande sensibilité premier calibre :
50 mV et 25 µA pleine échelle ! !

- la disposition du sélecteur de fonction sous la forme d'une grosse molette à droite est extrêmement pratique à l'usage. Et enfin on peut se procurer une coque antichoc vraiment efficace.

Par la suite j'ai acheté sur le bon coin 3 autres MX202B pour un prix dérisoire. Un avait une fêlure du boîtier, j'ai réparé à l'araldite. Le second était en panne (ajustable R30 cassé, une plaisanterie) et le dernier en parfait état il manquait juste les cordons.

Bon il est vrai qu'avoir 4 exemplaires de cet appareil n'est pas utile mais je le trouve tellement génial que j'ai pas résisté à la tentation !

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