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Citroën 2cv et méhari> Amélioration> Accessoires et instruments

Première version: 09/11/2001
Dernière version: 2013-02-25

Accessoires et instruments

Le but de rajouter des accessoires est de simplifier la vie à bord, comme l'essuie glace temporisé. Les instruments permettent d'avoir une meilleure vue sur le fonctionnement du véhicule (ce qui revient au moteur en fait) afin d'optimiser son utilisation et de le pousser dans ses limites (pour le compte-tours ou l'afficheur de température notamment) ou alors de diminuer sa consommation d'essence (débitmètre d'essence).

Sommaire de la page

Pour en savoir plus ...


Essuie-glace intermittent

Cet accessoire est indispensable, quand on pense comme il peut être dangereux en cas de petit crachin (qui semble de plus en plus courant avec les changements climatiques) de toujours devoir actionner l'interrupteur d'essuie-glace en passant la main à travers le volant, ce qui n'est pas recommandé en cas de virage...

Pour comprendre comment marche l'essuie-glace d'origine, allez voir la partie théorique.

Si vous avez un interrupteur au tableau de bord à 2 positions, voir le site de Benoit Noyer.
Si vous avez un interrupteur trois positions, qui est je crois celui monté sur toutes les deuches des années 80, le montage de Benoit ne peut pas fonctionner, car l'interrupteur assure le passage du fonctionnement continu au fonctionnement automatique. Je me suis inspiré de son montage pour l'adapter au système trois positions.
Le but du jeu est de simuler un actionnement de l'interrupteur le temps nécessaire au lancement du moteur puis à l'accrochage sur la piste en cuivre, et ensuite de repasser à la position interrupteur non sollicité (l'essuie glace sera alimenté alors jusqu'à ce qu'il revienne à la position d'origine).
Cela se traduit en électronique par une impulsion de courte durée. Le temps entre chaque impulsion ne pourra être inférieur au temps mis par le moteur d'essuie-glace pour faire un tour, sans quoi il risquerait de se produire un court-circuit si le mauvais fil est alimenté en +12 V quand le moteur revient à son point de départ.
Il nous faut donc 2 transistors (IGBT de préférences, c'est les meilleurs). L'intensité maxi absorbée étant de 1 ou 2 A, il n'est pas nécessaire non plus de prendre des transistors de folie très cher.
Le 1er IGBT (appelé IGBT1) assure la commutation en manuel le temps d'une très courte impulsion.
Le 2ème IGBT (appelé IGBT2) assure la commutation de l'alimentation du moteur électrique d'essuie-glaces par le circuit automatique lorsque l'impulsion est terminée.

Au bout de quelques secondes (ce temps étant réglable par le potentiomètre de 100 kΩ), on a de nouveau une impulsion, et l'IGBT2 (alimentant le circuit automatique) se coupe, tandis que l'IGBTA (alimentant le circuit manuel) s'enclenche, le temps de cette nouvelle impulsion.

Et ainsi de suite jusqu'a ce que l'interrupteur d'essuis-glace soit remis sur sa position automatique (c'est à dire en position centrale, essuie-glace éteint), ou sur sa deuxième position manuelle (essuie glace en continu).
Pour ma part, j'ai choisi le fonctionnement suivant : quand on tourne à gauche, on se place sur le fonctionnement en essuie-glace intermittent. Au centre, on coupe les essuie-glace, et à droite, c'est le fonctionnement normal.

Sur mon interrupteur d'origine, j'avais une grosse résistance 1 ohm soudée, je ne sais pas si c'est d'origine, et qui permet de diminuer la vitesse d'essuyage. Autant utiliser cette borne pour installer l'essuyage intermittent, qui a priori n'a pas besoin d'une vitesse de folie.

Voici le schéma de principe du circuit (je n'ai pas le temps de refaire un schéma correct, désolé) :

Liste des composants :
3 diodes 4007
3 résistances 10k
résistance 100k, 22k
Potentiomètre tableau de bord 100k ou plus.
1 transistor NPN 2N2222
1 transistor PNP 2N2905
2 condensateurs électrolytique radial 50V de 47µF.
1 condo céramique 10nF.
1 CI NE555
2 transistors IGBT (sur le schéma ils sont à monter à la place des relais, les diodes 4007 qui les surmontent deviennent inutiles du coup). Ces transistors IGBT sont à inverser par rapport au schéma.

Il s'agit d'un 555 monté en astable (il se comporte donc comme un oscillateur), dont la sortie 3 est à l'état haut lorsque le condensateur C1 (47 microfarad sur le schéma) se charge, et à l'état bas lorsque C1 se décharge. D'après le branchement de mes relais, l'état bas de la sortie 3 correspond l'IGBT2 automatique désenclenché, à l'IGBT1 manuel enclenché, cet état bas correspond donc à mon impulsion qui va lancer le moteur, jusqu'a ce que la piste de masse de la roue du moteur soit de nouveau non conductrice, c'est à dire très rapidement.
Pour que cette impulsion soit courte (si elle est trop longue, les essuie-glace vont faire un tour et vont refaire un autre tour sur la lancée), j'ai mis la diode D1 qui permet de faire une décharge de C1 relativement courte, et une recharge plus longue (les résistance de 10 k, 22k et le potard intervenant alors dans le calcul de la durée). C'est ce temps de recharge qui va déterminer le temps entre deux balayages successifs.

Les 2 transistors NPN et PNP sont là pour amplifier le signal alimentant les 2 IGBT. Quand la broche 3 du NE555 est positive, l'IGBT1 est conducteur mais pas l'IGBT2 (car le 2905 n'est pas conducteur, il faudrait que sa base soit à la masse).

Mon montage à un défaut, c'est qu'il utilise l'état bas du 555 pour l'impulsion qui lance le moteur. Ceci me permet de diminuer la consommation électrique de mon montage, en diminuant le temps pendant lequel un courant circule dans la résistance de 100 k avant de rejoindre directement la masse (de plus, cette résistance de 100 k serait devenue 28k, ce qui aurait encore augmenté le courant de fuite). De ce fait, quand on tourne le bouton sur la gauche, il ne se passe rien pendant le double du temps normal, car le condo C1 se charge pendant ce temps, depuis 0V. Pour compenser ceci, on donnera un coup sur la droite pour lancer un premier balayage avant de revenir sur la droite.

Je ne vous propose pas de typon, mais un montage sur plaquette d'essai. Comme à mon habitude, ce montage est tout en longueur.

Voici le schéma du montage :

Le régulateur de tension est nécessaire, sans quoi l'intermittence est ultra rapide juste après le démarrage du moteur, quand la tension du circuit est élevée.
De même, pour augmenter la plage de réglage, on pourra prendre un potentiomètre au tableau de bord de 500 kΩ, histoire d'avoir des temps entre chaque essuyage de l'ordre de 20 s. Pour diminuer le temps minimum entre chaque essuyage, on diminuera la valeur de 22 k à 10 kΩ. Il faut garder les résistances en plus du potard, car si celui-ci est mis à zéro on risque alors d'avoir des problèmes.
Comme le moteur est relancé à chaque impulsion des essuie-glaces, le démarrage d'un moteur à courant continu absorbant au début pas mal d'intensité, il ne faut pas tomber en dessous d'un certain temps mini en dessous du quel il est plus avantageux de ne pas arrêter le moteur d'essuie-glace, donc de le garder en fonctionnement d'origine (le moteur tourne continuellement sans s'arrêter, donc sans demander un surcroît d'énergie à chaque démarrage).

On protégera le circuit en l'entourant de chatterton.

Pour info, voici le montage 10 ans après :

ensemble démonté

On peut voir que les relais choisis à l'origine sont trop gros et prennent trop de place derrière le tableau de bord, je les avait coincés sur la traverse.

Un détail du circuit électronique de commande :

circuit de commande

Evolution future

(écrite le 27/05/2011)

A noter qu'on aurait pu faire autrement, l'IGBT 2 étant remplacé par un composant électronique conducteur tout le temps sauf lorsqu'on lui applique un courant, ce courant étant appliqué à ce composant et à l'IGBT1 en même temps le temps d'appliquer la tension manuelle de lancement du moteur.

On pourrait aussi limiter le courant dans les premiers instants de l'IGBT1 pour éviter la surconsommation du moteur à courant continu au démarrage. A voir dans le futur si j'ai le temps de m'y plonger.

Afficheurs

Nous allons maintenant voir comment afficher diverses informations au tableau de bord.

Comparaison entre afficheurs

Nous avons le choix entre 4 types d'afficheurs :

Numérique

L'information à afficher est écrite en toute lettre, utile si on cherche la précision de mesure.

2 technologies, de poids identique de moins de 15 g :

Afficheur LCD

afficheur LCD

Consommation 1mA, nécessite un éclairage la nuit.

Afficheur LED

Consommation 20 à 30 mA, pas besoin d'éclairage la nuit (les chiffres sont déjà éclairés).

Analogique

L'information affichée est peu précise, mais rapidement lisible, utile pour une info à lire souvent lors de la conduite. Par exemple un compte-tour, on voit graphiquement où on se trouve dans la plage d'utilisation (ex : aiguille au centre, on est à mi régime, plus rapide que de lire 2750 rpm, puis de se rappeller que le moteur monte à 5500 rpm, de faire la division de tête, etc.). Utile pour un Voltmètre aussi, aiguille au centre = tout va bien.

3 technologies :

Galvanomètre

galvanomètre

A aiguille. Le cadran peut être coloré pour indiquer les bonnes plages d'utilisation et celles à éviter. 30 à 50 mA de consommation électrique, de 50 à 100 g. Eclairage de nuit.

Bargraph LCD

Série de Led, couleur verte pour la plage d'utilisation, orange quand on commence à en sortir, et rouge quand c'est pas bon. Consommation 1mA, poids 10 g, éclairage de nuit.

Bargraph LED

Série de barres affichées, pas de couleur possible (sauf un afficheur couleur assez cher), mais des tailles de barre pouvant donner une information complémentaire. Consommation 20 mA, poids 10 g, pas besoin d'éclairage de nuit.

Types d'afficheurs

Avertisseur

L'information n'est pas affichée en temps normal (car on s'en fout un peu tant que ça va bien, comme le niveau d'huile moteur, le niveau liquide de frein, la pression d'huile moteur, la tension de bord, le courant consommé, etc.), seul un témoin lumineux s'allume dès que la valeur à mesurer sort de la plage normale d'utilisation (ex : témoin de pression d'huile si la pression d'huile moteur tombe en dessous de 0,3 bar, témoin de liquide de frein si le niveau de liquide de frein tombe sous le niveau mini, témoin de surrégime moteur si on dépasse les 6000 rpm, ou si on dépasse les 4700 rpm qui est la limite d'utilisation optimale du moteur (implique de changer de vitesse).

Permanent

Cet afficheur est toujours là et indique l'information en continu, même si on n'en a pas besoin. Par exemple le compteur de vitesse, utile tout le temps, ou la pression d'huile sur galvanomètre, information qui n'est là que pour nous informer que tout va bien. Cette information est utile si ça commence à cafouiller, si la pompe se fatigue, si le moteur chauffe, mais en général c'est une information dont on se fout en usage normal, quand tout va bien.

Ils permettent aussi de suivre en direct le fonctionnement du véhicule, comme la pression d'huile ou le régime moteur, qui dans ce cas est plus un moyen de voir fonctionner le moteur.

Statique

Ces afficheurs statiques utilisent un autre instrument pour être lus, et peuvent fonctionner comme un avertisseur, par exemple les marques rouges sur le compteur de vitesse indique qu'on va rentrer en surrégime et qu'il est temps de passer la vitesse supérieure. Ils sont là tout le temps, et du coup sont affichés même si il n'y a pas danger.

Il peut aussi s'agir d'indications extrapolables à partir d'un autre instrument, comme les indications régimes moteur en fonction de la vitesse affichée au compteur et de la vitesse enclenchée (ex : compte-tour statique proposé plus loin).

Avantages, il sont simples à mettre en oeuvre, ne consomme rien, mais sont relativement compliqués de lecture (plusieurs paramètres à prendre en compte, difficile à faire en instantané quand on conduit).

Temporaire

En cas de problème, on branche une valise ou on active sur smartphone l'afficheur permanent pour résoudre la panne. Necessite un calculateur gérant les capteurs de défauts du véhicule, pas présent sur une deuche!

Quel afficheur pour quelle information ?

L'information précise n'est à afficher que lorsque le véhicule a des problèmes, ou lorsque le conducteur veut suivre au plus près ce qu'il se passe (tests divers, développements, prototypes), sinon l'avertisseur de mauvais fonctionnement suffit.

Certaines applications n'ont lieu d'être que pour une information précise (ex : ampèremètre), d'autres pour info précise ou non suivant l'utilisation que l'on en veut (ex : voltmètre précis pour dépanner et détecter un problème de batterie chutant trop en tension au démarrage (usage ponctuel), en usage courant un voltmètre simple avec une Led verte centrale, 2 LED rouge à droite et à gauche pour indiquer une surtension ou une sous tension).

Avant les années 90, on essayait de mettre un afficheur permanent pour toutes les informations où il y a un risque de casse (comme la pression d'huile sur moteurs de compétition, ou le voltmètre sur 2cv). Avec la fiabilisation des voitures, on s'est rendu compte que ces indicateurs, censés être utiles qu'en cas de problèmes, était la plupart du temps inutiles. C'est pourquoi on les remplace par des voyants et une valise (outil de diagnostic), c'est à dire un afficheur temporaire, qui sert à déterminer puis à corriger le problème.

Différentes informations

Info précise

Numérique uniquement.

La technologie LCD est la meilleure, même si le branchement est plus complexe qu'un système d'affichage à LED à cause de l'amené de l'éclairage.

La technologie LED c'est celles des années 70 et 80. Attention, des LED directement dans les yeux est susceptible d'endommager la cornée, car le faisceau lumineux est très directif. Pour éviter ça on peut rajouter dessus un capuchon translucide qui "étale" la lumière.

Les systèmes à galvanomètre c'est la technologie d'avant les années 70, peu précis et lisibles, très gourmande en énergie, par son poids et sa consommation électrique. Ils ne sont plus du tout nécessaires car facilement remplacés par des bargraphs.

Info de panne

Simple LED avertisseuse avec son capuchon pour étaler le flux lumineux. On peut avoir une LED pour plusieurs pannes regroupées par fonction, et c'est la valise qui donne le libellé exact du défaut, avec les sources possibles de l'erreur et la réparation à faire).

Afficheurs LCD

Pour le régulateur de tension en entrée : Prendre du 9 V, utilisé par les afficheurs.

Avec ce genre d'afficheur LCD ou LED, ce sont presque tous des 200mV pleine échelle, mais ils sont presque tous faits à partir du même IC qui est conçu pour une alim par pile 9V.

Comme on ne branche pas en général sa pile sur une des bornes de mesure, l'IC fait une mesure en différentiel autour de tensions fixées à l'interne de l'IC imposant à tout utilisateur d'alimenter l'afficheur avec isolation galvanique par rapport aux points de mesure.

Donc mettre un régulateur de tension 9V avant l'alim, et mesurer directement sur le circuit électrique du véhicule.

Pour faire un ampéremètre, on utilise un shunt de mesure : Une résistance dont la résistance est connue, on coupe le conducteur électrique dont on veut mesurer l'intensité, on le rebranche sur le shunt (la résistance), il y a donc une chute de tension aux bornes de la réistance, d'après la loi U=RI, et avec l'afficheur qui est un voltmètre et qui mesure la chute de tension on peut déterminer le courant qui passe. Pour éviter que le shunt chauffe trop (Puissance de chauffage=RI²), on prendra une valeur de résistance la plus faible possible. Attention, la valeur de la résistance variant avec la température, si ça chauffe trop les valeurs vont varier.

Par exemple, si on veut mesurer un courant de 20A maxi, on met une résistance de 0,01 ohm, sous 20 A => 200 mV de chute de tension.

Ce shunt peut consister simplement à regarder la chute de tension aux bornes d'un cable, par exemple le cable du démarreur. On mesure sa résistance à température ambiante (elle doit être très faible), et avec la résistance du pont diviseur de tension on adapte pour toujours rester dans la plage des 200 mV en entrée de mesure. Si on dépasse l'afficheur affiche 1, apparemment sans plus de dommages.

Compte-tours moteur statique

Pourquoi un compte-tour?
Cela permet de placer le moteur à son régime moteur optimal. A ce régime, le moteur s'use moins et consomme moins, la voiture peut parcourir des centaines de bornes sans broncher. Ce régime peut être trouvé sur la revue technique, c'est celui du couple maxi. Pour une 2cv6 des années 80, il est de 3500 à 4000 tr/min. Pour les moteurs 35 ch, cette plage est étendue, de 3500 jusqu'à 4750 tr/min.
Par exemple, depuis que j'ai fait mon compte-tour, sur un parcours de 700 kms à travers le massif central, j'ai diminué ma consommation d'1,5 litres en moyenne et réduit mon temps de parcours à 9 h au lieu de 12h. Soit sur un aller retour une économie de 20 litres et un gain de temps de 6 heures! Pas mal quand on voit comme ce compte-tour est facile à réaliser...

Inconvénients des compte-tour électroniques :

Avantages du compte-tours statique :

Son seul désavantage c'est qu'il faut connaître la vitesse enclenchée, mais avec l'expérience, ça se fait tout seul. Eventuellement il n'y a pas le look racing apporté par un compte-tour rajouté, mais les chiffres en couleur ajoutent une touche de gaité sympa.

Comment réaliser le compte-tour statique?
Un compte-tour peut être avantageusement remplacé par une connaissance de la correspondance vitesse véhicule / vitesse moteur, par l'intermédiaire des rapports de boîte. On peut ainsi lire le régime moteur à partir du compteur de vitesse d'origine.
En gros, la connaissance de la vitesse engagée (1ere, seconde, etc.) et de la vitesse en km/h du véhicule nous permet de retrouver le régime moteur.
Pour ne pas confondre vitesse véhicule (en km/h) et vitesse engagée (1ere, seconde, etc.), la vitesse engagée sera appelée rapport engagé.
Si vous voulez en savoir plus, je vous invite à regarder la partie théorique sur la boite de vitesses, où tout cela est repris dans le détail.
En résumé, quand je suis en quatrième, la vitesse du véhicule pour un régime moteur de 1000 tr/min est de 20,35 km/h. Cette vitesse sera appelée km/h@1000rpm au rapport enclenché. Cette vitesse est trouvée dans la RTA.

A partir de là, je peux partir du régime moteur (par exemple, le régime ou le couple est maximal) pour trouver la vitesse à laquelle je dois rouler pour consommer moins, ou pour que mon accélération au feu rouge me permette de suivre la GTI d'a côté. La formule pour trouver la vitesse à partir du régime moteur est la suivante :

[(régime moteur désiré en tr/min) / 1000] * (km/h@1000rpm au rapport enclenché) = vitesse en km/h.

ex: On veut savoir la vitesse en quatrième à 4000 tr/min (couple max sur un 602). On applique la formule précédente:
(4000 tr/min / 1000) * [20,35 (km/h@1000rpm en 4eme)] = 81,4 km/h.

On peut aussi partir d'une vitesse pour tomber sur un régime moteur à l'aide de l'équation suivante:
(70 km/h * 1000) / [20,35 (km/h@1000rpm en 4eme)] = 3440 rpm.

Voilà, la méthode de calcul est donnée.
Si vous disposez d'une boite longue (2cv6 depuis février 1970, Dyane 6 de octobre 1968 à février 1970) vous pouvez reprendre les résultats donnés dans le tableau ci dessous. Voir à la fin de la partie les adresses de sites permettant de calculer ces rapports en fonction des différentes boîtes.
Si ce n'est pas votre cas, il vous reste à retrouver les valeurs de rapport de boîte de votre boîte de vitesse et à refaire ces calculs dans votre cas.

On obtient le tableau suivant (sous excel pour simplifier les calculs), pour la boîte route (8/33) ayant équipée les 2cv6 depuis 1970 (valeurs approchées à 50 tr/min près, afin de mieux voir l'évolution linéaire du régime tous les 5 kms):

rapport enclenché

1

2

rapport enclenché

3

4

km/h @ 1000 rpm

5,14

10,08

km/h @ 1000 rpm

14,99

20,35

à 10 km/h

2 000 rpm

1 000 rpm

à 10 km/h

700 rpm

400 rpm

20 km/h

4 000 rpm

2 000

20 km/h

1 300

900

30 km/h

6 000

3 000

30 km/h

2 000

1 400

35 km/h

7 000

3 500

35 km/h

2 300

1 700

40 km/h

8 000

4 000

40 km/hv

2 700

1 900

45 km/h

9 000

4 500

45 km/h

2 000

2 200

50 km/h

 

5 000

50 km/h

3 300

2 400

55 km/h

 

5 500

55 km/h

3 700

2 700

60 km/h

 

6 000

60 km/h

4 000

2 900

65 km/h

 

6 500

65 km/h

4 300

3 200

70 km/h

 

7 000

70 km/h

4 700

3 400

75 km/h

 

7 500

75 km/h

5 000

3 700

80 km/h

 

8 000

80 km/h

5 300

3 900

85 km/h

 

 

85 km/h

5 700

4 200

90 km/h

 

 

90 km/h

6 000

4 400

95 km/h

 

 

95 km/h

6 300

4 700

100 km/h

 

 

100 km/h

6 700

4 900

105 km/h

 

 

105 km/h

7 000

5 200

110 km/h

 

 

110 km/h

7 300

5 400

115 km/h

 

 

115 km/h

7 700

5 700

120 km/h

 

 

120 km/h

8 000

5 900

125 km/h

 

 

125 km/h

 

6 200

J'ai simplifié les résultats afin d'en tirer les lois de conversions suivantes, pour retrouver rapidement le régime moteur à partir de la vitesse de la voiture et de la vitesse enclenchée:
- En 1ère, multiplier par 2 la vitesse puis rajouter 2 zéros à la vitesse pour avoir le régime moteur.
ex : à 20km/h, le régime est de 20*2=40*100=4 000 tr/min
- En 2nde, il suffit de rajouter 2 zéros à la vitesse pour avoir le régime moteur.
ex : à 40km/h, le régime est de 40*100=4 000 tr/min

Pour le 3eme et 4eme rapport, il n'est plus possible de trouver une règle de calcul simple pour retrouver rapidement le régime moteur à partir de la vitesse. Il nous faut donc écrire sur le compteur de vitesse les régimes correspondants aux graduations des km/h.

- En 3ème, le chiffre des centaines prend les valeurs suivantes à chaque incrément de vitesse de 5 km/h : 0, puis 3, puis 7. Si la vitesse augmente encore de 5 km/h, le chiffre repasse à 0.
    ex: à 60 km/h, nous sommes à 4 000 tr/min. Si l'on monte de 5 km/h, le chiffre des centaines passe de 0 à 3, ce qui fait que à 65 km/h, nous sommes à 4 300 tr/min. A 70km/h, soit 5 km/h au-dessus, le chiffre des centaines passe de 3 à 7, ce qui nous donne 4700 tr/min. A 75km/h, on est à 5000 tr/min.
- En 4ème, le chiffre des centaines prend les valeurs suivantes à chaque incrément de vitesse de 5 km/h : 2, puis 4, puis 7 et enfin 9.

Pour la troisième et la quatrième l'on marque donc sur le compteur de vitesse les régimes moteur, en haut pour le quatrième rapport, en bas pour le troisième. Les couleurs pour les deux rapports seront différentes.
Comme sur le compteur de vitesse les graduations sont de 10 km/h, on se marquera la règle de calcul pour les 4 rapports, à côté du dessin de grille de vitesse.
Le seul problème de réalisation provient de la finesse des chiffres à écrire. J'ai procédé de la façon suivante: Avec un critérium de 0.5 mm, mine rentré à fond, je trempe le bout dans la gouache (peinture pour enfant qui à l'avantage de disparaitre quand on la nettoie à l'eau).

En vert, les chiffres relatifs au troisième rapport, et en rouge ceux de la 4eme vitesse. En bas sont rappelés, pour les deux derniers rapports, les incréments de la centaine de rpm prise lorsque qu'on augmente de 5 km/h la vitesse.

Si j'ai le temps, je pourrais en faire un dessin à imprimer puis à coller sur son compteur trapezoïdal.

Pour en savoir plus:

Calculs des différents rapports de toutes les boîtes Citroën sur le site de Cats.


Compte-tours électronique

Compte-tours analogique à découpage

Voir le site de Christian qui devrait prochainement nous faire une page en mieux (lui il est électronicien, moi pas trop...) sur le compte-tour à découpage. En attendant, voici un compte-tours que j'ai construit, mais je vous conseille de voir à la fin le schéma qu'a fait Jojo, plus simple.

La section qui suit est un brouillon en attente d'un résultat fiable dans le temps. Sauter cette section.

J'ai déjà discuté de l'intérêt d'un compte-tours dans la section précédente sur le compte-tours statique, et je vous propose ici un compte-tours électronique, permettant quand même de visualiser plus facilement le fonctionnement du moteur (c'est comme si on le voyait tourner sous nos yeux). Le seul avantage sur le compte-tour statique est de voir le régime moteur même à l'arrêt, ce qui dans certains cas de réglages moteurs notamment peut se révéler utile.

Le compte-tours que je vous propose à un fonctionnement plus stable et plus précis que les compte-tours classiques (qui utilisent un filtre RC). Merci à Jojo pour m'avoir donné le principe du compte-tours à découpage.

Pour l'affichage du régime moteur, je prendrais un compte-tours analogique (à aiguille), car ce type de compte-tours permet de mettre des couleurs dans les zones où le couple est max (pour rester aux régimes bénéfiques pour la voiture), et de mieux visualiser d'un seul coup d'oeil le fonctionnement du moteur. Les compte-tours numériques (à affichage digital) sont pour moi moins beau, plus longs à lire, et permette difficilement de savoir dans quelle partie de la plage de fonctionnement moteur on se trouve (par rapport au couple max, au régime max, etc.). Leur seul avantage est leur précision d'affichage si l'on veut connaître au tour près le régime moteur, mais cela ne peut être utilisé que pour les applications de réglage précis, l'affichage changeant tout le temps en fonctionnement routier rendant la lecture difficile.
La plage de régime affichée sur le cadran ira de 0 à 6 000 tr/min, au contraire de la plupart des compte-tours qui vont jusqu'à 8000 tr/min. La deuche plafonnant à 5750 tr/min (il est bien sûr possible de dépasser de temps à autre ce régime), il est inutile de monter aussi haut. On y gagne en précision de lecture. Mais rien ne vous empêche de fixer la limite à 6000 tr/min, il suffit pour cela de changer la valeur de la résistance R5.
On peut utiliser n'importe quel galvanomètre, seule la valeur de R6 changera.
Je donnerais plus loin les méthodes de calcul pour choisir R5 et R6 en fonction de ses besoins.

Principe d'un compte-tours électronique analogique

Le principe du compte-tours électroniques est de compter, en fonction du temps, le nombre de fois où le rupteur s'ouvre et génère ainsi une étincelle à la bougie. Comme le rupteur s'ouvre une fois par tour, un compte-tour classique ne convient pas (dans un quatre cylindres, il y a deux ouvertures par tour).

Le but du compte-tour analogique est de connaître le régime moteur en fonction de la position d'une aiguille d'un galvanomètre (cadran qui mesure le passage d'un courant), en comptant le nombre d'étincelles aux bougies par seconde. L'aiguille ne mesure pas le nombre d'étincelles, mais uniquement l'intensité du courant électrique qui traverse son bobinage. Il nous faut donc créer un circuit électronique transformant l'information "nombre d'étincelles" en un courant proportionnel au régime moteur, et évoluant linéairement.

Voici le schéma de principe (Fig.1) qui va appuyer mes explications ultérieures (on trouvera plus loin le schéma de principe avec tous les branchements et les alims, celui-ci est dépouillé pour faciliter la compréhension):

Fig.1 : Schéma de principe

Signal en entrée du circuit

Nous allons nous brancher directement en sortie de la bobine, cela nous évitera de savoir si l'on a un allumage électronique ou pas.
Lors de l'ouverture du rupteur, la tension en sortie de la bobine monte à 12V, car comme il n'y a pas de chute de tension (pas de courant), la tension en sortie de bobine est la même que celle en entrée.
Lorsque le rupteur est fermé, la sortie de la bobine est directement reliée à la masse, et son potentiel est donc de 0V.
Le rupteur reste fermé (relié à la masse) 60% du temps. En se branchant donc à la sortie de la bobine (borne -), on obtient un signal qui alterne entre 12V et 0V. Le signal est de type carré, en créneaux. L'impulsion est la partie du signal où la tension est de 12V (temps pendant lequel le rupteur est ouvert, soit 40% du temps). Lors de l'impulsion, on dit que le signal est à l'état haut.
Nous pouvons ici définir une notion importante, le rapport cyclique d'un signal carré. Il est défini comme le rapport de la durée de l'impulsion à l'état haut sur la durée totale de la période (état haut + état bas). Voir pour cela la figure 2.

Fig 2 : Evolution de la tension sur la borne "-" de la bobine.
Signal carré. Rapport cyclique de 40 % sur une 2cv6 années 80.
Th = Durée de l'état haut (rupteur ouvert) = 40% de la période
Tb = Durée de l'état bas (rupteur fermé) = 60% de la période

Le signal de sortie de la bobine va délivrer une impulsion par tour. La connaissance du nombre d'impulsions nous donnera donc directement le nombre de tours moteur.

Mise en forme du signal en entrée

Le signal en sortie de bobine n'est pas exploitable comme tel, car d'une part le rapport cyclique est trop faible pour ce que l'on veut, et d'autre part le pic de surtension au début de chaque impulsion est néfaste à la longévité du circuit.
L'impulsion est donc abaissée à quelques volts grâce aux résistances R1, R2 et R3, montées en pont diviseur. C1 est un condensateur de filtrage absorbant les pics de tension lors de l'ouverture rupteur (pics diminués par R1), et lissant les ondulations qui suivent.
Une diode zéner 12 V pour limiter l'amplitude des impulsions n'est semble-t-il pas utile pour la deuche.
La tension à la base du transistor T1 est de 0,7 V.
On utilise le transistor T1 en commutation, sa base étant alimentée par le signal bobine. T1 va inverser le signal 1 de la façon suivante :
- quand signal 1 est à l'état haut, la base est alimentée, T1 est conducteur, son collecteur c relié à la masse est donc à 0 V, c'est l'état bas du signal 2. Un courant traverse R4 et va à la masse.
- quand signal 1 est à l'état bas, la base de T1 n'est plus alimentée, T1 n'est plus conducteur. Le courant s'écoule maintenant à travers le pont diviseur formé par R4 et R7. La tension au collecteur c de T1 passe à 8 V (la chute de tension à travers R4 étant de 1 V) , c'est l'état haut du signal 2.
Le signal 2 étant donc inversé par rapport au signal 1, son rapport cyclique α est l'inverse du signal 1, donc α du signal 2 = 60%. La fréquence du signal 2 reste inchangée par rapport à celle du signal 1.

C'est dans le traitement du signal 2 que je vais me différencier du traitement classique.

Défauts d'un compte-tours classique par filtre RC

Un compte-tours classique se contente d'un circuit RC (une résistance et un condensateur placés en série, alimentant un galvanomètre) pour obtenir la valeur moyenne du signal 2.
On trouve l'exemple d'un tel montage sur la page de la deuche.
Le circuit RC utilise le fait qu'un condensateur soumis à une tension périodique se comporte comme une résistance, cette résistance diminuant avec la fréquence. En effet, un condensateur a la propriété de se charger et se décharger très rapidement au début (63% de sa charge atteinte en τ secondes, τ étant sa constante de temps, alors qu'il faut 5 fois τ pour atteindre 99% de sa charge). Plus il y aura d'interruptions dans une seconde (régime moteur élevé), plus  la quantité d'énergie absorbée puis relâchée par le condensateur sera importante, ce qui provoquera un courant moyen plus élevé.
L'aiguille du galvanomètre, qui mesure l'intensité dui courant moyen, va donc se déplacer vers la droite.

La forme des impulsions (mesurée au collecteur du transistor) est la suivante: Lorsque T1 commute et devient isolant, la tension se retrouve brusquement à +Vcc, avant de diminuer non linéairement au fur et à mesure que le condensateur se charge et oppose une contre-tension croissante. Lorsque T1 devient conducteur, la tension passe brusquement à zéro et monte un peu lorsque le condensateur se décharge très rapidement, n'ayant pas de résistances placées sur son circuit de décharge.

La résistance R limitant le courant périodique qui traverse C est calculée de manière à ce que au régime max du compte-tour, la résistance provoquée par C, additionnée à la résistance R, donne un courant permettant la position extrême de l'aiguille.

Le problème c'est qu'un circuit RC n'est pas parfaitement linéaire (à 50% du régime max, la valeur moyenne doit être de 50% la valeur moyenne max obtenue pour le régime max), et les valeurs indiquées sont faussées, excepté pour le régime moteur sur lequel on a réglé l'aiguille. Cette non linéarité vient du fait que l'angle de came (ou rapport cyclique) n'est pas de 50%, la valeur moyenne n'est donc pas la "vraie" valeur moyenne du signal (rapport cyclique de 50%). Ce n'est pas uniquement le nombre d'impulsions que l'on mesure.
La résistance R fixe intervient elle-aussi dans la non linéarité.

Principe du courant variable par découpage

Pour avoir un courant variable dans le galvanomètre, nous allons utiliser la technique du hachage (encore appelée découpage). En faisant varier le rapport cyclique α du courant, nous faisons varier sa valeur moyenne (Imoy = α* Imax), celle qui est affichée par le galvanomètre.
Le hachage consiste a interrompre périodiquement le passage du courant. Le galvanomètre ne va pas voir ces interruptions, car la bobine qui assure le déplacement de l'aiguille permet le passage d'un courant de roue libre (existence d'une fem induite) lorsque le courant venant du 555 est coupé. Pour que ce courant circule, nous avons placé la diode D2 (diode de roue libre). Pour que ce courant ne s'épuise pas trop rapidement (il s'agit en fait du champ magnétique de la bobine du galva qui se décharge), nous plaçons la résitance R6 entre la diode et le galva (si R6 est placée avant, l'aiguille subit de légères oscillations).
Le galvanomètre verra ainsi uniquement la valeur moyenne du signal (l'intégrale pour les matheux).
C'est donc Imoy, qui est un pourcentage de la valeur de Imax, que va afficher le galvanomètre.

Pour résumer l'histoire du hachage : 3 000 tr/min, c'est la moitié de 6 000 tr/min. Lorsque je suis à 6 000 tr/min, j'ai un courant de 20 mA dans mon galvanomètre (aiguille à fond, rapport cyclique de 100%). A 3 000 tr/min, il faut donc que le courant soit moitié moins important (10 mA) pour que l'aiguille soit au milieu. Pour obtenir un courant de 10 mA, je vais tout simplement interrompre le courant la moitié du temps, ce qui se traduit par un rapport cyclique de 50 % (moitié moindre qu'à 6 000 tr/min).
On ne peut pas faire plus linéaire comme principe! Et c'est facilement compréhensible, même par un non électronicien.

Comme le signal 2 à des impulsions de durée variable (dépendant de la fréquence, le rapport cyclique restant fixée par l'angle de came), nous allons créer un quatrième signal à partir du signal 2 (nous verrons plus loin l'utilité du signal 3), et c'est ce signal 4 qui alimentera le galvanomètre. Seul le rapport cyclique du signal 4 variera, l'amplitude de ses impulsions et leur durée restant constante.

Le rapport cyclique est modifié en fonction de la fréquence du signal 2, et de façon proportionnelle à la fréquence, ce qui nous permet bien de "compter" les impulsions.

Fig. 3 : comparaison entre le cas classique (circuit RC), sans durée fixe de l'impulsion, où il est difficile d'avoir la linéarité entre 50 Hz (3000 tr/min et 100 Hz (6000 tr/min), et le montage monostable (hachage), qui offre lui une parfaite linéarité (d'un coefficient α).

Circuit de hachage

Pour maîtriser la durée des impulsions, nous utiliserons un montage monostable (un 555 est suffisamment précis) qui nous donnera des impulsions en sortie de durée connue, car il ne commute que sur le front descendant des impulsions en entrée (signal 2), il est donc indépendant de leur durée.

Nous réglerons la durée de l'impulsion pour qu'elle occupe toute la période lorsque le régime max indiqué sur le galvanomètre sera atteint. Le courant sera alors continu.

Alimentation du monostable

Il se pose un problème, le signal 2 tel quel ne peut être exploité par le 555 car il est à l'état bas durant 40% du temps. En-dessous d'un certain régime, l'état bas durerait plus longtemps que 10 ms, et notre impulsion du signal 4 durerait autant que l'état bas du signal 2. Calculons ce régime limite : Pour que 0,4 . y d'une certaine période y soit inférieur à 0,01 secondes, il faut que la période soit supérieure à y = 0,025 s, ce qui nous donne une fréquence de 1 / 0,025 = 40 Hz, soit un régime moteur de 40 * 60 = 2400 tr/min.

Le but est d'obtenir une mise à la masse assez brève lors de chaque impulsion, de temps fixé (inférieur au temps mini en sortie du 555), indépendant de la durée d'impulsion à la bobine. On applique le principe suivant :


Le fonctionnement de ce schéma est le suivant : lorsque l'entrée est sur un front descendant (le contacteur se place sur le masse) alors l'entrée 2 va recevoir une bréve impulsion descendante, le temps que le condensateur se charge et que l'entrée 2 remonte à la tension de Vcc. Comme c'est un petit condensateur de 1 nanoFarad, la charge est très rapide.
Ou encore celui du schéma de Jojo (voir à la fin).
Ou encore la soluce que j'ai trouvée au début, dix mille fois plus compliquée !, à éviter donc! C'est celle de la bacule logique, la seule que j'ai testée, mais j'ai laissé tombé en cours de route ,voilà pourquoi cette partie est un peu brouillonne.

Utilité du régulateur de tension

Grâce au régulateur, l'amplitude des impulsions du signal 4 est connue et constante (on est donc bien indépendant de la tension du circuit électrique de la voiture, qui varie de + ou - 1 V suivant la commutation du régulateur, élevée après le démarrage car il faut recharger la batterie, basse quand on met les phares, etc.), de même que leur durée.
Comme la durée des impulsions est fixe mais que la fréquence du signal carré varie (en fonction du régime moteur), le rapport cyclique du signal 4 (sortie du monostable) va varier lui aussi uniquement en fonction du régime moteur.
En effet, plus la fréquence augmente, plus la période diminue, et plus l'instant où une nouvelle impulsion va se décencher se rapproche de la fin de l'impulsion (voir fig. 3). L'impulsion de durée fixée prend alors une place de plus en plus importante dans la période, ce qui augmente le rapport cyclique.
De cette manière, seul le nombre d'impulsions va faire varier la valeur moyenne du signal (la valeur moyenne dépendant uniquement ici du rapport cyclique α, l'amplitude ne variant pas).

Calcul des composants

Nous allons aborder la partie calculatoire, je vais vous donner quelques méthodes de calculs au préalable.
Pour passer d'un régime moteur en tr/min à une fréquence en Hz (= tr/s), on divise par 60. C'est bien sûr multiplié par 60 si l'on veut passer des Hz aux tr/min. A une fréquence donnée, on obtient la période (temps pendant lequel on fait un tour) en prenant l'inverse de la fréquence (opération 1 / fréquence).

Mesure du galvanomètre

Pour régler la taille de l'impulsion, nous partirons sur un courant de 20 mA. Pour mon galvanomètre, c'est le courant qui donne l'aiguille à sa position extrême à droite. Mon galvanomètre est dit alors de 20 mA. Si votre galvanomètre est supérieur ou inférieur, il vous faudra reprendre les calculs de la résistance R6 (calcul du courant max dans le galva).
Pour savoir l'intensité de votre galvanomètre, on réalise la manip suivante :
Prenez une alim de 12 V continu (celles qui servent à recharger le téléphone portable par exemple, regardez la tension dessus, mais vous pouvez prendre 4,5 V aussi, c'est pas grave), une résistance de 100 ohm (c'est juste histoire que vous n'utilisiez pas le potard sur la position 0 ohm!), un potentiomètre de 2,2 k, et un multimètre sur la position ampèremètre. Vous branchez (avec des cables à pinces crocodiles) le "+" de l'alim à la résistance, l'autre patte de la résistance a une des pattes extérieure du potard, la patte intérieure du potard au plus de l'ampèremètre, et le moins de l'ampèremètre au plus du galvanomètre, et le moins du galva au moins de l'alim. Vous réglez le potard jusqu'a ce que vous mettiez l'aiguille du galva en butée. Vous relevez alors le courant sur l'ampèremètre, c'est le courant qui va vous servir aux calculs suivants. Pour indication, sous 12V il faut un potard réglé sur 500 ohms.

Calcul de la durée fixe de l'impulsion

Comme le 555 se déclenche sur le front descendant du signal 2, nous pouvons partir sur l'idée que le courant maxi sera obtenu pour un rapport cyclique de 100% (courant non haché en sortie du 555). Si jamais la durée de l'impulsion dépasse légèrement la période en entrée, cela ne pose pas de problèmes, car l'entrée sera encore à l'état bas, l'impulsion repartira sans que la sortie du 555 ne soit passée à l'état bas (la sortie ne serait à l'état bas que si l'impulsion était terminée ET l'entrée à l'état haut).

Fig. 4 : comportement de la sortie du monostable aux régimes extrêmes.

L'impulsion constante en sortie du 555 aura donc comme durée Th = 0,01 s (durée d'une période complète à 100 Hz (100 tour par secondes) soit 6000 tr/min, la limite que l'on s'est fixée pour notre compte-tour).
Méthode de calcul : (nb tr/min) * (nb impulsions par tour) / (60) = fréquence signal.
(1 / fréquence signal) = Th en secondes.
Si l'on veut monter à 8000 tr/min (133 Hz), la durée sera de 0,0075 s.
Si l'on avait un quatre cylindre classique (deux impulsions par tour), cette durée serait de 0,005 s, la fréquence du signal à 6 000 tr/min étant de 200 Hz. Pour 8000 tr/min et 4 cylindres, durée de 0,00375 s.
C'est la résistance R5 et le condensateur C2 placés devant le 555 qui vont fixer le temps Th de l'impulsion à 0,01 s, d'après la formule suivante : Th = 1,1*R5*C2
On trouve donc, si l'on fixe C2 à 100 nF, une résistance R5 = Th / (1,1*100.10-9).
Pour Th = 0,01 s, R5 = 91 k.
R5=68 k pour 8000tr/min, pour 4 cyl R5=46 k et 34 k.
Comme la perfection n'est pas de ce monde, nous prendrons un potard de 100 k pour pallier aux imperfections de fabrication du condensateur. Ou alors une résistance de 91 k, en série avec un potard de 5 k, cela permettra d'avoir un réglage plus fin.

Calcul du courant max dans le galvanomètre

Le régime moteur doit tenir dans toute la plage du rapport cyclique (α = 0% => 0 tr/min, α = 100% => 6000 tr/min), donc de l'intensité (0 mA à 20 mA) traversant le galvanomètre. Comme nous l'avons vu, même si nous sommes à un régime moteur inférieur à 240 tr/min, l'aiguille du compte-tour indiquera 240 tr/min quand même.
La tension fournie par le régulateur de tension étant au maximum inférieure de 2V à la tension d'entrée (comptons 13 V pour un vieux régulateur auto mécanique), la tension des impulsions ne pourra être supérieure à 11V.
La résistance R6 à placer avant le galvanomètre doit permettre le passage de 20 mA sous 11 V en continu.
U=R6.I => R6 = 11 (V) / 0,02 (A) = 550 k. En pratique, à cause de la bobine du galva se comportant comme une résistance avec les courants périodiques, la valeur à donner à R6 est plutôt de l'ordre de 250 ohms
Pour un galva de 10 mA, R6 = 1,1 k, et pour 1mA R6 = 11 k.

Construction du circuit


Fig.5 : Schéma de principe.Le CD14069 n'est pas utile, voir le dernier schéma.

Liste des composants

Résistances 1/4 W : R1 = 18 kΩ; R2 = R3 = 10 kΩ; R4 = 47 kΩ; R4 = 250 kΩ; R7 = 240 Ω; R8=R9=R10=1MΩ
Potentiomètres : R5 = 100 kΩ (ou 91 kΩ + potard 22 kΩ en série); R6 = 250 Ω (ou résistance 150 Ω + potard 100 Ω en série).
Si limite à 8000 tr/min, R5 = 68 k, pour 4 cyl et 6000 tr/min R5 = 46 k et pour 4 cyl et 8000 tr/min R5 = 34 k.
Pour galva 10 mA, R6 = 1,1 k, et pour 1 mA R6 = 11 k.
Condensateurs : 3 céramique 100 nF (C1, C2 et C3).
C4 : électrolytique radial 47 μF / 50 V (ou tension supérieure)
C5 : électrolytique radial 10 μF / 50 V (ou tension supérieure)
C6 : céramique 1 nF
Diodes : 1N4007 (D1, D2, D3 et D4)
Transistors : T1 = 2N2222A
Régulateur de tension : 78L09
Circuit intégré : NE 555, CD4069

Pour régler l'affichage du compte-tour, on se place à 3000 tr/min (alimentation secteur). Si vous posséder un oscilloscope ou un fréquencemètre, vous réglez la durée de l'impulsion à 0,01s, pour vous réglez R6 pour que l'aiguille arrive au milieu du cadran.
Sinon, on monte un pont de diodes, et avec l'alim secteur ou se retrouve en double alternance, donc à 6000 tr/min. On règle le rapport cyclique sur 100 avec R5, puis on règle R6 pour que l'aiguille arrive en butée.

Schéma d'un pont de diodes :

Fig 6 : Pont de diode permettant de caler le compte-tour à 6 000 tr/min.

Le transfo est une alim ayant une tension alternative en sortie, et l'on branche les deux bornes d'entrée indifférement sur les deux sorties du transfo. La borne en sortie du pont de diode notée "- bobine" correspond au plus (c'est sur cette borne que l'on branche la borne "- bobine" de notre montage), et la borne reliée à la masse au moins.

Sans oscilloscope, on règle avec un courant continu R6 pour que l'aiguille arrive en butée (une fois réglé on bloque la rotation du potard avec une goutte de vernis à ongle afin que les vibrations ne puissent le dérégler), puis on branche le circuit (on ne touche plus à R6) et on règle R5 pour que l'aiguille à 6000 tr/min arrive en butée (ou 3000 tr/min si l'on n'utilise pas le pont de diode).

Régulateurs de tension

Vu la faible consommation du système (40 mA max) le mieux est d'utiliser un 78L09, sa petite taille lui permettant de s'insérer facilement dans le montage. Son courant max de 100mA lui permet largement de subvenir aux besoins du compte-tour.
Le montage proposé fait appel à un 7809, trop gros pour le montage mais c'est le seul qui restait chez mon revendeur. Ce régulateur occupe à lui tout seul un tiers de la surface du montage, ce qui est problématique vu l'espace limité dont on dispose. Mais je suis quand même arrivé à tout faire tenir sur ma plaquette.
On peut aussi passer par un régulateur variable de type LM317, mais l'importance d'un tel montage peut nécessiter de construire un circuit d'alimentation extérieur au compte-tour, qui pourra servir à alimenter plusieurs circuits. Il faut respectant le montage suivant :

Fig 7 : Branchement du régulateur variable LM317T.

Caractéristiques du montage

Avec un régulateur de tension type 7809 (1A, boitier TO220).
Consommation électrique de 29,5 mA à 3 000 tr/min (dont 10 mA consommés par le galvanomètre).

Je vous donne ci-dessous le dessin de montage sur une plaquette d'essai, cela évite d'avoir à graver un typon, et ça marche aussi bien. La principale difficulté étant de respecter l'espace restreint en circulaire imposé pour rentrer dans le compte-tour, ainsi que la hauteur limité qui impose de coucher les condensateurs électrolytiques.

Je vous fournis le masque à coller sur le compte-tour, les compte-tours étant habituellement donnés pour 8000 tr/min.
Pour ne pas user d'encre, je l'ai fait avec un fond blanc, et Word le met en légèrement grisé pour ne pas trop faire Jacky!!
Je vous conseille pour l'imprimer de le mettre d'abord sous Word (cliquer sur l'image en dessous, Ctrl+C sous le navigateur HTML puis Ctrl+V sous Word) et d'augmenter ou diminuer l'image pour que sa taille s'adapte (en cm) à celle de votre compte-tour (sous Word, un double-clique droit sur l'image fait apparaître un menu, cliquer sur "format de l'image...", onglet "taille", et dans "dimensionnement et rotation" la hauteur (identique à la largeur) est indiquée en cm, on la modifie de ce menu pour un ajustement précis).
Le défaut de ce gabarit est qu'il sera mal éclairé par une lampe placée derrière, alors que pour les cadrans de ce type les graduations sont translucides et laissent passer la lumière venant de derrière.

Voici ci-dessous le Schéma de Jojo :


C5 est optionnel, si le galva vibre à certaines fréquences.
Un régulateur de tension type 78XX à environ 2V de chute de tension donc Un 78L10 ou 78L09 est préférable (le L indique une série en boitier plastique miniature qui prend moins de place).
Le 555 en stable en fréquence quel que soit sa tension, mais comme on ajoute un régulateur pour le reste du montage autant l'y connecter.
Si le galva vibre à une certaine fréquence c'est que l'équipage mobile entre en résonance, mettre une petite capa C5 en // du galva 0,1uF, voir si cela suffit pour le calmer.

Autres compte-tours

Compte-tours à partir d'un fréquencemètre

Suite à la difficulté de mettre au point un compte électronique, autant en faire un à partir d'un manomètre donnant la fréquence d'un signal alternatif. Conrad en vend un qui donne la fréquence en tr/min, le DVM205AM spécial moteur pour 54 €, reste l'inconnue de savoir si cet appareil conçu pour être utilisé de façon sporadique peut tenir 9 h de trajets non-stop...
Pour ma part, j'ai récupéré un fréquencemètre donnant la fréquence en Hz (ou tr/s), reste à mémoriser les équivalences et les différents régimes caractéristiques, donnés dans le tableau suivant (on peut voir que les Hz donnent une indication moins précise du régime moteur, car on divise le nombre en tr/min par 60) :

Régime en tours/minutes

Fonctionnement moteur

Régime en Hz

700

limite mini du ralenti

11,6

800

ralenti optimal

13,3

900

limite maxi du ralenti

15

1 600

limite mini de fonctionnement

26,6

2 000

fonctionnement bas régime

33,3

3 000

début de la plage de couple max

50

3 750

rendement et couple maxi

62,5

4 000

fin de la plage de couple max

66,6

5 000

Début de la zone rouge

83,3

5 800

limite mini de fonctionnement

96,6


Manomètre d'huile

En bas du moteur à gauche, il y a le contacteur de pression d'huile (appelé couramment manocontact).
Il s'agit de le remplacer par un système assurant les fonctions de manocontact (allumage de l'ampoule de pression d'huile si la pression est trop basse) et de capteur de pression d'huile (envoyant l'information de pression d'huile moteur à un afficheur au tableau de bord).

Pour ce faire, on peut récupérer un manocontact d'huile et son entretoise sur laquelle est branché le capteur de pression d'huile (grosse capsule sur le côté) sur une voiture à la casse.
On récupèrera sur la même voiture le galva (l'aiguille qui bouge...) au tableau de bord (sur l'horizon qui m'a servie de voiture donneuse, le galva de manomètre d'huile était la même référence Véglia que le galva de niveau d'essence). Quand on récupère le galva, bien repérer sur l'arrière où vont les fils. Il y en a un qui va à la masse, l'autre au + contact et le dernier relié au capteur de pression.
Les véhicules dont le filet (M12 x 1,5) est le même que la deuche sont les suivants :
- Autobianchi A112
- Toutes les BMW
- Citroen GS, GSA, BX
- Les Peugeot devrait convenir, mais ça reste à vérifier, je n'ai rien sur le sujet.
- Toutes les Talbot-Simca (pour ma part, j'ai pris sur Horizon EX automatique, ça rentre)

Reste qu'il faut que la voiture "donneuse" soit dotée d'un manomètre d'huile au tableau de bord, et que le capteur ne soit pas trop gros car l'espace autour un manocontact d'origine est restreint.

Le principe est tout con : le filetage du manocontact est plus long, il y a un trou latéral dans celui-ci, qui permet à une entretoise d'envoyer l'huile vers l'appareil que l'on veut (capteur température ou pression, voir même sur les deux, c'est sur ce principe que fonctionne les capteurs VDO).

Il est plus facile de démonter les tôles de refroidissement pour accéder au manocontact et surtout installer puis brancher les fils du capteur.
Les premiers manocontacts se dévissaient avec une clé de 21, c'était génial pour y accéder, la clé à bougie qui dévissait aussi le boulons de vidange suffisait. Mais je ne sais pourquoi, pour des raisons de standardisation je pense, vous aurez surement la malchance de tomber sur un manocontact de 22.
Attention à ne pas serrer trop fort, sinon le filetage en alu du carter moteur va s'arracher (reste la solution ensuite d'insérer un filet rapporté, ou de revisser en mettant du film téflon). De même, on s'assurera que l'entretoise ne va pas se bloquer sur l'arrête vers l'avant du moteur (vous devriez comprendre une fois que vous y serez...), ce qui va empêcher de serrer le joint du manocontact contre le plat du carter. On pourra limer cette arrête si elle fait chier , ou décaler le capteur vers la bas (pour ce faire, j'en ai profité pour enlever la sortie du carter de ventilateur en direction des refroidisseurs de disque de frein, inexistants sur ma voiture).
On vérifiera l'étanchéité moteur tournant avant de remonter les tôles de refroidissement.

Par contre, la pression du flat-twin à l'endroit de mesure pouvant monter à 6 bars, ce qui est généralement au-dessus de la limite des autres manocontact, il faudra surement adapter une résistance si la pression indiquée à l'affichage est trop haute. Par exemple, pour le capteur de l'Horizon, l'aiguille montait tout de suite au maximum. Comme la résistance du capteur chute avec la pression, j'ai donc coupé le fil qui va au capteur, et y ai inséré avec deux dominos d'électricien une résistance de 50 ohms (les deux pattes étant serrés dans les dominos, la résistance est montée en série).
Si jamais vous tombiez sur un capteur dont au contraire la résistance augmente avec la pression, il vous faudra alors équilibrer le positionnement de l'aiguille en mettant une très grosse résistance en parallèle (résistance reliée d'un côté au fil du capteur, de l'autre à la masse).

 

Autre solution, le kit "Equus" que l'on trouve chez Conrad. Un capteur se branche à la place du manocontact, deux broches sortent de ce capteur, l'une reliée à la masse si la pression est trop basse (fonction de manocontact), l'autre reliée à la masse via une résistance variable dépendant de la pression (fonction de capteur de pression).


Voltmètre vs Ampèremètre

Serait-ce le choc de la rencontre des deux précurseurs de l'électricité? Non, il s'agit de discuter de l'emploi d'un ampèremètre, utile sur les anciennes à dynamo, et du voltmètre, utilisé sur la plupart des 2cv modernes.

Le Voltmètre

Les Méharis ont un voltmètre près de l'aérateur gauche.
Un voltmètre se branche simplement avec le + sur le 12v commuté par le contact , le fil de masse à la masse et le fil d'éclairage sur l'éclairage du compteur. L'aiguille est au centre si la tension est à 13,5 V, se dirige vers le + si l'alternateur fonctionne (14 V et plus) et vers le moins si la batterie se décharge (11 V).
C'est un excellent indicateur pour l'état de la batterie et de l'alternateur.

L'ampèremètre

Mesure du circuit de charge

L'ampèremètre autombile d'origine était branché en sortie de batterie (sur les petits fils, pas sur le gros du démarreur) et servait à vérifier qu'il n'y avait pas de courant qui sortait de la batterie, indicateur d'un générateur électrique déficient qui ne remplissait pas son rôle.
Les génératrices d'alors donnaient moins de courant et ne chargeaient qu'à un certain régime (au ralenti la batterie se décharge ). En temps normal, l'aiguille sur le zéro montrait que tout allait bien.
Toutes les 2CV jusqu'en 60 avait un ampèremètre à la place du compteur.
Information obsolète depuis qu'on utilise le voltmètre.
Une panne d'ampèremètre peut arrêter la voiture; une panne de voltmètre n'arrête que la petite aiguille. Un voltmètre est très facile à monter.
C'est pourquoi un ampèremètre pour indiquer le bon fonctionnement du circuit de charge n'est plus utilisé et qu'on lui préfère le voltmètre.

Mesure de la consommation électrique

Je vais plutôt parler de l'ampèremètre pour mesurer la conso électrique de tout le circuit (excepté le démarreur, consommant bien trop d'électricité).

C'est très utile quand comme moi on a tellement bidouillé son faisceau qu'on n'est plus trop sûr s'il ne va pas y avoir un court-jus quelque part!

Il faut faire passer le faisceau principal (le gros fil qui alimente le contacteur (Neiman) et non le gros fil du démarreur) sous le tableau de bord plutôt que sous l'auvent de compartiment moteur. On peut ainsi brancher un ampèremètre sur le tableau de bord, sans rajouter de fils de forte section. J'ai réaliser cela en branchant ce fil principal directement sur la batterie et non sur le démarreur comme à l'origine. J'ai aussi branché directement l'alternateur à la borne de la batterie, car je me suis aperçu d'une chute de tension de 0,1 V le long du gros câble de démarreur.

L'ampèremètre doit être branché en série. Il ne faut surtout pas le brancher sur le câble allant de la batterie au moteur du démarreur, car dans ce cas là il passerait une intensité de plusieurs centaines d'ampères, ce qui ferait fondre l'ampèremètre ou du moins l'endommagerait sérieusement.

L'ampèremètre que je possède est récent, c'est un de ceux que l'on peut acheter en supermarché. Des plaques montées sur le conducteur principal attirent plus ou moins l'aiguille au centre, montée sur un aimant. Ainsi, avec ce montage, pas de risque de surchauffe. Comme il était prévu pour 60 A, et que j'ai du mal à dépasser les 15 A, j'ai écarté les deux plaques et j'ai remplacé le 6 du 60 A par un 2. Mon ampèremètre est ainsi plus précis (avant l'aiguille ne décollait que si ondépassait 10 A, et difficile de dire si il sort 5 ou 20 Ampères!), et l'aiguille fait un grand saut de 2 A lorsque j'appuie sur les freins, ce qui montre à quel point les feux arrières de 21 W sont gourmands en courant.

Sur une 2cv, le courant maxi est de 15 A, l'alternateur est prévu pour 30 A dans les cas où en feus de route (12 A) on appuie sur le klaxon pendant longtemps, et qu'on a la glacière électrique qui recharge en même temps que l'autoradio 200 W vous détruit définitivement les tympans! L'alternateur doit aussi dans ce cas là recharge rla batterie déchargée, mais ce courant additionnel ne se trouve que dans le conducteur reliant l'alternateur à la batterie.

Il y a des consommateurs qui ne passent pas par le contact comme les phare ou feu stop par exemples.
Si l'on veux tout avoir, il faut donc dévier le fil qui est branché sur le démarreur sur la même borne que le câble qui vient de la batterie.
C'est lui qui connecte toute la voiture à la batterie. Seul le démarreur ne pourra être mesuré, et heureusement, car il peut consommer jusqu'à 300 A (l'intensité max délivrée par la batterie).
De ce câble (que l'on débranche du démarreur) on fait partir un fil qui va à l'ampèremètre et un autre qui revient de l'ampèremètre est que l'on connecte sur le fil précédemment à la borne du démarreur.

Comment construire un ampèremètre?

Shunt de mesure

La méthode historique consiste à utiliser un shunt de mesure, une bête résistance intercalée sur le circuit à mesurer. Pour que cette résistance ne bouffe pas trop de puissance, sa résistance est très faible, en dessous de 0,1 ohm, pour produire vers les 100 mV de chute de tension à ses bornes. Ces 100 mV sont ensuite mesurés avec un montage voltmètre, sauf que les volts affichés sont directement dépendants du courant qui traverse la résistance, c'est donc des ampères qu'on voit s'afficher.

Ce shunt doit être placé sur le circuit positif, parce que le négatif est la masse et est commune à tous les éléments, on ne peut pas mesurer précisément un appareil donné, sans parler du fait que le courant très important du démarreur passe par là.

Le shunt doit montrer une grande stabilité de valeur de résistance dans le temps et avec la chaleur, car il va chauffer et sa résistance va augmenter un peu, donc le coefficient de proportionnalité (autre nom de la résistance, U=RI) entre la chute de tension mesurée et le courant à mesurer.

La valeur de résistenace du shunt dépend du courant à mesurer, pour que la chute de tension soit toujours la même. Plus le courant est faible, plus la résistance est élevée, plus la précision est grande.

Mesure MHD

Il s'agit ici de mesurer le champ magnétique constant produit par le passage du courant. Un anneau magnétique entoure le conducteur électrique, il passe donc dedans un champ magnétique provoqué à la fois par le champ magnétique entourant le conducteur et provoqué par le passage du courant (qui plus est proportionnel à ce dernier) et à la fois par l'amplification provoquée par le circuit magnétique soumis au champ magnétique. Un capteur hall (effet MHD) coupe le circuit magnétique pour mesurer le champ magnétique, qui est proportionnel au courant.

C'est le principe appliqué sur les pince ampèremétrique. Il évite de couper le conducteur électrique et d'installer une résistance dissipatrice d'énergie qui chauffe. Peut être utilisé sur les forts courants.

Phares antibrouillard orientables

Reprenant le principe de la DS, ce système utilise des antibrouillards rapportés à la voiture, antibrouillards qui déjà à eux seuls augmentent considérablement la visibilité latérale, pour les virages notamment. 2 cordes à piano par phare, à commande desmodromique (un cable tire et l'autre pousse) reliée à la crémaillère de direction permet en plus d'éclairer l'endroit où l'on veut tourner.
La longueur du levier sur le phare permet de compenser la longue course de la crémaillère.

L'utilité des ces phares peut être contestée, l'utilisation de phares antibrouillard éclairant déjà suffisamment sur les côtés. 

Installer un allume cigare

Il faut tout d'abord sélectionner soigneusement l'emplacement de la prise. Elle devra être de préférence cachée sous le tableau de bord, à l'abri des intempéries et des gens indélicats (je pense surtout aux méharis qui restent débâchées), mais cependant suffisamment accessible.

Le fil "-" sera relié directement à la batterie et le "+" passera par un fusible (~20A si l'on veut l'utiliser en tant qu'allume cigare, moins suivant l'utilisation que l'on veut en faire, par exemple 5A pour un chargeur de téléphone portable).

Capteurs de température

Il peut être nécessaire de contrôler la température de plusieurs organes cruciaux de la voiture.

Pour se faire, on achète le kit de Conrad (25€ à peu près), et au lieu de monter une seule sonde, on en monte plusieurs (sélectionnées par des sélecteurs double effet on-on), en s'assurant que la résistance de chaque ligne de capteur sera la même, afin d'obtenir une mesure précise sur chaque ligne de résistances. Pour cela, on intercalera des résistances après mesure, afin d'obtenir 2 100 ohms.
Les capteurs sont des KTY 10, pouvant monter à +150°C, ce qui est faible si l'on voulait mesurer directement la température de l'échappement par exemple.
J'ai pourtant insérer une de ces sondes juste avant le silencieux sous caisse, bien au centre de l'échappement. j'avais trop de retard, ce qui fait que mes gaz d'échappement étaient plus chauds, cela couplé à une calandre d'hiver laissée au printemps. Le capteur montait à plus de 180 °C.

Le meilleur endroit pour mettre un capteur de t° est encore de percer un cache culbuteur sur la partie basse et d'y souder un tube fermé dans lequel on met le capteur - (attention aux pièces en mouvement - regarder avant et se servir d'un vieux cache, le capteur ne doit pas dépasser à l'intérieur, d'où l'utilisation du tube qui ne rentre pas à travers le cache; il se remplira de l'huile (en bas, le cache culbus fait office de carter d'huile, c'est celle qui s'écoule quand on l'enlève) ).
Le désavantage c'est que la montée en température est peut-être plus longue qu'en réalité, de plus c'est un endroit refroidi par le flux d'air (ailettes de culasse). Mais c'est mieux qu'un capteur situé en bout de jauge d'huile dans le carter, l'inertie thermique (2 litres d'huiles) étant trop importante.
Il vaut mieux prendre la température de l'huile dans les cache culbus, car elle est renouvelée en permanence, il y a donc moins d'inertie thermique. De plus, le fait qu'elle soit en mouvement facilite les échanges de chaleur et la température mesurée est plus proche de la réalité (parfois 20°C d'écart comparé à la mesure prise dans le carter, dans une huile qui stagne).
Il faut monter le capteur dessous au milieu (soudure) sur le cache culbus, pour que le capteur baigne dans l'huile.

On peut aussi mettre mettre un capteur de T° huile sur le tuyau du radiateur d'huile, le capteur sera attaché par 2 Serflex + epoxy à base d'alu.
avantages :
1- la T° est assez représentative (c'est avant le radiateur qu'elle est la plus chaude du circuit)
2- Pas de trou à percer
Inconvénients :
1 - Vibrations/contact/fixations
2 - Température approximative (on mesure la température du métal, pas de l'huile).
Pour que ce ne soit pas refroidi par le flux d'air du ventilateur, il faut que ce soit protégé (enveloppe caoutchouc pour que la température soit représentative de celle du métal).
Après essai, cette solution est décevante, car la température est certes fonction de la température de l'huile, mais à un niveau deux fois moins élevé. Par exemple, au lieu d'avoir 80° C j'ai 40°C.

Comme j'ai 4 capteurs de température, (des interrupteurs me permettent de les sélectionner pour alimenter mon afficheur), j'en ai placé 1 sur la sortie du tuyau d'huile avant radiateur, 2 dans les 2 échangeurs de température au milieu  (environ 15 °C de moins que si je les met dans les manchons de chauffage, mais le défaut de cet emplacement est qu'il faut mettre le chauffage dans l'habitacle, même en été, et c'est pas top), et le quatrième au centre de l'échappement, dans un endroit assez éloigné où les gaz ne sont pas trop chauds (160 °C max si tout va bien, juste avant le silencieux arrière). C'est ce dernier qui est le plus réactif, bien qu'il reste dépendant des facteurs extérieurs (plus c'est froid dehors, plus l'échappement va se refroidir, inertie thermique du métal, périodes transitoires de montée en température ou de redescente dans les cols non significatives, etc.).

VDO fait un capteur qui se branche directement à la place du joint de la bougie, c'est là que c'est le mieux (après le centre de la chambre de combustion évidemment).

Débitmètre de carburant

Je vous propose ici un appareil qui vous permettra de connaître en temps réel votre consommation d'essence, afin d'essayer d'optimiser votre conduite.

Je partirais du débitmètre vendu par la société Conrad, qui consiste en une roue à aubes droites (la turbine) tournant dans un cylindre plastique (la volute) sous l'effet d'un liquide, la rotation étant mesurée grâce à deux aimants placés à la base de la roue.
Le passage de chaque aimant devant un capteur électronique (un TLE 4905 L, circuit intégré (CI dont le schéma de principe est en figures 9.1 et 9.2, images extraites de la "datasheet" de ce composant) provoque la conduction d'un transistor NPN (intégré au TLE4905), donc l'établissement d'un courant à travers la patte "#" ou "Q" du TLE 4905.


Fig. 9.1 : Vue de face du TLE4905 (c'est celle où le fabricant et le type sont indiqués, du côté du petit téton tronqué). La patte "Q" (sortie 3) est marquée "#" sur le boîtier plastique du débitmètre. Vs est à relié au +12V et GND à la masse du véhicule. La face avant doit être contre le pôle sud de l'aimant, et la détection du champ magnétique est moins bonne plus la température s'élève.
Le 4 petits carrés correspondent aux capteurs magnétiques.


Fig. 9.2 : Schéma de principe du TLE4905. Il faut retenir que lorsque le champ magnétique est détecté par le "Hall Generator", le transistor NPN en sortie dont le collecteur est relié à la patte "Q" est passant, donc "Q" est relié à la masse.

Comme sur un tour de turbine il y a 2 aimants qui passent devant le capteur, le débitmètre génère 2 impulsions par tour.
Ces impulsions se traduisent par le fait que la borne "#" du capteur est mise à la masse, à chaque fois qu'un des deux aimants de la roue passe devant le capteur du TLE 4905.
Il suffit donc de brancher sur la borne "#" une tension différente de 0V, et de mesurer soit le passage d'un courant soit la mise à 0V de la patte "#" pour savoir s'il y a une impulsion ou pas.
En comptant le nombre d'impulsions, on finit par connaitre le nombre de litres qui passent dans le capteur, sachant que 1 800 impulsions sont générées pour 1 litre qui traverse le débitmètre.

Caractéristiques du débitmètre

- dim. 55x40x45 (la taille d'un petit filtre à essence).
- 1 800 impulsions par litre.
- Précision pour un fonctionnement inférieur à 1 bar (donc le mettre de préférence avant la pompe à essence).
- Trois branchements, un pour la tension d'alimentation, un pour la masse, et un troisième ("#") pour le comptage des impulsions.
- Tension d'alimentation UB de 4,5 à 24 V continu (la batterie 12 V de la voiture convient donc).
- Courant maxi pouvant passer par la borne # : 13 mA (mettre une résistance sur le fil compteur si le courant généré par le compteur de vélo dépasse cette valeur).
- Possède un cadenceur électronique intégré (le TLE4905, donc attention au sens de montage des bornes - durée de vie quasi illimitée - inconvénient, nécessite une alim).
- Température de fonctionnement de -40 à +65°C (peut donc supporter d'être dans le compartiment moteur).
- Branchement pour tuyaux de diamètre 6 mm. (tuyau d'arrivée et de sortie de la pompe à essence).
- Prix : 25 euros.
- Liquide utilisé : eaux minérales, vins, alcools, et substances chimiques agressives (donc je pense l'essence).
- références du capteur des aimants : TLE 4905 L, noté sur sa face avant 502 A 1133, capteur unipolaire (un seul sens détecté pour le champ magnétique, donc détecte uniquement le passage du pôle sud de l'aimant).
- référence du débitmètre : PBT GF 35 (PBT c'est le plastique du débitmètre je crois)

Emplacement du débitmètre

Le débitmètre fonctionnant pour des pressions de moins d'1 bar, il faut donc le mettre avant la pompe à essence (dépression), et de préférence à un niveau au-dessus du niveau max de l'essence dans le réservoir, afin que la pression hydrostatique (hauteur de la colonne d'eau, voir la partie statique de la page de mécanique des fluides) ne s'exerce pas sur le capteur lorsque la pompe n'aspire pas.

Il faut aussi éviter qu'il soit exposé à la chaleur, comme dans le compartiment moteur ou même à l'arrière de la plateforme (après la traverse avant). Pour cela l'endroit ou la canalisation d'essence qui coure le long du longeron se redresse vers la pompe à essence est le meilleur endroit, car on est isolé de la chaleur du moteur par le longeron, et en plus le vent provoqué par le déplacement véhicule refroidit le débitmètre. Il faudra juste isoler le débitmètre du longeron par des cartons ou des morceaux de plastique, car le longeron est réchauffé par les rayonnements émis par le carter moteur.

D'après les 2 critères de chaleur et de pression, on peut aussi faire remonter le tuyau d'arrivée d'essence quand il passe sous le siège conducteur, le faire déboucher dans l'habitacle, afin d'y insérer en même temps un robinet d'essence. Il faudra bien étanchéifier le tout (la pluie dans la méhari débâchée fait de la bassine une piscine, si des trous ne sont pas percés), et le mettre à l'ombre (le soleil peut porter la température à 80°C si les bâches font vérandas).

Enfin, l'emplacement retenu doit permettre de poser le débitmètre à plat, comme nous le verrons dans le paragraphe sur la pose du débitmètre. Certains débitmètre demandent à être installés verticalement, pour éviter l'emprisonnement de bulles d'air qui provoqueraient un tampon diminuant le flux d'essence et rendant imprécis la conso mesurée. Mais sur d'autre (ceux qui n'ont pas de mini roulement par exemple) il faut que la turbine soit à plat pour ne pas trop frotter sur ses paliers et ainsi permettre des mesures non faussées et à plus bas débit.

Le pointeau du carburateur génère des variations brusques de pression, pour cela il est bon d'intercaler un gros filtre à essence (moteurs de plus de 1300 cm3) entre le débitmètre et la pompe, afin de faire réservoir intermédiaire de stockage pour lisser les variations de pression. Comme le débitmètre est juste après le réservoir plein de saleté, et que ses élément internes sont relativement petits et fragiles, mieux vaut mettre un autre gros filtre à essence auparavant. Il sera donc encadré de 2 gros réservoirs d'essence.

J'ai essayé après la pompe à essence, mais à cet endroit on est juste en face de l'échappement et au bout d'un moment le débitmètre chauffe par rayonnement, la température dans le compartiment moteur s'élève, et le capteur du débitmètre ne détecte plus les passages de l'aimant. Je l'ai aussi placé en sortie de la grosse canalisation sortant du réservoir, au moment où elle se transforme en fine canalisation transparente (juste avant la première fixation sur le longeron arrière gauche). Le problème est que la température à cet endroit est supérieure à la température extérieure ambiante, l'air chaud du compartiment moteur étant évacué en partie par les côtés de la bassine, de même que la présence de l'échappement réchauffe l'espace entre bassine et flanc extérieur gauche.

J'ai essayé enfin directement sur le réservoir, il faut pour cela une voiture avec la trappe de visite pour accéder au réservoir, genre Ami 8 ou les dernières 2cv. Sur une méhari je crois qu'il y a la place, mais c'est galère à installer. Comme ça, comme on est au point le plus haut, la dépression est maxi.

Branchements et pose du débitmètre

Il faut tout d'abord respecter le sens de passage du liquide noté sur le débitmètre (suivre la flèche).

Mettre devant et derrière un réservoir tampon (filtre à essence gros modèle) pour lisser les variations brutales de flux.

Comme la turbine est juste posés sur un axe en plastique, pour assurer une bonne rotation de la roue il est préférable de poser le débitmètre à plat avec son capteur vers le haut. Cela n'est pas indiqué dans la notice, mais je me suis aperçu en faisant les essais en aspirant l'air à travers le débitmètre que si le débitmètre n'est pas plat, les faibles aspirations ne seront pas détectées car la roue, avec beaucoup de frottements sur son axe, ne tournera que si le débit est important.

Sachant que le kit d'affichage, qui coûtait 150 euros, n'est plus vendu, je passerait par un compteur de vélo (entre 6 et 10 €).
Le principe du compteur de vélo est le suivant : Le compteur (alimenté par une pile bouton de 1,5 V ou 3V suivant le modèle) envoie une tension de 1,3 V aux bornes d'un capteur magnétique fixe (fixé sur la fourche du vélo). Comme le capteur est isolant en l'absence de champ magnétique, il n'y a pas de courant. Lorsque l'aimant passe devant le capteur, son champ magnétique rend conducteur le capteur.
Quand on enlève le capteur, qu'on prends les fils et qu'on les fait se toucher et s'écarter assez rapidement, on obtient l'affichage d'une valeur.
C'est ce principe que l'on applique au débitmètre, son capteur TLE4905 laissant passer le courant uniquement sous l'influence d'un champ magnétique. Voir la figure 9.3 ci-dessous.

Fig. 9.3 : Schéma de principe du débitmètre et de son afficheur/compteur de vélo. On ne peut pas faire plus simple!

Un courant va circuler entre les bornes + et - du compteur de vélo lorsque le débitmètre va générer une impulsion.
En effet, la masse du compteur étant reliée à celle de la voiture, la pile du compteur va débiter des électrons par sa borne - uniquement quand à sa borne + d'autres électrons vont arriver, en provenance de la masse du véhicule lorsque le débitmètre est conducteur (impulsion).
Plus simplement, la masse du véhicule se comporte comme un fil...
Le compteur de vélo va compter ces impulsions comme si l'aimant sur la roue passait devant son capteur et rendait celui-ci conducteur, faisant passer le courant dans le fil (c'est surtout le front descendant que compte le compteur, lorsque l'aimant s'éloigne du capteur et que celui-ci n'est plus conducteur).

Vous veillerez également à bien attacher tous les fils, qui risqueraient d'être arrachés en tout terrain par les broussailles. Le débitmètre aussi doit être dans le creux du longeron et ne pas sortir.

Alimentation électrique du compteur de vélo

Si vous avez récupéré le compteur sur un vieux vélo au fond du garage, et que la pile est usée, il sera moins cher d'utiliser une pile R6 de 1,5 V rechargeable, ou alors un régulateur de tension de 1,5 V pour alimenter le compteur de vélo à partir de la batterie de la voiture. Pour cela on utilisera un régulateur de tension réglable LM 317 T (0,70 €) et l'on ajustera la valeur du potentiomètre pour obtenir 1,5 V en sortie. On peut aussi remplacer le potentiomètre de 5 k par une résistance de 50 ohm (ou encore R1 = 10 k et R2 potard de 2,2 k), la formule de la tension Vout étant :
Vout = 1,25 (en V) . (1 + R2/R1)
Le courant étant très faible, il ne devrait pas y avoir besoin d'un radiateur.

On peut aussi passer par un 78L02.

Le problème est que lorsque on coupe la batterie on perd les infos de cumul de litres consommés et les réglages de taille de roue (voir paragraphe suivant).

Réglage du compteur

Résumé des caractéristiques demandées :
Conso de 0,5 à 10 litres/h.

Voyons maintenant comment interpréter la lecture du compteur. Comme les seules données disponibles sont le temps (horloge interne du compteur) et l'information fournie par le capteur (normalement le nombre de tours de roue, maintenant le nombre de litres), nous ne pouvons que donner le débit volumique d'essence en fonction du temps.
Le compteur va donc nous afficher des litres par heure, et l'on disposera, grâce à sa fonction odomètre, du nombre total de litres consommés, ainsi que du débit moyen d'essence. Grâce au nombre de litres consommés et le kilométrage du compteur de vitesse de la voiture, on obtiendra, après un petit calcul, la consommation en litres au cent. Mais pas d'affichage instantané de la consommation kilométrique comme un ordinateur de bord moderne, car il nous manque l'information de vitesse. Il faudrait pour cela programmer un microcontroleur (l'information de distance pouvant être obtenue en plaçant un aimant sur un arbre de transmission par exemple, donnant une impulsion à chaque tour de roue, donc une distance en paramétrant en mémoire du microcontroleur la circonférence de la roue), chose relativement facile pour un électronicien, le programme étant simple.
La conso kilométrique est la seule vraiment intéressante, car à 90 km/h on consommera certes plus d'essence dans 1 heure qu'à 60km/h, mais vu que dans le même temps on parcours plus de distance, seule de conso kilométrique nous permettra de savoir si l'on parcours plus de kilomètres pour le même volume d'essence à 60 ou à 90 km/h. Voir le paragraphe suivant "utilisation".

Le compteur de vélo possède deux options intéressantes, à savoir qu'il affiche un plus si le débit est supérieur au débit moyen (accélérations, régime plus rapide), et un moins si le débit est inférieur (roue libre, ralenti). De plus, un vélo sur l'écran à ses roues qui tourne en avançant si le débit augmente, et les roues qui reculent si le débit diminue.

Comment obtenir des litres par heure?
1 800 impulsions par litres, cela fait une impulsion pour 1/1800 de litre, soit 5,55.10-4 litre par impulsion, ou encore 0,555 ml par impulsion.
Sur autoroute, en considérant une consommation de 10 litres au 100, en roulant à 130 km/h (cet exemple est exagéré pour nous donner une valeur haute de fort débit d'essence), donc 100 km parcourus en 46,15 minutes. Donc une consommation de 10/46,15=217 ml/min (13 l/h). Soit 390 impulsions par minute données par le débitmètre.
Si on se considère au ralenti (valeur basse du débit), soit 0,5 l d'essence par heure (une voiture de moyenne cylindrée consommant 0,6 l/h), cela nous donne 8 ml/min, donc 14 impulsions/min.
Considérons donc que le débitmètre va varier entre 10 impulsions/min et 400 impulsions/min.

Voyons maintenant comment le débitmètre considère ces impulsions.
Pour lui, une impulsion = un tour de roue. Il affiche donc la distance parcourue pour un tour de roue, en fonction du temps. Ce qui nous donne une vitesse instantanée en km/h. Si nous voulons qu'il nous donne des litres par heure, il faut donc qu'au bout de 1800 impulsions il considère que l'on ai parcouru 1 kilomètre.
Le compteur que j'ai me demande la circonférence de la roue en mm, sur quatre chiffre. Au bout de 1800 impulsions, je veux 1 000 000 mm. Soit un périmètre de roue de 1.106/1800 = 555,5555... = 556 mm. Ca fait une petite roue de 17,7 cm de diamètre, tous les compteurs ne sont pas forcément prévu pour cela.
Nous avons une précision au décilitre près en instantané, et au centilitre près pour le nombre de litres consommés, la distance sur mon compteur étant donnée à 10 mètre près.

Si l'on veut le débit en décilitres par heure, il suffit de donner une roue de circonférence 5556 mm (1,768 mètres de diamètre).
Le chiffre du débit instantané est alors plus élevé, donc plus précis (précision au centilitre près en instantané, au millilitre en conso partielle).
Sachant que l'on sera la plupart du temps en dessous de 10 l/h, le débit en décilitre/heure est le plus intéressant niveau précision.

Pour les compteurs demandant des pouces, des diamètres de roue :
La roue est de 1,768 mètres de diamètre si l'on veut des dl/h. Soit un diamètre en pouce US (1"=2,54 cm) de 69 pouces. La plupart des compteurs restant en-dessous de 30 pouces, il vous faudra vous rabattre sur les litres à l'heure (6,9 pouces). Il se peut que là aussi ce soit impossible, prenez un autre compteur ou prenez un diamètre de 13,8 pouces, sachant qu'il faudra diviser par deux la valeur affichée pour l'avoir en l/h. Compliqué! Mais vous pourrez toujours savoir si vous consommez plus ou moins que ce qu'il ne faut, vous pourrez toujours faire des mesures de comparaison.

Nota: le périmètre demandé devrait être de 5555,5555... Nous arrondissons à l'unité supérieure, nous considérons donc une consommation plus élevée du carburant. Cela nous permet de tenir compte (en vraiment gros) de l'évaporation du carburant à travers le bouchon de réservoir, non comptabilisée.

Utilisation

Une fois le parcours terminé, relever le nombre de litres consommés, le multiplier par 100, et diviser ce nombre par la distance en km (parcourue par la méhari) pour avoir la consommation en litres aux 100 km. Soit nb litres / (kms/100) = conso en l/100.
Le calcul est simplifié si l'on mesure des décilitres à l'heure. Le nombre de litres étant la distance journalière (DST en général sur le compteur), faire : DST*10 / km = conso en l/100.

L'information du débitmètre peut être très utile dans l'usage quotidien de la voiture, à savoir s'il vaut mieux rétrograder pour mettre moins de charge mais avoir un régime plus élevé, ou si l'on peut continuer à rester en sous-régime si l'on ne force pas trop sur l'accélérateur. Le débitmètre vous aidera à trancher.
Il vous sera aussi utile pour voir si les répercussions des éventuelles modifs que vous effectuerez (nettoyage bougie, changement du filtre à air, vidange), afin de vous faire rendre compte de l'importance d'un entretien régulier.
Vous pourrez aussi détecter instantanément toute anomalie influant sur la consommation d'essence, vous pourrez ajuster au mieux votre avance à l'allumage, etc.
Cela vous aidera aussi à comprendre que les démarrages "à fond les ballons" sont très consommateurs d'énergie (60 litres au 100 sur 100 mètres, ça a de quoi calmer).
Sur autoroute, c'est très utile pour voir si l'on consomme inutilement ou pas. Vous êtes à 100 km/h. Relevez le pied très légèrement, la conso chute, le bruit diminue, et la vitesse reste inchangée.

Les problèmes d'affichage :
- Si le temps de rafraichissement est supérieur à 2s, cela va devenir pénible car l'accélération va mettre près de 10 secondes avant de s'afficher (entre le temps d'inertie du carburateur et la prise en compte par le compteur du changement de débit, surtout que certains lissent les changements trop brutaux).
- Dans les virages ou aux freinages violents, il se peut aussi que le débit augmente d'un coup. C'est le phénomène du flotteur descendu sous l'effet du déplacement du liquide dans la cuve de carbu, et de l'envoi dans le carbu d'une quantité supérieure aux besoins réels du moteur. Le débit affiché sera ensuite inférieur au débit réel dans le venturi, le temps que l'excès d'essence dans la cuve de carbu soit consommé et que le niveau de cuve revienne à sa valeur nominale.
- Nous avons débit en litres par heures alors que l'information importante est des litres / 100 km. Comme je l'ai déjà fait dans cette page, nous allons triturer nos méninges pour compenser un montage à 2 francs 6 sous...

Tout d'abord, quelques considérations sur la consommation, voir la page sur la réduction de consommation.

Le mieux est de comparer les consos à vitesse équivalente pour des conditions de roulage similaires. En fonction de l'enfoncement de la pédale, la consommation sera plus élevé ou non, toujours pour une vitesse équivalente.

Problèmes pouvant survenir

J'ai eu beaucoup de mal à faire fonctionner correctement mon débitmètre, lorsque la voiture montait en température il ne fonctionnait plus. J'ai d'abord refait toutes les connections électriques en les soudant, ça a arrangé les choses mais le problème persistait, je l'ai changé de place plusieurs fois, avant de trouver le bon emplacement (contre le longeron à l'avant, comme décrit plus haut), en le posant à plat.

J'ai aussi dû ouvrir le débitmètre et gratter un peu le plastique car à trop écraser le capteur pour le rapprocher des aimants j'avais déformer la paroi du débitmètre, et elle appuyait contre les aimants, empêchant la roue de tourner pour les faibles débits.

D'autres problèmes sont apparus, comme le fait que la fixation du capteur de débit ne supporte pas les vibrations. Il faut la démonter, nettoyer les pattes du TLE 4905, remonter et serrer le tout avec un collier plastique.

A noté que la première fois que j'ai utilisé mon débitmètre j'ai fait une inversion de polarité, il n'a pas eu l'air d'en souffrir.

Si malgré tous mes conseils (débitmètre à plat et dans un endroit frais) il se coupe au bout d'un moment, il vous faudra alors monter un refroidisseur : couper le cache plastique du TLE 4905, isoler à la colle epoxy les pattes du composant, monter une plaque de métal sur le composant en intercalant de la pâte thermique entre les deux, et maintenir la plaque par des points de colle de part et d'autre du composant, n'hésitez pas à faire de gros pâtés pour que ça tienne bien. En attendant que ça sèche poser un poids sur la plaque pour que le composant soit bien au fond de on logement. Ne pas faire comme moi une bride qui va appuyer sur le composant au point de l'enfoncer dans le débitmètre et de bloquer la rotation de la turbine.

Autre problème, la coupure de l'alimentation qui réinitialise le compteur. Avec un allumage électronique cela se produit à chaque démarrage, je n'ai pas encore trouvé la parade. Surement les parasites remontant depuis la masse.

Anti-parasitage du circuit électrique

Le circuit électrique d'une voiture est le siège d'ondulations dû au redressement sommaire de la tension alternative en sortie de l'alternateur, ainsi que des pics de tension dûs à l'allumage.

En général, les constructeurs réalisent déjà un anti-parasitage correct du circuit électrique (au niveau de l'allumage notamment), le meilleur anti-parasitage que j'ai rencontré étant réalisé sur les méharis armée équipées radio en 24V, où tous les actionneurs électriques possédaient leur condensateur de filtrage. Cela n'est pas fait sur les 2cv de série.

L'antiparasitage constructeur est obligatoire depuis 1958, afin de ne pas perturber la réception des émissions de radio-télévision.

Si vous avez des parasites, il faut réaliser l'anti-parasitage d'appoint classique suivant, en anti-parasitant successivement l'alternateur (ou la dynamo), qui sont les principales sources de parasite, la bobine d'allumage, le régulateur, le moteur d'essuie-glaces, puis les divers actionneurs électriques :

Si les parasites persistent, il faudra s'adresser à un spécialiste qui tentera de résoudre le problème. Mais ces cas sont vraiment excessivement rares.

Témoin de frein à main + testeur de voyant de niveau de liquide de frein

Si comme moi vous trouvez que le tableau d'origine de la méhari est trop fourni et ressemble à un airbus (voir fig 11.1), que vous confondez à chaque fois le bouton testeur et l'essuie-glace par exemple, voici une manip "biactol" qui va réduire de moitié le nombre de boutons du tableau de bord.

Fig 11.1 : Voici le tableau de bord si compliqué (2 boutons et 2 voyants quand même) qu'il faudra épurer!
1 : bouton testeur de frein
2 : voyant de niveau liquide de frein
3 : Voyant de pression d'huile
4 : contacteur d'essuie-glace

Je me propose donc de virer le bouton testeur de frein, et par la même occasion de rajouter un voyant témoin de frein à main tiré (sans rajouter de voyant, en utilisant celui de niveau de frein existant).

A quoi sert le bouton testeur de niveau de liquide de frein? Il est uniquement là pour s'assurer que l'ampoule du voyant du tableau de bord n'est pas grillée : quand on appuie dessus, l'ampoule s'allume, preuve de son bon fonctionnement. Si l'ampoule est grillée en effet, on risque de ne pas être averti que le liquide dans le bocal du maître cylindre à baissé, sûrement du à une fuite. Or les lois de l'inertie sont formelles : il n'est pas bon de rouler sans freins...

Voilà le résultat de la modif :

Voilà en quoi consiste la modif :
1 : Retirer le bouton testeur en dévissant la petite rondelle qui le plaque sur la tôle du tableau de bord.
2 : Sortir le testeur par l'arrière du tableau de bord, essayer de l'emmener au niveau de la base du frein à main. Si les fils sont trop courts, rajouter des fils avec des dominos d'électricien et du fil supplémentaire. Bien isoler les fils rajoutés au chatterton.
3 : insérer le capteur dans le rail supérieur de frein à main, au besoin le limer pour que ça rentre. S'arranger pour que la mise à la masse soit plaquée contre le rail, ou alors tiré un fil vers une des masses du tableau de bord. Au chatterton noir fixer le contacteur dans le rail. Le bouton testeur doit sortir du rail.
4 : prendre un morceau de plastique coudé, ou une petite équerre métallique, ou n'importe quoi qui fasse un angle droit. On le pose sur la barre de frein à main, de telle manière que le frein à main complètement repoussé cette patte appuie juste assez pour ne pas allumer le voyant, et que si on tire un tout petit peu le voyant s'allume, indiquant que le frein à main n'est pas repoussé à fond et que le voyant fonctionne.
Pour fabriquer cette patte, on peu aussi couper une bande de plastique épais, de la largeur de la barre de frein à main, que l'on pliera en chauffant le plastique au décapeur thermique à l'endroit de la pliure, ou en passant sur le trait de la pliure un coup de pistolet à souder.
5 : Enrouler du chatterton noir autour de la patte sur le levier afin de bien le maintenir. peindre le reste du levier à la glycéro noire pour que le scotch ne se voit pas trop, et voilà, c'est fait. 30 minutes à tout casser pour réaliser cela!

Remplacer les voyants par des LED

Les voyants d'origine (comme celui de pression d'huile ou de niveau de liquide de frein), utilisent des lampes miniatures à incandescence qui sont sujettes au claquage du filament (surtout en présence de vibrations), ce qui oblige à établir des contacteurs permettant de vérifier de temps en temps que ces filaments marchent toujours (contacteur spécial pour le niveau du liquide de frein, et allumage du voyant de pression lorsqu'on met le contact, moteur éteint).

De plus, ces voyants consomment pas mal de courant électrique, c'est pourquoi il devient plus avantageux de les remplacer par des LED.
Les LED, ou diodes électroluminescentes, demandent une tension de 2 V pour fonctionner, et ne consomment que 20 milliampères (250 mA pour une lampe à incandescence). De plus, leur durée de fonctionnement est de 100 000 heures, soit plus de 10 ans de fonctionnement sans interruption.

Leur coût est inférieur à celui d'une ampoule à incandescence, qu'il est de plus difficile à trouver tant les ampoules classiques ont plusieurs formats.

Enfin, elles existent en plusieurs couleurs, sont de très petites tailles et sont bien visibles sur le tableau de bord.

Pour ne pas s'emmerder plus avant, on trouve dans le commerce ou sur internet des LED au même format que les ampoules d'origine, on fait un simple remplacement et basta.

Si vous voulez le faire avec des LED de récup.

Dans une LED, la luminosité émise est proportionnelle au courant traversant la diode, dans le sens anode-cathode (la cathode est repérée par un plat dans le boitier transparent). Dans l'autre sens la LED est bloquée et ne conduit pas le courant, ce qui peut se révéler pratique pour certaines applications. Il faut veiller à ce que le courant soit inférieur au courant maxi supportable par la diode, sans quoi sa durée de vie est limitée.

C'est pourquoi, il faut faire un petit calcul pour déterminer la résistance à mettre en série avec la LED, afin de limiter le courant.
Pour cela, on commence à choisir le point de fonctionnement : La diode provoque une chute de tension de l'ordre de 2 V, nous voulons un courant de 20 mA (soit 0,02 A). La tension de la voiture en fonctionnement étant de 14 V, il restera 12 V à dissiper par la résistance. Loi d'ohm U=RI => R=12/0,02=600 ohm.
En pratique, on met une résistance de 1 Mohm, une résistance inférieure donnera une luminosité supérieure si vous avez du mal à voir la LED en plein soleil (essayer aussi de se fabriquer un petit abat jour pour mieux voir la LED).

Remplacer feux de stop et clignotants par des Leds

Vous trouverez sur internet des sites vendant des ampoules aux alentours de 6-7 euros contenant 36 Leds en remplacement des ampoules existantes, le culot est le même la modification est minimime.

Avantages : gain de consommation et plus d'usure des ampoules.

Un seul problème se pose pour les clignotants pour les anciennes voitures possédant un bilame comme centrale clignotante, le courant avalé par les ampoules n'est plus assez important pour faire chauffer ce dernier et le faire clignoter. Avec 2 ampoules ça clignote encore assez rapidement, mais avec 4 les clignotants sont fixes. Je ne vous proposerais pas de mettre une résistance en paralèle pour retrouver le courant d'origine, cette solution est stupide car qi on met des Leds c'est pour diminuer la puissance absorbée et faire un geste pour l'environnement.

Il faut donc passer par une centrale clignotante électronique. Nous ne nous emmerdons pas à faire un signal sonore, il faudra juste brancher la sortie "vers clignotant" au témoin de tableau de bord.

Pour cette centrale, nous allons pour cela ressortir le bon vieux NE555 des familles en montage astable. Rapport cyclique de 50%, il passera autant de temps arrêté qu'allumé. Durée de la période d'1seconde et demie (soit 0,75 s allumé et 0,75 s éteint). Avec un condensateur de 0,1 microFarad, ça nous fait 2 résistances de 10 MOhm.

montage sur carte essai

Blocage de capot

Comme les antivols, les différents systèmes de blocage d'ouverture du capot sont d'autant plus efficaces qu'ils ne sont connus que du propriétaire.

Il y a diverses techniques générales possibles :
- blocage type voiture normale, avec une tirette cachée quelque part dans la voiture et un câble qui part dans le compartiment moteur et libère le mécanisme de blocage.
- blocage simple, une patte sur charnière, manipulable depuis l'avant de la voiture (comme les crochets de sécurité des voitures normales avec charnières de capot sur l'arrière). Cette patte, écartée à la main, permet l'ouverture du capot. A la fermeture, cette patte est rabattue à la main.
- blocage à clé, type antivol de vélo simple passé dans la calandre. Il est préférable de passer par une serrure cachée et difficile d'accès pour que les outils genre tournevis n'y soient pas à l'aise.

Un blocage de capot de toute façon n'empêchera pas quelqu'un qui veut ouvrir d'y arriver. Sur Méhari, avec le plastique qui se tord, le point d'attache sera facilement détecté, un examen rapide du malfaiteur permettant de le contourner. Ces bloques capot ont surtout vocation à empêcher les mauvaises blagues diverses.

Plus un bloque capot sera solide ,plus il pèsera lourd et bridera les piètres performances du moteur.
Plus il sera difficile à trouver et à contourner, plus en général il rendra fastidieux l'ouverture du capot pour la maintenance.

Au niveau de l'endroit où placer ces bloque capots, sur 2 cv on les place sur l'avant, sur méhari on les place à l'avant ET à l'arrière, ou alors prévoir une impossibilité à l'avant ou l'arrière d'ouvrir le capot.

Témoin d'usure de plaquette de freins

Puisque les plaquettes de frein sont livrées maintenant avec des fils pour repérer l'usure des plaquettes, pourquoi ne pas les utiliser?

Nous réutiliserons notre petit voyant d'origine, qui a déjà reçu la détection de frein à main serré en lieu et place du bouton testeur d'origine.

Voir les photos étrier du 19/11/2005.

Attention à une chose : quand le témoin s'allume, il faut regarder ce qu'il se passe : si le niveau de liquide de frein est correct, alors il s'agit d'une plaquette. Maintenant vous savez qu'il vous faudra changer les plaquettes, vous débranchez donc au niveau du maître cylindre la cosse reliée aux plaquettes, et ainsi vous gardez l'alerte de niveau si jamais il se produit un problème.
C'est très important, car utiliser comme on le fait un témoin d'alerte existant pour 2 pannes possibles, risque de faire allumer le témoin pour les plaquettes, et si jamais on le laisse allumé sans rien débrancher, on ne dispose plus de la principale information, celle du niveau de liquide de frein, qui elle est primordiale pour la sécurité. Donc, priorité à l'affichage du niveau de liquide. 

 

à suivre....


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