Une lampe stroboscopique

Pour quoi faire ?
Les autos récentes sont toutes équipée d'une électronique centralisée et d'une prise de diagnostic.
Les autos très anciennes utilisaient un dispositif d'allumage par vis platinées ( qui n'étaient ni des "vis" ni en "platine" !
Une génération intermédiaire de véhicules a été équipée d'allumage electronique sans rupteur mais sans prise de diagnostic.
C'est principalement pour ces véhicules que le montage présenté devient indispensable bien que notre lampe puisse être utilisée sur tous les moteurs.

Rappels sur la mécanique automobile
Les moteurs à essence demandent deux conditions essentielles pour fonctionner :
- Un mélange dosé d'essence et d'air, aspiré dans le cylindre par le piston en phase admission
- Une mise à feu electrique par la bougie en phase de compression.
Cette mise à feu est provoquée par une haute tension envoyée à la bougie, un arc electrique va apparaître entre les electrodes.
Principe général :
Lorsque le rupteur est en position fermée, un courant traverse l'enroulement primaire de la bobine ( circuit rouge)
Lorsque la came écarte le contact, il s'ouvre et provoque l'arret brutal du courant dans le primaire de la bobine
Il s'en suit la naissance d'un extra courant de rupture dans l'enroulement secondaire de la bobine ( circuit bleu)
Les deux enroulements sont calculés pour que la tension dans le secondaire soit très élevée
Cette tension est envoyée au doigt de distributeur qui va la retransmettre par un plot du "chapeau" à la bougie concernée( non représenté)
Bien entendu, le doigt du distributeur, solidaire de la came de rupteur, tourne pour distribuer la haute tension aux bougies

Le calage de l'allumage se fera toujours sur le cylindre N°1 ( celui côté embrayage/boite), le volant moteur porte une marque indiquant le point mort du premier cylindre. Dans une majorité des cas, il s'agit d'une simple encoche visible dans une fenêtre portant des graduations ( il faudra faire tourner le moteur "à la main" pour repérer cette marque sur le volant)
C'était mieux Avant !
L'allumage par rupteur avait l'avantage de pouvoir caler facilement en statique ( sans mettre le moteur en route). il suffisait de faire coincider le point mort haut du volant moteur avec l'ouverture du contact de rupteur. Cette ouverture était facile à detecter avec une simple ampoule 12V branchée entre la sortie vers la bobine et le plus batterie.
Le progrés à fait remplacer ce rupteur par un capteur de point mort haut ( magnétique ou à effet Hall). Le capteur envoie l'information à un dispositif electronique qui se chargera de gérer le primaire bobine, le compte tours et l'eventuel calculateur d'injection ou de carburation ( rare ! ) .
Adieu rupteur
Sans possibilité de caler l'allumage en statique, il va falloir positionner l'allumeur moteur en route.
Nous avions vu que l'etincelle à la bougie devait intervenir lorsque le piston arrivait au point mort haut. Dans ces conditions, le mélange air-essence va s'enflammer violemment et repousser le piston, c'est la phase détente.
Il est à remarquer que le mélange "carburant" ne va pas exploser instantanément lors du déclenchement de l'étincelle à la bougie.
Il faudra donc anticiper et envoyer la haute tension bougie avant que le piston n'atteigne son point mort haut, on désigne cette anticipation par "Avance à l'allumage"
Nouvelle notion ! Avance initiale ?
Supposons que le temps de mise à feu du mélange soit de 4 millisecondes ( valeur arbitraire) il faudra déclencher l'étincelle 4 millisecondes avant que le piston n'arrive en fin de course haute.
Le temps de latence de 4 millisecondes va rester constant ( moteur en température), par contre le piston se déplacera de plus en plus vite lorsque le régime s'accelerera, il faudra donc anticiper de plus en plus lors des accélérations.
Ce probléme est résolu par des dispositifs mécaniques ( masselotes) ou electronique ( calculateur)
En régime de ralenti, il faudra une avance minimum appelée avance initiale. Elle est le plus souvent comprise entre 5 et 15 degrés d'angle moteur. La fenêtre laissant voir le volant moteur porte en général des graduations (en dégrés d'angle) permettant d'ajuster l'avance initiale ( moteur chaud au ralenti).
Comment faire ?
Il va falloir faire coincider le passage du repére du volant avec la bonne graduation du carter et l'instant d'allumage du cylindre N°1
L'idée est d'utiliser l'impulsion qui passe dans le fil de bougie pour activer une source lumineuse. Cette lumiére sera synchrone avec l'allumage et par conséquent la rotation du volant moteur, on verra le volant "arrêté" pendant l'éclair lumineux.
Les lampes professionnelles utilisent des ampoule Xénon, chéres, difficiles à trouver et necessitant une electronique spécifique, notre réalisation va profiter de la luminosité des Leds blanches pour alléger le montage et l'appareil.
Les lampes professionnelles disposent d'un réglage de dephasage permettant d'afficher l'angle d'avance mais un tel luxe compliquerait inutilement le montage, nous allons nous contenter d'une illumination synchrone avec la tension d'allumage, c'est assez basique mais largement suffisant pour caler convenablement l'allumeur.
Le montage
Un simple CD4011 ( peu importe le type ! ) et deux transistors vont assurer l'alimentation de deux leds blanches haute luminosité.
Peu importe la référence des leds pourvu qu'elles éclairent bien ( 1000 cd minimum)
Nomenclature
R1 & R2 = 100Kohm
R3 & R5 = 10 Kohm
R4 = 560 ohm
R6 = 2,2 Kohm
R7 & R8 = 10 ohm
R9 = 15 ohm
C1 = 100 uF ( uF = micro Farad)
C2 = 10nF
C3 = 22 nF
C4 = 470 uF
D1 = 1N4148
Dz = Zener 12V 0,5W
IC = CD4011
T1 = 2N2222
T2 = BD135, BD137, BD139
L'impulsion prélevée sur le fil de bougie va débloquer la premiere porte du 4011.
Les portes 2 et 3 sont utilisées pour calibrer le flash lumineux, le condensateur de 22 nF assure la durée d'allumage des leds.
Selon les leds utilisées, il faudra ajuster la valeur de ce condensateur pour obtenir l'eclair le plus bref restant tout de même suffisant pour que les leds s'illuminent.
Avec la valeur proposée, on travaille confortablement sur un moteur 4 temps tournant au dessous 1000 tr/mn, l'éclairage permet de travailler au grand jour ( pas au soleil !! )
Le typon

Il conviendra de ramener le dessin à l'echelle et de modifier son tracé en fonction des composants dont vous disposerez.
Les résistances sont toutes des quart de watt, les condensateurs chimiques des 16V.
Le circuit imprimé mesure 4cm X 8 cm mais vous pouvez tenter plus compact sans probléme
L'implantation des composants
Attention au sens du CI, des diodes, des transistors et des condensateurs chimiques.
Pour ne pas se tromper dans le sens des Leds, il faut que les méplats soient l'un contre l'autre.
Le fil de la "sonde" pourra être soudé directement sur le circuit, il est toutefois plus pratique d'utiliser une pinoche qui permet d'enlever le fil de sonde pour ranger l'appareil.
Le resultat
Il est visible que le montage pourrait être plus compact, le bouton poussoir n'est pas indispensable mais il est recommandé.
La mise sous tension du montage peut se limiter au temps de "mesure" ce qui prolongera la vie des leds.
Ne jamais regarder les leds en face, votre rétine serait en péril.
Vous remarquerez que même bouton relâché, les leds continuent à clignoter assez longtemps, le condensateur de 470 uF assurant une alimentation suffisante.
Le circuit a été mis dans une petite boite plastique ( visible sans son couvercle )
La sortie des leds se fait à travers un manchon qui permet l'adaptation d'un petit tube évitant de "flasher" tout le moteur
L'utilisation est plus confortable en concentrant le flux lumineux sur le volant moteur.
La sonde
Ici pas de pince à induction, aucune bobine; il suffit que le fil de sonde soit très proche du fil de faisceau.
La "pince" est visible sur la photo en début de page. Il s'agit d'une pince à linge bricolée: un morceau de feuillard de cuivre ( trés mince et souple) est simplement collé dans la partie creuse de la pince. Une fois en place sur le fil de bougie, es deux parties de feuillard entourent le fil et collectent les impulsions haute tension.
La sensibilité d'entrée du montage est suffisante pour réagir à ce signal pourtant bien petit.
Mise au point et utilisation
Le fonctionnement est immédiat, il suffit d'alimenter le montage à partir de la batterie de l'auto puis de mettre la pince sur le fil de bougie du premier cylindre pour voir les leds "clignoter" ( le moteur étant en marche !! ). nous reviendrons plus loin sur l'ajustage possible.
Pour effectuer le calage de l'allumeur il faut pouvoir démarrer le moteur.
Si l'allumeur est totalement déréglé ( aprés une dépose par exemple) il faudra le caler "à peu prés":
- Sur un sol horizontal, engager une vitesse (3eme ou 4eme) et lâcher le frein à main.
- Localiser le repére de point mort haut sur le volant ou sur une poulie ( voir documentation constructeur du moteur)
- Faire une marque blanche sur le repére du volant (ou poulie) avec du typex ou une craie blanche, ne pas faire un trait trop épais.
- Faire tourner lentement le moteur en tirant (ou poussant) la voiture et amener le repère point mort haut face aux repéres carter.
- Repérer le fil d'allumeur qui part vers la bougie du premier cylindre et noter la position sur le corps de l'allumeur ( la partie metallique)
- Retirer le chapeau d'allumeur sans débrancher les fils - Le doigt d'allumage doit se trouver face au repére tracé sur le corps de l'allumeur, si le doigt ne tombe pas face au fil de bougie N°1, il va falloir tourner l'allumeur. - Desserrer la bride qui maintient l'allumeur ( un ecrou) puis amener le doigt d'allumage face au repére tracé sur le corps d'allumeur
- Ne pas bloquer la bride d'allumeur pour pouvoir encore le faire tourner, remonter le chapeau et ses fils - Demarrer le moteur, il faudra eventuellement agir sur la vis de réglage de ralenti pour éviter le calage. - Debrancher la durite qui arrive sur la capsule à dépression de l'allumeur, le moteur va ralentir. - Brancher la lampe stroboscopique aux bornes de la batterie et mettre la pince sonde en place sur le fil de la bougie N°1. - Diriger les leds vers le volant, la marque blanche doit apparaître dans la fenêtre de réglage. - Tourner doucement l'allumeur ( qui n'est toujours pas sérré), la marque va se déplacer ( elle peut même disparaitre, tournez lentement ! )
- Lorsque la marque se trouve face au repére d'avance préconisée, bloquer l'allumeur, retirer la lampe et partez faire un tour d'essai.
- Si l'allumage est correctement calé, le ralenti doit être stable, le moteur doit "tourner rond", les accélérations doivent être franches.
Trouver une route en côte et mettre le moteur sous contrainte ( en 4eme entre 2000 et 3000 tr/mn) et tendre l'oreille.
Si le moteur "cliquette" il faudra réduire un peu l'avance ( retour à la lampe ! ).
Le cliqueti ressemble à un bruit de chute de billes ou de moulin à café d'autant plus sensible si le taux de compression du moteur est élevé.
Voila de quoi construire pour quelques Euros, un matériel de base qui disparait, hélas, des ateliers de mécanique, envahis par les valises de diagnostic.

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