Au fur et à mesure que le tube cathodique d’un téléviseur vieillit, il perd de sa luminosité. L’appareil que nous vous proposons de construire peut régénérer tout tube cathodique (téléviseur, ordinateur, oscilloscope) et lui restituer presque toutes ses qualités d’origine.
Aujourd’hui on ne parle plus que d’écrans LCD ou plasma, de rétroprojecteurs ou de projecteurs DLP et on oublie que 90% des personnes possèdent et con-tinuent d’acheter le classique téléviseur à tube cathodique qui, selon la marque ou l’âge, présente des caractéristiques qualitatives plus ou moins bonnes. Mais quel que soit le modèle que vous possédez, votre téléviseur à tube catho-dique souffre d’une “maladie” évolutive se manifestant par une diminution de la luminosité et une dégradation de la netteté de l’image. En effet, étant donné que sa durée n’est pas illimitée, le tube à rayons cathodiques ou CRT (Cathode Ray Tube) en fonctionnement se dégrade petit à petit et l’émission de rayons cathodiques diminue progressivement. Ce phénomène est perçu par le téléspectateur comme une perte de la luminosité et de la qualité de l’image, ce phé-nomène s’aggravant au fl des ans.
Comme le tube cathodique est le composant le plus oné-reux d’un téléviseur, nous avons décidé de vous proposer de construire un régénérateur de tube cathodique : cet appareil est en mesure de rendre le phénomène réversible (ou de guérir la “maladie” dont nous parlions plus haut). Vous pourrez ainsi retarder la mise à la casse de votre tube cathodique en prolongeant sa durée de vie. Si vous êtes collectionneur, vous pourrez restaurer le tube cathodique des vieux postes de télévision dont on ne trouve plus (ou diffcilement et à cher prix) les pièces. D’autre part vous pourrez rendre service à des personnes qui n’ont pas envie ou pas les moyens de s’équiper d’un écran LCD ou plasma et qui préfèreraient garder quelques années encore leur
téléviseur, surtout s’il a acquis une seconde jeunesse.
Figure 1 : Constitution interne d’un tube cathodique. Le réchauffement de la cathode au moyen du flament produit l’émis-sion d’un faisceau d’électrons, le pinceau électronique lequel, opportunément dévié, excite le matériau fuorescent qui recouvre l’intérieur de l’écran (anode). La lentille focalisatrice (grille) améliore le rendement du faisceau électronique et par conséquent la luminosité de l’écran.
Le tube cathodique
Comment il est fait
Tous les tubes à rayons cathodiques fonctionnent sur le même principe que les autres lampes thermoïoniques : une cathode imprégnée d’oxydes est réchauffée par un flament en matériau hautement résistif (voir fgure 1). Le réchauffement jusqu’à l’incandescence de la cathode stimule, par effet ther-moïonique, l’émission d’un faisceau d’électrons (le pinceau électronique) opportunément dévié par les paires de plaques de défexion (horizontale et ver-ticale) situées dans le col du tube. Grâce à la forte différence de potentiel entre la cathode et l’anode (l’écran), variant de 10 à 20 kV (en fonction de la taille du tube cathodique), le pinceau électroni-que excite le matériau fuorescent (les phosphores) déposé à l’avant du tube, à l’intérieur de la paroi de verre, derrière la surface qui est celle de l’écran propre-ment dit et où l’image va se former. C’est ce phosphore* qui, excité par l’énergie des électrons venant le frapper, a la propriété d’émettre de la lumière (phé-nomène de phosphorescence).
Non loin de la cathode se trouvent les grilles de contrôle (leur nombre dépend du type de tube cathodique) : leur rôle est de corriger, de modifer et d’optimi-ser la qualité du faisceau électronique émis et focalisé par la cathode et par conséquent la luminosité de l’écran.
A la différence des CRT des téléviseurs ou des moniteurs N&B, les CRT couleur utilisent différents types de phosphores, capables d’émettre les couleurs rouge, verte et bleue. Les tubes cathodiques couleur ont en outre trois cathodes et donc trois flaments pour les échauffer, parce qu’ils doivent produire trois fais-ceaux d’électrons, une par couleur cor-respondant au phosphore à exciter.
La maladie s’installe
Tous les électrons émis par la cathode ne vont cependant pas nourrir le fais-ceau électronique, car certains qui n’ont pas acquis la vitesse nécessaire, c’est-à-dire qui n’ont pas l’énergie vou-lue, retombent sur la cathode.
De même, une fusée qui ne peut attein-dre la vitesse de libération permettant sa mise sur orbite, retombe sur la terre. Ces particules microscopiques (“nanoscopi-ques”) fnissent par former une couche micrométrique (c’est-à-dire d’épaisseur très faible, de l’ordre du micron) empê-chant l’émission d’électrons et affai-blissant le faisceau électronique. Or la luminosité de l’écran est fonction de l’intensité du pinceau électronique qui excite les phosphores : le phosphore qui n’est pas frappé avec une intensité suf-fsante produit une luminosité inférieure et l’image qui en résulte sera moins lumi-neuse et moins nette, moins défnie.
Vers la guérison
L’utilisation de certains expédients, comme par exemple l’augmentation de la tension appliquée au flament, détermine le détachement de cette “pellicule” pathogène, mais il n’est pas à recommander. Cela donne en effet un coup de fouet et l’image est d’abord améliorée, mais ce sursaut est de courte durée ; en revanche ensuite le processus de dégradation devient beaucoup plus rapide car le matériau qui entoure la cathode se détache très vite et celle-ci n’est bientôt plus en mesure d’émettre le faisceau électronique .
Par-dessus le marché le risque de brû-ler le flament (irrémédiablement, car il est alors coupé et le tube cathodique n’est plus réparable) est important.
En concevant notre régénérateur nous avons préféré utiliser une haute ten-sion modulable à volonté. Il existe bien, dans le commerce, des appareils qui se proposent de réactiver ou rajeunir les CRT et, dans la plupart des cas, on obtient des résultats satisfaisants qui prolongent la vie du tube cathodique pour des mois, voire des années. Mais ce sont des appareils fort coûteux et, à notre avis, quelque peu obsolètes car ils sont apparus lorsque les tubes cathodiques régnaient en maîtres dans le monde de la télévision. Notre appa-reil, au contraire, est simple, peu coû-teux et moderne dans sa conception.
Le schéma électrique
Pour restituer au tube cathodique ses propriétés d’origine, nous avons besoin d’un appareil qui puisse exécuter essen-tiellement deux choses. Avant tout il doit fournir la tension et le courant nécessai-res pour alimenter le flament de façon à induire avec la chaleur l’émission stimulée des électrons vers l’anode du tube cathodique. En second lieu il doit fournir des pics de haute tension entre la cathode et la grille de manière à déta-cher la “pellicule” d’électrons déposés.
Comme le montre le schéma électrique de la fgure 2, du transformateur sec-teur 230 V T1 (en bas à gauche), du pont redresseur RS1 et du condensa-teur électrolytique de lissage C7, nous prélevons la tension nécessaire pour alimenter les circuits intégrés et tous les autres composants du circuit.
Le régulateur LM317 (en classique boîtier TO220) fournit la tension néces-saire aux flaments F1-F2 ; selon le type de tube cathodique cette tension doit être de 6,3 V nominaux (tension fournie quand S2 est fermé) ou bien de 12 V nominaux (tension fournie quand S2 est ouvert). Ces tensions peuvent être ajus-tées à l’aide du potentiomètre R16 : S2 fermé il permet de régler une tension comprise entre 5,1 V et 10 V environ et avec S2 ouvert une tension comprise entre 10,8 V à 15,7 V environ.
Pour ce circuit nous avons utilisé le circuit intégré SG3524 qui, par son uni-versalité, se prête ici encore à merveille à notre cahier des charges. En l’occur-rence nous l’avons choisi pour réaliser une alimentation de type “step down”. Si vous jetez un coup d’œil à son schéma synoptique interne, visible fgure 4, vous voyez qu’on prélève sur les broches 12 et 13 un signal carré d’environ 80 kHz, produit par l’oscillateur interne, pour piloter le MOSFET MFT1. Ce dernier, avec DS1, la self Z1 et C13, forme une alimentation à découpage capable de fournir une tension variable et stabilisée
de 8 à 20 V, en fonction de la position du potentiomètre R15. Cette tension est utilisée pour modifer l’amplitude du signal carré, produit par IC4, présent sur le nœud entre la source de MFT2 et le drain de MFT3, ces MOSFET consti-tuant l’étage de puissance.
Sur la broche 3 de IC1 (SG3524) nous prélevons directement un signal de fréquence égale à celle de l’oscillateur interne. Ce signal est inversé et porté à l’amplitude adéquate par TR3 afn qu’il puisse piloter IC2 ; le rôle de ce dernier est de diviser par deux la fréquence de l’oscillateur et de la porter à environ 40 kHz. Ce signal attaque ensuite l’étage pilote IC4 lequel, on l’a dit, pilote à son tour de manière alternée les grille de MFT2 et MFT3, deux MOSFET de puis-sance reliés au primaire du transforma-teur T2. Du secondaire de ce transforma-teur, utilisé comme élévateur de tension, nous prélevons à vide un signal d’environ 400 V crête/crête lequel, grâce au fltre formé par les condensateurs C16-C17 et la self Z2, devient presque sinusoïdal.
Chaque fois qu’une décharge se pro-duit, DL1 s’allume et cela se produit tant que persiste la conduction entre grille et cathode, c’est-à-dire tant que la tension entre grille et cathode n’a pas enlevé toute la “croûte” d’électrons.
Quand cette conduction cesse, le tube cathodique est régénéré.
La réalisation pratique
La réalisation pratique de ce régé-nérateur de tube cathodique est très facile, même pour un débutant ; vous devrez, comme d’habitude, être par-ticulièrement attentif aux valeurs de tous les composants et à l’orientation des composants polarisés, ainsi qu’à la qualité des soudures.
Rassurez-vous, la seule self à bobiner est Z2 (6 spires sur tore de ferrite, voir fgure 7), or c’est un jeu d’enfant et l’autre self Z1, déjà bobinée sur son tore de ferrite, est disponible prête à l’emploi.
Figure 2 : Schéma électrique du régénérateur de tube cathodique EN1659. Ce circuit fournit la tension et le courant nécessaires pour stimuler l’émission d’électrons de la cathode vers l’anode ; il fournit en même temps des pics de haute tension pour “nettoyer” la cathode de la couche micrométrique d’électrons qui n’ont pas pu atteindre l’écran.
La platine
Pour réaliser cette platine, vous avez besoin du circuit imprimé double face à trous métallisés EN1659. Quand vous l’avez réalisé (la fgure 8b-1 et 2 en donne les dessins à l’échelle 1:1) ou que vous vous l’êtes procuré, soudez tout d’abord les nombreux picots où viendrons se souder les fls allant à la face avant, au moment de l’installation dans le boîtier. Soudez aussi les trois supports des circuits intégrés mais n’in-sérez pas les circuits intégrés (voir fgu-res 8a et 9 et la liste des composants).
Vérifez bien ces premières soudures (ni court-circuit entre pistes ou pas-tilles ni soudure froide collée).
Montez maintenant tous les compo-sants restants en commençant par les résistances, les diodes, la zener, les condensateurs polyesters puis les élec-trolytiques, les transistors en boîtiers demi lune, les MFT1, MFT2 et MFT3, le pont RS1, les deux selfs toriques et les transfos T1 et T2. Comme d’habitude, maintenez les résistances de puissance (R19-R21) à un ou deux mm de la sur-face afn d’assurer une ventilation.
Prenez alors le régulateur IC3 LM317, fxez-le avec un petit boulon sur son dissipateur à ailettes, enfoncez ses trois pattes dans les trois trous du ci et appuyez la base du dissipateur proflé à la surface du circuit imprimé, fxez-le à l’aide de deux petits boulons longs et soudez alors les trois pattes (voir fgures 8a et 9-10-11).
Montez enfn les trois borniers de part et d’autre du transformateur T1 d’alimenta-tion secteur 230 V (avant de souder les sorties de ce dernier au circuit imprimé, fxez-le au moyen de quatre boulons).
Figure 3 : Brochage des MOSFET vus de face, des transistors vus de dessous et de la LED vue de face.
Liste des composants
EN1659
R1...... 4,7 k
R2...... 2,7 k
R3...... 10 k
R4...... 15 k
R5...... 1 k
R6...... 1 k
R7...... 1 k
R8...... 4,7 k
R9...... 4,7 k
R10 ... 39
R11 ... 220 1/2 W
R12 ... 4,7 k
R13 ... 220
R14 ... 680
R15 ... 10 k pot. lin.
R16 ... 1 k pot. lin.
R17.... 3,9 k
R18 ... 1 k
R19 ... 1,2 k 2 W
R20 ... 15 k 1/2 W
R21 ... 1,2 k 2 W
R22 ... 470
C1...... 100 nF polyester
C2...... 100 nF polyester
C3...... 1 nF polyester
C4...... 470 nF polyester
C5...... 3,3 nF polyester
C6...... 100 nF polyester
C7...... 4700 µF/35V électrolytique
C8...... 100 µF/63V électrolytique
C9...... 10 µF/63V électrolytique
C10.... 100 nF polyester
C11.... 100 nF polyester
C12 ... 100 nF polyester
C13.... 470 µF/63V électrolytique
C14.... 1 µF/63V électrolytique
C15.... 220 µF/100V électrolytique
C16.... 1 µF 100 V polyester
C17.... 1 µF 100 V polyester
C18.... 220 µF/100V électrolytique
DZ1 ... 12 V 1/2 W
DL1.... LED
DS1 ... BYW100
DS2 ... BYX100
DS3 ... 1N4150
DS4 ... 1N4007
RS1 ... pont redresseur 800 V 4 A
Z1...... self 600 µH
Z2...... 6 spires sur tore de ferrite
(voir fgure 7)
TR1.... NPN BC547
TR2.... PNP BC557
TR3.... NPN BC547
MFT1. MOSFET IRF9530
MFT2. MOSFET IRFZ44
MFT3. MOSFET IRFZ44
IC1..... SG3524
IC2..... CMOS 4013
IC3..... LM317
IC4..... IR2111
T1 ...... transformateur 50 VA 230
V/15 V 3 A mod. T050.06
T2 ...... transformateur mod.
TM1298
F1 ...... fusible 5 A
S1...... interrupteur
S2...... interrupteur
Note : toutes les résistances dont la
puissance n’est pas spécifée sont des
quar t de W.
Attention à l’orientation (au sens de montage) des composants polarisés : la bague de DS1 est vers Z1, celle de DS2 vers C12, celle de DS3 vers C14, celle de DS4 vers R20, celle de DZ1 vers R11 ; les méplats des trois transistors sont vers le bas ou vers la gauche ; la semelle de MFT1 vers TR1, celle de MFT2-MFT3 vers le dissipateur, celle de IC3 vers l’intérieur de la platine ; le + de RS1 est vers l’extérieur de la platine ; pour les électrolytiques, faites bien attention à la fgure 8a. Une seule erreur et votre mon-tage ne fonctionnerait pas, en revanche si vous montez tout correctement il sera utilisable tout de suite.
Vous n’insèrerez les circuits intégrés dans leurs supports qu’une fois l’ins-tallation dans le boîtier exécutée : les trois repère-détrompeurs en U seront alors à diriger vers le haut.
Quand c’est fait, vérifez la bonne orien-tation de tous les composants polarisés et la qualité de toutes les soudures. La platine étant terminée, vous allez pou-voir l’installer dans le boîtier.
L’installation dans le boîtier
Prenez le boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en alumi-nium anodisé et sérigraphié (voir fgu-res 10, 11 et 14) et fxez la platine au fond à l’aide de six entretoises métalliques. Puis câblez la face avant et le panneau arrière.
Commençons par la face avant. Mon-tez, de gauche à droite, l’interrupteur S1, le potentiomètre R15, la LED DL1 (dans son support chromé), les quatre douilles jaune-rouge-noir-noir, l’inter-rupteur S2, le potentiomètre R16. Au bornier de devant, à trois bornes, vissez
Figure 4 : Schéma synoptique interne et brochage vu de dessus du pilote à découpage SG3524 mis en œuvre pour réaliser une alimentation “step down”. L’oscillateur interne produit un signal carré à envi-ron 80 kHz laquelle, prélevée sur les broches 12-13, pilote le MOSFET MFT1 (voir schéma fgure 2).
Figure 5 : Schéma synoptique interne et brochage vu de dessus du circuit intégré IR2111 (IC4, voir fgure 2) pilotant les deux MOSFET MFT2-MFT3.
Figure 6 : Brochages du régulateur LM317 vu de face et du CMOS 4013 vu de dessus. Ce dernier (IC2 dans le schéma électrique de la fgure 2) divise par deux la fréquence de sor-tie de la broche 3 du SG3524 pour piloter le IR2111.
les fls allant se souder à l’interrupteur S1 on/off. Aux picots de devant soudez deux fls allant au potentiomètre R15 (n’oubliez pas le petit “strap” entre la cosse de gauche et celle du centre). Aux deux picots situés sous R18 sou-dez deux fls allant se souder à l’inter-rupteur S2 V F-F. Aux deux picots situés au-dessus de R17 soudez deux fls allant se souder au potentiomètre R16 (n’oubliez pas le petit “strap” entre la cosse de gauche et celle du centre).
Figure 7 : Pour construire la self Z2 (voir schéma fgure 8), bobinez 6 spires de fl émaillé de 1 mm de diamètre sur le noyau torique.
Aux deux picots KA, entre R20 et DS4, soudez une torsade noir/rouge allant à la LED (rouge + A anode/noir – K cathode). Enfn, près de R19, soudez des picots deux fls allant vers les douilles rouge et jaune (respectez l’or-dre des picots, des fls et des douilles : picot du bas-fl rouge-douille rouge) ; des picots, près de IC3, soudez deux fls allant vers les deux douilles noires F1 et F2 (là encore respectez l’ordre des picots et des douilles : picot du haut-douille F1). Vérifez plusieurs fois tout ce que vous venez de câbler et en cas d’erreur, corrigez.
Passons au panneau arrière, c’est beaucoup plus simple. Montez le porte-fusible à gauche. Montez le passe-câble dans le trou de dessous. Faites entrer le cordon secteur à trois fls (phase-neutre-terre) et vissez la phase et le neutre au bornier arrière de droite, soudez la terre (fl jaune/vert) à une cosse vissée au châssis.
Au bornier de gauche vissez deux fls allant se souder au porte-fusible. Met-tez un fusible de 5 A à l’intérieur.
Si vous les aviez démontés, remontez la face avant et le panneau arrière, comme le montrent les fgures 10 et 11 (2 x 4 boulons) et procédez à une ultime vérifcation.
Vous pouvez maintenant enfoncer les circuits intégrés dans leurs supports : répétons-le, les trois repère-détrom-peurs en U sont vers le haut. Montez les deux boutons sur les potentiomè-tres. Avant de refermer le couvercle, procédez aux essais.
Les essais
Branchez le cordon dans une prise secteur 230 V avec terre et allumez l’appareil : la LED reste éteinte.
Prenez votre multimètre réglé sur Vcc et mettez les pointes de touche dans les douilles noires F1 et F2 des flaments. Tournez le potentiomètre R16, vous devez lire une tension allant de 10,8 V à 15,7 V si S2 est ouvert ou bien une ten-sion de 5,1 V à 10 V si S2 est fermé.
Pour vérifer la sortie haute tension, reliez une ampoule à flament de 230 V 15-25 W aux douilles G1-K. Tournez le bouton de R15 : vous devez voir l’ampoule changer de luminosité ; mais elle ne pourra pas atteindre sa luminosité maximale car, étant char-gée, cette sortie présente une tension plus basse qu’à vide.
Figure 8a : Schéma d’implantation des composants du régénérateur de tube cathodique EN1659. Pour dissiper la chaleur qu’il produit, le régulateur de tension IC3 doit être monté sur un dissipateur à ailettes (non représenté ici pour ne pas dis-simuler les composants).
Note : fxez le transformateur au moyen de quatre boulons avant de souder ses sorties.
Figure 8b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine du régénérateur de tube cathodique EN1659, côté soudures.
Attention : bien que cela ne soit pas en principe dangereux, ne touchez pas avec les doigts les points du circuit soumis à cette haute tension.
Si tout fonctionne comme on vient de le dire, vous pouvez fermer le couvercle du boîtier et vous confectionner, avec du fl gainé, des fches bananes et des pinces crocos, des sondes universelles à relier aux sorties du tube cathodique CRT à régénérer.
L’utilisation
Avant tout nous devons apporter une précision : notre appareil ne pourra pas ressusciter un tube cathodique dont le flament est coupé ou dont une grille écran ou l’anode n’est plus reliée à leur broche de sortie ! Dans ces cas, vous pouvez recycler votre tube catho-dique ou le garder, si vous êtes collec-tionneur, en décoration. Cet appareil ne devra être utilisé que si les éventua-lités ci-dessus ont été préalablement
Figure 8b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine du régénérateur de tube cathodique EN1659, côté composants.
écartées et si vous n’avez pas diagnos-tiqué un dysfonctionnement de l’étage d’alimentation du tube (haute tension ou/et flament). Les tubes cathodiques sont alimentés avec des tensions très hautes pouvant rester présentes dans le téléviseur longtemps après qu’on l’ait éteint et même débranché du secteur 230 V.
Evitez, par conséquent, d’ouvrir le téléviseur si vous n’êtes pas formé pour ce type d’intervention (la télévi-sion n’est pas la radio) : les risques d’électrocution sont très importants, en particulier si le téléviseur est ouvert et sous tension. Seul un professionnel (un réparateur) dans son atelier pourra s’y risquer.
Adoptez donc les précautions sui-vantes :
– extinction du téléviseur.
– déconnectez la prise secteur 230 V.
– attente afin que le tube cathodique et les condensateurs aient eu le temps de se décharger.
– ne pas toucher la THT sur le tube.
Figure 9 : Photo d’un des prototypes de la platine du régénérateur de tube cathodique EN1659.
Le dissipateur du régulateur IC3 a été montée (il est fxé au ci par deux boulons). Prêtez beaucoup d’attentionau sens d’insertion des circuits intégrés qui ont un support et ne les installez qu’après montage de la platine dans son boîtier (voir fgures 10 et 11).
Figure 10 : Photo d’un des prototypes de la platine du régénérateur de tube cathodique EN1659 installée dans son boîtier, vue de l’arrière (en haut) et vue de l’avant (en bas). Ces photos montrent quels éléments monter en face avant et sur le panneau arrière ; elles montrent aussi comment réaliser les interconnexions entre la platine et les deux panneaux.
Figure 11 : Schéma simplifé des sorties à relier à notre régénéra-teur. Ici il s’agit d’un tube cathodique couleur car il a trois cathodes KR-KG-KB, soit une par couleur RVB (rouge/vert/bleu).
Figure 13 : Pour régénérer un tube CRT sans encourir le risque de l’endommager de manière irréparable, il est indispensable de connaître son brochage. Étant donné que les fabricants de téléviseurs ont adopté leurs propres tubes cathodiques, afn de vous venir en aide, nous donnons le brochage des deux types de tubes cathodiques les plus classiques montés sur les téléviseurs. Habituellement sur le circuit imprimé qui supporte le culot, les appellations des sorties sont gravées.
Figure 14 : Photo d’un des prototypes du régénérateur de tube cathodique EN1659 dans son boîtier avec face avant en aluminium anodisé et sérigraphié. L’article indique clairement comment utiliser cet appareil ; cependant, en l’absence d’une formation suffsante en télévision, faites-vous aider par un professionnel (un réparateur télévision).
Avant tout, mettez le bouton du poten-tiomètre R15 marqué G-K au minimum de la haute tension. Positionnez S2 en fonction de la plage de tensions de fla-ment correspondant au tube sur lequel vous voulez agir et, avec le bouton du potentiomètre R16 marqué F-F, mettez la tension du flament 20% au-dessus de la valeur nominale. Soit à 7,5 V pour un flament 6,3 V ou à 15 V pour un flament 12,6 V.
Accrochez les pinces crocos sur les sor-ties F1 et F2 (flaments) du tube et voyez la lumière émise par le flament porté à incandescence (cela confrme qu’il est bien alimenté et qu’il n’est pas coupé). Attendez environ une minute, puis posi-tionnez les pinces crocos sur Grille1 et Cathode et la LED DL1 commence à clignoter au rythme des décharges que vous voyez à l’intérieur du tube cathodi-que : tout cela signife que le travail de régénération est en train de se faire.
Au fur et à mesure que le clignotement diminue, augmentez la tension avec le bouton G-K jusqu’à ce que la LED DL1 cesse de clignoter, même à la tension maximale. Comme vous le voyez c’est très simple. Si vous avez à traiter un tube cathodique couleur, vous devez répéter l’opération pour les trois catho-des (une cathode par couleur RVB ou RGB en anglais).
Remontez le tube cathodique dans le téléviseur et restaurez toutes les con-nexions arrière (insérez à nouveau les broches du tube dans le support d’ori-gine) et rebranchez toutes les alimenta-tions standard ; remettez les protections arrière ; branchez puis allumez le télé-viseur et vérifez que la régénération a réussi. Avec un téléviseur N&B l’effet est immédiat et la luminosité retrouvée est le gage du résultat espéré. Avec un téléviseur couleur, il se peut que des différences dans la “propreté” retrou-vée des trois cathodes donnent une couleur dominante.
L’explication en est simple : une des cathodes est mieux nettoyée que les deux autres. Il vous reste une chose à faire, regardez le schéma électrique de
Figure 12 : Vue éclatée de la struc-ture d’un tube cathodique. Les tubes couleur ont une cathode par couleur RGB (red/green/blu), d’où leur appellation KR-KG-KB.
votre téléviseur et repérez le trimmer de contrôle de la grille correspondant à la couleur devenue dominante ; réglez-le jusqu’à ce que vous ayez atténué cette dominance et que les trois couleurs aient la même importance dans la com-position chromatique de l’image.
Conclusion
Si vous êtes intéressé par la collection et donc la restauration des vieux télévi-seurs, vous aurez à cœur de vous doter de cet appareil des plus indispensables qui soient ; en effet les tubes cathodi-ques de rechange, en particulier les très anciens, ne sont pas très faciles à trouver. Aussi, chaque fois que possible, vous pourrez les régénérer. Les autres composants des circuits d’un téléviseur ancien, les lampes notamment, sont plus faciles à approvisionner.
Commentconstruire ce montage ?
Tout le matériel nécessaire pour cons-truire ce régénérateur de tube catho-dique EN1659 est disponible chez certains de nos annonceurs. Voir les publicités dans la revue.
Les typons des circuits imprimés et les programmes lorsqu’ils sont libres de droits sont téléchargeables à l’adresse suivante :
http://www.electronique-magazine.com/
circuitrevue/094.zip.
réalisation
Comme le tube cathodique est le composant le plus oné-reux d’un téléviseur, nous avons décidé de vous proposer de construire un régénérateur de tube cathodique : cet appareil est en mesure de rendre le phénomène réversible (ou de guérir la “maladie” dont nous parlions plus haut). Vous pourrez ainsi retarder la mise à la casse de votre tube cathodique en prolongeant sa durée de vie. Si vous êtes collectionneur, vous pourrez restaurer le tube cathodique des vieux postes de télévision dont on ne trouve plus (ou diffcilement et à cher prix) les pièces. D’autre part vous pourrez rendre service à des personnes qui n’ont pas envie ou pas les moyens de s’équiper d’un écran LCD ou plasma et qui préfèreraient garder quelques années encore leur
téléviseur, surtout s’il a acquis une seconde jeunesse.
Le tube cathodique
Comment il est fait
Tous les tubes à rayons cathodiques fonctionnent sur le même principe que les autres lampes thermoïoniques : une cathode imprégnée d’oxydes est réchauffée par un flament en matériau hautement résistif (voir fgure 1). Le réchauffement jusqu’à l’incandescence de la cathode stimule, par effet ther-moïonique, l’émission d’un faisceau d’électrons (le pinceau électronique) opportunément dévié par les paires de plaques de défexion (horizontale et ver-ticale) situées dans le col du tube. Grâce à la forte différence de potentiel entre la cathode et l’anode (l’écran), variant de 10 à 20 kV (en fonction de la taille du tube cathodique), le pinceau électroni-que excite le matériau fuorescent (les phosphores) déposé à l’avant du tube, à l’intérieur de la paroi de verre, derrière la surface qui est celle de l’écran propre-ment dit et où l’image va se former. C’est ce phosphore* qui, excité par l’énergie des électrons venant le frapper, a la propriété d’émettre de la lumière (phé-nomène de phosphorescence).
Non loin de la cathode se trouvent les grilles de contrôle (leur nombre dépend du type de tube cathodique) : leur rôle est de corriger, de modifer et d’optimi-ser la qualité du faisceau électronique émis et focalisé par la cathode et par conséquent la luminosité de l’écran.
A la différence des CRT des téléviseurs ou des moniteurs N&B, les CRT couleur utilisent différents types de phosphores, capables d’émettre les couleurs rouge, verte et bleue. Les tubes cathodiques couleur ont en outre trois cathodes et donc trois flaments pour les échauffer, parce qu’ils doivent produire trois fais-ceaux d’électrons, une par couleur cor-respondant au phosphore à exciter.
La maladie s’installe
Tous les électrons émis par la cathode ne vont cependant pas nourrir le fais-ceau électronique, car certains qui n’ont pas acquis la vitesse nécessaire, c’est-à-dire qui n’ont pas l’énergie vou-lue, retombent sur la cathode.
De même, une fusée qui ne peut attein-dre la vitesse de libération permettant sa mise sur orbite, retombe sur la terre. Ces particules microscopiques (“nanoscopi-ques”) fnissent par former une couche micrométrique (c’est-à-dire d’épaisseur très faible, de l’ordre du micron) empê-chant l’émission d’électrons et affai-blissant le faisceau électronique. Or la luminosité de l’écran est fonction de l’intensité du pinceau électronique qui excite les phosphores : le phosphore qui n’est pas frappé avec une intensité suf-fsante produit une luminosité inférieure et l’image qui en résulte sera moins lumi-neuse et moins nette, moins défnie.
Vers la guérison
L’utilisation de certains expédients, comme par exemple l’augmentation de la tension appliquée au flament, détermine le détachement de cette “pellicule” pathogène, mais il n’est pas à recommander. Cela donne en effet un coup de fouet et l’image est d’abord améliorée, mais ce sursaut est de courte durée ; en revanche ensuite le processus de dégradation devient beaucoup plus rapide car le matériau qui entoure la cathode se détache très vite et celle-ci n’est bientôt plus en mesure d’émettre le faisceau électronique .
Par-dessus le marché le risque de brû-ler le flament (irrémédiablement, car il est alors coupé et le tube cathodique n’est plus réparable) est important.
En concevant notre régénérateur nous avons préféré utiliser une haute ten-sion modulable à volonté. Il existe bien, dans le commerce, des appareils qui se proposent de réactiver ou rajeunir les CRT et, dans la plupart des cas, on obtient des résultats satisfaisants qui prolongent la vie du tube cathodique pour des mois, voire des années. Mais ce sont des appareils fort coûteux et, à notre avis, quelque peu obsolètes car ils sont apparus lorsque les tubes cathodiques régnaient en maîtres dans le monde de la télévision. Notre appa-reil, au contraire, est simple, peu coû-teux et moderne dans sa conception.
Le schéma électrique
Pour restituer au tube cathodique ses propriétés d’origine, nous avons besoin d’un appareil qui puisse exécuter essen-tiellement deux choses. Avant tout il doit fournir la tension et le courant nécessai-res pour alimenter le flament de façon à induire avec la chaleur l’émission stimulée des électrons vers l’anode du tube cathodique. En second lieu il doit fournir des pics de haute tension entre la cathode et la grille de manière à déta-cher la “pellicule” d’électrons déposés.
Comme le montre le schéma électrique de la fgure 2, du transformateur sec-teur 230 V T1 (en bas à gauche), du pont redresseur RS1 et du condensa-teur électrolytique de lissage C7, nous prélevons la tension nécessaire pour alimenter les circuits intégrés et tous les autres composants du circuit.
Pour ce circuit nous avons utilisé le circuit intégré SG3524 qui, par son uni-versalité, se prête ici encore à merveille à notre cahier des charges. En l’occur-rence nous l’avons choisi pour réaliser une alimentation de type “step down”. Si vous jetez un coup d’œil à son schéma synoptique interne, visible fgure 4, vous voyez qu’on prélève sur les broches 12 et 13 un signal carré d’environ 80 kHz, produit par l’oscillateur interne, pour piloter le MOSFET MFT1. Ce dernier, avec DS1, la self Z1 et C13, forme une alimentation à découpage capable de fournir une tension variable et stabilisée
de 8 à 20 V, en fonction de la position du potentiomètre R15. Cette tension est utilisée pour modifer l’amplitude du signal carré, produit par IC4, présent sur le nœud entre la source de MFT2 et le drain de MFT3, ces MOSFET consti-tuant l’étage de puissance.
Sur la broche 3 de IC1 (SG3524) nous prélevons directement un signal de fréquence égale à celle de l’oscillateur interne. Ce signal est inversé et porté à l’amplitude adéquate par TR3 afn qu’il puisse piloter IC2 ; le rôle de ce dernier est de diviser par deux la fréquence de l’oscillateur et de la porter à environ 40 kHz. Ce signal attaque ensuite l’étage pilote IC4 lequel, on l’a dit, pilote à son tour de manière alternée les grille de MFT2 et MFT3, deux MOSFET de puis-sance reliés au primaire du transforma-teur T2. Du secondaire de ce transforma-teur, utilisé comme élévateur de tension, nous prélevons à vide un signal d’environ 400 V crête/crête lequel, grâce au fltre formé par les condensateurs C16-C17 et la self Z2, devient presque sinusoïdal.
Chaque fois qu’une décharge se pro-duit, DL1 s’allume et cela se produit tant que persiste la conduction entre grille et cathode, c’est-à-dire tant que la tension entre grille et cathode n’a pas enlevé toute la “croûte” d’électrons.
Quand cette conduction cesse, le tube cathodique est régénéré.
La réalisation pratique
La réalisation pratique de ce régé-nérateur de tube cathodique est très facile, même pour un débutant ; vous devrez, comme d’habitude, être par-ticulièrement attentif aux valeurs de tous les composants et à l’orientation des composants polarisés, ainsi qu’à la qualité des soudures.
Rassurez-vous, la seule self à bobiner est Z2 (6 spires sur tore de ferrite, voir fgure 7), or c’est un jeu d’enfant et l’autre self Z1, déjà bobinée sur son tore de ferrite, est disponible prête à l’emploi.
La platine
Pour réaliser cette platine, vous avez besoin du circuit imprimé double face à trous métallisés EN1659. Quand vous l’avez réalisé (la fgure 8b-1 et 2 en donne les dessins à l’échelle 1:1) ou que vous vous l’êtes procuré, soudez tout d’abord les nombreux picots où viendrons se souder les fls allant à la face avant, au moment de l’installation dans le boîtier. Soudez aussi les trois supports des circuits intégrés mais n’in-sérez pas les circuits intégrés (voir fgu-res 8a et 9 et la liste des composants).
Vérifez bien ces premières soudures (ni court-circuit entre pistes ou pas-tilles ni soudure froide collée).
Montez maintenant tous les compo-sants restants en commençant par les résistances, les diodes, la zener, les condensateurs polyesters puis les élec-trolytiques, les transistors en boîtiers demi lune, les MFT1, MFT2 et MFT3, le pont RS1, les deux selfs toriques et les transfos T1 et T2. Comme d’habitude, maintenez les résistances de puissance (R19-R21) à un ou deux mm de la sur-face afn d’assurer une ventilation.
Prenez alors le régulateur IC3 LM317, fxez-le avec un petit boulon sur son dissipateur à ailettes, enfoncez ses trois pattes dans les trois trous du ci et appuyez la base du dissipateur proflé à la surface du circuit imprimé, fxez-le à l’aide de deux petits boulons longs et soudez alors les trois pattes (voir fgures 8a et 9-10-11).
Montez enfn les trois borniers de part et d’autre du transformateur T1 d’alimenta-tion secteur 230 V (avant de souder les sorties de ce dernier au circuit imprimé, fxez-le au moyen de quatre boulons).
Liste des composants
EN1659
R1...... 4,7 k
R2...... 2,7 k
R3...... 10 k
R4...... 15 k
R5...... 1 k
R6...... 1 k
R7...... 1 k
R8...... 4,7 k
R9...... 4,7 k
R10 ... 39
R11 ... 220 1/2 W
R12 ... 4,7 k
R13 ... 220
R14 ... 680
R15 ... 10 k pot. lin.
R16 ... 1 k pot. lin.
R17.... 3,9 k
R18 ... 1 k
R19 ... 1,2 k 2 W
R20 ... 15 k 1/2 W
R21 ... 1,2 k 2 W
R22 ... 470
C1...... 100 nF polyester
C2...... 100 nF polyester
C3...... 1 nF polyester
C4...... 470 nF polyester
C5...... 3,3 nF polyester
C6...... 100 nF polyester
C7...... 4700 µF/35V électrolytique
C8...... 100 µF/63V électrolytique
C9...... 10 µF/63V électrolytique
C10.... 100 nF polyester
C11.... 100 nF polyester
C12 ... 100 nF polyester
C13.... 470 µF/63V électrolytique
C14.... 1 µF/63V électrolytique
C15.... 220 µF/100V électrolytique
C16.... 1 µF 100 V polyester
C17.... 1 µF 100 V polyester
C18.... 220 µF/100V électrolytique
DZ1 ... 12 V 1/2 W
DL1.... LED
DS1 ... BYW100
DS2 ... BYX100
DS3 ... 1N4150
DS4 ... 1N4007
RS1 ... pont redresseur 800 V 4 A
Z1...... self 600 µH
Z2...... 6 spires sur tore de ferrite
(voir fgure 7)
TR1.... NPN BC547
TR2.... PNP BC557
TR3.... NPN BC547
MFT1. MOSFET IRF9530
MFT2. MOSFET IRFZ44
MFT3. MOSFET IRFZ44
IC1..... SG3524
IC2..... CMOS 4013
IC3..... LM317
IC4..... IR2111
T1 ...... transformateur 50 VA 230
V/15 V 3 A mod. T050.06
T2 ...... transformateur mod.
TM1298
F1 ...... fusible 5 A
S1...... interrupteur
S2...... interrupteur
Note : toutes les résistances dont la
puissance n’est pas spécifée sont des
quar t de W.
Attention à l’orientation (au sens de montage) des composants polarisés : la bague de DS1 est vers Z1, celle de DS2 vers C12, celle de DS3 vers C14, celle de DS4 vers R20, celle de DZ1 vers R11 ; les méplats des trois transistors sont vers le bas ou vers la gauche ; la semelle de MFT1 vers TR1, celle de MFT2-MFT3 vers le dissipateur, celle de IC3 vers l’intérieur de la platine ; le + de RS1 est vers l’extérieur de la platine ; pour les électrolytiques, faites bien attention à la fgure 8a. Une seule erreur et votre mon-tage ne fonctionnerait pas, en revanche si vous montez tout correctement il sera utilisable tout de suite.
Vous n’insèrerez les circuits intégrés dans leurs supports qu’une fois l’ins-tallation dans le boîtier exécutée : les trois repère-détrompeurs en U seront alors à diriger vers le haut.
Quand c’est fait, vérifez la bonne orien-tation de tous les composants polarisés et la qualité de toutes les soudures. La platine étant terminée, vous allez pou-voir l’installer dans le boîtier.
L’installation dans le boîtier
Prenez le boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en alumi-nium anodisé et sérigraphié (voir fgu-res 10, 11 et 14) et fxez la platine au fond à l’aide de six entretoises métalliques. Puis câblez la face avant et le panneau arrière.
Commençons par la face avant. Mon-tez, de gauche à droite, l’interrupteur S1, le potentiomètre R15, la LED DL1 (dans son support chromé), les quatre douilles jaune-rouge-noir-noir, l’inter-rupteur S2, le potentiomètre R16. Au bornier de devant, à trois bornes, vissez
les fls allant se souder à l’interrupteur S1 on/off. Aux picots de devant soudez deux fls allant au potentiomètre R15 (n’oubliez pas le petit “strap” entre la cosse de gauche et celle du centre). Aux deux picots situés sous R18 sou-dez deux fls allant se souder à l’inter-rupteur S2 V F-F. Aux deux picots situés au-dessus de R17 soudez deux fls allant se souder au potentiomètre R16 (n’oubliez pas le petit “strap” entre la cosse de gauche et celle du centre).
Aux deux picots KA, entre R20 et DS4, soudez une torsade noir/rouge allant à la LED (rouge + A anode/noir – K cathode). Enfn, près de R19, soudez des picots deux fls allant vers les douilles rouge et jaune (respectez l’or-dre des picots, des fls et des douilles : picot du bas-fl rouge-douille rouge) ; des picots, près de IC3, soudez deux fls allant vers les deux douilles noires F1 et F2 (là encore respectez l’ordre des picots et des douilles : picot du haut-douille F1). Vérifez plusieurs fois tout ce que vous venez de câbler et en cas d’erreur, corrigez.
Passons au panneau arrière, c’est beaucoup plus simple. Montez le porte-fusible à gauche. Montez le passe-câble dans le trou de dessous. Faites entrer le cordon secteur à trois fls (phase-neutre-terre) et vissez la phase et le neutre au bornier arrière de droite, soudez la terre (fl jaune/vert) à une cosse vissée au châssis.
Au bornier de gauche vissez deux fls allant se souder au porte-fusible. Met-tez un fusible de 5 A à l’intérieur.
Si vous les aviez démontés, remontez la face avant et le panneau arrière, comme le montrent les fgures 10 et 11 (2 x 4 boulons) et procédez à une ultime vérifcation.
Vous pouvez maintenant enfoncer les circuits intégrés dans leurs supports : répétons-le, les trois repère-détrom-peurs en U sont vers le haut. Montez les deux boutons sur les potentiomè-tres. Avant de refermer le couvercle, procédez aux essais.
Les essais
Branchez le cordon dans une prise secteur 230 V avec terre et allumez l’appareil : la LED reste éteinte.
Prenez votre multimètre réglé sur Vcc et mettez les pointes de touche dans les douilles noires F1 et F2 des flaments. Tournez le potentiomètre R16, vous devez lire une tension allant de 10,8 V à 15,7 V si S2 est ouvert ou bien une ten-sion de 5,1 V à 10 V si S2 est fermé.
Pour vérifer la sortie haute tension, reliez une ampoule à flament de 230 V 15-25 W aux douilles G1-K. Tournez le bouton de R15 : vous devez voir l’ampoule changer de luminosité ; mais elle ne pourra pas atteindre sa luminosité maximale car, étant char-gée, cette sortie présente une tension plus basse qu’à vide.
Si tout fonctionne comme on vient de le dire, vous pouvez fermer le couvercle du boîtier et vous confectionner, avec du fl gainé, des fches bananes et des pinces crocos, des sondes universelles à relier aux sorties du tube cathodique CRT à régénérer.
L’utilisation
Avant tout nous devons apporter une précision : notre appareil ne pourra pas ressusciter un tube cathodique dont le flament est coupé ou dont une grille écran ou l’anode n’est plus reliée à leur broche de sortie ! Dans ces cas, vous pouvez recycler votre tube catho-dique ou le garder, si vous êtes collec-tionneur, en décoration. Cet appareil ne devra être utilisé que si les éventua-lités ci-dessus ont été préalablement
écartées et si vous n’avez pas diagnos-tiqué un dysfonctionnement de l’étage d’alimentation du tube (haute tension ou/et flament). Les tubes cathodiques sont alimentés avec des tensions très hautes pouvant rester présentes dans le téléviseur longtemps après qu’on l’ait éteint et même débranché du secteur 230 V.
Evitez, par conséquent, d’ouvrir le téléviseur si vous n’êtes pas formé pour ce type d’intervention (la télévi-sion n’est pas la radio) : les risques d’électrocution sont très importants, en particulier si le téléviseur est ouvert et sous tension. Seul un professionnel (un réparateur) dans son atelier pourra s’y risquer.
Adoptez donc les précautions sui-vantes :
– extinction du téléviseur.
– déconnectez la prise secteur 230 V.
– attente afin que le tube cathodique et les condensateurs aient eu le temps de se décharger.
– ne pas toucher la THT sur le tube.
Le dissipateur du régulateur IC3 a été montée (il est fxé au ci par deux boulons). Prêtez beaucoup d’attentionau sens d’insertion des circuits intégrés qui ont un support et ne les installez qu’après montage de la platine dans son boîtier (voir fgures 10 et 11).
Figure 11 : Schéma simplifé des sorties à relier à notre régénéra-teur. Ici il s’agit d’un tube cathodique couleur car il a trois cathodes KR-KG-KB, soit une par couleur RVB (rouge/vert/bleu).
Avant tout, mettez le bouton du poten-tiomètre R15 marqué G-K au minimum de la haute tension. Positionnez S2 en fonction de la plage de tensions de fla-ment correspondant au tube sur lequel vous voulez agir et, avec le bouton du potentiomètre R16 marqué F-F, mettez la tension du flament 20% au-dessus de la valeur nominale. Soit à 7,5 V pour un flament 6,3 V ou à 15 V pour un flament 12,6 V.
Accrochez les pinces crocos sur les sor-ties F1 et F2 (flaments) du tube et voyez la lumière émise par le flament porté à incandescence (cela confrme qu’il est bien alimenté et qu’il n’est pas coupé). Attendez environ une minute, puis posi-tionnez les pinces crocos sur Grille1 et Cathode et la LED DL1 commence à clignoter au rythme des décharges que vous voyez à l’intérieur du tube cathodi-que : tout cela signife que le travail de régénération est en train de se faire.
Au fur et à mesure que le clignotement diminue, augmentez la tension avec le bouton G-K jusqu’à ce que la LED DL1 cesse de clignoter, même à la tension maximale. Comme vous le voyez c’est très simple. Si vous avez à traiter un tube cathodique couleur, vous devez répéter l’opération pour les trois catho-des (une cathode par couleur RVB ou RGB en anglais).
Remontez le tube cathodique dans le téléviseur et restaurez toutes les con-nexions arrière (insérez à nouveau les broches du tube dans le support d’ori-gine) et rebranchez toutes les alimenta-tions standard ; remettez les protections arrière ; branchez puis allumez le télé-viseur et vérifez que la régénération a réussi. Avec un téléviseur N&B l’effet est immédiat et la luminosité retrouvée est le gage du résultat espéré. Avec un téléviseur couleur, il se peut que des différences dans la “propreté” retrou-vée des trois cathodes donnent une couleur dominante.
L’explication en est simple : une des cathodes est mieux nettoyée que les deux autres. Il vous reste une chose à faire, regardez le schéma électrique de
votre téléviseur et repérez le trimmer de contrôle de la grille correspondant à la couleur devenue dominante ; réglez-le jusqu’à ce que vous ayez atténué cette dominance et que les trois couleurs aient la même importance dans la com-position chromatique de l’image.
Conclusion
Si vous êtes intéressé par la collection et donc la restauration des vieux télévi-seurs, vous aurez à cœur de vous doter de cet appareil des plus indispensables qui soient ; en effet les tubes cathodi-ques de rechange, en particulier les très anciens, ne sont pas très faciles à trouver. Aussi, chaque fois que possible, vous pourrez les régénérer. Les autres composants des circuits d’un téléviseur ancien, les lampes notamment, sont plus faciles à approvisionner.
Commentconstruire ce montage ?
Tout le matériel nécessaire pour cons-truire ce régénérateur de tube catho-dique EN1659 est disponible chez certains de nos annonceurs. Voir les publicités dans la revue.
Les typons des circuits imprimés et les programmes lorsqu’ils sont libres de droits sont téléchargeables à l’adresse suivante :
http://www.electronique-magazine.com/
circuitrevue/094.zip.
0 commentaires:
Enregistrer un commentaire