La plupart des boutons poussoirs ont une action momentanée. Les types à verrouillage (ON/OFF ou encore à actionnement « maintenu ») sont souvent plus grands, avec un corps plus profond, un peu plus chers, et ils ne sont souvent pas disponibles dans le style que vous souhaitez utiliser. Vous pouvez donc être bloqué dans votre développement si vous avez besoin d'un petit interrupteur marche/arrêt pour verrouiller l'alimentation d'une charge. Le circuit de la figure ci-dessous montre comment vous pouvez utiliser un simple interrupteur à bouton poussoir SPNO (unipolaire, normalement ouvert) à action momentanée pour verrouiller l'alimentation d'une charge.
Ne nécessitant qu’une poignée de composants courants, le circuit fonctionne sur une large plage de tension et est idéal pour les applications à cellule unique, car il peut fonctionner à des tensions aussi basses que 1 V ou moins. Les transistors Q 2 et Q 3 forment une structure de type SCR qui fonctionne comme un simple verrou, Q 4 alimente la charge et S 1 est l’interrupteur à bouton-poussoir momentané.
Lorsque vous appliquez pour la première fois la tension d’alimentation, Vs , les quatre transistors sont éteints et le condensateur C1 charge via R1 et R2 , jusqu’à ce que sa tension, VC1 soit égale à Vs .
Le circuit est maintenant dans son état désactivé ou déverrouillé et la tension de charge, VL , est de 0V. Une fermeture momentanée du bouton poussoir, cependant, amène C1 à déverser sa charge dans la base de Q3 , qui conduit et fournit une polarisation pour Q2 et Q4 , qui s’activent tous les deux. Q2 fournit maintenant une polarisation de base pour Q3 via R5 , et également pour Q1 , via R3 .
Le circuit est maintenant dans son état activé ou verrouillé et le reste même si S1 est ouvert. La charge est maintenant alimentée, et VL , est à peu près égal à Vs . Le transistor Q1 , est maintenant saturé, provoquant la décharge de C1 via R2 , de sorte que VC1 tombe à quelques dizaines de millivolts ( tension de saturation collecteur-émetteur de Q1 ). Une autre fermeture momentanée du bouton poussoir couple cette basse tension à la base de Q3 , l’éteignant. En conséquence, les quatre transistors s’éteignent et le circuit revient à son état désactivé ou déverrouillé. La charge est maintenant désexcitée et VL tombe à 0V.
Parce que Q1 est maintenant éteint, C1 recommence à se charger via R1 , et R2 de sorte qu’une autre fermeture momentanée de S1 verrouille à nouveau le circuit. Le condensateur de temporisation C1 agissant avec R1 et R2 fournit un anti-rebond pour le bouton-poussoir, de sorte que le rebond de contact n’a aucun effet sur la fonction de verrouillage souhaitée. Sans la temporisation RC, le circuit s’allumerait et s’éteindrait chaque fois que vous appuieriez sur le bouton-poussoir et se retrouverait dans un état indéterminé. Bien que la figure 1 montre une valeur de 1μF, d’autres valeurs peuvent être plus appropriées pour une application particulière, alors expérimentez ! Aucune des valeurs de résistance n’est particulièrement critique, et les valeurs indiquées sur la figure 1 sont assez optimales pour une tension d’alimentation d’environ 1 à 1,5 V – en d’autres termes, une seule cellule.
À des tensions plus élevées, les valeurs de résistance devraient augmenter proportionnellement, bien que vous deviez maintenir R2 et R4 constants à environ 470 et 1 kΩ , respectivement. Le maintien de la constante de temps R2 -C1 , fixée à quelques centaines de millisecondes assure que le temps de décharge du condensateur n’est pas excessif ; sinon, une fois que le circuit a été verrouillé, il peut s’ensuivre un délai trop long avant qu’il puisse être déverrouillé. La résistance R4 limite le courant circulant de C1 dans la base de Q3 à un niveau sûr; sa valeur doit être assez faible pour s’assurer que R5 et R6 ne déforment pas la tension apparaissant à la base de Q3 lors de la fermeture de l’interrupteur. Vous devez dimensionner la résistance R1 en fonction de la tension d’alimentation que vous utilisez. Pour une valeur donnée de R2 , R1 , détermine le temps que met VC1 pour remonter vers Vs , immédiatement après le déverrouillage du circuit. En d’autres termes, la valeur de R1 détermine le temps nécessaire pour « amorcer » le circuit afin qu’il soit prêt à être à nouveau verrouillé. Si R1 est trop grand, il devient impossible de verrouiller le circuit peu de temps après qu’il a été déverrouillé. En revanche, si R1 est trop petit, il peut imposer une consommation de courant trop importante sur Vs lorsque le circuit est verrouillé.
De plus, pour une valeur particulière de Vs , R1 doit être suffisamment grand pour que VC1 ne monte pas trop vite après le déverrouillage du circuit, ou il pourrait refermer le verrou avant l’ouverture de l’interrupteur.
Vous aurez peut-être besoin d’expérimentation pour déterminer la valeur optimale de R1 , mais avec C1 =1μF et R2 =470 kΩ, le circuit de test a bien fonctionné avec une valeur d’environ 470 à 680 kΩ à Vs =1V et d’environ 4,7 MΩ à Vs =10V.
Les transistors Q1 à Q3 peuvent être n’importe quel type de petit signal avec un bon gain de courant (gain de courant direct modéré à élevé). L’interrupteur d’alimentation Q4 doit avoir un faible VCE (SAT) pour garantir que la majeure partie de la tension d’alimentation est fournie à la charge lorsque le circuit est verrouillé. Vous devez sélectionner la résistance R9 pour fournir suffisamment d’entraînement de base pour Q4 ; la valeur dépend principalement de Vs , du courant de charge et du gain en courant saturé de Q4 . Le circuit fournit un moyen peu coûteux de dériver une fonction de verrouillage à partir d’un bouton-poussoir momentané et, comme un commutateur de verrouillage mécanique, la consommation de courant de repos (non verrouillée) est nulle.
