ALIMENTATION L ALIMENTATION SECTEUR -163-

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1 15 ALIMENTATION Si les appareils photo numériques actuels semblent atteindre des niveaux de qualité d image plus que corrects et offrent à l utilisateur des fonctions photographiques avancées de plus en plus nombreuses (flash automatique, zoom, autofocus, écran de contrôle etc...), il faut bien admettre que s il existe un domaine où des progrès sont encore à venir, il s agit bien de celui de l autonomie. Pour pouvoir emmener son photoscope en ballade et prendre plus d une centaine de photos, il faut être prévoyant et se munir de plusieurs jeux de piles, seule source d énergie autonome et pratique (mais chère!). Heureusement existe-t-il des solutions alternatives au gouffre financier que représente l achat des piles alcalines. Les constructeurs ont en effet prévu la possibilité d alimenter les appareils sur le secteur en passant par un bloc transformateur/redresseur, ou encore par le biais de blocs rechargeables comme sur les camescopes. L ALIMENTATION SECTEUR -163-

2 La plupart des appareils sont pourvus d une prise d alimentation auxillaire recevant une tension continue comprise entre 6 et 9 volts sous une intensité de 1 ampère en moyenne. Les constructeurs recommandent l utilisation d une alimentation spéciale (en général fournie en option par eux-même) sous peine d endommager le matériel. En fait, la plupart des petits blocs d alimentation se branchant directement dans une prise secteur (comme ceux utilisés par les téléphones sans fil d intérieur ou les calculatrices de bureau) ne conviennent pas car ne pouvant débiter qu un courant compris entre 500 et 700 ma. Ils disposent par contre d un commutateur permettant le réglage de la tension de sortie (3V/5V/6V/7,5V/9V/12V...) et de plusieurs fiches d alimentation dites japonaises. Ces prises existent essentiellement en 6 diamètres dont les 4 plus usités sont : 1,35mm; 2,1mm; 2,5mm et 3,5mm dont les polarités sont variables selon les modèles d appareils alimentés, le pôle positif pouvant être au centre ou à l extérieur. Si on ne trouve pas d alimentation optionnelle dédiée à un photoscope donné, on peut toujours utiliser un modèle standard qui doit cependant respecter impérativement les caractéristiques du fabricant et l utilisateur doit donc s assurer des trois paramètres suivants : 1) La tension de service 2) L intensité minimum 3) Le diamètre et les polarités de la prise Pour le KODAK DC200/220, ces paramètres sont par exemple : 7V maxi, 1A mini, polarité (+) au centre. En dernier recours et si on est un peu bricoleur, il reste toujours la possibilité de fabriquer soi-même son bloc secteur selon le schéma générique suivant (Cf. Figure 85): 220 V F1 Tr1 ~ P1 780X Rg1 + ~ C1 C2 - Fig.85 - Alimentation secteur - Le fusible F1 est un modèle rapide de 50 ma, le transformateur doit être un modèle d au moins 10 VA, avec une tension secondaire de 9V. Le pont de diodes P1, modèle moulé doit pouvoir délivrer un courant de 1,5A (modèle KBP 02M ou équivallent)

3 Le régulateur Rg1 est fonction de la tension sortie désirée, il existe en 5V, 6V, 8V, 9V etc... Cette tension se retrouve dans le code nominatif, ainsi le MC7806 est un régulateur positif de 6V pouvant fournir un courant maximum de 1,5 A en boîtier TO220. Il faudra naturellement le monter sur radiateur (dissipation d environ 3,5 W). Le condensateur C1 destiné à éliminer les parasites présente une capacité typique de 100nF, alors que C2, condensateur de lissage, assure une bonne linéarité de la tension de sortie et un reservoir pour les pointes d intensité. Avec le courant désiré (1 A) il faut envisager une capacité très élevée, et une valeur de 4700 à µf n est pas exceptionnelle. Le type et le câblage de la fiche japonaise sera bien sûr fonction du modèle. Vu la consommation globale des photoscopes, nous ne saurions trop recommander l utilisation systématique d une alimentation secteur à chaque fois que celà est possible, surtout pendant les opérations de transfert où l on est certain de disposer d une prise secteur à proximité. LES SOURCES AUTONOMES Parmi les sources autonomes, nous allons distinguer les piles et les accumulateurs, caractérisés par leur tension de service (en volt) et leur capacité (en milli ampères par heure, mah). La tension et la capacité dépendent de la nature des constituants et du nombre d éléments. En règle générale, la capacité représente la quantité de courant fournie par l ensemble pendant une heure, pour faire chuter la tension à la moitié de sa valeur nominale. Les piles jetables Pour les appareils photo numériques, plusieurs type de piles sont utilisés, principalement les trois modèles suivants (Cf. Figure 86) ,5 33,5 a) Modèle LR03 ou Micro - AAA (1,5 V) b) Modèle LR06 ou Mignon - AA (1,5V) c) Modèle CR123A - Lithium - (3 V) 17 10,5 14,5 a) b) c) Fig Types de piles

4 La plus courante et la moins chère est bien sur la LR06, la LR03 est utilisée par le UMax PhotoRun, le modèle CR123, au lithium par le TOSHIBA PDR-2, le DIMERA 2000 ou encore par le KODAK DC20 (il en faut deux pour le DC25). A part les modèles spéciaux au lithium, on trouve plusieurs types de piles jetables. Les piles salines Les plus anciennes, les moins chères mais malheureusement les moins énergétiques. Une pile saline typique, au chlorure de zinc (0% de mercure), modèle LR06, possède une capacité de 400 mah sous 1,5 V et coûte environ 2,50 F pièce. Cette capacité limitée met en évidence un fait déjà annoncé par les constructeurs : on ne peut pas utiliser des piles salines dans un photoscope. Ceci est d autant plus flagrant au vu de la courbe ci-dessous, qui donne l expression de la tension en fonction du temps pour un débit constant de 50 mah (Cf. Figure 87). Tension (V) 1,6 1,4 1,2 1,0 0, t (heure) Fig Décharge d une pile- En utilisation courante, la mise sous tension d un photoscope demande fréquemment une pointe de courant proche de 600 ma. Avec une telle intensité, la tension de la pile peut descendre en-dessous de 0,8 V, en raison de sa résistance interne assez élevée. Même avec quatre éléments, on arrive laborieusement à 3,2 V, tension limite inférieure de fonctionnement des composants électroniques. Dans les cas extrèmes, l appareil refuse carrément le démarrage. Les piles alcalines Les seules accéptées par les appareils photo numériques, à base d oxyde de manganèse, offrent une densité énergétique beaucoup plus importante que les piles salines. Un élément LR06 présente une capacité de 2500 mah sous une tension de 1,5 V. Plus chères à l achat (environ 5,00 F pièce), elles durent bien sur -166

5 plus longtemps et sont seules capables de supporter sans trop faiblir les pointes de courant éxigées. Elles existent depuis peu en version rechargeables, et présentent cependant une capacité moindre (1000mAh) que les modèles jetables et supportent jusqu à 50 cycles de charge/décharge. Vendues aux environs de 10,00 F l unité, elles exigent un chargeur spécial. Les piles au lithium Les championnes toutes catégories en densité énergétique, sont jetables et présentent une tension de service un peu plus élevée, typiquement 3 V par élément. Le DIMERA 2000 utilise une pile au lithium modèle CR123A lui procurant une autonomie d environ 200 prises de vue. Une pile de ce type coûte quand même 40,00 F pièce. Il existe aujourd hui des modèles LR06 au lithium (marque ENERGIZER ) d une capacité de 3000mAh sous 1,5 V, pouvant être gardées pendant plus de 5 ans sans décharge au prix de 25,00 F l unité. A part les piles salines définitivement proscrites en photo numérique, il faut encore tenir compte du type d utilisation des piles alcalines, soumises à un stress électrique important. Les réactions chimiques mises en oeuvre pendant la décharge produisent un dégagement de chaleur et modifient le comportement du générateur électrique. Au cours d une utilisation intensive (par exemple 10 mn de visualisation sur l écran LCD de contrôle), le niveau énergétique des piles est tellement bas que l appareil se met hors service. Cette déconnexion provoquée par la baisse de tension générale ne signifie pas la mort des piles, mais que la réaction chimique ne peut plus fournir le niveau d énergie requis. Après un certain temps (sacré Fernand!) variable en fonction de la température des éléments et de leur état chimique, les piles retrouvent un peu de force et l utilisateur peut encore les utiliser pour quelques photos. Les observations suivantes : 1) La durée de vie d une pile alcaline n est pas directement propor tionnelle à son courant de décharge. Si la capacité d un élément est de 1000 mah, un courant de 500mA pendant 2 heures n aura pas la même influence sur sa durée de vie qu un courant de 100 ma pendant 10 heures ou encore 50 ma pendant 20 Heures. Grosso modo, une diminution d un facteur 4 de l intensité demandée se traduira par l augmentation d un facteur 6 de la durée de vie

6 2) Les piles alcalines préfèrent une utilisation intermittente, au cours de laquelle les périodes de repos permettent une regénération chimique et un regain d énergie. Autrement dit, ne jetez pas vos piles même si l appareil se comporte comme si elles étaient totalement déchargées (indicateur de niveau des piles clignote), mais prenez un jeu de piles neuves et conservez les anciennes qui reserviront encore après une période de repos (de 10 à 24 h environ). LES ACCUMULATEURS Solution la plus économique à long terme, même si l investissement de départ est plus lourd : il faut un jeu d accumulateurs (en général 4 X LR06) et le chargeur permettant la recharge sur le secteur. On trouve l ensemble chargeur plus quatre accumulateurs à des prix d appel de 100,00 F. Certains constructeurs comme SONY ou FUJI, proposent des modèles de photoscopes avec un bloc accumulateur compact, à l exclusion de toute autre source autonome comme les piles. L accumulateur se caractérise bien sûr par sa technologie, sa tension de service et sa capacité mais aussi par d autres paramètres propres comme le nombre de cycle charge/décharge (sa durée de vie), la décharge spontanée (la perte d energie même sans utilisation), et un phénomène gênant connu sous le nom d effet mémoire. Cet effet se manifeste si l on essaye de recharger un élément non totalement déchargé, perturbe la charge et entraîne une diminution de la durée de vie. La seule solution est la décharge totale de l élément avant toute recharge. Certains chargeurs offrent d ailleurs une fonction de décharge totale pour augmenter la durée de vie limitée par l effet mémoire. Citons enfin la possibilité d utiliser des accumulateurs standard de grande capacité comme les éléments LR20 Ca-Ni de 1400mAh, montés dans un coupleur à quatre éléments comme source extérieure autonome en passant par la prise d alimentation. Un tel système est courament utilisé sur les flash de forte puissance ou la source d énergie se porte en bandoulière et est relié au flash par un cordon spiralé. Les chargeurs Le chargeur est un système électronique permettant de fournir un courant continu qui traversant l accumulateur, va le recharger en énergie. Il existe essentiellement deux types de charge : la charge conventionnelle ou lente, qui procure à l élément un courant fixé à 1/10ème de sa capacité pendant 14 heures, et la charge rapide qui force un courant égal à deux fois la capacité pendant 1/2 heure

7 La charge rapide ne peut être appliquée que sur des éléments prévus à cet effet et avec un chargeur capable de fournir l important courant necessaire. Un bon chargeur doit de plus interrompre le courant quand l élément à fait le plein d énergie, et les modèles modernes sont de plus munis de dispositifs dits intelligents, c est-à-dire pilotés par micro-contrôleurs et gèrent un type de charge adapté au type d accumulateur. Ils utilisent pour la charge des procédés à pointes de courant, à courant impulsionnel ou des cycles longue charge/courtes décharges destinées à diminuer les dégagements gazeux et l effet mémoire. Les accumulateurs Cadmium-Nickel (Cd-Ni) Les plus anciens après les accumulateurs au plomb, ils sont constitués d une anode d hydroxyde de nickel et d une cathode en cadmium, possèdent une durée de vie de 1000 cycles charge/décharge, et offrent une capacité de 750 mah en équivallent R06 sous une tension typique de 1,3 V. La tension en fin de décharge est de 1,1 V pour un courant de 1/10ème de la capacité mais peut descendre jusqu à 0,9 V pour des courants plus forts. Ces valeurs font que certains constructeurs ne les recommandent pas avec leurs photoscopes. Ils se chargent lentement (14 H) sous un courant de 1/10ème de la capacité nominale, mais des modèles à électrodes frittées existent et acceptent une charge rapide (1 à 2 H) sous un courant égal à la capacité (ou la moitié).ces derniers peuvent supporter des pointes de courant plus importantes jusqu à 10 fois leur capacité pendant des temps très courts (de l ordre de la seconde). Les modèles traditionnels LR06, à électrodes non frittées, se trouvent à 60,00 F le lot de 4 et présente une décharge spontanée de 15% par mois. Les accumulateurs Nickel-Hydrure Métallique (NiMh) Ils représentent la nouvelle génération écologique et n utilisent pas de cadmium très nocif pour l environnement. Les accus NiMh se caractérisent par une plus grande capacité (jusqu à 1200 mah pour un élément LR06) sous une tension de service typique de 1,3 V pour une durée de vie de quelques 1000 cycles. Ils acceptent la charge rapide, sont dépourvus d effet mémoire, et présentent une décharge spontanée de 25% par mois. Leur prix est naturellement plus élevé : 27,00 F pour un élément R06. Ce type d accumulateur convient parfaitement pour tous les modèles de photoscopes alimentés par des éléments R

8 Les piles BIG Apparues tout récemment, cette technologie est promise à un bel avenir dans toutes les applications exigeant des courants importants. Les piles BIG (nom commercial) sont des accumulateurs alcalins rechargeables jusqu à 600 fois. Ils offrent une capacité de 1500 mah pour un élément LR06 sous une tension de 1,5 V, ne présentent pas d effet mémoire et quasiment aucune décharge spontanée. Très respectueuses de l environnement, elles ne contiennent aucun métal lourd polluant comme le mercure le cadmium ou le nickel. Elles sont vendues en blister de 4 X LR06 au prix de Leurs caractéristiques électriques et le rapport prix/performances offert les placent en tête des solutions économiques d alimentation pour appareils portables à grande consommation. Les accumulateurs Lithium-Ion (Li-ion) Sont développés essentiellement par la firme SONY pour ses appareils portables. Ils se présentent sous forme d un bloc compact étanche, aux dimensions propres au constructeur. Le SONY DSC-F1 est équipé d une telle batterie rechargeable, qui lui confère une autonomie de 1 H 30 environ. Les éléments fournissent une tension nominale de 3,6 V pour une capacité équivalente en LR06 de 700 mah. Leurs caractéristiques les placent au même niveau que les accululateurs cadmium-nickel à la différence qu ils ne possèdent pas d effet mémoire et présentent une décharge spontanée de 0,1% par mois. Leur utilisation implique l impossibilité d utiliser des piles conventionnelles car les dimensions du bloc et sa tension de service ne sont pas normalisées. Sur certains photoscopes, la recharge s effectue dans l appareil et de se fait immobilise ce dernier pendant toute la période de charge. Les accumulateurs INFO-Lithium Utilisés dans les Mavica FD5/FD7 et marque déposée de SONY, ce sont des blocs d accumulateurs lithium-ion disposant de contacts électriques supplémentaires reliés à un circuit intégré interne qui fournit une information en temps réel de l autonomie restante. Ce système déjà utilisé par les camescopes de la marque, donne dans le viseur l information sous forme d une icône représentant une pile avec une -170-

9 jauge animée et une indication en clair de la durée restante, d où le nom info donné au système. Ces appareils utilisent des blocs référencés chez SONY FD555 qui leur confèrent une autonomie continue de 1H30. Les Mavica FD51/FD71 bénéficient quant à eux de la technologie stamina utilisant des circuits basse consommation et un système de gestion de l énergie encore plus performant leur permettant d atteindre une autonomie de 2H30 en fonctionnement continu, sans écran LCD de contrôle. Il faut enfin remarquer que la recharge des éléments s effectue sur un chargeur secteur autonome, et pour peu que l on dispose de deux blocs, l appareil photo n est donc pas immobilisé pendant la recharge