Une lampe au néon alimentée sous 12 volts

Allumer une petite lampe au néon de 6 à 8 watts avec la tension de 12 volts disponible sur l’allume cigare d’une voiture peut s’avérer très utile, mais pour cela, il faut disposer d’un circuit qui permet d’élever la tension continue fournie par la batterie tout en la transformant en une tension alternative.


Avez-vous déjà crevé un pneu de votre voiture en pleine nuit, sur une route de campagne ?
Si ça vous est arrivé, bien entendu, vous n’aviez pas de lampe de poche ou sa pile était déchargée ! Vous avez eu toutes les peines du monde, dans le noir, à repérer le point exact dans lequel placer le cric. Quand, enfin, vous y êtes parvenu, vous avez eu bien du mal pour dévisser les boulons de la jante. Vous en avez perdu un ? pas étonnant !
Même si une telle situation catastrophe n’arrive, fort heureusement, que très rarement, disposer, dans sa voiture, d’une lampe au néon qui s’allume en la reliant simplement sur l’allume-cigare, peut s’avérer d’une importance vitale dans plus d’une occasion.
Outre fournir un éclairage indispensable pour une intervention mécanique, une telle lampe assurera également une partie de la sécurité du conducteur en signalant sa présence aux autres automobilistes.
Ce système d’éclairage, au vu de sa faible consommation, peut aussi être alimenté par une petite batterie portable. Il s’avérera donc utile pour les excursionnistes, campeurs, et autres passionnés de randonnées.

Schéma électrique
Comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique de la figure 1, l’alimentation de cette lampe au néon est vraiment élémentaire car elle n’utilise qu’un seul transistor de moyenne puissance comme oscillateur BF en mesure de fournir sur l’enroulement de sortie L3 une tension alternative d’environ 270-280 volts, qui descend à environ 140 volts lorsque la lampe s’allume.
La fréquence de travail est déterminée par l’inductance de la bobine L2 et par la capacité du condensateur C4 de 10nF relié entre le collecteur du transistor et la masse.
Avec le transformateur T1 notre oscillateur sera en mesure de générer une fréquence d’environ 20 000 Hz.
Voici les caractéristiques de ce petit transformateur. Elles vous seront utiles si, par la suite, vous voulez en réaliser un plus puissant avec des noyaux en ferrite de plus grandes dimensions :
- Enroulement L1 = 4 spires de fil de cuivre émaillé de diamètre 0,5 mm
- Dimensions du noyau en ferrite = 25 x 25 x 6 mm
- Enroulement L2 = 17 spires de fil de cuivre émaillé de diamètre 0,5 mm
- Enroulement L3 = 150 spires de fil de cuivre émaillé de diamètre 0,25 mm Ce petit transformateur est en mesure de piloter des lampes au néon dont la puissance ne dépasse pas 9 watts.
Aussi, n’essayez pas d’alimenter des néons de 20 ou 40 watts car ils ne s’allumeront pas.
Si vous fabriquez vous-même ce transformateur, vous devez savoir que les deux enroulements L1 et L2 doivent êtres bobinés en phase, si ce n’était pas le cas, le circuit ne pourrait pas osciller.
Pour cette même raison, s’il ne sort aucune tension de L3, il suffit d’intervertir les deux fils de l’enroulement L1, donc de relier à la base du transistor TR1, le fil qui était relié aux deux résistances R2 et R3 et vice-versa.
Gardez présent à l’esprit qu’une lampe au néon émet une lumière plus importante que celle émise par une lampe à filament.
5 watts néon sont équivalents à 25 watts à filament,
6 watts néon sont équivalents à 30 watts à filament,
7 watts néon sont équivalents à 40 watts à filament,
8 watts néon sont équivalents à 50 watts à filament,
9 watts néon sont équivalents à 60 watts à filament.
Cet oscillateur peut être alimenté avec une tension qui ne doit pas être inférieure à 10 volts et ne pas dépasser 15 volts.
La diode DS1 reliée en série sur la broche positive de l’alimentation, protège l’étage oscillateur en cas d’inversion de la polarité sur les deux fils d’alimentation.

Figure 1 : Schéma électrique du circuit à utiliser pour alimenter en 12 volts un tube néon, qui ne doit pas dépasser une puissance de 9 watts. En haut à droite, le brochage du transistor NPN de moyenne puissance TIP31C, utilisé comme oscillateur.

Circuit imprimé à l’échelle 1.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants. La petite lampe en “U” est fixée sur le circuit imprimé au moyen de deux colliers en nylon. Si vous avez choisi la solution des trous de 13 mm, préférez le mastic silicone aux colliers.

Liste des composants
R1 = 2,2 Ω 1/4 W
R2 = 22 Ω 1/2 W
R3 = 270 Ω 1/2 W
C1 = 220 nF polyester
C2 = 470 μF électrolytique
C3 = 100 nF polyester
C4 = 10 nF polyester 630 V
C5 = 10 nF céramique 1 kV
DS1 = Diode 1N4007
TR1 = Transistor NPN TIP31/C
T1 = Transfo. mod. TM.1438 (voir texte)


Réalisation pratique
Tous les composants nécessaires pour réaliser ce montage sont montés sur un circuit imprimé comme cela est représenté sur la figure 2.
Vous pouvez commencer le montage en soudant les résistances R1, R2 et R3, puis la diode DS1, en orientant sa bague (cathode) vers la droite.
Après ces composants, vous pouvez insérer les condensateurs polyester C1, C3 et C4, puis le condensateur céramique C5 et le condensateur électrolytique C2, en faisant attention à la polarité de ces pattes, le positif vers la résistance R3.
Poursuivons le montage, en insérant le bornier à deux plots pour recevoir les 12 volts d’alimentation et le transistor TR1, qui comme vous pouvez le voir sur la figure 2, est fixé en position horizontale sur un petit refroidisseur en forme de “U”.
Pour compléter le montage, fixez sur le circuit imprimé le petit transformateur élévateur T1, qui ne peut se monter que dans un seul sens.
La dernière opération consiste en la fixation de la lampe sur le circuit imprimé à l’aide de deux colliers nylon, puis souder les deux fils qui dépassent de son corps en verre sur les deux points situés à proximité du transformateur T1.
Si, à ce point, vous appliquez sur le bornier d’alimentation une tension de 12 volts, en faisant attention à ne pas inverser la polarité, vous verrez la lampe s’allumer immédiatement.

Figure 3 : Avant de monter la lampe néon en forme de “U” sur le circuit imprimé, vous devrez retirer son support, parce qu’à l’intérieur de ce dernier se trouvent un starter et un condensateur. Si vous n’enlevez pas le starter, la lampe néon ne s’allumera pas.

Mise en coffret
Le circuit est installé dans un coffret en plastique.
L’unique problème que vous devrez résoudre est celui du perçage, pour faire sortir la lampe sur un des petits côtés.
Nous avons résolu ce problème en pratiquant des petits trous tangents puis nous avons fini à la lime de manière à obtenir une ouverture rectangulaire de 17 x 14 mm.
Il est également possible de percer deux trous de 13 mm de diamètre de manière à faire passer les deux extrémités de la lampe au travers, mais cela risque d’être plus difficile pour serrer les deux colliers sur le circuit imprimé car tout effort sur le tube peut le casser.
Si on choisit cette dernière solution, il sera préférable de fixer la lampe à l’intérieur du coffret avec de la colle ou avec du mastic silicone blanc ou translucide.
Nous avons fourni un interrupteur à levier S1, pour pouvoir allumer et éteindre la lampe. Si vous l’utilisez en voiture, vous pouvez ne pas le monter, car pour éteindre ou allumer, il suffit alors de mettre ou d’enlever la fiche de l’allume-cigare ! Il n’y a pas de petites économies! Par ailleurs, si vous assurez l’étanchéité du boîtier avec du mastic silicone, vous pourrez utiliser votre lampe en milieu humide. Cela ne veut pas dire en milieu sous-marin !

Figure 4 : Photo du circuit imprimé avec tous les composants montés et photo du même circuit installé dans le coffret.

La lampe au néon
Les deux fils placés à l’extrémité du tube néon sont reliés à l’enroulement L3 à travers le condensateur C5 de 10 nF d’une tension de service de 1 000 volts.
Si au lieu d’utiliser une lampe néon en forme de “U” vous utilisez un tube néon classique, il surgira un seul problème, qui est celui d’utiliser deux fils externes à relier aux deux points précédemment cités.
L’utilisation d’un tube néon classique peut être très commode dans une installation fixe, mais pas dans une installation portable.
Pour obtenir une lampe portable, il est préférable d’utiliser un tube néon en forme de “U”, que vous pourrez vous procurer auprès d’un quelconque magasin de bricolage ou de matériel électrique.
Si vous reliez les deux fils d’alimentation de cette lampe en “U” aux deux plots de sortie du transformateur T1, vous noterez avec stupeur qu’elle ne s’allume pas et ceci parce qu’à l’intérieur de son support, est installé un minuscule starter qui met en court-circuit les deux extrémités du filament (voir figure 3).
Pour pouvoir utiliser une lampe en “U”, vous devez couper ce starter et même si cette opération est un peu complexe, elle peut se faire assez facilement en procédant de la façon suivante :
1 - Coupez avec une paire de pince coupante les deux broches latérales placées sur le support.
2 - Serrez dans un étau le support de la lampe et séparezle du corps de la lampe avec une scie.
3 - Enlevez la lampe en “U” de l’intérieur de son support plastique en le sciant au centre et en faisant très attention de ne pas briser le verre de la lampe.
Comme seconde solution, vous pouvez immerger ce support dans un solvant pour quelques heures de manière à fondre la colle qui solidarise le verre au plastique.
4 - La lampe étant retirée du support, sur les deux extrémités du “U”, vous verrez un fil fin que vous souderez sur la sortie du transformateur T1.
Pour fixer cette lampe sur le circuit imprimé, vous devez utiliser deux colliers en nylon comme cela est représenté sur le dessin de la figure 4.

Figure 5 : Le fil positif des 12 volts d’alimentation de couleur rouge, est soudé sur la broche centrale de la fiche allume-cigares. Par contre, le fil négatif de couleur noire est soudé au centre du ressort.

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