Comment se relaxer grâce à l'électronique ? Un générateur d'ondes soporifiques

Nous savons bien que l’insomnie altère, de manière négative, notre qualité de vie. Nombreux sont ceux qui usent ou abusent de somnifères et de tranquillisants pour réussir à dormir un nombre d’heures suffisant. Au pays du soleil levant, au lieu de recourir à la pharmacopée, ils utilisent un circuit électronique qui génère des ondes soporifiques. C’est un tel circuit que nous vous proposons dans cet article.


Au cours de ces dernières années, on a enregistré une impressionnante augmentation de la consommation de tranquillisants et de somnifères. Cela a amené les centres européens de la santé à encourager d’importantes recherches sur les causes profondes de cette évolution. Il ressort de ces études qu’environ 40 % des personnes adultes utilisent ces médicaments, avec la ferme intention de réussir à dormir.
Sans vouloir trop entrer dans le sujet, nous pensons qu’il peut être intéressant de faire une brève introduction sur le thème du sommeil et de l’importance qu’il revêt dans notre vie, ainsi que de sur son corollaire, l’insomnie, qui, comme le confirment les données scientifiques, intervient pour une grande part dans l’altération de notre équilibre.
Les puristes nous pardonneront les raccourcis que nous avons utilisés pour simplifier et pour rendre plus facilement compréhensibles ces phénomènes.
Commençons immédiatement par dire qu’il existe une grande variabilité entre les besoins en sommeil de chacun.
Au cours d’une journée, certains sujets sains, n’ont besoin que de 4 à 5 heures, alors que d’autres ne se sentiront pas bien à moins de 9 à 10 heures. La durée et la satisfaction que procure le sommeil sont influencées par différents facteurs, y compris les états émotifs.
Grâce à l’étude des EEG (électroencéphalogrammes) et d’autres modifications que subit l’organisme durant le sommeil, y compris celles des mouvements oculaires, il est admis, deux phases distinctes, qui sont la “Non REM” et la “REM”.
La “Non REM” (Non Rapid Eye Movements, que l’on peut traduire par “mouvement oculaire lent”), caractérise normalement la première phase du sommeil.
La “REM” (Rapid Eye Movements, que l’on peut traduire par “mouvements oculaires rapides”), correspond au reste du temps de sommeil.
Il faut préciser, que durant une nuit normale de sommeil, s’alternent, 5 à 6 cycles de “Non REM” et “REM” et, à titre de curiosité, nous vous disons aussi que la majeure partie des rêves, est produite durant le sommeil “REM”.
Par contre, un cauchemar, marcher, courir ou parler durant le sommeil, aura lieu durant la phase “Non REM”.
L’insomnie est une gène souvent fréquente, qui peut être provoquée par des causes organiques ou par une émotivité.
Parmi les causes organiques, il y a avant tout, l’âge, qui engendre une réduction du temps total de sommeil et cela est, somme toute, normal.
Est également considérée comme insomnie, la difficulté de s’endormir ou même le réveil précoce le matin, lorsqu’on s’endort normalement, mais que l’on se réveille avant l’heure habituelle et que l’on ne parvient plus à se rendormir.
L’insomnie peut être primitive, c’est-à-dire non imputable à des événements récents, ou bien secondaire, due à la douleur, l’anxiété, la privation d’alcool ou de drogue.
Parmi les causes de l’insomnie, il faut ajouter le stress induit par le rythme de la vie moderne, qui rend problématique de prendre des distances avec les vicissitudes quotidiennes, abaisser pour ainsi dire “la garde” et s’immerger dans un état de relaxation et de quiétude qui prédispose à un bon sommeil.
Tout le monde sait, qu’un bon sommeil est fondamental pour la survie. En fait, il permet d’effacer les tensions de la journée et de récupérer de l’énergie, en plus d’être un moment où la régénération cellulaire atteint l’intensité maximale.
Il est évident que si l’on ne dort pas un nombre suffisant d’heures, notre organisme en ressent les effets et on peut s’en rendre compte par notre irritabilité, par un manque de concentration et par le fait de paraître toujours en retard dans l’accomplissement de nos taches quotidiennes.
L’importance du facteur sommeil est, du reste, mise en évidence par l’abus de médicaments sédatifs et somnifères, qui, s’ils présentent l’avantage de trouver le sommeil, peuvent provoquer de sérieux problèmes de dépendance et d’accoutumance.
De tout ce qui vient d’être exposé, il est évident que le problème de l’insomnie est trop important pour nous laisser indifférents. C’est pour ce motif, que dès que l’occasion s’est présentée, nous avons jugé qu’il fallait l’affronter avec les moyens mis à notre disposition par l’électronique.
Pour rendre à César ce qui lui appartient, celui qui est à l’origine de cet article, est un de nos lecteurs, qui nous a dit avoir résolu le problème de ses insomnies au cours d’un voyage au Japon, où il s’était rendu afin de participer à une course de Ferrari sur le circuit de Suzuka.
Etant aussi passionné par l’électronique que par les moteurs, il s’est mis à la recherche de toutes les nouveautés du secteur et c’est ainsi qu’il a eu entre les mains, un appareil appelé “somnifère électronique”, dont il a immédiatement fait l’acquisition d’un exemplaire pour en tester l’efficacité.
Ayant constaté que cet appareil l’aidait à s’endormir, il est venu au siège de notre rédaction pour nous le faire voir et aussi pour nous demander si nous étions en mesure de réaliser un appareil similaire avec des composants européens, car il avait l’intention d’en faire cadeau à plusieurs de ses amis concernés par le même problème.
Par curiosité, nous avons voulu écouter le son produit par l’appareil et nous pouvons dire, qu’il s’agit de deux bruits indéfinis, modulés à très basse fréquence et mélangés entre eux à l’aide d’un potentiomètre commun.
Avant de concevoir notre propre appareil, nous avons contrôlé toutes les formes d’ondes et les fréquences présentes dans les divers étages. Ainsi, nous les avons recréées, en utilisant des composants facilement disponibles en Europe.
Pour ce qui concerne l’efficacité, nous anticipons immédiatement pour vous dire que nous ne pouvons pas vous donner de garantie, car, l’ayant fait tester parmi nos connaissances affectées par un problème d’insomnie, certains l’ont trouvé très efficace, pour s’être endormis en peu de temps, par contre, d’autres ont simplement noté un effet relaxant.
Ainsi, nous devons en conclure que son efficacité varie d’un individu à l’autre.
Il est probable que les formes d’insomnie diffèrent les unes des autres.
Toutefois, considérant le fait que cette thérapie, à l’instar des médicaments, ne présente aucune contre-indication, en l’essayant, vous pourrez vérifier par vous-même si l’appareil est adapté pour résoudre votre propre problème.
Tenez tout de même compte du fait que, si au Japon cet appareil est vendu en tant que somnifère électronique, il est assez probable, qu’il ait été testé par un grand nombre de personnes avant d’être mis sur le marché.

Le schéma électrique
Commençons la description du schéma électrique, reproduit à la figure 1, par les deux transistors TR1 et TR2, utilisés comme générateur de bruit, que deux FET et quatre amplis opérationnels transforment en ondes soporifiques.
Le bruit généré par l’étage, constitué des transistors TR1 et TR2, est prélevé par les deux condensateurs électrolytiques C5 et C1.
Le premier condensateur, C5, prélève le signal sur le collecteur de TR1 et l’applique sur l’entrée non inverseuse de l’ampli opérationnel IC1/B, utilisé comme amplificateur à gain variable.
Le FET, FT2, connecté à l’opposé (entrée inverseuse) de IC1/B, permet la variation automatique du gain.
Le signal présent en sortie de IC1/B est appliqué sur l’entrée de l’ampli opérationnel IC2/B, utilisé comme filtre passe-bas, avec une fréquence de coupure qui intervient aux alentours de 350 Hz et, de cette façon, on arrive à obtenir un son comparable à celui du ressac de la mer.
Le second condensateur, C1, prélève le signal du collecteur de TR1 et l’applique sur l’entrée inverseuse de l’ampli opérationnel IC2/A, utilisé comme filtre passe-bande à fréquence variable.
Le FET FT1, connecté au signal qui entre sur la patte inverseuse de IC2/A, permet de faire varier de façon automatique, la fréquence du filtre passebande d’un minimum de 370 Hz à un maximum de 1 300 Hz et, de cette manière, on parvient à obtenir un son comparable à celui d’une légère brise.
Le premier ampli opérationnel référencé IC1/A est un générateur d’ondes carrées subsoniques (fréquences inférieures à 1 Hz). Ces ondes carrées sont appliquées sur la gate (porte) des transistors FET FT1 et FT2. Le premier permet de faire varier la fréquence de syntonie du filtre passe-bande IC2/A, le second, de faire varier le gain de l’ampli IC1/B.
Des sorties des amplis opérationnels IC2/A et IC2/B, sont prélevés les deux différents bruits qui sont appliqués sur le potentiomètre R23.
En tournant ce potentiomètre à micourse, les deux bruits sortent mélangés à 50 %. Donc, en tournant le curseur du potentiomètre vers IC2/A ou bien vers IC2/B, on obtient des bruits de tonalités et de fréquences différentes.
Chacun devra rechercher expérimentalement la position sur laquelle il faut placer le potentiomètre pour obtenir l’effet le plus relaxant.
Comme la puissance du signal que nous prélevons du curseur du trimmer R23 est insuffisante, aussi bien pour piloter un casque qu’un haut-parleur, le bruit généré est amplifié par un petit circuit intégré TDA7052/B de chez Philips (voir IC3).
Ce circuit intégré, en mesure de fournir une puissance d’environ 1 watt, présente l’avantage de n’avoir besoin d’aucun composant externe autre que son réglage de niveau.
Ce dernier est assuré par le potentiomètre R27 (volume), accompagné de son condensateur de découplage C16.
Le gain maximum est obtenu lorsqu’entre la patte 4 et la masse se trouve présente la plus grande résistance de R27.
A l’inverse, on obtiendra le minimum de gain lorsque la patte 4 est en court-circuit avec la masse. Pour alimenter ce circuit, il faut une tension stabilisée de 12 volts, que nous prélevons directement du circuit intégré IC4.

Figure 1 : Schéma électrique du générateur d’ondes soporifiques.

Figure 2 : Schéma d’implantation des composants du générateur d’ondes soporifiques. Les deux fils placés en bas avec l’inscription “sortie BF” peuvent êtres reliés à un haut-parleur ou à un casque.

Liste des composants
R1 = 2,2 kΩ
R2 = 27 kΩ
R3 = 10 kΩ
R4 = 22 kΩ
R5 = 100 kΩ
R6 = 1 kΩ
R7 = 330 kΩ
R8 = 220 kΩ
R9 = 100 kΩ
R10 = 100 kΩ
R11 = 10 kΩ
R12 = 100 kΩ
R13 = 4,7 kΩ
R14 = 22 kΩ
R15 = 100 kΩ
R16 = 100 kΩ
R17 = 330 kΩ
R18 = 100 kΩ
R19 = 33 kΩ
R20 = 47 kΩ
R21 = 47 kΩ
R22 = 1 kΩ
R23 = 22 kΩ pot. lin.
R24 = 1 kΩ
R25 = 4,7 kΩ
R26 = 4,7 kΩ
R27 = 220 kΩ pot. lin.
R28 = 100 Ω
C1 = 10 μF électrolytique
C2 = 47 μF électrolytique
C3 = 10 μF électrolytique
C4 = 22 μF électrolytique
C5 = 10 μF électrolytique
C6 = 6,8 nF polyester
C7 = 6,8 nF polyester
C8 = 100 nF polyester
C9 = 100 nF polyester
C10 = 1 μF électrolytique
C11 = 6,8 nF polyester
C12 = 12 nF polyester
C13 = 220 μF électrolytique
C14 = 22 μF électrolytique
C15 = 470 nF polyester
C16 = 100 nF polyester
C17 = 100 nF polyester
C18 = 220 μF électrolytique
C19 = 100 nF polyester
C20 = 100 nF polyester
C21 = 1 000 μF électrolytique
RS1 = Pont redres. 100 V 1 A
DS1 = Diode 1N4150
TR1 = NPN BC547
TR2 = NPN BC547
FT1 = FET 2N5247
FT2 = FET 2N5247
IC1 = Intégré LF353
IC2 = Intégré LF353
IC3 = Intégré TDA7052B
IC4 = Régulateur L7812
T1 = Transfo. 6 W (T006.02) Sec. 8 V 0,4 A - 7 V 0,4 A
S1 = Interrupteur
HP = 8 Ω 0,2 W


Figure 3 : Voici comment se présente le coffret du générateur d’ondes soporifiques à utiliser aussi comme appareil de relaxation.

Figure 4 : Photo du circuit imprimé d’un de nos prototypes utilisés pour la mise au point. Le circuit imprimé définitif est sérigraphié et les pistes de cuivre sont protégées par un vernis antioxydant avec réserve pour la soudure.

Figure 5 : Brochages des circuits intégrés LF353 et TDA7052/B vus de dessus. Les connexions des FET 2N5247 et des transistors BC547 sont, par contre, vues de dessous.

Figure 6 : Le circuit imprimé est fixé avec 4 vis sur le fond du boîtier plastique, le petit haut-parleur sur le panneau arrière, la prise du casque sur le panneau avant.

Figure 7 : Les deux fils provenant des pattes 5 et 8 du circuit intégré TDA7052/B (voir IC3) sont connectés à la prise jack placée sur le panneau avant. Si la prise casque n’est pas insérée, seul le haut-parleur fonctionne. Si on insère sa fiche, le casque fonctionne et le haut-parleur est coupé.

Figure 8 : Les 5 broches des prises jack femelle peuvent être disposées comme cela est visible sur les deux figures placées à gauche. Aux broches 2, 5 et 1 sont reliés les fils qui proviennent du circuit intégré IC3 (voir figure 7) et des broches 3, 4 et 1 partiront les deux fils qui doivent rejoindre le haut-parleur placé sur le panneau arrière (voir figure 6).

La réalisation pratique
Pour réaliser ce générateur d’ondes soporifiques, vous devez vous procurer le circuit imprimé double face à trous métallisés EM.1468 (voir publicités dans la revue) et y monter tous les composants requis comme indiqué sur la figure 2.
Pour commencer, nous vous conseillons d’insérer les trois supports pour les circuits intégrés IC1, IC2 et IC3 et de souder leurs pattes sur les pistes du circuit imprimé.
Cette opération terminée, vous pouvez monter toutes les résistances et la diode DS1 (placée à proximité du support IC1), en orientant vers la gauche, le côté de son corps, marqué d’une bague.
Poursuivez en insérant tous les condensateurs polyester et les électrolytiques, en respectant, pour ces derniers, la polarité +/– de leurs pattes.
La patte “+” des condensateurs électrolytiques est facilement repérable, car elle est plus longue que la patte “–”.
Après avoir monté tous les composants cités, vous pouvez insérer les deux transistors BC547, les deux FET 2N5247 et le circuit intégré stabilisateur 7812.
Les deux transistors BC547 sont soudés en correspondances des marquages TR1 et TR2, en orientant la partie plate de leur boîtier, l’une vers l’autre comme cela est bien visible sur la figure 2.
Un des deux transistors FET 2N5247 est connecté en correspondance de FT1, en orientant la partie plate de son boîtier vers la gauche, l’autre, en correspondance de FT2, en orientant la partie plate vers le transformateur T1.
Le circuit intégré stabilisateur 7812 est inséré près du condensateur C21, en orientant la partie métallique vers la droite. Les derniers composants à souder, sont le pont redresseur RS1, en respectant la polarité +/– de ses pattes, puis le bornier à 2 plots pour le secteur 220 volts, l’interrupteur S1 et, enfin, le transformateur d’alimentation T1.
N’oubliez pas d’insérer dans les trous desquels devront partir les fils pour les potentiomètres et pour la prise de sortie, des picots à souder.
Toutes ces opérations terminées, vous pouvez fixer sur le panneau avant du boîtier, déjà percé et sérigraphié si vous avez choisi l’option “kit”, l’interrupteur S1, le potentiomètre R23 du “bruit relax”, le potentiomètre R27 du “volume”, la prise jack pour le casque et, sur le panneau arrière, le petit hautparleur (voir figure 6).
Comme à l’intérieur de la prise jack se trouve un double inverseur (voir figure 7), lorsque vous insérez la fiche du casque, le haut-parleur est coupé.
Avant de fixer le circuit imprimé à l’intérieur du coffret, vous devez insérer dans leur support respectif, les différents circuits intégrés, en orientant leur repère-détrompeur en forme de U vers la droite (voir figure 2).
Nous vous rappelons que les deux circuits intégrés IC1 et IC2 sont des doubles amplificateurs opérationnels LF353, le circuit intégré IC3, étant un amplificateur BF de petite puissance TDA7052/B.
Ces composants ayant la même forme, avant de les insérer, contrôlez les références portées sur le boîtier.

Important :
Les deux fils qui sortent des pattes 5 et 8 du circuit intégré IC3, doivent êtres isolés de la masse du circuit imprimé. Ainsi, si involontairement, vous connectiez l’un des deux à la masse, vous mettriez hors service le circuit intégré.

1 commentaires:

  1. bsr ,je suis étudiante en électtronique biomédicale a tlemcen _algérie; a la fin de ma liscence on réaliser ce circuit de somnifière électronique et malheureusement les composants électroniques n'ont pas étais tous disponible donc juste a peu pres ;mais c'étais une éxpérience pour moi agréable

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