Comment ajouter une prise secteur contrôlée sur un ordinateur ATX

Au contraire des anciens ordinateurs, équipés d’une alimentation de type AT, les nouveaux modèles, équipés d’une alimentation de type ATX, ne disposent pas de la prise secteur contrôlée par laquelle il était possible d’allumer, entre autres, le moniteur vidéo. Vous pouvez pallier cet inconvénient en réalisant un interrupteur qui, pour commander une prise secteur, surveille la présence des 5 volts sur le connecteur du port de jeux (joystick).


Depuis quelques années, les ordinateurs personnels sont équipés d’une alimentation légèrement différente de celles ayant équipé tous les modèles précédents, des plus simples, basés sur un processeur 8088, à ceux avec une architecture Pentium.
Il s’agit d’une alimentation dénommée «ATX” dont l’originalité est qu’elle peut être allumée et éteinte par programmation.
Ceci a l’avantage de ne pas avoir à intervenir sur un interrupteur, mais de pouvoir gérer l’alimentation à partir des programmes en cours d’utilisation.
L’alimentation ATX est donc toujours maintenue sous tension et elle est activée avec un simple bouton poussoir ou par une commande via un programme.
Les concepteurs de logiciels ont donc utilisé cette possibilité.
Par exemple, lorsque le modem reçoit un appel et qu’il envoie le signal adéquat sur le port RS232-C, l’UART l’identifie et déclenche la logique de mise en service de l’alimentation.

Le problème
Si les nouvelles alimentations disposent de ce perfectionnement et de plusieurs autres, on ne peut oublier que leur principal défaut, l’absence d’un interrupteur classique, a fait que les fabricants ont purement et simplement supprimé la prise d’alimentation du moniteur, laquelle dans les anciens PC permettait d’alimenter le moniteur vidéo lorsqu’on mettait sous tension l’ordinateur.
C’était une sortie contrôlée très commode, car on pouvait laisser toujours enclenché le bouton de mise en marche du moniteur, celui-ci se mettant en fonction avec le seul bouton de mise en marche du PC.
Il est vrai que tous les moniteurs fabriqués ces dernières années sont du type “energy-saving”, qui se mettent en veille lorsque l’ordinateur est éteint et allument l’alimentation principale et l’étage de balayage ligne uniquement lorsqu’ils reçoivent les synchronismes du signal vidéo produits par la carte vidéo VGA.
Sur le principe des petits ruisseaux faisant les grandes rivières, un moniteur qui resterait allumé 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, finirait par avoir une consommation non négligeable.

La solution
En ces époques d’économie d’énergie, pouvoir allumer le moniteur en même temps que l’unité centrale revient au goût du jour, mais comment faire ?
Si on exclut la possibilité que les alimentations soient livrées de nouveau équipées de cette fameuse prise (bien que cela ne soit pas d’une très grande difficulté technique, il suffirait de la gérer avec un relais interne, actif à la mise en service), l’alternative proposée, consiste à réaliser un système qui puisse détecter la mise sous tension du PC et commuter une prise auxiliaire reliée au secteur 220 volts.
Il s’agit d’un système simple et efficace que nous vous proposons dans cet article, certains de faire plaisir à tous ceux d’entre vous en possession d’un ordinateur équipé d’une alimentation ATX.
Plaisir double car, non seulement le montage vous permet d’alimenter votre moniteur vidéo et l’unité centrale, mais il peut également être utilisé pour allumer l’imprimante, les enceintes acoustiques pour la carte son, le scanner, etc.

Le fonctionnement
Le circuit proposé se base sur une idée très simple : lorsque l’ordinateur est mis en service, l’alimentation fournit toutes les tensions nominales, les +/– 5 volts et les +/– 12 volts.
Si nous pouvons prélever l’une d’elles, nous pouvons commander un relais externe avec lequel nous commutons la ligne des 220 volts du secteur.
Comme vous pouvez le voir, rien de vraiment génial mais, comme l’oeuf de Christophe Colomb, il fallait y penser.
Comment et où pouvons nous prélever une de ces tensions délivrées par l’alimentation ATX, sans devoir ouvrir le PC ou mettre les mains dans le bus de la carte mère ?
Simplement sur un des ports de communication ou sur le port de jeux pourvu d’un connecteur à 15 broches et normalement destiné au joystick. Ce dernier est désormais présent sur tous les ordinateurs produits ces dernières années, étant donné qu’il se trouve sur la carte son, un périphérique monté en série depuis bien longtemps.
Le port jeux délivre du +5 volts par l’intermédiaire des broches 1, 8 et 9, par rapport aux broches 4 et 5 qui sont la masse de référence. Normalement, ce potentiel sert pour alimenter la logique des joystick utilisés avec le PC.
Pour pouvoir utiliser cette tension sans amputer le PC de sa prise joystick, nous avons réalisé un circuit «dipôle” pour contrôler notre relais.
Dans notre cas, il s’agit d’un circuit imprimé équipé de deux connecteurs DB15 à 45°, un mâle, l’autre femelle, formant ainsi un prolongateur, reliant les connexions du PC vers la sortie destinée au joystick.
Simultanément, ce prolongateur permet de prélever les 5 volts que nous utilisons pour commander un opto-coupleur destiné à détecter la mise en service de l’ordinateur.
Cette formule garantit l’isolation galvanique entre l’ordinateur et le relais de la prise contrôlée. L’isolation que nous nous sommes imposée nécessite que la circuiterie soit alimentée par une alimentation externe. Nous avons donc utilisé un bloc secteur du commerce délivrant de 9 à 12 volts sous quelques centaines de milliampères.

Le schéma électrique
Voyons les choses en détail en nous référant au schéma électrique de la figure 1.
Les deux connecteurs DB15 sont câblés en parallèle entre eux, de sorte que chacune des broches de la prise mâle correspond à chacune des broches de la prise femelle.
Les connexions entre les deux connecteurs sont matérialisées par les pistes du circuit imprimé sur lequel prennent place tous les composants.
Le +5 volts, présent sur la ligne 1 des DB15 lorsque l’ordinateur est allumé, passe au travers de la résistance R1 pour atteindre la broche 1 de l’opto-coupleur.
Comme la broche 2 de ce dernier est reliée au négatif de l’alimentation du PC (ligne 4 des DB15), la LED passe en conduction.
Avec la diode D1, ce sont les seuls éléments en relation avec l’alimentation ATX.
Lorsque l’opto-coupleur est activé, la broche 4 se trouve à peu de chose près au potentiel de la broche 5 et le transistor T1, un NPN, passe en saturation, alimentant ainsi la bobine du relais auquel est confié le rôle d’alimenter en 220 volts la prise contrôlée.
L’alimentation de cette section est prise au secondaire d’un transformateur de 9 volts efficaces capable de délivrer au moins 150 milliampères, mais comme nous l’avons déjà dit, on peut également utiliser un bloc secteur de 12 à 15 volts. Dans ce cas, le pont redresseur PT1 garantit toujours la même polarité aux bornes du condensateur électrolytique, quelle que soit la polarité de la fiche femelle du bloc secteur.

Figure 1 : Schéma électrique de la commande pour prise secteur.

Modification de la multi-prise


Figure 2 : Modification de la multi-prise.

Pour réaliser une multi-prise commandée par notre montage, il faut disposer d’une multi-prise standard ayant un interrupteur général. Il faut couper le fil de sortie de cet interrupteur et raccorder, en série, les bornes du contact normalement ouvert du relais. En pratiquant ainsi, si une extinction d’urgence est nécessaire, on pourra toujours agir sur l’interrupteur.
La bobine du relais sera reliée à un jack mono à fixer sur un côté de la multi-prise. L’autre extrémité de la fiche mono à insérer dans le jack doit être connectée aux bornes «OUT” de la carte de contrôle. Au moment de la mise en service de l’ordinateur, la sortie «OUT” délivrera la tension nécessaire à la bobine du relais, dont le contact NO, en se fermant, permettra d’alimenter les périphériques connectés sur la multiprise.

La réalisation pratique
Passons à présent au montage du dispositif, comment câbler le relais de puissance, la prise de commande et connecter le tout au port joystick de l’ordinateur.
Il faut tout d’abord réaliser le circuit imprimé donné en figure 5. Utilisez votre méthode habituelle ou la méthode PnP Blue décrite dans ELM 26, page 59 et suivantes.
Le circuit gravé et percé, en vous aidant du schéma d’implantation de la figure 3 et de la photo de la figure 4, insérez les quelques composants utilisés, en veillant à les placer dans le bon sens.
Attention également au sens d’insertion de l’opto-coupleur, que vous pouvez monter sur un support de 2 x 3 pattes.
Pour les connexions avec l’ordinateur, montez les deux connecteurs DB15, un mâle l’autre femelle, ce dernier prenant place près de la résistance R1, D1 et de l’opto-coupleur. Le connecteur mâle prenant place, bien sûr, sur le côté opposé du circuit imprimé !
Soudez toutes les broches des deux connecteurs ainsi que les deux broches de fixations latérales afin d’assurer une solidité mécanique et une bonne stabilité à l’ensemble.
Sur les pastilles destinées à l’alimentation et sur celles destinées à la commande du relais externe, insérez des borniers à vis à 2 plots au pas de 5 mm.
N’oubliez pas de réaliser le petit strap visible sur le schéma d’implantation des composants de la figure 3 (sous D1), sans cela, le montage ne pourrait pas fonctionner.
Pour ce qui concerne le relais, vous pouvez choisir suivant vos préférences, il faut seulement qu’il soit équipé d’une bobine en 12 volts et que ses contacts puissent commuter une tension de l’ordre de 250 volts et un courant suffisant pour pouvoir alimenter tous les dispositifs que vous voulez voir s’allumer en même temps que l’ordinateur.
L’idéal est le classique FEME ou FINDER à 1 RT capable de commuter 10 A, à placer dans une prise multiple en le reliant au circuit imprimé à l’aide de 2 fils souples (voir la photo de début d’article).
Une autre possibilité peut être d’enfermer le circuit dans une boîte de dérivation, percée sur deux côtés pour pouvoir passer les fiches DB15 femelle et mâle. Sur la partie supérieure de cette boîte, vous pouvez installer une prise secteur domestique et un câble d’alimentation qui sera relié au secteur 220 volts.
Pour câbler cette prise domestique, reliez le fil marron de câble au contact NO (normalement ouvert, le commun en quelque sorte) du relais et le fil bleu directement à un point externe de la prise (le fil vert/jaune sera placé sur le contact de terre).
Avec un court morceau de fil d’au moins 1 mm2 de section, connectez le contact R (repos) du relais au pôle resté libre de la prise, le câblage est terminé.
Pour relier l’appareil au PC, utilisez un câble prolongateur pour joystick qui ait d’un côté une fiche mâle, de l’autre une fiche femelle.
Si vous avez un joystick à mettre en service, reliez sa fiche mâle à la prise femelle DB15 de notre montage.
Dès à présent, tout est prêt pour l’utilisation.
Alimentez les points «+/– VAL” comme cela a déjà été indiqué, allumez l’ordinateur et vérifiez la commutation du relais.
Sur votre prise ou multi-prise commandée, branchez les périphériques à allumer en même temps que l’ordinateur.

Figure 3 : Schéma d’implantation des composants. Pour ce qui concerne le contrôle d’une multi-prise qui permette d’allumer les périphériques nécessaires, il faut se procurer un relais avec une bobine en 12 volts qui puisse commander avec ses contacts, au moins 10/12 ampères sous 250 volts. Il faut également relier la bobine du relais aux deux contacts “OUT” de la carte de contrôle.

Figure 4 : Schéma d’implantation des composants de la commande pour prise secteur.

Figure 5 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé simple face.

Liste des composants
R1 = 820 Ω
R2 = 12 kΩ
R3 = 12 kΩ
C1 = 220 μF 25 V électrolytique
D1 = Diode 1N4148
D2 = Diode 1N4007
T1 = NPN BC547
PT1 = Pont redresseur WL02
FC1 = Opto-coupleur 4N25

Divers :
1 Support 2 x 3 broches
1 Connecteur DB15 femelle
1 Connecteur DB15 mâle
2 Borniers 2 pôles


Les liaisons

Figure 6 : Les liaisons.

Pour connecter l’appareil au PC, utilisez un câble prolongateur pour joystick qui soit, d’un côté, muni d’une fiche mâle (à insérer dans la carte son) et de l’autre, d’une fiche femelle (à relier à un éventuel joystick). Alimentez les points «VAL”, allumez l’ordinateur et vérifiez que le relais soit excité et que les périphériques connectés sur la multi-prise s’allument.

Commander le moniteur… et plus !
Le dispositif proposé dans cet article permet de contourner l’absence de la prise auxiliaire dans les PC de nouvelle génération. Bien qu’à l’origine il ait été conçu pour allumer automatiquement le moniteur vidéo, il s’agit tout de même d’une commande distante qui dispose d’un interrupteur en mesure de mettre sous tension une ligne 220 volts. Donc, il peut être utilisé pour allumer et éteindre des charges électriques fonctionnant sous la tension du secteur et cela quelqu’en soit le type.
Avec le relais, rien n’interdit, en effet, de commander une petite lampe placée sur le bureau de façon à éclairer automatiquement la zone où se trouve l’ordinateur lorsqu’il est mis en fonctionnement.
On peut tout aussi bien commander l’imprimante, les enceintes acoustiques amplifiées, le scanner, etc.
Seule restriction : il faut connaître le courant que ces appareils consomment (les imprimantes laser consomment environ 600 watts, soit près de 3 ampères).
Le relais devra être dimensionné en fonction de cette consommation. En adoptant un modèle capable de commuter un courant de 10 ampères, vous devriez être largement à l’abri.

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