Recycler des appareils photos jetables en un système de flash asservi

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Avertissement : cet article traite de circuits éléctroniques générant des tensions élevées, qui peuvent se révéler dangereuses pour l'humain (et éventuellement aussi pour certains dispositifs électronique). Je n'endosse aucune responsabilité dans le cas d'un éventuel accident lié à la réalisation de ce projet.

Pour améliorer les photos de mon site web, j'ai décidé de me fabriquer un système d'éclairage. Et plutôt que d'investir dans plusieurs flashs déportés, j'ai tenté de réutiliser des appareils photos jetables usagés.

Les appareils photos que j'ai pu récupérer

Le circuit flash de ces appareils photos n'est pas conçu pour être déclenché par autre chose que l'appareil photo lui-même ; le but de cet article va donc être de modifier l'appareil photo pour qu'il puisse être piloté par mon appareil photo.

Le fonctionnement d'un flash d'appareil photo jetable

Il existe une multitude de références d'appareils photo jetables, et par soucis de simplicité j'ai décidé de me centrer sur un modèle de Kodak :

Un appareil photo jetable Kodak

En faisant sauter quelques clips en plastiques, et en dévissant quelques vis, on tombe sur le circuit imprimé, portant la référence "EP-026-028D" :

Le circuit imprimé extrait de l'appareil photo Kodak

J'ai reporté le schéma du circuit pour pouvoir mieux expliquer son fonctionnement :

Le schéma du flash Kodak, référence PCB EP-026-028D

Le fonctionnement du circuit peut être divisé en deux parties. À gauche, nous avons un convertisseur Buck auto-oscillant qui élève la tension de 1,5 volts founie par la pile à plusieurs centaines de volts. Cette tension va servir dans la seconde partie du circuit à charger un condensateur (nommé C2). Ce circuit élévateur de tension est piloté par l'interrupteur KEY1.

Une diode isole les deux parties du circuit, évitant ainsi la décharge de C2 par l'élévateur de tension.

La deuxième partie du circuit sert à allumer le tube faisant le flash. Pour allumer le tube, il faut préalablement ioniser le gaz présent à l'intérieur, sans quoi il sera isolant ; le gaz sera ionisé par la décharge de C1 dans le primaire de T2, ce qui créera au secondaire un pic de tension de l'ordre du millier de volts sur une des électrodes du tube. Avec le gaz ionisé, C2 se décharge "automatiquement" dans le tube et crée l'éclair.

La décharge du condensateur C2 s'effectue quand l'interrupteur SW1 est court-circuité. L'interrupteur SW1 est composé deux lamelles de métal, très proches, qui se touchent au moment où on appuie sur le déclencheur de l'appareil photo :

L'interrupteur déclenchant le flash

Déclencher électroniquement le flash

Nous allons devoir remplacer l'interrupteur responsable du déclenchement du flash (SW1 dans le flash vu ci-dessus) par un circuit électronique qui nous permettera de synchroniser le flash avec la prise de vue. En raison de la présence de haute tensions, une isolation galvanique entre l'électronique de contrôle et l'électronique du flash est impérative.

J'ai choisi de réaliser un circuit à base de triac et de phototriac, le même que celui présenté sur le site PafGadget :

Schéma du relai électronique à base de triac BT136 et phototriac MOC3020M

Le phototriac permet de rendre passant le "gros" triac tout en assurant une isolation galvanique avec la partie commande. Il est impératif de choisir un phototriac "random phase" (les modèles "zero-crossing" s'utilisent plutôt sur des montages fonctionnant avec le secteur) et un triac supportant une tension supérieure à celle des condensateurs (dans mon cas un BT136-600, supportant jusqu'à 600V).

Les valeurs de R1 et R2 sont calculées en fonction des données présentes dans les datasheets ou des tensions ou courants présents dans le montage, et approximées à des valeurs de la série E12.

$$ \table R_1, =, { V_{cc} - V_{LED} } / I_{LED}; , =, { 5 - 1.5 } / {15 × 10^{-3}}; , ≈, 220Ω $$

$$ \table R_2 (min), =, V_{peak} / I_{max}; , =, 330 / 1.2; , ≈, 330Ω $$

J'ai réalisé un circuit imprimé pour ce montage, qui est connecté au circuit imprimé du flash Kodak :

La carte de puissance

Synchroniser le flash

Pour synchroniser le flash, il existe plusieurs options, et j'ai préféré pour des questions de simplicité utiliser la griffe flash présente sur mon appareil photo. La majeure partie des appareils photos utilisent une griffe de type ISO 518:2006, certains utilisent en revanche une griffe propriétaire.

Fabriquer le connecteur

En guise de connecteur, il est possible de récupérer un sabot de flash sur un ancien flash externe ou en pièce détachée. Une alternative économique est de réaliser un connecteur en faisant un circuit imprimé double-face (les typons sont disponibles au format EAGLE et PDF ici) :

Le connecteur maison monté sur un appareil photo

Le connecteur maison vu de près

Ce connecteur ne relie que la masse de la griffe et la broche X-Sync, qui sont les deux seuls contacts qui nous serviront par la suite (voir section "Interface entre la griffe et le flash").

Lors de mes premières expérimentations avec le connecteur maison, j'avais fait un gros "pâté" de soudure sur la broche X-Sync. Le contact s'effectuait très mal, il fallait rentrer de force le connecteur ; donc j'ai mis à la place une broche en métal issue d'un connecteur de batterie de téléphone portable :

Le connecteur de batterie original

Interface entre la griffe et le flash

Au moment de la prise de vue, la broche X-Sync de la griffe est court-circuitée avec la masse de la griffe :

Ce qui se passe sur la griffe, vu à l'oscilloscope

Il est préférable d'éviter de déclencher plusieurs flashs directement à partir de la griffe, donc pour limiter le courant passant dans la griffe j'ai réalisé un petit circuit en utilisant un transistor NPN :

Schéma contrôleur flash

Au moment de la prise de vue, les deux broches du connecteur de la griffe sont court-circuitées. Cela crée un courant dans la base de T1, qui va être amplifié pour alimenter chacun des modules à base de triac évoqués précédemment.

Démonstration

Quelques flashs en action

Références et liens