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Quel que soit le montage ou le périphérique que vous souhaitez connecter à votre machine, il faut l’alimenter. Dans bien des cas, il n’est pas nécessaire de faire appel à une source d’alimentation externe, le PC lui-même peut fournir suffisamment de courant.

Un ordinateur, qu’il s’agisse d’un Mac ou d’un PC est une véritable alimentation en puissance. En effet, la plupart des éléments nécessitent une alimentation stable et régulée. Les tensions généralement disponibles et utiles sont +12 volts et +5 volts.  D’autres sont disponibles un peu partout dans les machines, mais ne présentent que peu d’intérêt (à part peut-être le +3,3 volts parfois utilisé pour certains composants). Un PC, conçu dès le départ comme une architecture évolutive (ou plutôt " bricolable "), tire son alimentation d’un bloc spécialement prévu à cet effet.  Se connectant sur une prise " secteur " de 230 volts alternatifs, cette alimentation fournit du courant pour chaque élément de la machine, et ce, sous diverses tensions. L’évolution du marché et la consommation des machines ne cessent de demander des alimentations de plus en plus puissantes.
Il n’est pas rare de nos jours de trouver des machines équipées d’alimentation de 400 watts. Le premier consommateur de courant est, bien entendu, le processeur, mais les adaptateurs graphiques ne sont pas en reste et affichent des consommations impressionnantes.
Il était, fut un temps, concevable de modifier l’alimentation d’une machine de manière à aérer les composants et à en retirer la ventilation afin de gagner en silence. Ceci n’est plus raisonnablement possible de nos jours en raison du nombre de watts en présence et de la dissipation thermique qui en découle. Le bloc d’alimentation est la source d’énergie de la machine. C’est de là que nous tirerons de manière plus ou moins directe le courant dont nous pouvons avoir besoin. La plupart des alimentations récentes sont protégées contre les mauvaises manipulations et les problèmes électriques en provenance de l’intérieur de la machine. Ainsi, un court-circuit, n’entraînera plus nécessairement le changement du bloc ou le remplacement d’un fusible.  Dans la plupart des cas, la coupure d’alimentation (déconnexion du 230V ou arrêt par interrupteur) et un petit délai d’attente sont suffisants. Notez cependant que cela ne justifie pas pour autant un quelconque manque de rigueur. Le court-circuit reste la bête noire en la matière et doit être évité comme la peste. Dans tous les cas, le fait de connecter un périphérique ou un montage présente un risque qui n’est absolument pas couvert par la garantie constructeur.
Si vous endommagez votre matériel en faisant une erreur de branchement ou en dépassant les normes de consommation par exemple, vous serez sorti du cadre " normal " d’utilisation de la machine. Nous vous recommandons donc de toujours procéder à des tests préliminaires de vos créations sur une machine dédiée (que vous ne pleurerez pas en cas de problème).

Molex

Les connecteurs dit " Molex " sont prévus pour fournir une alimentation à différents périphériques parmi lesquels les disques et les lecteurs (CD et disquettes). Ils se présentent sous la forme d’un connecteur plastique blanc relié par quatre câbles de couleur. La couleur de ces câbles indique la tension présente :

• Rouge (+5 V). Le courant disponible va généralement jusqu’à 30 ampères, ce qui est largement suffisant à la fois pour les périphériques " normaux " et les montages " maison ".
• Jaune (+12 V). Avec un courant allant jusqu’à 10 ampères, là aussi, nous avons largement de quoi faire.
• Noir (Masse). C’est la masse de la machine. Deux câbles sont disponibles et, par définition, il s’agit d’une masse commune. Inutile donc de vous questionner sur le connecteur à utiliser.

Faire sortir un connecteur Molex de la machine n’est pas difficile. Un connecteur femelle, un connecteur mâle et un bon mètre de câble et le tour est joué. Notez cependant que la distance nécessite l’usage de condensateurs destinés à nettoyer le courant d’éventuels parasites.

Fig. 1 - Connecteur dit " Molex " duquel on peut tirer +5 V et +12 V

Mac et PC partagent une codification commune des couleurs et des connecteurs identiques sur les machines actuelles. Notez cependant que ce n’est pas le cas avec des Mac plus anciens comme les LC-III. L’usage du voltmètre et la lecture des indications présentes sur le bloc d’alimentation restent de mise dans tous les cas.  Enfin, il faut préciser qu’il existe deux types de connecteurs d’alimentation de taille différente. Les plus courants sont destinés aux disques durs, lecteurs CD, etc. Les seconds, en voie de disparition, étaient prévus pour les lecteurs de disquettes 3"1/2. Les machines les plus récentes ne disposent généralement plus de ces connecteurs au code de couleurs identique mais de taille plus réduite.

Alimentation carte mère (PC)

Contrairement aux disques et autres périphériques internes, une carte mère nécessite un panel de tensions plus important. Nous nous concentrons ici sur les alimentations ATX introduites avec les cartes mères pour processeurs Pentium II et supérieurs. L’ancienne génération (AT) se retrouve encore dans de vieilles machines. Moins " intelligentes ", ces alimentations utilisaient un code de couleurs identique à l’ATX, exception faite des fonctions absentes, bien entendu.

• Noir (Masse). La masse commune de la machine.
• Rouge (+5 V). La codification est identique aux connecteurs Molex.
• Jaune (+12 V). Là encore, on retrouve la même correspondance que sur les connecteurs d’alimentation interne pour les périphériques.
• Orange (+3.3 V). Rarement utilisé dans les montages " maison ", cette tension peut cependant s’avérer utile. Certaines mémoires et afficheurs LCD l’utilisent et on pourra, à loisir, venir chercher le courant sur ce connecteur.
• Bleu (-12 V). Cette tension négative est le plus souvent utilisée pour les ports série. Elle ne présente pas d’intérêt en soit pour d’éventuels bricolages.
• Blanc (-5 V). Les blocs d’alimentation récents ne proposent pas toujours ce connecteur. De plus en plus rarement utilisé (voire plus du tout), on évitera également d’en faire usage. La tension négative, en elle-même, ne présente généralement pas d’intérêt pour nous.
• Vert POWER-ON. Il ne s’agit pas d’une alimentation, mais d’une commande permettant d’activer l’alimentation. Si ce connecteur est mis à la masse, l’alimentation démarre et fournit toutes les autres tensions. Si ce connecteur est connecté au +5 V (signal TTL ON), le bloc d’alimentation se coupe et passe dans un mode STANDBY (voir plus bas). Le connecteur correspondant sur la carte mère pilote l’alimentation. Voilà pourquoi une machine peut s’éteindre de manière logicielle (contrairement aux plus anciennes utilisant un bloc d’alimentation AT).
• Violet (+5 V). Ce connecteur, dit " STANDBY ", fournit du +5 volts en permanence à la carte mère. Cette dernière est ainsi en mesure de démarrer via l’appui sur le bouton POWER ou divers évènements générés extérieurement (comme le Wake On LAN) ou intérieurement (Wake On Time). La chose intéressante ici tient dans le fait d’avoir une source d’alimentation même lorsque la machine est à l’arrêt. On peut donc très facilement concevoir un montage destiné à démarrer le PC qui serait auto-alimenté par STANDBY.

 Fig.2 - Connecteur d’alimentation ATX. Les tensions sont repérées par une codification en couleurs.

• Brun (+3.3 V). Ce connecteur REMOTE SENSING est destiné à faciliter la régulation du courant directement par le bloc d’alimentation. Ceci ne présente que peu d’intérêt dans le cas de montages autour du PC.
• Gris. Le connecteur POWER-OK (également appelé " POWER-GOOD ") donne une indication sur l’état de l’alimentation. Dès la connexion du bloc au 230 V, une série de tests (POST, Power On Self Tests) est engagée afin de s’assurer de la fourniture du courant dans des marges qualitatives. Si les tests sont passés avec succès, ce connecteur indique à la carte mère que l’alimentation est prête à être utilisée, en fournissant une tension de +5 Volts.

USB

Les spécifications USB parlent d’unités de charge. Une unité correspond à 100 mA. En temps normal, un périphérique connecté en USB ne doit pas consommer plus d’une unité. Ce n’est qu’après négociation que le périphérique détermine s’il peut ou non consommer jusqu’à 5 unités (500 mA).  Dans le cas d’une ponction d’alimentation sur le port sans mise en œuvre de circuits spécialisés, il faut donc se limiter, dans la mesure du possible, à une consommation n’excédant pas 100 mA. Au-delà, il n’est pas certain que le port USB puisse fournir suffisamment de courant. Cependant, il est généralement constaté qu’un connecteur hôte peut fournir 5 unités par port tout comme un hub alimenté.

Le brochage d’un port USB est très simple :

•  1 : +5 Volts
•  2 : Data -
•  3 : Data +
•  4 : Masse

Il suffit de réutiliser un connecteur USB type A d’un périphérique hors-service et le tour est joué. Une autre solution, plus coûteuse, consiste à équiper votre montage d’un connecteur type B et à utiliser un câble correspondant très facile à trouver dans le commerce.

Fig. 3 -  Exemple de connecteur USB reconverti en adaptateur fournissant + 5V

Port parallèle

Le port parallèle, initialement destiné à la connexion d’imprimantes, n’est pas conçu, à l’origine, pour alimenter les périphériques. Sur ce port les différentes broches utilisent des signaux TTL pour communiquer avec le matériel raccordé. Ce sont les tensions qui déterminent si une broche est à l’état haut (1 logique) ou bas (0 logique) et non le courant. Quelques milliampères sont cependant disponibles sur les broches à l’état haut. C’est habituellement suffisant pour alimenter des LED. Lorsqu’il s’agit d’un montage plus complexe ou nécessitant davantage de courant, une alimentation externe devient indispensable. N’espérez donc pas alimenter un montage, un écran LCD ou un périphérique avec le courant disponible sur une broche à l’état haut.

Port série

De moins en moins présent sur les PC récents, le port série utilise des tensions atypiques. Il ne s’agit absolument pas ici de signaux TTL. Les tensions utilisées sont de l’ordre de +12 volts et –12 volts. Si l’on regarde du coté des souris série, on remarque que les spécifications précisent des consommations très basses.

Note

 TTL :  Acronyme de Transistor-Transistor Logic, TTF est un ensemble de spécifications électriques précisant les valeurs de tension pour un 1 et un 0 logiques. En entrée, une interface TTL considère comme 1 une tension de 2.0 V ou supérieure et comme 0 une tension de 0.8 V ou inférieure. L’interface elle-même, lorsqu’elle envoie des signaux, considèrera 3.3 V comme minimum pour signifier un 1 logique et 0.35 V comme maximum pour signifier un 0. En dehors de ces spécifications, le bon fonctionnement d’une interface TTL n’est pas garanti. Dans tous les cas, gardez simplement à l’esprit les valeurs nominales et claires : 1 = 5 V et 0 = 0 V.
Pour en savoir plus sur les spécifications TTL, CMOS ou ETL, référez-vous à l’excellente page de Leroy Davis : http://www.interfacebus.com/voltage_threshold.html.

Note

Dernière précision concernant ce port, beaucoup parlent encore de " connecteur Centronic ". Cette appellation est obsolète tout comme, en principe, les termes " port parallèle ". Il convient de parler de bus d’IEEE 1284 pour désigner les ports de ce type se trouvant à l’arrière de nos PC. Par abus de langage, " port parallèle " est généralement utilisé et nous ferons de même dans le présent hors-série.

C’est parfaitement compréhensible, puisque les déplacements du périphérique sont détectés à l’aide de simples diodes infrarouges. Il est possible, via l’utilisation d’un régulateur (78L05, par exemple) d’obtenir une tension inférieure (+5 volts) avec un ampérage un peu plus important en utilisant, par exemple, la broche DTR ou RTS.
On pourra ainsi obtenir une source d’alimentation pour un petit périphérique. C’est le cas pour le récepteur

Fig. 4 - Les alimentations PC AT font des sources intéressantes de courant décliné en toute une gamme de tensions

infrarouge série du projet LIRC, par exemple. La page web de Tomi Engdahl (http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/rspower.html) montre une manière de procéder. On remarque également que le courant ainsi obtenu ne dépasse pas 7 mA pour une tension de 5 volts, ce qui n’est pas suffisant pour une LED classique (20 mA contre 2 mA pour une LED basse consommation). Le fait que ce port soit en voie de disparition et le peu de courant qu’il peut fournir en font, tout comme le port parallèle, un bien mauvais candidat comme source d’alimentation.

Clavier

Dans cette catégorie, je place aussi bien les ports DIN 5 des configurations les plus anciennes que les connecteurs PS/2 qui les ont remplacés. Tout comme sur les connecteurs USB, on trouve sur les connecteurs clavier/souris une broche destinée à alimenter le périphérique. Les ports PS/2 destinés à la souris et au clavier sont électriquement équivalents et possèdent un brochage identique. Lorsqu’une différenciation est faite, c’est l’œuvre de la logique intégrée à la carte mère. J’ai eu le loisir de rencontrer quelques BIOS qui refusaient la connexion d’une souris sur le port clavier et inversement.
Un port PS/2 se compose de 6 broches sur un connecteur dit " miniDIN " :

• 1 : DATA. C’est ici que transitent les signaux depuis et vers le périphérique.
• 2 : non connecté
• 3 : Masse
• 4 : +5 Volts
• 5 : Horloge. Cette broche permet de " cadencer " l’envoi et la réception des données sur et depuis le périphérique. A chaque " top " d’horloge, un bit d’information est transmis.
• 6 : non connecté.

Un périphérique (souris ou clavier) ne doit pas, en principe, demander plus de quelques centaines de milliampères à la machine. Les ports PS/2 ne sont pas hotplug et sont protégés des surcharges par un fusible. Sur certains modèles de carte mère, ce fusible n’est pas réamorçable et sa destruction rend la carte définitivement inutilisable. Sur la plupart des modèles récents, il s’agit d’un poly-fusible. En cas de surcharge, celui-ci se déconnectera immédiatement comme un fusible classique. Mais, après avoir été déconnecté pendant un certain temps, le poly-fusible retournera à son état initial. Ce type de solutions est moins destructeur qu’un fusible classique (on les retrouve également dans les blocs d’alimentation ATX). Sur les vieilles machines de type Pentium et inférieur, le connecteur clavier est au format DIN 5 et utilise le brochage suivant :

• 1 : Horloge
• 2 : DATA
• 3 : non connecté
• 4 : Masse
• 5 : +5 volts

Les 5 volts présents sur ce type de ports peuvent être bien utiles d’autant que le courant disponible est relativement suffisant pour un petit montage. Nous sommes cependant très loin des valeurs affichées par un connecteur d’alimentation interne (Molex). D’autre part, le risque d’avoir une carte mère équipée d’un fusible standard a de quoi calmer les ardeurs des plus téméraires. On ne choisira donc d’utiliser ce type de sources qu’en dernier recours.

Alimentation externe

Comme nous venons de le constater, bien qu’il existe une grande variété de sources de courant dans un ordinateur, peu sont directement utilisables. Seules les sources d’alimentations prévues à cet effet s’avèrent dignes d’intérêt (USB et Molex).  La solution pour un montage externe nécessitant plusieurs centaines de milliampères est donc l’alimentation par un bloc spécifique. Ceci n’est souvent pas un problème. On trouve par dizaines des adaptateurs de courant de toutes sortes aussi bien neufs que d’occasion. Modem, imprimante, disque externe, webcam... sont autant de périphériques qui sont livrés avec un " bloc secteur " fournissant souvent plus de 500 mA avec des tensions allant de 4 à 30 volts. Il faudra le plus souvent utiliser un régulateur et des condensateurs afin d’obtenir une source de courant stable et propre dans la tension souhaitée.

Fig. 5 - Le bloc secteur de récupération reste la source la plus facile d’utilisation et la plus économique. La tension et l’intensité du courant fourni sont généralement directement spécifiés

Enfin, il est important de mentionner que LES MASSES DOIVENT ETRE RELIEES ! Cela peut sembler évident pour un utilisateur initié, mais il reste important de le répéter. Un bloc d’alimentation (en courant continu) fournit deux fils, + et -. La différence de potentiel entre ces deux fils est la tension indiquée sur le bloc.
On relie le - (0 volt) à la masse du montage et le + au connecteur d’alimentation. Le montage devra également voir sa masse connectée à celle du PC (ou Mac) et ce quel que soit le port de connexion (USB, parallèle, série, etc.). Ainsi un +5 volts sera équivalent, quelle que soit la référence (ordinateur, montage ou bloc d’alimentation), puisque la masse est la même pour l’ensemble.

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