Vibrograf B200 - chronocomparateur

Appareil : Vibrograf B200, Chronocomparateur (régleur de montres mécaniques) et son capteur Mp 86
Date : 1975
Type : B200
Marque : Portescap

Présentation

Le Vibrograf B200 est un chronocomparateur destiné au réglage des montres, en particulier, des montres mécaniques. Le réglage consiste à s'assurer de la régularité de la montre et à détecter certains défauts mécaniques grâce à un affichage graphique. Cet affichage se fait via une imprimante sur un rouleau de papier qui se déroule au fur et à mesure de la détection des "tic" et des "tac" de la montre à régler. Comble du raffinement, l'horloger est en mesure de donner le résultat à son client, démontrant ainsi le travail qu'il a effectué.

Fabriqué dans les années 1970, l'appareil semble avoir rencontré un grand succès. Son manuel utilisateur est disponible sur le site forum.horlogerie-suisse.com. Contactez-moi si le lien venait à être inaccessible.

L'appareil présenté ici est un des deux dont disposait l'horloger de la ville ou j'habite. Il n'avait pas été utilisé depuis son achat d'occasion dans les années 1970. Il m'a été prêté pour révision et restauration. Dans la foulée, j'ai également révisé l'autre appareil (un peu plus récent) et j'indique sur cette page quelques différences entre les deux versions.

Une question que peut se poser l'horloger amateur ou professionnel concerne l'utilisabilité d'un tel appareil dans les années 2020.

Disons le tout de suite, si l'appareil est remarquablement bien construit, il est hors d'âge du point de vue des performances. En 2020, on trouve des chronocomparateurs pour des prix très abordables (150€) qui sont plus simples à utiliser et plus précis. La seule partie de l'appareil qui est encore d'actualité est le capteur.

Et si vous êtes un peu bricoleur, vous pourrez construire pour quelques dizaines d'euros un chronocomparateur comme ceux présentés sur ce site. Voir en particulier les chronocompareurs de ma conception PC-RM1 et PC-RM4.

Toutefois, le Vibrograf B200 est un témoin intéressant des possibilités techniques des années 1970. Les chapitres qui suivent sont destinés à partager ce témoignage. Et si l'on fait mieux maintenant pour beaucoup moins cher, l'appareil reste simple à utiliser et sa qualité de fabrication est exceptionnelle.

A noter qu'il a existé des Vibrograf de conception similaire mais à tubes électroniques, donc, plus anciens que celui présenté ici.

Construction

La construction du Vibrograf B200 le classe d'emblée dans la catégorie des appareils professionnels "haut de gamme". Châssis en aluminium épais et en fonte d'aluminium, circuits imprimés époxy parfois double face (mais sans trous métallisés), bloc capteur orientable sans compromis du point de vue mécanique, etc.

Le choix d'une imprimante comme moyen d'affichage peut surprendre. En pratique, il s'agit de la seule solution viable de l'époque, sauf à avoir un appareil encore plus volumineux, d'une complexité et d'un coût qui aurait été prohibitifs (tube cathodique à mémoire, ou mémoires électroniques de 256x1 bits qui venaient d'apparaitre). Avec l'imprimante, on dispose d'un moyen d'affichage compatible avec la rapidité du signal à analyser (assez lent) et d'une capacité de mémorisation qui n'est limité que par la longueur du rouleau de papier, le tout pour un coût très modeste.

Ci-dessous, quelques vues de l'appareil "dans son jus", tel que je l'ai récupéré avant intervention.

Démontage

Le capot arrière est tenu par deux vis situées sur les bords droite et gauche de la face arrière. Dévissez les, le capot peut alors être retiré.

Pour le capot avant, procédez comme suit :

• Retirez le bouton de réglage de sensibilité (face avant, 1 vis).
• Retirez le bouton le bouton vernier sur la face inclinée (2 vis).
• Dévissez le support du vernier (2 vis) et retirez le.
• Retirez le plexiglass.
• dévissez les 2 vis qui étaient sous le plexiglass. Ces vis rendent solidaire le capot avec le mécanisme d'impression.
• dévissez la vis qui retient le galet presseur (à droite du galet lorsque l'appareil est en face de vous).
• Dévissez les 2 vis situées sur le fond de l'appareil et qui retiennent le capot avant.

Le capot avant peut alors être retiré.

Pour accéder à l'électronique, il faut retirer les deux capots en aluminium qui servent à la fois à protéger les carte et à les maintenir (2 vis à chaque fois).

Les cartes électroniques sont alors accessibles. Elles sont montés sur des connecteurs et peuvent donc facilement être démontées.

Sur l'appareil présenté ici, il y a 5 cartes :

• L'alimentation (carte 880).
• L'oscillateur avec son quartz (carte 910).
• Le convertisseur avec ses circuits logiques (carte 860).
• L'amplificateur (carte 940).
• Le circuit de mise en forme pour les pendulettes à transistors (carte 1090).
• Le circuit où sont branchés les connecteurs et qui supporte la carte 1090. Cette carte comportait un connecteur mâle et femelle soudés ensembles. Il faut le dessouder pour pouvoir continuer le démontage.

Les cartes électroniques, face avant (sans la 860).

Les cartes électroniques, face arrière (sans la 860).

La carte électronique 860 et la carte électronique 910 dans une version plus récente.

Le démontage du bloc d'impression est aisé, il y a juste une vis qui traverse une entretoise horizontal. Cette entretoise repose sur un ressort qui est traversé par la vis. Le bloc est électriquement relié à la carte mère (la carte au fond du boitier qui supporte toutes les autres cartes) via un connecteur. Ci-dessous, quelques vues de ce bloc d'impression démonté.

Mécanique de la version la plus ancienne

Mécanique de la version la plus récente. Des pignons en plastique ont remplacé ceux en laiton.

A ce stade, il ne reste plus que la carte mère fixée au fond du boitier par des vis et des entretoises en métal (qui supportent les capots qui protègent les cartes électroniques). Si vous la démontez, faites attention au entretoises en plastique qui surélève la carte mère vis a vis du fond. Il y a deux épaisseurs : les plus fines sont celles destinées aux 4 entretoises en métal. Les plus épaisses sont destinées aux vis. Elles ne sont pas forcément faciles à repositionner au remontage. Je vous conseille de les coller sur le fond du boitier afin d'éviter qu'elles se déplacent lors du remontage.

A noter deux défauts mineurs qui me semblent être de conception ou de fabrication :

• La vis qui tient la carte mère coté face avant à droite n'a pas de rondelle. Cette vis se situe juste à coté des sélecteurs de battements. De fait, si vous mettez une rondelle, le dernier bouton risque de frotter. Il aurait fallu décaler la vis vers la gauche de quelques millimètres.
• Le support du vernier est tenu par deux vis. Sur mon modèle, le fraisage pour une des vis n'était pas assez profond ce qui fait que le vernier frottait. J'ai remplacé les vis d'origine par des vis à tête fraisées qui sont moins épaisses.

La carte mère démontée après nettoyage du B200 le plus ancien.

La carte mère démontée avant nettoyage du B200 le plus récent.

Les points à vérifier

Je passe rapidement sur le dépoussiérage, le nettoyage et la lubrification des contacts et du potentiomètre fixés sur la carte mère.

Il est important de vérifier les capacités chimiques. Sur l'appareil dont je disposais, j'ai du en changer 3 (qui avaient déjà été changées dans le passé : le circuit imprimé est vernis. Il est donc facile de voir les soudages/dessoudages qui se sont produits après la fabrication).

Pour une utilisation régulière de l'appareil, je conseille de changer tous les condensateurs chimiques.

Vérifiez la lampe témoin de la face avant (6V, 20mA). Dans mon cas, elle était hors d'usage. Je l'ai remplacée par une LED verte. J'ai changé la résistance de 56 ohms en série avec la lampe témoin par une 330 ohms. Comme l'alimentation de la lampe témoin est en alternatif, n'oubliez pas de mettre une diode en inverse de la LED afin de ne pas lui faire subir une tension inverse trop élevée.

Exemple de remplacement de la lampe témoin.

Concernant la partie mécanique (impression), je me suis contenté d'un dégraissage des engrenages et d'une lubrification légère : Le manuel d'entretien précise que l'appareil est graissé à vie, je n'ai pas voulu trop insister.

Remontage

Il se fait dans le sens inverse du montage. Quelques points d'attentions :

• Les entretoises plastiques sous la carte mère : collez les sur la plaque en aluminium pour faciliter le remontage. N'oubliez pas, entretoises fines pour les entretoises en métal, entretoises épaisses pour les vis, pas de rondelle pour la vis en face avant à droite.
• Avant de tout remonter, mettez la carte d'alimentation sur son connecteur, reliez le connecteur du transformateur sur la carte mère et branchez l'appareil.
  Vérifiez le bon allumage de la lampe témoin. Si tout se pase bien, débranchez et retirez la carte d'alimentation pour ne pas être gêné lors du remontage du bloc d'impression.
• Remontez le bloc d'impression. Attention à bien positionner le connecteur d'alimentation. Le constructeur a prévu un jeu assez important afin que le connecteur ne soit pas soumis à des contraintes trop forte lorsque le bloc d'impression fonctionne.
  N'oubliez pas le ressort lorsque vous remontez le bloc d'impression (voir démontage).
• Lorsque vous remontez le capot avant, mettez l'axe du galet presseur sur la position 1/2.
• J'ai ajouté une rondelle fine sous le disque en plexyglass : celui-ci frottait légèrement sur le chassis. J'ai également mis un peu de graisse au silicones sur l'axe.

• Pour le vernier, positionnez le disque en plexyglass de façon à ce que les lignes soient parfaitement verticales. Mettez le bouton vernier en vous assurant qu'il ne frotte pas sur le fond, positionnez le 0 sur l'index, vissez le bouton sur son axe, vérifiez que le tout est bien assemblé en tournant le vernier à droite et à gauche. Le disque en plexyglass doit également tourner sans frottement ni dureté.
• Remontez les cartes électroniques.
• Lorsque vous remettez les capots en aluminium sur les cartes électroniques, assurez vous que ces dernières sont bien dans les guides du capot.

Pour les essais, n'oubliez pas de brancher le capteur et de mettre un mouvement fonctionnel. La trace que vous pouvez voir ci-après provient des premiers essais sur une montre qui retarde...

Mais au fait, comment ça marche ?

Je vous livre mon interprétation dont je ne suis pas certain à 100% car je n’ai pas procédé à une retro ingénierie complète de l’appareil.

Tout d’abord, il faut se rappeler que l’appareil a existé dans une version à lampes et une version transistorisée et circuits intégrés. Or, le principe de l’appareil n’a pas changé fondamentalement entre ces deux modèles.

De cette première observation, on peut déduire que la mesure est purement électromécanique. Il est en effet impossible, étant donné le nombre de lampes des appareils de première génération, que l’on ait pu disposer de circuits diviseurs permettant une mesure temporelle numérique.

Dans les premières générations, les lampes devaient servir uniquement à amplifier le signal du capteur. Dans les versions transistorisées, on retrouve ces circuits d’amplification (carte 940 par exemple).

Le secret de l’appareil réside dans le cylindre métallique rotatif sur lequel vient frapper la tête d’impression. Le papier passe au-dessus du cylindre et le ruban encreur se trouve entre le papier et la tête d’impression.

Cylindre.

La tête d’impression elle-même fait toute la largeur du cylindre et est commandée par un électro-aimant dont on peut régler la force de frappe.

Si vous observez ce cylindre, vous remarquerez une spirale en surépaisseur. Lorsque la tête d’impression vient frapper le cylindre, le ruban encreur vient presser le papier et le ruban encreur sur le cylindre. L’impression se fait à l’endroit où la spirale est à la verticale de la tête d’impression.

L’électro-aimant est quant à lui commandé par la détection des Tic et des Tac.

Supposons que le cylindre tourne à une fréquence multiple du mécanisme de la montre et que la montre est bien réglée. À chaque fois qu’un Tic ou un Tac est détecté, un point est imprimé au même endroit que le précédent. Mais comme le papier avance, on verra une ligne droite s’imprimer (en fait, une succession de points formant une ligne droite).

Si la montre est mal réglée (avance ou retard), chaque impression sera décalée à droite ou à gauche de la précédente car la spirale tournant à vitesse constante, le point qui sera à la verticale lors de la frappe sera légèrement décalé du précédent.

La beauté de la chose est que la mesure peut démarrer n’importe quand. Il y a toujours un morceau de la spirale qui se trouve à la verticale de la tête d’impression de par la conception du cylindre. Simplement, la ligne commencera plus ou moins à droite ou à gauche du ruban de papier mais restera à cette position, pour une montre bien réglée, les coups suivants. Et si la montre est mal réglée, la ligne se décalera vers la droite ou la gauche jusqu’à « sortir du cylindre » et revenir à l’opposé de là où elle est sortie.

C’est la raison pour laquelle le disque en plexiglass qui sert à positionner le vernier qui indique l’avance ou le retard en secondes comporte plusieurs lignes parallèles. Elles facilitent le positionnement du disque par rapport à l’endroit ou démarre l’impression.

Mais comme les montres peuvent battre à des fréquences différentes, il faut pouvoir régler précisément la vitesse de rotation du cylindre. C’est le rôle (dans la version transistorisée) de la base de temps à quartz et des diviseurs associés qui commandent la vitesse de rotation du moteur en fonction du battement choisi sur les boutons sélecteurs. Je suppose que dans les versions à lampe, un contacteur permettait de régler le nombre de pôles à activer d’un moteur synchrone fonctionnant en 50Hz (mais on peut imaginer d'autres solutions).

A noter que le tracé comporte généralement deux lignes parallèles. Pourquoi deux ? Parce que l’appareil prend en compte les Tic et les Tac sur une même ligne. Si la durée des Tic et des Tac est parfaitement identique, on aura une seule ligne. Sinon, les deux lignes seront plus ou moins éloignées l’une de l’autre selon l’écart entre le Tic et le Tac.

Le reste de la mécanique propose des fonctionnalités pratiques mais ne participent pas à la mesure proprement dite.

Le sélecteur « automatique », lorsqu’il est dans la position « auto », permet de déclencher l’avance automatique du papier lorsqu’un signal provenant de la montre est détecté. Sinon, le papier n’avance pas. En position « manuel », le papier avance en permanence.

Il y a un mécanisme de détection de fin de ruban encreur qui permet d’inverser sa marche pour peu que le ruban encreur dispose d’une partie conductrice à ses extrémités.

Je trouve cette conception et cette idée particulièrement intelligente et subtile. Elle permet de disposer d’un appareil à la fois précis et pratique alors que les moyens de l’époque ne permettaient pas de faire une mesure directe (et un affichage direct) des caractéristiques d’une montre.

Ci-après, quelques vues de l’appareil.