Réalisation d'un testeur d'obturateurs

Après la réparation d'un obturateur, la suite logique est son réglage. J'ai au départ fait un premier réglage "à l'oreille". J'ai également essayé de me renseigner sur la méthode habituellement utilisée, pour découvrir avec étonnement que la méthode "à l'oreille" était la règle (même à l'usine, comme mes essais le confirmeront par la suite). J'ai découvert également qu'il existe un livre sur la réparation des Fed, Zorki et Zenit (ecrit par Isaac Maizenberg, en Russe, la version Anglaise semble introuvable), qui lui aussi conseille cette méthode de réglage.
A l'école de photo, nous avions fait des tests d'obturateur avec un "Spectron", appareil électronique qui équipait à l'epoque certains magasins. Il semble que depuis les années 1980, ce genre de jouet soit devenu introuvable, ou hors de prix.
Plusieurs Internautes ont réalisé et mis en ligne leur propre montage: voir ce site qui donne également le lien vers d'autres sites. L'astuce est de fabriquer un testeur relié à la carte son d'un ordinateur, et d'utiliser un logiciel d'édition sonore pour calculer les temps de pose.
Voici mon montage personnel. Ma différence est l'idée d'utiliser, à la place de simples phototransistors, des fibres optiques et des capteurs, ce qui peut permettre d'utiliser plusieurs modèles de sondes (pour obturateur vertical, horizontal, pour 6x6...) avec un seul montage électronique.

La carte électronique

Les composants:
2 Récepteurs pour fibre optique
1 Lot de résistances 47ohm
1 Lot de résistances 390ohm
2 Condensateurs 100 nf
2 Mètres de fibre optique
2 Led 5mm Rouges
1 Boitier pour 3 piles R6 muni d'un interrupteur
1 Cordon 2x jacks 3.5 males stereo
1 Carte "d'essais" pour montages electroniques.
La résistance ajustable présente sur le photo n'a pas servi. Il faut 1 résistance de 47ohm et deux 390ohm, mais mon fournisseur vent par lots de 5. Les capteurs ont disparu du catalogue de mon fournisseur, inutile que je donne leur référence, mais on en trouve relativement facilement, les valeurs de résistance et de capacité sont alors à adapter en fonction de la datasheet du fabricant.

Voici le schéma tel qu'il apparait dans la datasheet du fabricant du capteur; après quelques essais, c'est tel-quel qu'il faut l'utiliser (en double, évidemment, pour avoir un testeur "stéréo") le rôle du condensateur est d'améliorer le signal, j'ai vu chez un autre fournisseur qu'il doit être le plus près possible de la cellule. Sans la résistance, le signal de sortie est trop faible.

Le montage définitif:
Après divers essais (avec ou sans résistances ou condensateurs) j'ai refait mon montage "au propre"
J'avais au départ envisagé de couper le cordon audio et de souder les fils sur la carte, finalement j'ai récupéré une prise chassis (sur un lecteur de CD grillé).
Problème: le fabricant des cellules indique qu'elles fonctionnent sous 5v, et j'avais pensé les alimenter en 4.5v avec un boitier pour 3 piles R6; erreur: à 4.5v il n'y a pas de signal de sortie, j'ai du utiliser une alim. 5v. L'alim 4.5v servira pour les Led.

Alimentation:
Pour adapter mon Photosniper aux Canon EOS,j'ai utilisé des switches récupérés sur un lecteur DVD; voici maintenant l'alim du lecteur DVD! sorties 3.3v, 5v, +12v et -12v, cette alimentation risque de me servir souvent, je vais envisager sérieusement de lui trouver un boitier!

Autre solution: alimenter mon montage via la prise USB, à condition d'avoir un PC équipé en USB 2.0; mon portable est en USB 1, et je n'ai pas pris le risque de l'endommager au cas où mon montage consommerait trop.

La sonde

J'ai dans mes réserves des plaques de PVC épais (~1cm) parfait pour réaliser les sondes. J'ai préparé une pièce adaptée aux dimensions de la fenêtre de mes boitiers Soviétiques (largeur correspondant à l'écartement des guides film (35mm) la longueur correspond à la pièce dans laquelle j'ai fait la découpe) Les deux autres pièces sont pour le support des diodes qui fourniront l'éclairage depuis l'intérieur du boitier. Le perçage tient compte de l'écartement et du diamètre des diodes (comme ces diodes font 5mm de diamètre, c'est à 2.5mm des bords de la fenêtre 24x36), diamètre de perçage 2.2mm correspondant au diamètre des fibres optiques.

Plus qu'a fixer deux brins de fibre optique de 30cm: enfoncer en laissant dépasser de quelques millimètres, coller à la colle cyanoacrylate, puis couper à ras avec un outil bien aiguisé.

Prêt

Porte LED

Un capteur comme celui que je viens de réaliser ne fonctionne pas seul; en face, il faut une source de lumière relativement importante. J'ai fait des essais avec un petit halogène de 50w, çà fonctionne bien mais ce n'est pas toujours pratique d'arriver à faire tenir le boitier bien face à la lampe. Pour tester mes Fed, j'ai eu l'idée d'utiliser des LED sur un support placé à l'intérieur du boitier. Comme mes capteurs sont sensibles au rouge (660 nm) j'ai acheté des diodes rouges. Elles sont montées en série avec une résistance de 47 ohm, sur mon boitier pour 3 piles R6.

Les diodes sont montées sur le support percé au même écartement que la sonde. Le tout monté sur une patte gràce à une vis longue et des rondelles.

Le trou est plus large que l'axe pour permettre l'ajustement, le tout est finalement monté dans une bague "A" (voir "Bagues T2") en M39 qui vient se visser à la place de l'objectif. C'est une des vis normalement utilisées pour fixer la bague sur un objectif qui sert à tenir le "porte-LED"

Les LED en place sur mon FED 3.

Fin du montage

Le tout en ordre de marche:
1: mon alim 5V
2: La carte electronique, reliée à l'alim, et par le cordon stéréo à l'entrée "ligne" de la carte son.
3: La sonde ajustée au FED ZARIA grâce à des bracelets élastiques.
4: L'alimentation des LED.
5: Mon ordinateur portable, l'écran affiche le logiciel d'édition sonore.
6: Et même les outils pour régler l'obturateur!

Utilisation

Pour les explications, j'ai choisi Nero wave editor, logiciel fourni avec Nero. Nous verrons plus loin que ce n'est pas le logiciel idéal, mais ses saisies d'écran sont bien lisibles.
Voici la courbe qui apparait après un enregistrement (armer l'appareil, diodes et testeur sous tension, lancer l'enregistrement, déclencher, couper l'enregistrement):

Sélectionner la partie "intéressante" de la courbe:

zoomer sur la sélection (icone: )

Eventuellement sélectionner et zoomer à nouveau pour plus de précision:

J'ai ici sélectionné la partie de courbe correspondant à la première cellule, donc la durée d'exposition à droite:

Et ici la partie correspondant à la 2é cellule, à gauche. Le logiciel affiche les coordonnées-temps de la sélection:
cellule de droite: 1,513s - 1,495s =0.018s, soit environ 1/56s
Cellule de gauche:1,532s - 1,521s =0.011s, soit environ 1/91s
C'est donc ce que donne mon FED3 au 1/60s!

Les deux autres points à considérer sont le temps écoulé entre l'éclairage de la cellule 1 et de la cellule2:

Et celui écoulé entre leurs extinctions:

Ce qui permet de comparer la vitesse relative des deux rideaux:
Rideau 1: 1,521s - 1,495s = 26ms
Rideau 2: 1,532s - 1,513s = 19ms

Ces résultats vont permettre:
1. de vérifier les différentes vitesses d'exposition des boitiers,
2. de procéder éventuellement à leur réglage, en jouant sur la tension des rideaux pour équilibrer leurs vitesses.
Attention: Nero wave editor arrondit les valeurs à 0.001s, cette précision est insuffisante, il n'y a pas de valeurs intermédiaires entre le 1000é (0.001s) et le 500é (0.002s)!
Pour la suite, j'ai utilisé Audacity, logiciel freeware, qui affiche au 1/100 000 s (et en plus, il affiche la durée de la zone sélectionnée, plus qu'à inverser (et arrondir) pour obtenir un résultat sous forme de 1 / x).

Résultats

Voici un tableau du résultat des mesures effectuées sur quelques-uns de mes boitiers; pour chaque vitesse théorique, j'affiche la mesure de la première et de la deuxième cellule:

En premier, comme référence: les Zorki 4 et Zenit E avec lesquels j'ai fait de nombreuses photos (sans constater de graves erreurs d'exposition), et dont les réglages d'obturateurs n'ont jamais été touchés depuis leur achat.
Ensuite, le Zenit 122, appareil plus récent, pour voir si l'obturateur et la façon de le régler ont changé avec le temps.
Enfin, Le Zarya, après que je l'aie réglé.
Les résultats du Zorki 4 mettent en évidence une caractéristique que j'ai pu trouver sur plusieurs boitiers: aux vitesses lentes, le 2é rideau est plus lent que le premier, celà s'inverse quand on va vers les vitesses rapides. On comprend également que les concepteurs n'aient pas cherché à généraliser le 1000é sur leurs boitiers!
Le Zenit E est le seul boitier qui ait été testé à l'ecole de photo en 1980 (temps de pose global mesuré avec une seule cellule, au milieu), les résultats sont conformes à ce dont je me rappelle.
Le Zenit 122 semble plutôt bien réglé, avec un décalage moins important entre les mesures des deux côtés (les résultats du Zenit 130, mécaniquement identique, sont proches).
Enfin les résultats obtenus par mon Zaria, après réglage: j'ai essayé d'avoir des vitesses proches pour les deux rideaux. Au vu de ces résultats, je pourrais essayer d'augmenter un peu la tension du rideau 1, mais le réglage est à 1/2 tour de vis près sur ce modèle et la précision risque d'être insuffisante pour avoir mieux.
Je n'ai pas affiché les mesures de mon Fed 3: les rideaux semblaient beaucoup plus tendus que ceux des autres boitiers, les mesures ont donné le 30é proche d'1/70 ! après un premier réglage pour revenir à des valeurs plus convenables (mais qui demande à être encore affiné) ce boitier que je trouvais bruyant a énormément gagné en discrétion.

Ce que j'ai retenu de mes premiers pas dans le réglage des obturateurs Fed - Zorki - Zenit:
Il faut d'abord régler le 2é rideau, puis tenter d'aligner dessus la vitesse du premier (sur le Zaria, il a fallu baisser la tension du n°1, car la vitesse 2 refusait d'augmenter)
Des rideaux trop tendus font un boitier bruyant.
Ne pas s'occuper du 500é, il plafonne au 350é sur tous les boitiers (et ignorer le 1000é!)

Il est bon pour le moral se faire ensuite quelques photos, pour se rendre compte que même si les mesures ne sont pas terribles, l'important est que ça fait quand-même de belles images!

Merci à Chris Elsass pour ses précieux conseils en éléctronique.

*** 2019 ***

Pour tester l'obturateur du FED 1 confié en novembre, il me fallait modifier mon montage: l'obturateur ne peut être testé que appareil démonté, il fallait un support qui permette de tenir les LED au bon emplacement (d'autant que je me suis rendu compte que l'obturateur étant moins large, mon montage frottait sur les rideaux).
Depuis cette année, je suis équipé d'une imprimante 3D, J'ai pu beaucoup plus facilement fabriquer des formes complexes.

Voici le résultat:

Les LED sont fixées dans un nouveau support; une pièce s'adapte devant la base de l'obturateur pour caler le boitier, j'ai ajouté deux cales d'angle pour un positionnement précis. Une autre pièce calée par deux équerres s'adapte à l'arrière du boitier et présente les fibres optiques face aux LED. Le tout fixé sur une planche.

J'ai fabriqué un boitier pour la carte électronique, le cordon audio est maintenant soudé, j'avais eu des problèmes de contacts avec ma prise de récupération. Et il y a un nouveau boitier de piles, mais ça, c'est parce que j'ai oublié des piles dans le précédent...

Dans la foulée, un testeur pour les FED 2, 3, 4, et 5 (ici avec un FED 5)

Deux cales différentes à l'avant...

... et à l'arrière une plaque modifiée pour s'adapter au moulage de l'obturateur.

Et toujours le même ordinateur, qui fonctionne toujours (mais ne va plus sur Internet !) et le souk autour. J'utilise un boitier d'alimentation externe pour disque dur à la place de mon alimentation de départ, pas trop bien isolée ! Un jour, je lui ferai un boitier. Un jour...
Autre solution, alimenter tout simplement mon montage via une prise USB, mais pas d'urgence, vu que cet ordinateur est seulement en USB 1.0, pas prévu pour alimenter des accessoires (il faut de l'USB 2.0).