Kit d`apprentissage de l`électronique pour débutants
Contents
1. krss nue as nI ibsan snakannn nn annabhannannnnnnnnnanmx Lanta nnninnnannassx Ann naar sarnnnnnnsx Snsunx ee ETETTET 4 e _ CREER ET CREER CRRARITILIELET ke munus ELITE T n tnnnnannttaanannx n a nuu LE EE TETT Fig 5 10 Stabiliser la luminosit DEL V rifiez les r sultats par une pile neuve et une pile tr s usag e D s qu une certaine tension restante existe la DEL reste allum e avec presque la m me luminosit 5 6 Capteur de temp rature Le circuit selon figure 5 11 repr sente ce que l on appelle un miroir de courant Le courant pas sant par le r sistance de 1 KQ se refl te dans les deux transistors et r appara t dans presque le m me niveau en tant que courant de collecteur du transistor droite Comme dans le tran sistor gauche la base et l metteur sont interconnect s une tension d metteur de base se r gle automatiquement qui m ne vers le courant de collecteur donn Th or tiquement le deu xi me transistor avec exactement les m mes donn es et la m me tension d metteur de base devrait alors indiquer le m me courant de collecteur Dans la pratique il y a cependant presque toujours de l g res diff rences Fig 5 11 Le miroir de courant 36 La condition pour obtenir des donn es de transistor identiques est difficile remplir dans la pra tique Le circuit est utilis notamment dans les circuits int gr s o de nombreux transistors sur un2. fiches Une autre erreur possible est l insertion ivers e de la DEL Et finalement la pile pourrait tre vide Cependant vous constaterez que m me les piles tr s vieilles sont toujours en mesure d allumer faiblement une DEL Essayez une autre variante de montage Inversez la DEL et la r sistance Le courant parcourt alors d abord la DEL et puis la r sistance L effet est pourant le m me que dans le cas invers Seul importe alors que tous les trois composants sont arrang s dans un circuit lectrique ferm Fig 2 3 Composants invers s 10 Fig 2 4 DEL et r sistance invers es 2 2 Sens du courant Tournez la DEL de sorte que l anode se trouve au p le n gatif de la pile Rien ne s allume plus Le courant ne peut alors passer par la DEL que dans un seul sens Le sens passant est le sens du courant de l anode vers la cathode donc lorsque l anode est orient e vers le p le positif de la pile et la cathode est orient e vers le p le n gatif Dans le sens inverse la DEL bloque Une diode fonctionne en quelque sorte comme une vanne lectrique Elle ne s allume que lorsque le courant y passe La figure 2 5 indique la DEL en sens inverse Elle ne peut pas s allumer ainsi 1k DEL Fig 2 5 La DEL en sens inverse Les fl ches dans le symbole de connexion de la diode luminescente dans la figure 2 6 indiquent le sens du courant lectrique Le sens du courant a t d termin arbitrairement pour des ra
3. Le p le positif est appell anode A l int rieur de la DEL vous apercevrez un support en forme de calice pour le cristal DEL qui se trouve pr s de la cathode L anode est reli e par un petit fil extr mement fin un contact sur la face sup rieure du cristal Attention Contrairement aux ampoules les DEL ne doivent jamais tre connect es directement une pile Une r sistance ballast est toujours n cessaire DEL Cathode e A S K Anode Fig 1 5 La diode luminescente Les r sistances Les r sistances dans le kit d apprentissage sont des r sistances couche de carbone tol rances de 5 Le mat riau de r sistance est appliqu sur une support en c ramique et rev t par une couche de protection L inscription se fait sous forme de bagues color es Outre la valeur de r sistance la classe de pr cision est galement indiqu e 1 KQ Fig 1 6 Une r sistance Les r sistances avec une tol rance de 5 existent dans les valeurs de la s rie E24 chaque d cade contenant 24 valeurs avec une distance a peu pr s r guli re par rapport aux valeurs voisines Tableau 1 1 Les r sistances selon la s rie norm e E24 Le code de couleurs est lu partir de la bague la plus proche du bord de la r sistance Les deux premi res bagues repr sentent deux chiffres la troisi me bague repr sente un multipli cateur de la r sistance en ohms Une quatri me bague indique la tol rance Tableau 1 2
4. Le code de couleurs de la r sistance Une r sistance avec les bagues de couleur jaune violet marron et or repr sente une valeur de 470 ohms avec une tol rance de 5 Dans le kit d apprentissage se trouvent toujours deux r sistances pour les valeurs suivantes 100 Q Marron noir marron 220 Q Rouge rouge marron 330 Q Orange Orange Marron 470 Q Jaune violet marron 1 KQ Marron noir rouge 10 KQ Marron noir orange 100 kQ Marron noir jaune Transistors Les transistors sont l ments servant l amplification de petits courants Les transistors utili s s ici du nom BC547 sont des transistors NPN silicium C B Z E B E M Fig 1 7 Les transistors Les connexions du transistor sont appel es metteur E base B et collecteur C Pour les deux transistors la connexion de base se trouve au milieu L metteur se trouve droite lors que vous regardez l inscription et que les connexions pointent en bas Condensateur Un autre composant important dans l lectronique est le condensateur Un condensateur est compos de deux surfaces m talliques et une couche d isolation Si on applique une tension lectrique un champ d intensit lectrique se forme entre les plaques du condensateur dans lequel s est accumul de l nergie Un condensateur d une grande surface de plaques et d une petite distance entre les plaques a une capacit lev e c est dire qu il peut accumulateur une charge importante lors d
5. chip pr sentent les m mes donn es La temp rature identique des deux transistors est ga lement importante car la courbe caract ristique de transmission se modifie en fonction de la temp rature EENE sh dedans a n K I Ennen uenENEEE e er Eeen s Tnnsassnnankhsns n LL nanshenx RALRR ISERE LILRLLEIET mat EEE Erue e Ernur m Eux aun Enun E Lan Euz e Fig 5 12 Le transistor en tant que capteur de temp rature Dans la pratique le miroir de courant peut tr s bien tre utilis en tant que capteur de temp rature Touchez l un des transistors par le doigt Le chauffage qui en r sulte modifie le courant de sortie et sera visible dans une modification de luminosit de la DEL En fonction du transis tor que vous touchez vous pouvez augmenter ou diminuer la luminosit l g rement 5 7 Allumer et teigner Un circuit avec deux tats stables est appel bascule lectronique Une DEL est ou bien allu m e ou bien teinte mais jamais demi allum e La figure 5 13 montre le circuit typique d une simple bascule lectronique Fig 5 13 Une bascule lectronique bistable 37 Le circuit bascule dans l un des deux tats possibles Si le transistor droite conduit celui gauche est bloqu et vice versa Le transistor conducteur a une tension de collecteur plus fai ble et teint ainsi le courant de base de l autre transistor C est pourquoi un tat une fo
6. le m me courant qui passe par chacune des DEL Ainsi on n a pas la possibilit de r gler le courant individuellement Effectivement les diff rentes DEI n ont pas la m me luminosit avec le m me courant Si ou monte les deux consommateurs en parall le fig 3 8 gauche ils obtiennent la m me ten sion Un exemple est le c blage dans un v hicule La batterie or sente une tension de 12 V tout comme toutes les lampes Elles doivent donc tre mont es en parall le En montant les DEL en parall le il faut consid rer chaque couplage en s rie de DEL et de r sistance ballast comme un consommateur En raison des tensions DEL diff rentes il n est pas possible d utiliser une r sistance ballast commune Les diff rences en luminosit peuvent tre compens es par l utilisation de diff rentes r sistances ballast Pour chacune des DEL inviduelles il faut respecter le courant maximal et ainsi la r sistance bal last minimale admise pour une tension de connexion donn e Le tableau 3 2 vous fournit un aper u des r sistances minimales 20 Tableau 3 2 Les r sistances minimales pour les diff rentes tensions de connexion DEL 3V 6V 9V 12V Rouge 20 mA 1 8 V 210 Q 360 Q 510 Q Jaune 20 mA 2 1 V 195 Q 345 Q 495 Q Verte 20 mA 2 2 V 40 Q 190 Q 340 Q 490 Q La figure 3 9 repr sente un exemple d un montage en parall le avec trois DEL r sistance ballast diff rente La DEL jaune doit obtenir plus de courant afi
7. r elle D j partir d env 1 V l ampoule commence faiblement rou gir En atteignant la tension nominale on obtient une lumi re claire jaunatre blanchatre Si on essaye courtement une tension plus lev e la lumi re devient blanche vive M me une double tension nominale de 12 V ne d truit l ampoule pas directement mais seulement apr s quelques secondes ou minutes Pour une DEL c est compl tement diff rent La tension normale au niveau d une DEL rouge d un courant de 10 20 mA s l ve environ 1 8 V Si on augmente la tension de seulement 0 5 V 2 3 V la DEL claquera in vitablement De mani re inverse la DEL ne s allume plus du tout si on applique un demi volt de moins Si on utilise une tension plus lev e une r sistance assure le r glage automatique de la tension correcte Essayez maintenant de faire fonctionner une DEL rouge directement sur un l ment de 1 5 V sans utiliser de r sistance Comme la tension est ici justement au seuil inf rieur il est autoris cette fois de travailler sans une r sistance ballast 15 1 5V gt DEL rouge Fig 3 1 Au seuil inf rieur de tension Fig 3 2 Le branchement direct d un l ment Mignon Vous constaterez que la DEL rouge s allume effectivement mais tr s faiblement Ins rez maintenant la DEL verte R sultat Celle ci ne s allume pas Effectivement pratiquement aucun courant ne passe par la DEL verte La DEL jaune est quelque part entre la
8. une tension donn e La capacit d un condensateur est mesur e en Farad F Les grandes capacit s sont obtenues par les condensateurs lectrolytiques L isolation se com pose dans ce cas d une couche tr s fine d alumine Le condensateur lectrolytique contient un lecrolyte liquide ainsi que des films d aluminium enroul s d une grande surface La tension ne doit tre appliqu e que dans un seul sens Dans le mauvais sens un courant de fuite se forme qui d composera graduellemnet la couche d isolation ce qui entra ne la destruction du compo sant Le p le n gatif est marqu par un trait blanc et sont fil de connexion est plus court Se 100 pF CC Fig 1 8 Un condensateur lectrolytique 2 Premiers essais avec DEL Avec une pile et une petite ampoule on pourrait essayer diff rentes choses jusqu ce que l am poule s allumerait Avec une DEL cela n est pas possible car le branchement direct sur une pile pourrait rapidement d truire la DEL II faut planifier un peu plus exactement Importent la tension correcte la polarit correcte une r sistance ballast appropri e Ce n est pas difficile Essayez les circuits propos s pour vous familiariser la manipulation des DEL en toute s curit 2 1 DEL avec r sistance ballast Montez votre premier circuit lectrique avec une pile une DEL et une r sistance ballast Utili sez une DEL rouge et une pile de 9 V En employant la plus grande r sistance du kit d app
9. 5 2 R gulation de correspondance L alimentation lectrique d un transistor peut tre utilis e pour prolonger la dur e de d charge d un condensateur Le circuit selon figure 5 3 utilise un condensateur lectrolytique de 47 UF comme condensateur de charge Apr s une courte pression de l interrupteur il est charg et fournit alors pour longtemps le courant de base du circuit metteur rouge BC547 Fig 5 3 La mise hors tension retard e La dur e de d charge est consid rablement prolong e par la grande r sistance de base La constante de temps s l ve ici environ cinq secondes Apr s ce temps le courant de base suffit toujours pour une charge enti re du transistor 32 sn nn E HHHH TEE D HE HHH 2 A e Fig 5 4 La lumi re d une minute Dans la r alisation pratique du circuit suffit une courte pression de l interrupteur pour allumer la DEL Puis elle reste allum e pendant environ cinq secondes et s affaiblit alors de plus en plus Apr s environ une minute on peut toujours reconna tre une lumi re tr s faible Effectivement la DEL ne s teint pas compl tement m me apr s un long temps Le courant se diminue pourtant pour atteindre des valeurs tellement petites qu il n a plus d effet visible 5 3 Capteur de contact Les facteurs d amplification du courant de deux transistors peuvent tre multipli s si l on amplifie encore une fois le courant amplifi du premier transis
10. DEL rouge et la DEL verte et s allume avec 1 5 V ventuellement mais tr s faiblement Quel courant a t on pour quelle tension La r ponse cette question fournit la courbe caract ristique d un composant La figure 3 3 repr sente la courbe caract ristique mesur e des DEL rouge et verte dans un diagramme commun On reconnait qu il n y a de courant remarquable qu partir d une certaine tension minimale ou tension de seuil Lorsque la tension augmente le courant augmente galement de plus en plus raidement Les mesures ont t arr t es un courant de 20 mA juste encore autoris Cependant on peut facilement imaginer la suite des courbes caract ristiques Une tension l g rement lev e signifie un courant consid rablement plus lev qui peut facilement entra ner la destruction de la DEL 16 rouge vert 15 10 limA 0 500 1000 1500 2000 UimV Fig 3 3 Les courbes caract ristiques DEL Le diagramme indique clairement les diff rentes tensions de seuil des DEL rouge et verte Main tenant est clair pourquoi la DEL rouge s allume tout juste 1 5 V tandis que la verte ne s allume pas du tout Lors du dimensionnement des circuits DEL on utilise normalement des r sistances ballast servant r gler un courant de diode d fini Si on assume un courant de service normal de 20 mA il en r sultent les tensions selon le tableau 3 1 pour les diff rents types de DEL Tableau 3 1 Les tensions DEL typique
11. NOTICE D EMPLOI Version 07 09 CE Kit d apprentissage de l lectronique pour d butants N de commande 19 22 30 Le pr sent mode d emploi fait partie int grante du produit II comporte des directives importantes pour la mise en service et la manipulation de l appareil Tenir compte de ces remarques m me en cas de transfert du produit un tiers Conserver ce mode d emploi afin de pouvoir le consulter tout moment La table des mati res avec indication des pages correspondantes se trouve la page 2 ONRAD Table des mati res 1 Preparations nisunman Nan in nine 3 2 Premiers essais avec DEL nine aude martadne manne 9 2 1 DEL avec r sistance ballast de ne 9 22 o ens dUCOU INT As Mn me M A anna it De ar 11 2 3 Intensit s AE COUFANT 5 5 came Larmes cnrs a 12 2 4 Lampe de signalisation avec interrupteur 13 3 Technique de commutation DEL in 15 STES SOU dodo ariu sisaan Ne ESOR ENO ES 15 9 2 Montage EM SONE a saaran E E R 17 3 3 Peu d nergie beaucoup de lumi re 19 34 Montage em parallele ensina nssasianunemmnianasatone 20 Iode dE COEUR RS Ee T OA 22 3 6 Lampe HAS A den teen ne 23 4 Appareils de test ave DEL wisisiiiossaaini aaa ia 24 AT Testeurde Cablen pa dns 24 42 Heo euUr FEAU ienn aia n aa OIE E 25 4 3 Syst me d alarme 26 4A Testeur de DOlAN 25e rte te Aea 27 45 Testeur AR pies en dessein diner nest 28 4 6 DEL en tant que capteur de temp rature snnsnnnsesnsinsinsrnesrensrrsi
12. augment e volont et adapt e aux besoins les plus divers Le dimensionnement selon la figure 4 8 pose le seuil environ 9 V 9 V exact le diviseur de tension non charg indique une tension de 1 62 V donc juste un petit peu au dessus du seuil de la DEL rouge U Uges x R1 R1 R2 U 9 Vx 220 Q 1220 Q U 1 62 V Dans la pratique la DEL s allume tout jouste et tr s faiblement avec une tension de pile de 9 V D j lors d une chute l g re de la tension la DEL reste teinte Le contr le est donc trop strict car peu r aliste Si l on agrandit la r sistance partielle R1 330 Q l indicateur peut fournir une impression correcte de l tat de la pile 9 V la DEL s allume clairement 8 V et 7 V elle s al lume plus faiblement Ce n est qu partir de 6 V que la DEL s teint pour de vrai 28 H J _ LE 2 Fig 4 10 Le testeur de piles de 9 V 4 6 DEL en tant que capteur de temp rature Avec un courant identique la tension sur une DEI se modifie d env 2 mV par degr La d pendance de la temp rature de la courbe caract ristique peut tre utilis e pour comparer deux temp ratures Lorsque l on monte deux DEL en parall le selon la figure 4 11 la DEL plus chaude s allume plus clairement que celle plus froide Fig 4 11 Le comparaison de temp ratures entre deux DEL 29 Une diff rence de temp rature de 10 degr e est bien visible La chaleur de la main suffit d j pour ob
13. de jusqu plus de 5 A qui peuvent chauffer fortement les fils fins ou la pile m me Le courant de court circuit d une pile bloc charbon zinc s l ve en revanche dans la plupart des cas moins de 1 A Cela pourrait entrainer la destruction de quelques pi ces sensibles mais un risque de br lures ne se pose pas Le clip de la pile fourni est dot d un c ble de connexion avec toron flexible Les bouts des c bles sont d nud s et tam s Ils sont alors assez rigides pour pouvoir les introduire dans les contacts du panneau fiches Ils peuvent cependant perdre leur forme par une pose fr quente Il est donc recommand de laisser toujours branch s les raccords de la pile et de ne retirer que le clip de la pile Un l ment individuel de charbon zinc ou alcalin a une tension lectrique de 1 5 V Dans une pile plusieurs l ments sont coupl s en s rie Les symboles de connexion repr sentent ainsi le nombre d l ments dans une pile Pour les tensions lev es il est habituel d esquisser les l ments moyens par une ligne de traits als EE TT T 7 T 1 5Y 4 5 6 ATEN Fig 1 4 Les symboles de connexion pour les diff rentes piles Diodes luminescentes Le kit d apprentissage DEL contient deux DEL rouges ainsi qu une DEL verte et une DEL jaune Pour toutes les diodes luminescentes vous devez imp rativement respecter la polarit correcte Le p le n gatif est appell cathode et se trouve sur le fil de connexion plus court
14. dicateurs conomisent du courant et sont effectifs Les atouts d une DEL sont sa bonne luminosit m me faible courant et son seuil de tension qui peut tre utilis en tant que tension de r f rence 4 1 Testeur de c bles Lors de la v rification d appareils ou installations lectriques il est souvent n cessaire de con tr ler des liaisons individuelles L appareil de test suivant envoie un courant de contr le tra vers la conduite La DEL s allume lorsque la liaison fonctionne Ainsi vous pouvez chercher les mauvais contacts et les conduites interrompues Montez le contr leur de continuit sur la platine fiches et faites sortir deux fils longs en tant que c bles de contr le Fig 4 1 Contr le de continuit par DEL IRAN IRL E LR anRA Lots nsnrssssransnmex IRAN IR IR ILE IAE LZ nan RhnenuLaRaX e x LR RER Luna renses Fig 4 2 L appareil de test avec c bles de contr le 24 La DEL ne s allume pas seulement en cas d une pleine continuit mais aussi lorsque les con sommateur ferment le circuit lectrique par une certaine r sistance C est pourquoi vous pou vez par ex contr ler les ampoules De m me la r sistance en continu d un transformateur est assez petit pour allumer clairement la DEL En cas d un bloc secteur enficheable d fectueux c est dans la plupart des cas le fusible thermique interne qui est interrompu Entre les deux p les du connecteur secteur on n
15. e trouve plus de passage dans ce cas Contr lez galement d autres composants comme les DEL et les r sistances Les DEL indiquent un passage que dans un seul sens et s allument dans ce cas Les r sistances indiquent une luminosit plus fai ble en fonction de la valeur de r sistance 4 2 D tecteur d eau Le contr leur de continuit mentionn dans le paragraphe pr c dent peut tre utilis sans modification comme appareil de test pour mesurer la conductivit d eau ou d autres liquides Si l on plonge les fils dans de l eau pure la DEL s allume ventuellement tr s faiblement Si l on ajoute un peu de sel la conductivit augmente consid rablement Le m me effet peut tre obtenu par le jus d un citron ou d autres acides D s qu un courant passe des petites bulles de gaz se forment au niveau des fils Les r actions chimiques de l lectrolyse attaquent galement la surface des fils Pour effectuer des essais plus longs il est recommand d utiliser des lectrodes en charbon ou graphite qui ne sont pas dissolus Utiliser par ex des mines de crayon ou des b tons de charbon d une vieille pile Fig 4 3 L eau dans le circuit lectrique Outre les exp riments int ressants au sujet de la conductivit dans les liquides il y a aussi des applications pratiques Vous pouvez par ex r aliser des d tecteurs des fuites d eau ou des d tecteurs de pluie Le circuit convient de plus comme capteur d humidit pour les
16. hotocourant extr mement petit est amplifi par deux transistors jusqu ce que la deuxi me DEL s allume LEDK Fig 5 7 L amplification du courant inverse DEL 34 Dans l essai pratique la DEL droite est visiblement allum e m me lumi re ambiante normale Mettant la DEL de capteur par la main dans l ombre influence visiblement la luminosit de la DEL d indicateur Lrkan sa Ek msr e n PRE Lunssctbnnnnnnx ERTELTILITELET NANERASRRER NU sai on Fig 5 8 Le capteur de lumi re DEL 5 5 Luminosit constante Parfois on n cessite un courant constant aussi ind pendant que possible de toute variation de tension Une DEL s allumerait donc avec la m me luminosit m me si la pile pr sente d j une tension plus faible Le circuit selon fiture 5 9 repr sente un circuit simple de stabilisation Une DEL rouge l entr e stabilise la tension de base environ 1 6 V Comme la tension metteur de base s l ve toujours environ 0 6 V une tension d env 1 V est active au niveau de la r sis tance metteur La r sistance d termine donc le courant metteur Le courant de collecteur correspond preesque enti rement au courant metteur qui n est plus grand qu cause du tr s petit courant de base La DEL dans le circuit collecteur ne n cessite aucune r sistance ballast comme le courant DEL est r gul par le transistor Fig 5 9 Une source de courant stabilis e 35
17. i sons historiques tout comme les d signations Plus et Moins Le courant passe donc toujours du p le positif de la pile par le consommateur vers le p le n gatif de la pile Aujourd hui on sait que les lectrons de charge n gative se d placent de mani re exactement inverse dans les fils que l indiquent les fl ches dans la figure 2 6 En effet il y a aussi des porteurs de charge positive par exemple dans les liquides qui se d placent dans le sens du courant Egalement l int rieur de la DEL m me on trouve des porteurs de charge aussi bien n gative que positive 11 Fig 2 6 D finition du sens de courant 2 3 Intensit s de courant Utilisez maintenant au lieu de la r sistance de 1 KW une r sistance plus petite de 470 Q jaune violet marron La DEL s allume nettement plus clairement Cela indique le courant plus lev La r gle est Plus la r sistance est lev e plus le courant est petit Vous trouverez des calculs plus pr cis plus tard dans cette notice Fig 2 7 Plus de luminosit avec une r sistance ballast plus petite Etudiez la luminosit de toutes les DEL avec les r sistances de 1 kQ marron noir rouge 470 Q jaune violet marron et 330 Q orange orange marron Utilisez pourant aucune r sistance inf rieure 330 Q sinon un courant trop lev qui met en danger les DEL pourrait se former dans ce circuit avec une pile de 9 V 12 CR SE eneen nnEE rE N NENNE SENEE NENEINA
18. ins d nergie est convertit en chaleur inutile dans la r sistance ballast L objectif est alors de perdre aussi peu de tension que possible au niveau de la r sistance ballast La figure 3 6 indique un dimensionnement possible avec trois DEL de couleur rouge jaune et vert La tension de diode commune s l ve 1 8 V 2 1 V 2 2 V 6 1 V Au niveau de la r sistance ballast il reste une perte de tension de 2 9 V Pour 20 mA on n cessite alors une r sistance de 145 Q Mais ga lement avec 220 Q on obtient encore une bonne luminosit Au lieu de 20 mA il en r sulte un courant de 15 mA Ainsi on obtien galement avec une pile bloc de 9 V une dur e de service relativement longue jaune 2141Y rouge 168V an Fig 3 6 Le montage en s rie de trois DEL LL en nm vunn r e Luxe LL nn Fig 3 7 Toutes les couleurs dans une ligne 19 3 4 Montage en parall le Si on sohaite faire fonctionner deux ou plus de consommateurs sur une source de courant com mune il y a par principe deux possibilit s le montage en parall le et le montage en s rie Fig 3 8 Le montage en parall le et en s rie Si deux consommateurs sont mont s en s rie fig 3 8 droite ils sont parcourus par le m me courant Chaque consommateur n obtient cependant qu une part de la tension de la pile Ce circuit a t utilis dans le paragraphe pr c dent En cas d un montage en s rie de DEL c est
19. is repris reste stable jusqu ce qu il est modifi par un interrupteur Fig 5 14 La simple bascule lectronique Allumez la tension de service Vous constaterez que l une des deux DEL s allumera Il est pourtant impossible pr voir laquelle des deux sera allum e Dans la plupart des cas c est la diff rente amplification du courant des transistors qui d cide du c t vers lequel le circuit basculera Utilisez maintenant un fil de liaison avec lequel vous bloquez lun des deux transistors L tat repris sera maintenu apr s l enl vement du fil de liaison Les deux tats sont galement appel s mis Set S et remis Reset R d o vient galement la d signation bascule R S 38 5 8 Clignotant DEL Ici on construit une bascule lectrique qui bascule automatiquement Le circuit requiert tout comme la bascule R S deux transistors en circuit metteur La r troaction de la sortie vers len tr e passe par un condensateur qui se recharge et se d charge toujours 7 rouge N 47UF 1k Fig 5 15 Le multivibrateur La condition n cessaire pour un amor age assur du circuit est un point de fonctionnement cen tral sans r troaction Autrement le transistor de sortie est ou bien enti rement bloqu ou enti rement en charge Le circuit entier n aurait donc pas assez d amplification pour pouvoir produire des oscillations Une forte contre r action au niveau du premier transistor assure ici un point de fo
20. n aa aa ae aun au auh auh n aun aa ah a D a a a a Fig 1 2 Les lignes de contact internes L insertion de composants n cessite une d pense relativement lev e de force Les fils de conne xion peuvent donc facilement tre pli s Il est important que les fils sont introduits exactement par le dessus Utilisez cet effet une pincette ou une petite pince Un fil est saisir dans une distance minimale par rapport au panneau fiches et pousser verticalement en bas Ainsi vous pouvez galement introduire des fils de connexion sensibles comme les bouts tam s du clip de la pile Pour les essais vous n cessitez des pi ces de fil plus courtes et plus longues Vous devez les d couper du fil de connexion fourni avec le produit Pour d nuder les bouts de fil il s est av r pratique d entailler l isolation autour du fil par un couteau tranchant Pile L aper u suivant vous montre les composants dans leur vraie apparence ainsi que les symbo les de connexion comm on les utilise dans les plans lectriques Au lieu d une pile vous pouvez galement employer par ex un bloc secteur enficheable Fig 1 3 La pile et son symbole de connexion Vous ne devriez pas utiliser de pile alcaline ni d accumulateur mais des simples piles charbon zinc Certes une pile alcaline pr sente une dur e de vie plus lev e mais en cas de panne par ex lors d un court circuit elle fournit tout comme un accumulateur des courants tr s lev s
21. n de compenser sa luminosit plus faible Le sch ma lectrique indique les courants r els mesur s pour chaque DEL Au total l addition des courants r v lent une valeur de presque 30 mA Fig 3 9 Le montage en parall le de trois DEL Han i a 20 S sense Lun mener eee ere S o Fig 3 10 Une propre r sistance pour chaque DEL 21 3 5 Jeux de couleurs Construisez un circuit lectrique avec une pile de 9 V une DEL verte et une r sistance ballast de 1 KQ comme d j montr au chapitre 2 La DEL verte s allume comme pr vu Montez ensuite une DEL rouge en parall le la DEL verte donc cathode vers cathode et anode vers anode Maintenant la DEL rouge s allume tandis que la DEL verte s teint Cela est peut tre suprenant car un simple interrupteur ou contact suffit pour r aliser une fonction de commutation Fig 3 11 Le montage en parall le de diff rentes DEL sans n nt han nunSSnnnnnannnnnnnnnnx CRENRELEIELILILILE dd nn Rd nana nnn EN HE H Fig 3 12 Le commutation des couleurs par interrupteur La fonction du circuit s explique par les diff rentes courbes caract ristiques des deux DEL En couplage en parall le les deux DEL ont la m me tension Lors d une tension identique il y a consid rablement plus de courant parcourant la DEL rouge que la DEL verte En ajoutant la DEL rouge la tension commune est diminu e autant que presqu aucun courant ne pa
22. nNEEE E e e nenons n nannu Lan sennu s se esens ennn nn nazzsenannonona banarnanan LOL Eeee ennu AKnENEEE eane Luz nenne re e 3 n ser sun LR R Fig 2 8 La r sistance ballast de 470 Q Pour les DEL utilis es un courant permanent de 20 mA est admis Le tableau suivant indique que le courant r el d pend de la DEL utilis e et de la r sistance ballast Parfois le courant admis est d pass l g rement Pour une courte dur e cela ne pose aucun probl me Seule ment en cas d une surcharge prolong e les DEL vieillissent plus rapidement et perdent de leur luminosit Tableau 2 1 Le courant DEL lors d une tension de pile de 9 V DEL rouge DEL jaune DEL verte 330 Q 21 4 mA 21 1 mA 20 8 mA 470 Q 15 1 mA 14 9 mA 14 7 mA 2 4 Lampe de signalisation avec interrupteur Construisez un simple interrupteur avec du fil de connexion d nud comme indiqu dans la figure 2 9 En tat ouvert l interrupteur repr sente une interruption du circuit lectrique Si vous appuyez pourtant sur l interrupteur vous reliez deux contacts et fermez le circuit lectrique L lasticit du fil assure que cette liaison est coup e d s que vous rel chez l interrupteur La DEL dans le circuit lectrique ne s allume alors tant que vous maintenez enfonc l interrupteur 13 iL Fig 2 9 La construction d un interrupteur en fil Fig 2 10 Un circuit avec interrupteur Ce circuit peut tre u
23. nctionnement central La r troaction par un RC domine pourtant ce qui a finalement pour effet que le transistor de sortie est bloqu et mis enti rement en charge en alternance meai u a CE E a n n TEETER T Wesnnrnn TETTE ance Lnnnnanan Fig 5 16 Le clignotant DEL Montez le circuit d abord sans le condensateur de r action La DEL devait s allumer faiblement comme le transistor de sortie n est pas enti rement en charge Le condensateur int gr la DEL s allume compl tement et s teint compl tement en alternance Avec le condensateur de 47 uF la DEL clignote peu pr s une fois par seconde 39 CONRAD IM INTERNET http www conrad com Information l gales Ce mode d emploi est une publication de la soci t Conrad Electronic SE Klaus Conrad Str 1 D 92240 Hirschau www conrad com Tous droits r serv s y compris de traduction Toute reproduction quelle qu elle soit p ex photocopie microfilm saisie dans des installations de traitement de donn es n cessite une autorisation crite de l diteur Il est interdit de le r imprimer m me par extraits Ce mode d emploi correspond au niveau technique du moment de la mise sous presse Sous r serve de modifications techniques et de l quipement Copyright 2009 by Conrad Electronic SE 01_0709_ 01 AB
24. ocs secteur enficheable la polarit est souvent incertaine Un simple testeur avec deux DEL vous donne de la certitude Si une source de tension est branch e selon la figure 4 6 la DEL rouge s allume Lors d une polarit inverse la DEL verte s allume Fig 4 6 L indicateur du sens de courant Le testeur convient galement pour les tensions alternatives Dans ce cas les deux DEL s al lument Ainsi on obtient un appareil contr leur complet pour des petits blocs secteurs et trans formateurs jusqu 12 V s r e e r eee ere e enn PPPPEPE PE EEE meeen yanu ESAn EE poa aa a e m Wi swwew wwwx ET Fig 4 7 Le testeur du sens avec c bles de contr le 27 4 5 Testeur de piles Avec DEL vous pouvez construire de simples testeurs de piles qui permettent une valuation approximative de l tat des piles en aidant d terminer la tension Les circuits DEL pr sent s jusqu ici utilisent dans la plupart des cas une large plage de tensions et ne montrent que faibles modifications de luminosit lorsqu une pile est d j presque usag e Une exception est le bran chement direct d une DEL rouge un l ment de 1 5 V voir paragraphe 3 1 Comme 1 5 V sont juste au seuil diode la DEL ne s allume qu en pleine tension RT g 220 gt rouge Fig 4 8 Un testeur de piles pour 9 V Gr ce un diviseur de tension de deux r sistances la tension de seuil d un circuit DEL peut tre
25. pots de fleurs Lorsque l on enfonce les fils de contr le dans le terreau la DEL indique en s allumant le degr d humidit 25 4 3 Syst me d alarme Comme mesure de s curit contre le vol et le cambriolage on utilise les contacts actionn s m caniquement ou magn tiquement au niveau des portes et des fen tres Si quelq un ouvre par ex une fen tre une alarme doit tre mise Dans le cas le plus simple on peut poser un fil fin qui est d chir en cas d alarme Si quelqu un veut mettre l alarme hors fonction en coupant le fil l alarme retentira galement Boucle de courant Fig 4 4 La DEL court circuit e Dans le cas le plus simple la boucle de courant peut tre contr l e par une DEL La DEL devait tre teinte en tat de repos pour ne pas exiger trop d attention Ce n est que lorsque le fil est coup que la DEL doit s allumer La figure 4 4 montre le circuit Tant que le circuit lectrique de contr le est ferm le courant DEL est d vers car la DEL est court circuit e Hen ss oz moe lotar EENEN ERENEEHEEENENEJ LIRE RL RIRE LLLLZ RL RL RARE LLLAEX LL e L m Fig 4 5 La boucle d alarme Un inconv nient du circuit est qu il y a un courant permanent d env 9 mA m me sans alarme Une pile serait donc rapidement puis e On devrait donc utiliser un bloc secteur enficheable 26 4 4 Testeur de polarit Particuli rement avec les bl
26. rants passent ensemble par l metteur Comme l metteur se trouve ici au point de r f rence commun du circuit on appelle ce type de circuit galement circuit metteur D s que le circuit de base est ouvert il n y a plus aucun courant de charge non plus D cisif est que le courant de base est beaucoup plus petit que le courant de collecteur Le petit courant de base est donc amplifi jusqu devenir un courant de collecteur plus lev Dans le cas pr sent le facteur d amplification du courant est peu pr s 100 La r sistance de base est avec 100 KQ cent fois plus grande que la r sistance ballast dans le circuit principal Le transistor fonctionne dans ce circuit comme un interrupteur Entre collecteur et metteur il n y a qu une tr s faible chute de tension Le courant de collecteur est d j limit par le consommateur et ne peut plus augmenter Le courant de collecteur est satur le transistor donc enti rement en charge BC547 Fig 5 1 Un transistor NPN en circuit metteur 31 nuE ELLE Us e j HHHH ETEREREILEIEEE ET e TETEE EE E ELELER LI CL LR ILLES Fig 5 2 L amplification de courant Les DEL servent indiquer les courants La DEL rouge s allume clairement la DEL verte ne s allume gu re Uniquement dans une pi ce compl tement assombrie le courant de base peut tre reconnu par la DEL verte qui s allume faiblement La diff rence indique la grande amplifi cation du courant
27. ren tissage 1 KQ 1000 Q couleurs marron noir rouge vous jouez la carte de la s curit en ce qui concerne le courant DEL La figure 2 1 repr sente le montage du circuit dans un sch ma lectrique Fig 2 1 Le sch ma lectrique avec DEL et r sistance ballast Utilisez le panneau fiches pour le montage La ligne d alimentation sup rieure doit tre reli e au p le positif de la pile donc la connexion rouge du clip de la pile De mani re cor respndante la ligne inf rieure doit tre reli e la connexion noire du clip donc au p le n gatif de la pile Ainsi le montage ressemble au sch ma lectrique de sorte qu un contr le d erreur ne pose aucun probl me Pliez les fils de connexion des DEL et des r sistances de mani re ce qu ils puissent tre enfonc s dans les contacts Quelques fils de connexion ont t raccour cis afin de permettre une meilleure repr sentation sp cialement pour l installation d essai et les photos Pour vos exp riments vous devriez laisser les fils non raccourcis pour que les com posants peuvent toujours tre utilis s pour toutes sortes d essai Fig 2 2 Le montage sur la platine fiches Probablement l essai fonctionnera d embl e La DEL s allume clairement Sinon vous devez chercher l erreur Toute interruption un endroit quelconque du circuit lectrique vite tout cou rant Contr lez donc toutes les conduites et la position des composants sur la platine
28. ririnnrernrsrnrnrnrnrennnes 29 5 Circuits a transistors an ue nn nd ee 31 STAMPIAU Re RS A E 31 5 2 R gulation de correspondance 32 53 Capieur de contaci SR ne a E nec 39 5 4 DEL en tant que capteurs de lumi re VV 34 00 LUMINOSI CONS AMIE Sd Se eus 35 9 0 Capteur d MpD rAUr ut A Ne A Re ah 36 or Alumer eC lelqnelsssassnnemommamusmaadanique 37 DO CHOC AAUDEL upises eaaa a a 39 1 Pr parations Ce kit d apprentissage vous facilite le d but dans l lectronique D abord on aimerait vous pr senter les composants Panneau fiches Tous les essais sont mont s sur une platine exp rimentale de laboratoire Le panneau fiches disposant au total de 270 contacts dans un quadrillage de 2 54 mm assure les liaisons en toute s curit des circuits int gr s CI et des composants individuels LL RELAX LRRRRENARRENEERLRNNEREhREA EENE EKEN EENEN A Fig 1 1 Le champ exp rimental Dans sa partie centrale le panneau fiches a 230 contacts qui sont raccord s de fa on conductrice par des bandes verticales 5 contacts De plus 40 contacts aux bords compos s de deux bandes ressort de contact de 20 contacts chacune assurent l alimentation lectrique Le panneau fiches dispose ainsi de deux possibilit s d alimentation ind pendantes La figure 1 2 indique toutes les connexions internes Vous apercevrez les lignes de contact courtes au milieu et les lignes d alimentation longues au bord HEHE REHIN HE n a
29. s Couleur DEL Rouge 3 2 Montage en s rie Lors d une tension de pile assez grande de par ex 9 V vous pouvez monter deux ou plus de DEL en s rie Les tensions passants des diodes s aditionnent dans ce cas de sorte qu il y a moins de tension au niveau de la r sistance ballast Pour un courant de diode de 10 mA une DEL rouge et une DEL verte ont une tension de 1 9 V 2 2 V 4 1 V Au niveau de la r sis tance ballast il y a donc encore une tension de 9 V 4 1 V 4 9 V Pour obtenir effectivement un courant de 10 mA la r sistance doit tre calcul e de mani re correspondante 17 R U l R 4 9 V 10 mA R 490 Q Le calcul r sulte dans la plupart des cas en une valeur de r sistance qui se situe hors des valeurs norm es Utilisez dans ce cas la valeur norm e directement inf rieure dans ce cas 470 Q Dans ce cas le courant n augmente que l g rement Effectivement les rapports de tension ne se modi fient gu re en raison de la courbe caract ristique raide des diodes Fig 3 4 Le montage en s rie de DEL nOs suen sasta nn T TETTETETT T necesse enannnannnnn nana Tennnnnnnnanss CRRRRTRELILIL III ELL ZT CRRRRERIELIELILLILLIILILEE ss nssrannssn e n e ne tuEnAn esere mes Soon e Fig 3 5 DEL rouge et verte en s rie 18 3 3 Peu d nergie beaucoup de lumi re Souvant le montage en s rie de plusieurs DEL r sulte en un meilleur rendement car mo
30. sse par la DEL verte 22 3 6 Lampe flash Un condensateur accumule de l nergie lectrique Dans un flash d un appareil photo avec lampe flash Xenon on utilise par ex un condensateur lectrolytique de 100 uF qui est charg jusqu 400 V et peut ensuite d gager une grande nergie de huit watt secondes Fig 3 13 Une lampe flash DEL avec condensateur lectrolytique Une lumi re flash DEL doit tre construite de mani re plus modeste car la DEL ne peut pas g rer autant d nergie Chargez donc le condensateur lectrolytique de 47 UF avec une tension de 9 V En raison de la faible tension l nergie de flash s l ve uniquement 2 mWs Un tr s faible courant de charge suffit une r sistance de charge de 100 KQ est donc suffisant Apr s environ cinq secon des le condensateur lectrolytique est suffisamment charg Appuyez alors sur l interrupteur La DEL tinc le courtement et s teint presque compl tement ensuite Seule une tr s faible luminosi t restante est maintenue car le faible courant continue parcourir la r sistance de charge te LL LL E e Le LL RLLEA UKE T TTo asutti Lure CREER LL nn e En I 5 pe ne Tu TR Fig 3 14 La lampe flash 23 4 Appareils de test avec DEL Souvent ce sont les petits appareils non compliqu s qui nous facilitent le travail Les simples appareils de test avec DEL comme l ments in
31. tenir un effet reconnaissable fs nesa n Fig 4 12 Temp rature et luminosit identiques Lors d une diff rence de temp rature sup rieure 50 degr s la DEL plus froide est presque teinte L une des DEL peut tre chauff e par une flamme ou un fer souder Evitez pourtant le contact direct avec la flamme pour ne pas endommager le rev tement plastique Enroulez la connexion de la cathode de la DEL chauffer par un bout de fil A l extr mit du fil vous pouvez d sormais appliquer de mani re dos e la chaleur l aide d un briquet La connexion de la cathode convient tr s bien pour la transmission de la chaleur car elle m ne vers le support du cristal DEL et repr sente un bon contact thermique L anode par contre est reli e par un petit fil fin au cristal Fig 4 13 La transmission de chaleur par un fil 30 5 Circuits transistors Jusqu ici l utilisation de DEL et de r sistances suffisait pour tous les essais Cependant on trouve les DEL aussi dans les circuits lectroniques complexes avec transistors Les essais suivants fournissent d abord un court aper u de la fonction d un transistor 5 1 Amplification Le circuit selon figure 5 1 montre la fonction fondamentale du transistor NPN Il existe deux cir cuits lectrique Dans le circuit de commande il y a un petit courant de base tandis que dans le circuit principal il a y un courant de collecteur plus grande Les deux cou
32. tilis comme lampe de signalisation pour des fins diff rentes Par principe ce circuit peut galement tre utilis pour transmettre des messages complexes par code Morse Il faut admettre que l utilisation du code Morse n est plus d usage courant et pas aussi confortable que le courriel ou le t l phone Mais l utilisation du code Morse par des signes lumineux peut s av rer une forme de communication charmante Avec un peut d entra nement vous pouvez changer des informations sur une distance de jusqu 100 m tres sans qu un tiers ne le comprenne 14 3 Technique de commutation DEL Certes il est simple de monter un circuit donn avec les composants recommand s Mais qui souhaite ma triser la technique de commutation devait conna tre galement la th orie et pou voir par ex calculer lui m me les r sistances n cessaires dans un circuit lectrique Ce chapi tre vous fournit donc la th orie et les essais n cessaires Associez la th orie la pratique en calculant et testant vos propres circuits lectriques 3 1 Le seuil diode Compar une ampoule il para t d abord qu une DEL se comporte bizarrement Non seule ment le courant ne passe que dans un seul sens tandis qu une ampoule fonctionne sur une polarit quelconque mais aussi la tension de connexion en sens passant est tr s critique Une petite ampoule des donn es nominales 6 V 100 mA pr sente une tol rance lev e par rapport la tension de connexion
33. tor en tant que courant de base du deuxi me transistor Le circuit Darlington selon figure 5 5 relie les deux collecteurs de sorte qu on voit un l ment trois connexions qu on appelle galement transistor Darlington 10M Fig 5 5 Le circuit Darlington 33 Si l on assume un facteur d amplification de 300 pour chacun des transistors le circuit Darling ton a une amplification de 90000 Dans ce cas une r sistance de base de 10 MQ conduit d j assez pour allumer la DEL Dans l essai r el on peut utiliser un contact direct au lieu de la r sis tance imp dance extr me haute En raison de l amplification lev e il suffit d j un l ger contact par un doigt sec La r sistance de protection suppl mentaire dans l amen e de la pile prot ge les transistors au cas que les contacts directs devraient tre reli s directement par inadvertance Fig 5 6 Le capteur de contact 5 4 DEL en tant que capteurs de lumi re Normalement presqu aucun courant ne passe par une diode lorsqu elle est reli e une tension en sens inverse En fait on trouve cependant un tr s petit courant inverse de par ex quelques nanoamp res qui peut en g n ral tre n glig L amplification lev e du circuit Darlington per met pourtant des exp riments avec des courants extr mements petits Ainsi m me le courant inverse d une diode luminescente d pend par ex l clairage Une DEL est donc en m me temps une photodiode Le p
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