Conrad 192230 Operation Manual [fr]

Kit d’apprentissage de l’électronique pour débutants

N° de commande 19 22 30

Version 07/09

N O T I C E D ’ E M P L O I

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l'équipement.

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5.8 Clignotant DEL

Ici on construit une bascule électrique qui bascule automatiquement. Le circuit requiert tout comme la bascule R-S deux transistors en circuit émetteur. La rétroaction de la sortie vers l’entrée passe par un condensateur qui se recharge et se décharge toujours.

La condition nécessaire pour un amorçage assuré du circuit est un point de fonctionnement central sans rétroaction. Autrement, le transistor de sortie est ou bien entièrement bloqué ou entièrement en charge. Le circuit entier n’aurait donc pas assez d’amplification pour pouvoir produire des oscillations. Une forte contre-réaction au niveau du premier transistor assure ici un point de fonctionnement central. La rétroaction par un RC domine pourtant ce qui a finalement pour effet que le transistor de sortie est bloqué et mis entièrement en charge en alternance.

Montez le circuit d’abord sans le condensateur de réaction. La DEL devait s’allumer faiblement comme le transistor de sortie n’est pas entièrement en charge. Le condensateur intégré, la DEL s’allume complètement et s’éteint complètement en alternance. Avec le condensateur de 47 µF, la DEL clignote à peu près une fois par seconde.

Fig. 5.15 : Le multivibrateur

Fig. 5.16 : Le clignotant DEL

rouge

Table des matières

1 Préparations ........................................................................................................................3

2 Premiers essais avec DEL ..................................................................................................9

2.1 DEL avec résistance ballast ............................................................................................9

2.2 Sens du courant ............................................................................................................11

2.3 Intensités de courant ....................................................................................................12

2.4 Lampe de signalisation avec interrupteur......................................................................13

3 Technique de commutation DEL......................................................................................15

3.1 Le seuil diode ................................................................................................................15

3.2 Montage en série ..........................................................................................................1

3.3 Peu d’énergie - beaucoup de lumière............................................................................19

3.4 Montage en parallèle ....................................................................................................20

3.5 Jeux de couleurs............................................................................................................22

3.6 Lampe flash ..................................................................................................................23

4 Appareils de test avec DEL ..............................................................................................24

4.1 Testeur de câbles ..........................................................................................................24

4.2 Détecteur d’eau ............................................................................................................25

4.3 Système d’alarme..........................................................................................................2

4.4 Testeur de polarité ........................................................................................................27

4.5 Testeur de piles ............................................................................................................28

4.6 DEL en tant que capteur de température ......................................................................29

5 Circuits à transistors ........................................................................................................31

5.1 Amplification ..................................................................................................................31

5.2 Régulation de correspondance......................................................................................32

5.3 Capteur de contact ........................................................................................................3

5.4 DEL en tant que capteurs de lumière ............................................................................34

5.5 Luminosité constante ....................................................................................................35

5.6 Capteur de température ................................................................................................36

5.7 Allumer et éteigner ........................................................................................................37

5.8 Clignotant DEL ..............................................................................................................39

1 Préparations

Ce kit d’apprentissage vous facilite le début dans l’électronique. D’abord on aimerait vous présenter les composants.

Panneau à fiches

Tous les essais sont montés sur une platine expérimentale de laboratoire. Le panneau à fiches disposant au total de 270 contacts dans un quadrillage de 2,54 mm assure les liaisons en toute sécurité des circuits intégrés (CI) et des composants individuels.

Dans sa partie centrale, le panneau à fiches a 230 contacts qui sont raccordés de façon conductrice par des bandes verticales à 5 contacts. De plus, 40 contacts aux bords, composés de deux bandes à ressort de contact de 20 contacts chacune, assurent l’alimentation électrique. Le panneau à fiches dispose ainsi de deux possibilités d’alimentation indépendantes. 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.

Fig. 1.1 : Le champ expérimental

Fig. 1.2: Les lignes de contact internes

Le circuit bascule dans l’un des deux états possibles : Si le transistor à droite conduit, celui à gauche est bloqué et vice versa. Le transistor conducteur a une tension de collecteur plus faible et éteint ainsi le courant de base de l’autre transistor. C’est pourquoi un état une fois repris reste stable jusqu’à ce qu’il est modifié par un interrupteur.

Allumez la tension de service. Vous constaterez que l’une des deux DEL s’allumera. Il est pourtant impossible à prévoir laquelle des deux sera allumée. Dans la plupart des cas, c’est la différente amplification du courant des transistors qui décide du côté vers lequel le circuit basculera.

Utilisez maintenant un fil de liaison avec lequel vous bloquez l’un des deux transistors. L’état repris sera maintenu après l’enlèvement du fil de liaison. Les deux états sont également appelés mis (Set, S) et remis (Reset, R), d’où vient également la désignation bascule-R-S.

Fig. 5.14 : La simple bascule électronique

La condition pour obtenir des données de transistor identiques est difficile à remplir dans la pratique. Le circuit est utilisé notamment dans les circuits intégrés où de nombreux transistors sur un chip présentent les mêmes données. La température identique des deux transistors est également importante car la courbe caractéristique de transmission se modifie en fonction de la température.

Dans la pratique, le miroir de courant peut très bien être utilisé en tant que capteur de température. Touchez l’un des transistors par le doigt. Le chauffage qui en résulte modifie le courant de sortie et sera visible dans une modification de luminosité de la DEL. En fonction du transistor que vous touchez vous pouvez augmenter ou diminuer la luminosité légèrement.

5.7 Allumer et éteigner

Un circuit avec deux états stables est appelé bascule électronique. Une DEL est ou bien allumée ou bien éteinte, mais jamais demi-allumée. La figure 5.13 montre le circuit typique d’une simple bascule électronique.

Fig. 5.12 : Le transistor en tant que capteur de température

Fig. 5.13 : Une bascule électronique bistable

vert

rouge

L’insertion de composants nécessite une dépense relativement élevée de force. Les fils de connexion peuvent donc facilement être pliés. Il est important que les fils sont introduits exactement par le dessus. Utilisez à cet effet une pincette ou une petite pince. Un fil est à saisir dans une distance minimale par rapport au panneau à fiches et à pousser verticalement en bas. Ainsi vous pouvez également introduire des fils de connexion sensibles comme les bouts étamés du clip de la pile.

Pour les essais, vous nécessitez des pièces de fil plus courtes et plus longues. Vous devez les découper du fil de connexion fourni avec le produit. Pour dénuder les bouts de fil il s’est avéré pratique d’entailler l’isolation autour du fil par un couteau tranchant.

Pile

L’aperçu suivant vous montre les composants dans leur vraie apparence ainsi que les symboles de connexion comm on les utilise dans les plans électriques. Au lieu d’une pile vous pouvez également employer par ex. un bloc secteur enficheable.

Vous ne devriez pas utiliser de pile alcaline ni d’accumulateur mais des simples piles charbon-zinc. Certes, une pile alcaline présente une durée de vie plus élevée, mais en cas de panne, par ex. lors d’un court-circuit, elle fournit, tout comme un accumulateur, des courants très élevés de jusqu’à plus de 5 A, qui peuvent chauffer fortement les fils fins ou la pile même. Le courant de court-circuit d’une pile bloc charbon-zinc s’élève en revanche dans la plupart des cas à moins de 1 A. Cela pourrait entraîner la destruction de quelques pièces sensibles, mais un risque de brûlures ne se pose pas.

Le clip de la pile fourni est doté d’un câble de connexion avec toron flexible. Les bouts des câbles sont dénudés et étamés. Ils sont alors assez rigides pour pouvoir les introduire dans les contacts du panneau à fiches. Ils peuvent cependant perdre leur forme par une pose fréquente. Il est donc recommandé de laisser toujours branchés les raccords de la pile et de ne retirer que le clip de la pile.

Fig. 1.3: La pile et son symbole de connexion

Un élément individuel de charbon-zinc ou alcalin a une tension électrique de 1,5 V. Dans une pile, plusieurs éléments sont couplés en série. Les symboles de connexion représentent ainsi le nombre d’éléments dans une pile. Pour les tensions élevées il est habituel d’esquisser les éléments moyens par une ligne de traits.

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 impérativement respecter la polarité correcte. Le pôle négatif est appellé cathode et se trouve sur le fil de connexion plus court. Le pôle positif est appellé anode. A l’intérieur de la DEL vous apercevrez un support en forme de calice pour le cristal DEL qui se trouve près de la cathode. L’anode est reliée par un petit fil extrêmement fin à un contact sur la face supérieure du cristal. Attention ! Contrairement aux ampoules, les DEL ne doivent jamais être connectées directement à une pile. Une résistance ballast est toujours nécessaire.

Fig. 1.4: Les symboles de connexion pour les différentes piles

Fig. 1.5: La diode luminescente

- Cathode

+ Anode

DEL

Vérifiez les résultats par une pile neuve et une pile très usagée. Dès qu’une certaine tension restante existe, la DEL reste allumée avec presque la même luminosité.

5.6 Capteur de température

Le circuit selon figure 5.11 représente ce que l’on appelle un miroir de courant. Le courant passant par le résistance de 1 kΩ se reflète dans les deux transistors et réapparaît dans presque le même niveau en tant que courant de collecteur du transistor à droite. Comme dans le transistor à gauche la base et l’émetteur sont interconnectés, une tension d’émetteur de base se règle automatiquement qui mène vers le courant de collecteur donné. Théorétiquement, le deuxième transistor avec exactement les mêmes données et la même tension d’émetteur de base devrait alors indiquer le même courant de collecteur. Dans la pratique il y a cependant presque toujours de légères différences.

Fig. 5.10 : Stabiliser la luminosité DEL

Fig. 5.11 : Le miroir de courant

rouge

Dans l’essai pratique, la DEL droite est visiblement allumée, même à lumière ambiante normale. Mettant la DEL de capteur par la main dans l’ombre influence visiblement la luminosité de la DEL d’indicateur.

5.5 Luminosité constante

Parfois on nécessite un courant constant aussi indépendant que possible de toute variation de tension. Une DEL s’allumerait donc avec la même luminosité même si la pile présente déjà une tension plus faible. Le circuit selon fiture 5.9 représente un circuit simple de stabilisation. Une DEL rouge à l’entrée stabilise la tension de base à environ 1,6 V. Comme la tension émetteur de base s’élève toujours à environ 0,6 V, une tension d’env. 1 V est active au niveau de la résistance émetteur. La résistance détermine donc le courant émetteur. Le courant de collecteur correspond preesque entièrement au courant émetteur qui n’est plus grand qu’à cause du très petit courant de base. La DEL dans le circuit collecteur ne nécessite aucune résistance ballast comme le courant DEL est régulé par le transistor.

Fig. 5.8 : Le capteur de lumière DEL

Fig. 5.9 : Une source de courant stabilisée

vert

Les résistances

Les résistances dans le kit d’apprentissage sont des résistances à couche de carbone à tolérances de ±5 %. Le matériau de résistance est appliqué sur une support en céramique et revêté par une couche de protection. L’inscription se fait sous forme de bagues colorées. Outre la valeur de résistance, la classe de précision est également indiquée.

Les résistances avec une tolérance de ±5 % existent dans les valeurs de la série E24, chaque décade contenant 24 valeurs avec une distance a peu près régulière par rapport aux valeurs voisines.

Tableau 1.1 : Les résistances selon la série normée E24

1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6

1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0

3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1

5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1

Le code de couleurs est lu à partir de la bague la plus proche du bord de la résistance. Les deux premières bagues représentent deux chiffres, la troisième bague représente un multiplicateur de la résistance en ohms. Une quatrième bague indique la tolérance.

Fig. 1.6: Une résistance

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