CONNAITRE LES COMPOSANTS ELECTRONIQUES SIMPLES AFIN DE REALISER DES PROTOTYPES I ) LES SOURCES D’ENERGIE ELECTRIQUE Les batteries Les piles La batterie est une réserve d’énergie électrique pour faire fonctionner les capteurs et actionneurs L’avantage de la batterie par rapport a la majorité des piles, c’est quelle est rechargeable. La batterie Lipo ( Lithium polymer ) Cette batterie très populaire est utilisée pour beaucoup d’appareils électroniques, téléphones, tablettes, téléphones portables, petits robots … Les batteries des véhicules électriques sont aussi basées sur le Lithium. Remarque : les batteries de téléphones et autres appareils mobiles qui étaient auparavant en lithium ion sont progressivement remplacés par des batteries lithium polymer. L’avantage c’est que les batteries lithium polymer sont plus légères et peuvent avoir n’importe quelle forme. Par contre en cas de dysfonctionnement d’un appareil, les batteries peuvent prendre feu, c’est pour cela que les batteries Lithium polymer sont interdites dans les soutes des avions. Informations chniques II ) LES ORGANES DE COMMANDES Ce sont eux qui permettent d’ouvrir ou fermer un circuit électrique ou électronique. Les interrupteurs Les boutons poussoirs Les interrupteurs font partie des organes de commande d’un circuit électrique ou électronique. ( Électrique pour la puissance, électronique pour la commande ). Ci-contre vous pouvez remarquer qu’il y a des interrupteurs à 2 pattes et des interrupteurs inverseurs à 3 pattes ( en langage scientifique on parle plutôt de pôles au lieu de pattes qui sont réservées aux animaux ) On comprend mieux avec les symboles L’interrupteur va couper ou fermer un circuit, l’inverseur va diriger l’électricité vers un circuit plutôt qu’un autre. Mais vous pouvez utiliser seulement 2 pattes sur 3 d’un inverseur et vous avez la fonction interrupteur. La technologie et l’économie Les fabricants propose à la vente beaucoup plus de modèles interrupteurs inverseurs à 3 pattes que de simple interrupteurs. Les clients ont besoin plus souvent d’interrupteurs que d’inverseurs. C’est étrange ? dans le domaine des organes de commande, les entreprises n’essayent pas de s’adapter aux besoins des clients ? Une petite patte supplémentaire, c’est pas cher, presque rien comme coût de fabrication supplémentaire. L’inverseur n’est pas plus gros que l’interrupteur, la taille est identique. Par contre fabriquer par exemple 10000 interrupteurs et 2500 inverseurs c’est plus cher que fabriquer 12500 interrupteurs, d’autant que les interrupteurs à glissière sont plus compliqués à fabriquer avec 2 pattes qu’avec 3. Alors pour le même prix autant avoir un organe de commande qui fasse les 2 fonctions. Les boutons poussoirs peuvent ressembler de l’extérieur à des interrupteurs. Comment les différencier ? et bien en appuyant dessus !! Si lorsque vous cessez d’appuyer sur le bouton, le circuit électrique se rouvre tout seul, c’est que vous avez appuyé sur un bouton poussoir, on a besoin que l’appareil se mette en route au moment ou on appuis sur le bouton et pas de manière permanente. Ce n’est pas représenté dans le symbole mais le contact électrique se rouvre tout seul lorsque l’on n’appui plus grâce à un ressort. Observer le petit bouton poussoir à 4 pattes entouré en rouge, celui ci est très utilisé, il est en dessous des boutons de beaucoup de télécommande, de sonnettes, de touches de clavier … Un seul bouton active 2 contacts, mais libre a vous d’utiliser 1 seul contact donc 2 pattes, de toute façon un petit bouton poussoir à 1 contacts ou 2 contacts à la vente, c’est le même prix. LES CONTACTS DE POSITION ( BOUTON POUSSOIR INVERSEUR ) Il s’agit aussi de boutons poussoirs, mais ce sont les parties mécaniques des machines qui appuient dessus. (barrière de parking ouverte, barrière de parking fermée, porte machine à laver fermé ou restée ouverte … ). Voila pourquoi on les appelle des contacts de position, ils informent une partie commande de la position d’une partie mécanique. Ils ont généralement 3 pattes car c’est important pour la partie traitement de l’information d’avoir l’information bouton appuyé mais aussi bouton non appuyé. Symboles position normalement fermée ou position normalement ouverte Il existe des boutons poussoirs en position normalement ouverte ( NO comme Normally Open ) Par exemple la sonnette, le mixeur pour la soupe, normalement le circuit n’est pas fermé, il se ferme seulement quand on appui dessus. Les boutons poussoirs en position normalement fermée ( NO comme Normally Close ) comme par exemple le bouton poussoir qui va détecter que la porte de la voiture n’est pas bien fermée, que la porte du réfrigérateur n’est pas refermé correctement. Dans ce cas le circuit se ferme quand on appuis plus dessus. Le bouton poussoir inverseur à une broche (c’est la même chose que un pole ou une patte) donnant l’information normalement ouvert, une broche donnant l’information normalement fermé et la troisième est commune pour envoyer l’information ( COM ) III ) LES COMPOSANTS ELECTRONIQUE DE SIGNALISATION, INFORMATION Les diodes électroluminescentes Les diodes électroluminescentes RVB Les buzzers Cette petite luciole s’appelle une D.E.L comme diode électroluminescente ou L.E.D en Anglais ( Light Emitting Diode) Elle n’est pas fragile, consomme très peu, à une longue durée de vie et elle est recyclable. Voila pourquoi on en trouve partout, bien sûr pour la signalisation mais aussi maintenant pour éclairer. Petite histoire de la DEL : Je suis le courant électrique positif (+) et je pars rencontrer mon opposé le courant négatif (-), nous avons rendez-vous dans la diode (LED). En nous rencontrant dans la diode nous nous choquons, et de notre rencontre naît la lumière. Grande histoire de la LED : la branchez à l’envers, elle ne s’allume pas. 1927 : Premier brevet de ce qui sera appelé plus tard la diode électroluminescente 1962 : Création de la première LED rouge Attention !! La LED à un sens de branchement, si vous 1970 : Cette décennie Pour savoir dans quel sens la brancher il faut utiliser des moyens mémotechniques. Par exemple : ma patte – appelée Cathode correspond à la partie plate vue de dessus et au trait de mon symbole, c’est ma patte la plus courte. marque les premières mon autre patte + l’anode c’est la plus longue utilisations domestiques (ex : témoins lumineux rouges et verts des équipements électroménagers) 1990 : Création et développement de la LED Bleue qui va permettre de nouvelles applications majeures (ex : éclairage, écrans TV et ordinateurs) 2014 : Le prix Nobel de physique décerné à trois chercheurs pour leurs travaux sur les LED bleues Les D.E.L destinées à donner des indications, informer les utilisateurs (voyants lumineux) Les D.E.L d’éclairage Donner différentes informations à un utilisateur avec une simple D.E.L Il existe des D.E.L à 4 pattes, ce sont les DEL RVB (Rouge, Vert, Bleu) En fin de compte ce sont 3 DEL de trois couleurs regroupés dans un seul composant électronique IV ) LA RESISTANCE ET SA FAMILLE La résistance La résistance variable ou potentiomètre La photorésistance La thermistance La résistance est un composant électronique qui peut s’opposer plus ou moins au passage du courant électrique. Plus la résistance est élevée, plus l’intensité qui parcourt le circuit électrique est faible Plus la résistance est faible, plus le courant électrique peut passer facilement et plus il est élevé. La résistance au passage du courant électrique se mesure en Ohm. C’est un hommage au physicien allemand Georg Simon Ohm (1784-1854) qui a étudié la relation entre la tension, le courant et la résistance. Le nom du composant électronique qui permet de résister au passage de l’électricité s’appelle résistance ou résistor Les couleurs sur le ventre de la résistance représente un code, chaque combinaison de couleur correspond à une valeur de résistance. Première utilisation : L’influence de la résistance sur la quantité de courant pouvant traverser est mise à profit dans de nombreux appareils électriques et électronique pour modifier l’intensité du courant. Elles permettent de protéger les autres parties du circuit qui ne supportent pas des intensités trop élevées Deuxième utilisation : La résistance parcourue par un courant électrique chauffe ( créer plus ou moins de chaleur en fonction de l’intensité ) C’est ce qu’on appelle l’effet joule. Par définition l’effet joule est la transformation de l’énergie électrique reçue par la résistance en énergie thermique. Ce phénomène peut être gênant et non souhaité dans certains cas mais il peut être mis à profit pour produire de la chaleur. On trouve ainsi des résistances dans les fours électriques, les radiateurs électriques, les sèches cheveux, les fers à repasser etc. Le préfixe « photo » vient du grec ancien et signifie « lumière« La photorésistance est donc une résistance dont la valeur varie avec la lumière. La variation de la résistance à cause de la lumière fait varier la tension en volt dans le circuit, la variation de volt mesurée permet d’en déduire la quantité de lumière. Utilisations possible de la photorésistance : donner l’information « la nuit tombe » pour le système d’éclairage automatique des lampadaires publics. donner l’information « quel est la luminosité ambiante » afin que le smartphone adapte l’éclairage de son écran pour une meilleure lisibilité. Le suffixe thermo vient du grec ancien et signifie « chaleur« La thermistance est donc une résistance dont la valeur varie avec la chaleur. La variation de la résistance à cause de la chaleur fait varier la tension en volt dans le circuit, la variation de volt mesurée permet d’en déduire la thempérature. Utilisations possible de la thermistance : donner l’information « température élevée anormale » afin de déclencher une alarme incendie donner l’information « il fait suffisamment chaud » pour stopper la chaudière du système de chauffage. avertir l’ordinateur de bord d’une voiture ou d’un avion qu’avec la température basse détecté il y a un risque de gel ou givrage. V ) ACTION !!! ÇA TOURNE Tout ce qui permet avec de l’énergie électrique d’obtenir un mouvement de rotation Le moteur à courant continu Le servo moteur VI ) DIFFERENTS CAPTEURS Le capteur à ultrasons Capteur de mouvements infrarouge Gyroscope
