version enseignants

Séance 20 - Eclairage du Scooter d’Alice
Nom : .
Ce TP se place après le TP « étude d’un éclairage automatique »
Présentation à l’oral sans distribuer le texte ni matériel sur la table
Objectif : Créer un dispositif pour déclencher l’allumage automatique du phare d’un scooter
Cahier des charges : le phare doit s’éclairer automatiquement lorsqu’il fait nuit ou lorsque le pilote décide de le
faire fonctionner.
1. Etablir la liste du matériel qui est indispensable et représenter le schéma du circuit électrique



Un générateur (batterie 12V)
Lampe (phare)
Un interrupteur commandé par la luminosité (relais ou transistor) ou actionné par le pilote
+ Vcc = 12V
Pilote
ou
luminosité
2. Choix de l’interrupteur commandé
 Proposer un exemple d’interrupteur commandé par une tension
Rappel des résultats du TP précédent (ou découverte) du fonctionnement du transistor MOSFET canal N
+12V
+12V
drain
grille
source
5V
0V
3. Prévoir et réaliser le montage du circuit qui permet l’allumage du phare par le pilote
+
12V
5V
10kΩ
Les élèves constatent qu’il est obligatoire de placer une résistance de rappel pour bloquer le transistor
(la grille ne doit pas rester « en l’air » lorsque l’interrupteur est ouvert)
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4. Prévoir et réaliser le montage du circuit qui permet l’allumage automatique du phare dans
l’obscurité.
 Quel capteur connaissez-vous qui réagit à l’éclairement ?.... Photorésistance
 Rechercher son comportement dans l’obscurité et la lumière (ou reprendre les résultats du TP précédent)
Les élèves ne disposent que d’une photo résistance et doivent retrouver son fonctionnement :
Photorésistance éclairée RE ≈ 400Ω
Photorésistance dans l’obscurité RO ≈ 15kΩ
 Avec le capteur de luminosité comment créer une tension proche de 5V quand le capteur est dans
l’obscurité et proche de 0 volt quand le capteur est éclairé ?
Réaliser le montage et vérifier le fonctionnement
Les élèves doivent donner le schéma du pont diviseur de tension photorésistance en bas du pont
+
12V
3.3kΩ
5V
E
5. Commande de l’interrupteur (transistor) simultanément par le pilote et la lumière:
5.1 Découverte du circuit intégré à deux entrées et une sortie susceptible de remplir la fonction désirée
Précautions d’utilisation :
 n’alimenter les entrées qu’avec des tensions de 0v ou de 5V
 Brancher un voltmètre à la sortie(ne jamais alimenter la sortie avec du 5V)
 Pour fonctionner un CI doit-être alimenté en « 5V sur la patte » et « com 0 sur la patte 7 »
+5V
Entrée
Détrompeurs
Entrée
Sortie
Masse
COM
 Pour toutes les combinaisons possibles des tensions d’entrées, mesurer la tension de sortie
Donner les résultats sous forme d’un tableau qui indique la tension d’entrée et de sortie
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Résultats
E1
S1
E’1
Tension d’entrée
E1
0
0
5V
5V
Tension d’entrée
E’1
0
5V
0
5V
Tension de sortie
S1
5V
5V
5V
0
 Aller sous croc-clip, retrouver le fonctionnement du circuit étudié dans croc clip :
1- sélectionner les circuits suivants
2- puis le circuit suivant :
E1
E’1
S1
5V
5V
0
5V
0
5V
0
5V
5V
0
0
5V
But : permettre aux élèves de comprendre les branchements d’une seule porte pour après pouvoir les associer.
Les élèves doivent alimenter les entrées de la porte et placer un voltmètre en sortie.
E1
E’1
S
Si l’entée E1 correspond à l’ouverture et à la fermeture de l’interrupteur 1(conducteur)
Si l’entée E’1 correspond à l’ouverture et à la fermeture de l’interrupteur 2(luminosité)
5V
5V
5V
 Ce circuit peut-il être utilisé pour commander l’interrupteur du scooter ?
Réponse : non il va falloir autre chose et on dresse avec les élèves
« la table de vérité » avec 0V et 5V, de fonctionnement du montage
souhaité. (Fonction OU)
 Compléter le tableau ci contre pour le fonctionnement attendu
5V
0
5V
0
5V
5V
0
0
0
5.2 Rechercher comment on doit associer trois circuits intégrés identiques à celui étudié pour réaliser la
fonction souhaitée
Rappel : Le phare doit s’éclairer automatiquement lorsqu’il fait nuit ou lorsque le pilote décide de le faire
fonctionner
Les élèves doivent trouver à l’aide de croc clip la fonction OU à partir de 3 NAND
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6. Représenter puis réaliser le montage complet et vérifier son bon fonctionnement.
On donne le câblage du composant utilisé :
E3 E’3 S3 E4
E1
E’1
S1
E’4 S4
E2 E’2 S2
+
&
10kΩ
5V
12V
&
3.3kΩ
&
E
Remarque : Le montage ne fonctionne pas correctement sans résistance de rappel sur l’entrée de la première
porte NAND (celle du contact). Quand le contact est « en l’air » la porte réagit comme si le contact était
enclenché.
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