6ème exercice

Deux montages simples et pédagogiques

Si vous possédez déjà un fer à souder, vous pouvez commencer à monter sur les deux circuits imprimés que nous vous proposons tous les composants nécessaires afin de réaliser deux circuits électroniques simples mais intéressants, qui fonctionneront avec n’importe quel type de diodes.

Dans ces projets, nous avons utilisé un composant dont nous n’avons pas encore parlé, le circuit intégré. Nous étudierons en détail son fonctionnement dans une prochaine leçon.

Indicateur clignotant à deux diodes LED Kit LX.5001

Ce circuit est un tout petit indicateur qui allume alternativement une diode rouge et une diode verte à une vitesse variable que vous pourrez vous choisir.

Pour réaliser le schéma reporté en figure 131, il faut un circuit intégré appelé NE.555 (voir IC1), que nous utilisons comme générateur d’ondes carrées.

Sans trop rentrer dans des détails techniques, nous pouvons tout de même vous signaler qu’en tournant le trimmer R3 d’un extrême à l’autre, on obtient sur la broche de sortie 3 du circuit intégré une fréquence variable de 1 à 10 hertz (Hz).

Une onde carrée étant composée d’une demi-onde positive et d’une demi-onde négative, on retrouve sur la broche de sortie une tension qui passera alternativement de 9 volts à 0 volt.

Lorsque la tension sur la broche est de 9 volts, l’anode de la diode DL2 est alimentée et, par conséquent, elle s’allume. La diode DL1 ne peut pas s’allumer car la tension positive alimente la cathode.

Lorsque la tension, sur cette broche est de 0 volt, la diode DL2 s’éteint et la diode DL1 s’allume car vient alors s’appliquer la tension positive de 9 volts sur son anode.

Si on règle le trimmer R3 sur la fréquence de 1 Hz, les deux diodes clignoteront très lentement, tandis que sur la fréquence de 10 Hz, les diodes clignoteront très rapidement.

Pour alimenter ce circuit il faut une pile normale de 9 volts.

Passons maintenant à la réalisation pratique du circuit. Il est d’autant plus difficile de se tromper dans le montage de ce projet que vous trouverez, gravées sur le circuit imprimé LX.5001, toutes les références des différents composants à insérer (pour peu que vous fassiez l'acquisition du kit!).

Le premier composant à insérer est le support du circuit intégré IC1. Sur le côté opposé, c’est-à-dire sur les pistes de cuivre, soudez ensuite toutes les broches en faisant bien attention de ne pas créer de court-circuit par une grosse goutte de soudure qui mettrait en contact deux broches voisines.

Vous pouvez ensuite souder le trimmer R3 et toutes les résistances en prenant soin d’insérer les valeurs correctes après avoir contrôlé dans la liste des composants (voir figure 131), les valeurs ohmiques de R1, R2, R4 et R5.

Insérez alors les deux condensateurs polyester C1 et C3 d’abord, puis les électrolytiques C2 et C4, en respectant bien leur polarité. N’oubliez pas que la broche la plus longue est toujours le pôle positif.

Après les condensateurs, montez les deux diodes LED en dirigeant la broche la plus longue, l’anode, dans le trou de gauche, indiqué par la lettre A (voir figure 131). Cette fois-ci, contrairement aux autres composants déjà soudés, vous veillerez à ce que le corps des diodes reste à environ 1 cm du circuit imprimé.

Puis, après avoir soudé les broches des deux diodes, insérez le circuit intégré NE.555 dans son support, en dirigeant son encoche-détrompeur vers le condensateur polyester C1 (voir figure 131).

Soudez en dernier les deux fils du connecteur de la pile d’alimentation, le rouge dans le trou marqué «+» et le noir, dans le trou marqué «–».

Vous pouvez maintenant relier la pile de 9 volts et ainsi permettre aux diodes de clignoter.

Pour faire varier la vitesse à laquelle elles clignotent, il suffit de régler, avec un petit tournevis, le curseur du trimmer R3.

Un indicateur crépusculaire Kit LX.5002

Ce second circuit est un simple indicateur crépusculaire qui provoque l'allumage de la diode LED DL2 lorsqu'il y a de la lumière et celui de la diode LED DL1 quand il fait nuit.

Ce type de montage est généralement utilisé pour allumer de façon automatique les éclairages à la tombée de la nuit et les éteindre dès les premières lueurs du jour.

Le circuit que nous vous présentons ne possède pas cette fonction, car il ne dispose pas de relais de commande ni de l'électronique nécessaire à son fonctionnement. Vous n’assisterez donc qu’à l’allumage de la diode DL1 dans l’obscurité et à l’allumage de la diode DL2 à la lumière.

Le trimmer R2 vous permet de régler la sensibilité du circuit à l’obscurité.

Vous pouvez ainsi faire s’allumer la diode DL1 à la nuit tombée ou bien alors dès les premières heures du soir.

Pour essayer ce circuit, il ne vous sera pas nécessaire d’attendre la nuit, mais il vous suffira de couvrir la photorésistance avec votre main ou à l’aide d’un tissu ne laissant pas passer la lumière.

Comme nous l’avons déjà vu dans la 2ème leçon, les photorésistances changent de valeur ohmique en fonction de la lumière qu’elles reçoivent.

Dans l’obscurité, leur valeur ohmique tourne autour d’un mégohm, tandis qu’en pleine lumière, elle descend aux environs de 100 Ω.

Dans ce schéma (voir figure 133), nous utilisons à nouveau le circuit intégré NE.555, déjà utilisé dans le précédent circuit de la figure 131, non pas pour générer des ondes carrées, mais tout simplement pour comparer une tension.

Pour faire fonctionner le NE.555 comme un comparateur plutôt que comme un oscillateur, il suffit de relier ses broches différemment.

En comparant les deux schémas, vous remarquerez quelques petites différences du deuxième par rapport au premier:
- la broche 7 n’est pas utilisée,
- la broche 6 est reliée au positif de l’alimentation grâce à la résistance R3, tandis que dans le schéma précédent, la broche 6 était reliée à la broche 2, 
- la photorésistance FR1 est reliée entre la broche 2 et la masse.

Quand la broche 2 reçoit une tension inférieure à 1/3 des 9 volts de l’alimentation, cela revient à dire qu’elle ne dépasse pas les 3 volts. Sur la broche de sortie 3 de IC1, on trouve une tension de 9 volts qui alimente l’anode de la diode LED DL2 qui, par conséquent, s’allume.

La première diode LED DL1 ne peut pas s’allumer car la tension positive arrive sur la cathode.

Quand la tension sur la broche 2 dépasse le 1/3 des 9 volts de l’alimentation, cela signifie qu’elle est supérieure à 3 volts. La tension sur la broche de sortie 3 est de 0 volt.

Par conséquent, la diode LED DL2 s’éteint et la diode LED DL1 s’allume car c’est sur son anode que se présente la tension positive de 9 volts.

Maintenant que vous savez que pour allumer l’une des diodes il faut faire varier la tension sur la broche 2 de 3 volts, en plus ou en moins, vous comprendrez aisément la fonction du trimmer R2.

En le réglant sur sa résistance maximale, il suffira, pour diminuer la tension sur la broche 2, de masquer légèrement la photorésistance.

En le réglant sur sa résistance minimale, il faudra beaucoup de lumière pour abaisser la tension.

Passons maintenant à la réalisation pratique du circuit. Si vous choisissez la solution du kit, vous trouverez également sur le circuit LX.5002 une sérigraphie avec les symboles de tous les composants à insérer.

Le premier composant que vous devez mettre en place est le support pour le circuit intégré IC1, dont les broches doivent être soudées sur le côté opposé, c’est-à-dire sur les parties en cuivre.

Vous pouvez ensuite insérer le trimmer R2 et toutes les résistances, en tenant bien compte des indications concernant la valeur ohmique, n’hésitez pas au besoin à vous reporter à la liste des composants (voir figure 133).

Une fois les résistances soudées, insérez les deux condensateurs polyester C1 et C2 et l’électrolytique C3, en respectant la polarité positive et négative.

Soudez dans les trous indiqués par le sigle FR1, les deux pattes de la photorésistance, puis montez les deux diodes LED en plaçant l’anode dans le trou à gauche, indiqué par la lettre A (voir figure 133).

Le corps des deux diodes doit être maintenu à environ 1 cm du circuit imprimé.

Après avoir soudé les pattes des diodes, insérez le circuit intégré NE.555 à sa place, sans oublier de tenir compte de son encoche-détrompeur en U, qui devra être tournée vers le condensateur polyester C1 (voir figure 133).

Pour finir, soudez les fils du connecteur de la pile, en insérant le rouge dans le trou marqué d’un «+» et le noir dans celui marqué d’un «–».

Vous pouvez à présent installer la pile de 9 volts et voir s’allumer immédiatement la diode LED DL2.

Si vous couvrez la photorésistance avec un tissu foncé, vous verrez s’éteindre la diode DL2 et s’allumer la diode DL1.

En faisant l’essai de nuit, vous constaterez qu’en passant d’une pièce éclairée à une autre obscure, on remarque le même phénomène.

Pour varier la sensibilité à la lumière, il suffira de régler le curseur du trimmer R2 à l’aide d’un tournevis.

Les diodes