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P r o g r a m m e
P a r t i e
F110268#1
1 1 0 . 2 6 8
" I n t r o d u c t i o n
à
l ʼ é l e c t r o n i q u e "
6 :
CONTENU
:
Détecteur dʼhumidité
Détecteur de contact
Minuterie
Détecteur de lumière
Détecteur de chaleur
Une fois terminées, les maquettes de construction
d'OPITEC ne sauraient être considérées comme des jou-
ets au sens commercial du terme. Ce sont, en fait, des
moyens didactiques propres à accompagner un travail
pédagogique. Ce kit de construction ne doit être con-
struit et utilisé par les enfants et les jeunes adolescents
QUE sous la direction et la surveillance d'adultes expéri-
mentés. Ne convient pas aux enfants de moins de 36
mois. Risque d'étouffement!
d ʼ é t u d e
D é t e c t e u r s
REMARQUE
1
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Manuels Connexes pour Opitec 110.268
Sommaire des Matières pour Opitec 110.268
- Page 1 Détecteur de chaleur REMARQUE Une fois terminées, les maquettes de construction d'OPITEC ne sauraient être considérées comme des jou- ets au sens commercial du terme. Ce sont, en fait, des moyens didactiques propres à accompagner un travail pédagogique. Ce kit de construction ne doit être con- struit et utilisé...
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Page 2: Liste Des Pieces
LISTE DES PIECES: 1 résistance 1.8 kOhm 1 résistance 6.8 kOhm 1 thermistor 4.7 kOhm 1 résistance 2.2 kOhm REMARQUE 1 potentiomètre 10 kOhm Pour des raisons techniques, il peut 1 photorésistance arriver que la languette de contact ê 2 transistors BC 548 lʼintérieur de la douille dépasse un 1 ampoule 3.8V/0.07A peu. Il faut donc, avant de visser la 1 condensateur 1000 µF lampe dans la douille, la repousser vers le bas ê lʼaide dʼun tournevis 1 support (ou tout autre outil). 1 languette de bronze souple 50 mm 1 plaque de contre-plaqué 80x80 mm 1 0 punaises 2 cordons avec chacun une pince crocodile 1 fil de câblage 0,5 m QUʼEST-CE QUʼUN DETECTEUR ? Un détecteur - ou capteur - détecte certaines valeurs physiques comme la lumière, la chaleur, la conductibili-... - Page 3 DETECTEUR DʼHUMIDITE Recommandations pour le montage : Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Les fils branchés aux contacts 1 et 2 servent de détecteur dʼhumidité (eau normale ou acide). Les deux fils ne doivent dans ce cas pas être éloignés de plus de 1cm lʼun de lʼautre. Transistor BC 548 (ou équivalent) Sur le montage, la partie plate du boîtier est à gauche. Résistance 1.8 kOhm (marron, gris, rouge) environ 10 mm COMMENT FONCTIONNE LE MONTAGE Lorsquʼon branche la pile (jusquʼà 6V), il existe entre les deux fils du détecteur une tension dʼenviron 0.8V. La chute de tension est provoquée par la résistance de base. Lorsquʼon met en contact les deux fils détecteur, on débloque le transistor et la lampe sʼallume. Mais nous voudrions que ce montage nous serve à détecter lʼhumidité. Lorsquʼon plonge le détecteur dans lʼeau (normale ou acide), les fils étant distants dʼau plus 1cm, un faible courant circule dʼun fil à lʼautre à tra- vers lʼeau. Le courant de base débloque alors le transistor et la lampe sʼallume. Comme ce courant est plus faible que dans le cas dʼun contact entre les deux fils, la lampe brille moins fort. Sans la résistance de base, la lampe pourrait briller plus, mais dans ce cas le transistor ne serait pas protégé dʼun contact accidentel des deux fils, et serait détruit. La résistance de base est donc une résistance de pro- tection. En utilisant un montage Darlington (cf interrupteur sensitif), la sensibilité du détecteur est grandement aug- mentée.
- Page 4 COMMENT FONCTIONNE LE MONTAGE Lorsqu ʻon branche la pile (jusqu ʻà 6V), il existe entre les deux fils du détecteur une tension dʼenviron 0,8 V. La chute de tension est provoquée par la résistance de base. Lorsquʼon met en contact les deux fils du détec- teur, on débloque le transistor et la lampe sʼallume. Mais nous voudrions que ce montage nous serve à détecter lʼhumidité. Lorsquʼon plonge le détecteur dans de lʼeau (normale ou acide), les fils étant distants dʼau plus 1 cm, un faible courant circule dʼun fil à lʼautre à tra- vers lʼeau. Le courant de base débloque alors le transistor et la lampe sʼallume. Comme ce courant est plus faible que dans le cas dʼun contact entre les deux fils, la lampe brille moins fort. Sans la résistance de base, la lampe pourrait briller plus, mais dans ce cas le transistor ne serait pas protégé dʼun contact accidentel des deux fils, et serait détruit. La résistance de base est donc une résistance de pro- tection. En utilisant un montage Darlington ( cf interupteur sensifif ), la sensibilité du détecteur est grandement aug- mentée. DETECTEUR DʼHUMIDITE AMELIORE Recommandations pour le montage : Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Faire attention au branchement du transistor ! Ce montage permet de détecter deux états différents, en associant simplement deux fois le montage précé- dent. On peut par exemple détecter deux niveaux différents de remplissage. La deuxième ampoule nʼest pas livrée dans le kit. Remarques sur tous les montages de ce fascicule : Dans tous les montages on peut remplacer lʼampoule par un relais (N° de commande 214046). On peut ainsi connecter dʼautres circuits. Il faut cependant brancher en parallèle au relais une diode universelle pour protéger le transistor contre les perturbations de retour lors du bloquage. F110268#1...
- Page 5 DETECTEUR DE CONTACT TOUCHEZ: Rien nʼarrête les électrons! Recommandations pour le montage: Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Les punaises 1 et 2 servent de contacts sensitifs: elles doivent être éecartés dʼenviron 1 cm. Transistor BC 548 (ou équivalent) Sur le montage, la partie plate du boîtier est à gauche. Résistance R1 = 1.8 kOhm (marron, gris, rouge) Résistance R2 = 6.8 kOhm (bleu, gris, rouge) COMMENT FONCTIONNE LE MONTAGE Dans ce montage, il suffit de toucher les contacts 1 et 2 avec le doigt pour que la lampe sʼallume. La résistance du doigt sec est si grande, quʼil ne laisse passer quʼun courant très faible. Pour amplifier ce courant, le montage précédent du détecteur dʼhumidité ne suffira pas.
- Page 6 CIRCUIT ELECTRIQUE T1 et T2 transistors BC 548 R 1 = 1,8 KOhm R 2 = 6,8 KOhm APPLICATIONS TECHNIQUES DU MONTAGE Ce type dʼinterrupteur, quʼil suffit dʼeffleurer du doigt, existe sur de nombreux appareils électriques. Sur une télévision, par exemple, où il suffit de toucher légèrement le bouton pour changer de programme, ou encore sur les télécommandes. Ces interrupteurs sont aussi particulièrement intéressants sur des appareils utilisés par des handicapés. Bref lʼinterrupteur sensitif est utile partout où lʼon désire commander un appareil électrique avec un maximum de confort. LʼINTERRUPTEUR A MINUTERIE Recommandations pour le montage : Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Faire attention au branchement du transistor et du condensateur ! Pour réaliser lʼinterrupteur, on se servira de la languette de bronze souple. Une extrémité sera soudée sur une punaise et lʼautre extrémité sera située au-dessus dʼune deuxième punaise, sans la toucher. Pour fermer lʼinterrupteur, il suffira dʼabaisser la languette. Elle se relèvera dʼelle-même, coupant le contact.
- Page 7 COMMENT FONCTIONNE LE MONTAGE Après avoir branché la pile (jusquʼà 6 V), lʼampoule est éteinte. Lorsquʼon ferme lʼinterrupteur, un courant cir- cule dans la base du transistor, et lʼampoule sʼallume. Dans le même temps, le condensateur se charge dʼun seul coup. Lorsquʼon relève lʼinterrupteur, la lampe continue de briller. POURQUOI ? Le condensateur chargé se décharge maintenant à travers la résistance vers la base du transistor. Le courant de décharge sʼaffaiblit progressivement, la lampe brile de plus en plus faiblement, jusquʼà ce que le transistor bloque, et la lampe sʼéteint. La durée de décharge du condensateur dépend de sa capacité ainsi que de la valeur de la résistance. Une capacité plus grande permet dʼallonger la durée dʼallumage, alors quʼune résistance plus petite la diminue, car le condensateur peut se décharger plus rapidement. SCHEMA ELECTRIQUE Taster T = Transistor BC 548 R = Résistance 1.8 kOhm C = Condensateur 1000µF APPLICATIONS TECHNIQUES DU MONTAGE De telles minuteries sont utilisées lorsquʼon a besoin de durées régulières. Par exemple pour rythmer une lampe clignotante, pour allumer une lampe pendant un certain temps (éclaira- ge dʼescalier), programmer une machine à laver, rythmer les transferts dʼinformations dans un ordinateur, mi- nuter des jeux électroniques, etc...
- Page 8 En branchant un potentiomètre en parallèle avec le condensateur, tu peux régler la durée dʼallumage. On peut régler assez précisément le moment où la lampe sʼéteint..avec potentiomètre LE DETECTEUR DE LUMIERE A lʼombre, les électrons ne passent plus ! Recommandations pour le montage : Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Faites attention au branchement du transistor ! Nʼintervertis pas les deux résistances ! Manipule la photorésistance avec précaution car elle est fragile ! Résistance R1 = 1.8 kOhm (marron, gris, rouge) Résistance R2 = 2.2 kOhm (rouge, gris, rouge) LDR est lʼabréviation pour: Light Depended Resistor Résistance dépendant de la lumière Une telle photorésistance a une faible résistance à la lumière, et une forte rési-...
- Page 9 COMMENT FONTIONNE LE MONTAGE Montage en détecteur de lumière : Lorsquʼon branche la pile (jusquʼà 6V), la lampe sʼallume. Pourquoi ? La photorésistance a une faible résistance à la lumière. Le potentiel à la base du transistor est donc suffisant pour quʼil se débloque. La résistance R2 limite le courant de base et protège le transistor. La résistance R1 li- mite le courant dans la photorésistance : en effet, à forte lumière, elle pourrait court-circuiter la pile. Montage en détecteur dʼobscurité : Lorsquʼon branche la pile (jusquʼà 6V), la lampe ne brille pas. Pourquoi ? A la lumière, la photorésistance est faible. Le potentiel à la base du transistor est alors négatif, ce qui bloque le transistor. Si la photorésistance est à lʼobscurité, la photorésistance est élevée, et le potentiel de base est positif. Un courant circule alors à travers R2, qui déclenche le transistor, et la lampe sʼallume. Détecteur de lumière Détecteur dʼobscurité R1 = 1,8 kOhm R2 = 2,2 kOhm APPLICATIONS TECHNIQUES DU MONTAGE Lʼutilisation la plus connue est sûrement la barrière lumineuse des magasins. La barrière commande lʼouverture de la porte.
- Page 10 LE DETECTEUR DE CHALEUR Recommandations pour le montage : Fixer dʼabord les punaises dans le contre-plaqué comme indiqué sur le schéma. Les composants sont ensui- te soudés sur les punaises (cf dessin). Faire attention au branchement du transistor ! Faire attention à la polarité du transistor ! Le branchement du potentiomètre est visible sur le dessin. Résistance 1.8 kOhm (marron, gris, rouge) Thermistor 4.7 kOhm Potentiomètre 10 kOhm COMMENT FONCTIONNE LE MONTAGE Lorsquʼon branche la pile (jusquʼà 6 V), lʼampoule ne brille pas. Pourquoi ? Le thermistor a une résistance faible lorsquʼil est chaud, et une résistance élevée lorsquʼil est froid. La chaleur de la main suffit à réchauffer le thermistor pour le rendre conducteur. Ne jamais porter une flamme au contact du thermistor il pourrait être irrémédiablement détruit. Les sources de chaleur peuvent être: lʼeau chaude, lʼair chaud, ou le métal chaud si le contact avec le thermistor est bon. Lorsquʼon réchauffe le thermistor, il devient donc conducteur, et le courant circule à travers le potentiomètre vers le bas du transistor. Il se débloque et la lampe sʼallume. La résistance R2 empêche le court-circuitage de la pile. Le potentiomètre permet de régler la sensibilité du montage. En échangeant la résistance R2 et le thermistor, la lampe sʼallume lorsque le thermistor nʼest PAS échauf- fé. Quand il sʼéchauffe, le courant circule à travers R2 et le thermistor, mais pas dans la base du transi- stor. Celui-ci bloque, et la lampe sʼéteint.
- Page 11 SCHEMA ELECTRIQUE R1 = Potentiomètre 10 kOhm R2 = Résistance 1.8 kOhm R3 = Thermistor APPLICATIONS TECHNIQUES DU MONTAGE Les thermistors sont utilisés quand on veut déclencher des appareils à certaines températures. Par exemple pour préserver certains appareils de la surchauffe, le thermistor peut déclencher une ventilation. Dans une machine à laver, le thermistor coupe le chauffage lorsque lʼeau a atteint la température préréglée avec un potentiomètre. Le thermistor peut aussi servir comme indicateur de niveau, par exemple lors du remplissage des cuves de fioul. Le fioul est en effet plus froid que lʼair, et le thermistor arrête le remplissage lorsque le liquide lʼatteint. Les thermistors servent aussi au contrôle de la température du chauffage central. Tu peux utiliser le montage comme thermostat: Il peut déclencher un ventilateur quand il fait trop chaud dans une chambre. Tu peux aussi dissimuler le thermistor à un certain niveau dans une bougie. Lorsque la flamme atteint ce ni- veau, le ventilateur la souffle. En plongeant le thermistor dans un liquide buvable (thé, café), lʼallumage de la lampe peut indiquer que la température adéquate est atteinte. F110268#1...