Projet d’electronique

analogique de

première année

Le circuit électrique utilise

le rayonnement infr

arouge pour contrer les

voleurs

NGUYEN Van Thien

TRUONG Van Thanh

TRAN Quang Toan

DANG Thanh Luan

HO Minh Hac

VAN Minh Huy

2014Instituts nationaux des sciences appliquées centre Val De Loire

Dans le cadre du programme de l’électronique analogique de l’INSA centre Val de Loire, nous avons

réalisé ce premier projet(Dans le second semestre).

L’objet de ce projet est d’apporter plus de concret aux etudes théoriques faites en cours et de bien comprendre les schemas de circuit électronique,les components que nous avons appris.

Le sujet du projet est “Le circuit électrique utilise le rayonnement infrarouge pour contrer les voleurs” et il est proposé par les professeurs. Le circuit comportait IC NE555 que nous avons étudié aux cours avec M.NGUYEN Tin Hien, qui est souvent utilisé pour la realisation des multivibrateur astable et monostable. Nous avons utilisé l’IC NE555 et l’IR Led pour ce projet.

Nous remercions M.NGUYEN Tu Ha, spécialement nos professeurs responsables M.NGUYEN Tin Hien et M.NGO Van Quang binh de leurs aides pendant la rélisation du projet.

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SOMMAIRE

I.Présentation.................................................................................................................................3

II.Recherche

II.1.Modéliation………………………………………………………………………………………………………………..4

II.2. IC NE555…………………………………………………………………………………………………………………….4

II.3 Le bipeur……………………………………………………………………………………………………………………5

II.4 L’Émetteur-récepteur………………………………………………………………………………………………..6

III.Accquisition du schéma de circuit.

II.1.Analyse du schema de circuit………………………………………………………………………………………6

II.2.La creation de la plaque……………………………………………………………………………………………..10

IV. Conclusion……………………………………………………………………………………………………………………………….12

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Présentation.

Le circuit étudie dans ce projet “ Le circuit électrique utilise le rayonnement infrarouge pour contrer les voleurs“ devra être câpble de:

-Émettre et recevoir le signal du rayonnement infrarouge.

-Si le recepteur ne recoit pas le signal, le bipeur sonne.

Composants utilisés:

-IC NE555.

-IR LED.

-IC TSOP1738.

-Résistances, condensateur.

-Bipeur.

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II.Recherches

II.1Modéliation:

Détecteur le le rayonnement infrarouge

L’émetteur

Le récepteur

II.2.IC NE555

Le NE555 (plus couramment nommé 555) est un circuit intégré utilisé pour la temporisation ou en mode multivibrateur.

Le NE555 contient 23 transistors,2 diodes et 16 résistances qui forment 4 éléments:

-deux amplificateurs opérationels de type comparateur.

-une porte logique de type inverseur.

-et une bascule SET-RESET.

Le NE555 peut fonctioner selon trois modes: monostable, astable ou bistable.

Brochage:

Le NE555 existe aussi en version double avec l’appellation NE556. La table suivante présentes sur la version simple dans un boitiers utilisent les mêmes noms de broches.

# Nom Description1 GND Masse.2 TRIG Gâchette armorce la temporisation- Détecte lorsque la tension est

inférieur à 1/3 de VCC.3 OUT Signal de sortie.4 RESET Remise à zéro, interruption de la temporisation.5 CONT Accès à la référence interne (2/3 de VCC).6 THRES Signal la fin de la temporisation lorsque la tension dépasse 2/3 de

VCC.7 DISCH Borne servant à décharger le condensateur de temporisation.8 VCC Tension d’alimentation, généralement entre 5 et 15V

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Principe de fonctionnement

On peut vỏi à partir du schéma bloc les différents composants du NE555 soit:

-2 comparateur(Jaune et rose pâle.

-3 résistances configurées en diviseur de tension. Les deux tensions respectivement de 1/3 et 2/3 de Vcc servent de références aux comparateur .

-1 bascule SET-RESET contrôlée par les comparateurs.

-1 inverseur.

-1 transistor pour décharge le condensateur de temporisation.

L'opération du 555 suit la logique de fonctionnement du schéma bloc présenté et peut prendre 4 états différents.

Le signal RESET est à un niveau bas : La bascule est remise à zéro, le transistor de décharge s'active et la sortie reste impérativement à un niveau bas. Aucune autre opération n'est possible.

Le signal TRIG est inférieur à 1/3 de VCC : la bascule est activée (SET) et la sortie est à un niveau haut, le transistor de décharge est désactivé.

Le signal THRES est supérieur à 2/3 de VCC : la bascule est remise à zéro (RESET) et la sortie est à un niveau bas, le transistor de décharge s'active.

Les signaux THRES et TRIG sont respectivement inférieurs à 2/3 de VCC et supérieurs à 1/3 de VCC : la bascule conserve son état précédent de même que pour la sortie et le transistor de décharge.

Ces états sont résumés dans le tableau suivant :

RESET TRIG THRES OUT DISCH0 X X 0 ACtif1 <1/3Vcc X 1 Inactif1 >1/3 Vcc >2/3Vcc 0 Actif1 >1/3 Vcc <2/3Vcc Valeur Précédente

II.3.Bipeur.

Un bipeur (en anglais beeper ou buzzer) est un élément électromécanique ou piézoélectrique qui produit

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un son caractéristique quand on lui applique une tension : le bip. Certains nécessitent une tension continue, d'autres nécessitent une tension alternative. Cette page recense les types de bipeurs les plus répandus.

II.4. L’Émetteur-récepteur(IC TSOP 1738)

Un émetteur-récepteur est un équipement électronique combinant un récepteur et un émetteur qui partagent des circuits communs. Les anglos-saxons parlent de « transceiver », contraction de « TRANSmitter » (« émetteur ») et de « reCEIVER » (« récepteur »). Ce mot est parfois francisé en « transcepteur ». Il est utilisé dans plusieurs contextes.

III.Acquisition du schéma de circuit.

Analyse du schema de circuit

1/ Récepteur

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L'utilisation du NE555 en configuration monostable permet de générer une impulsion d'une durée définie seulement à l'aide d'une résistance et d'un condensateur comme illustrée dans le schéma ci-contre. Une impulsion est engendrée suite à l'application d'un front descendant à l'entrée du circuit (TRIG), le graphique ci-dessous présente les formes d'ondes résultantes.

Immédiatement après l'application du front descendant la bascule interne est activée ainsi que la sortie. Du même coup, le transistor de décharge est désactivé permettant au condensateur C de se charger à travers la résistance R. La forme d'onde aux bornes du condensateur est celle d'un circuit de premier ordre RC face à un échelon de tension, c'est-à-dire une exponentielle croissante. Lorsque cette exponentielle atteint une valeur égale à deux tiers de la tension d'alimentation Vcc, la bascule interne est désactivée ramenant la sortie et le condensateur à zéro. La durée de l'impulsion Tw est donnée par la formule suivante:

On trouve également le schéma du 555 en monostable redéclenchable, qui est à l'identique excepté la pin 4 Reset reliée au trigger : à chaque impulsion d'entrée le timer est réinitialisé même si l'impulsion précédente n'est pas terminée.

Développement:

La courbe de charge du condensateur est donnée par la formule suivante, voir circuit RC :

Puisque la charge du condensateur commence à t=0, il suffit de résoudre l'équation précédente pour t :

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La durée de l'impulsion est égale au temps nécessaire pour que le condensateur atteigne le 2/3 de la valeur de Vcc donc :

Ce qui se simplifie à :

Forme d'onde du NE555 en configuration monostable:

Puisque R=10K, C=470µF donc:

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T=5.17(s).

Si le récepteur ne recoit pas de signal, le bipeur sonne pendant 5.17 second.

2/ Émetteur

La configuration astable permet d'utiliser le NE555 comme oscillateur. Deux résistances et un condensateur permettent de modifier la fréquence d'oscillations ainsi que le rapport cyclique. L'arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci-contre. Dans cette configuration, la bascule est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un train d'impulsion perpétuelle comme ci-dessous.

Une oscillation complète est effectuée lorsque le condensateur se charge jusqu'à 2/3 de Vcc et se décharge à 1/3 de Vcc. Lors de la charge, les résistances Ra et Rb sont en série avec le condensateur, mais la décharge s'effectue à travers de Rb seulement. C'est de cette façon que le rapport cyclique peut

être modifié. La fréquence d'oscillations ainsi que le rapport cyclique suivent les relations suivantes :

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Rappelons la formule développée dans la section précédente :

Puisque la durée du niveau haut est la période ou le condensateur se charge de 1/3 de Vcc jusqu'à 2/3 de Vcc nous avons :

En regroupant :

Donc :

Puisque la décharge ne se fait que par la résistance l'équation pour est :

À partir de ces deux équations, il est possible de déduire la fréquence ainsi que le rapport cyclique de la façon suivante :

Puisque R1=4.7K ,R2=10K etC=1.52nFdonc : f=38900Hz .

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En fait, nous regardons l’oscilloscope et calculons f=35000Hz. Mais le circuit travaille bien.

II.3La creation de la plaque:La création du circuit imprimé se fait à partir du logiciel d’Eagles. Sous les aides de M.Nguyen Tu Ha, nous avons tracé le circuit ci-dessous dans Eagles.

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Et:

Après avoir trouvé un schema de plaque cconvenable, nous avons commencé à faire le circuit final. La plaque finale vue de haut donne ceci:

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IV.Conclusion.

Nous avons accompli notre premier projet. Nous avons appris beaucoup de choses. Cela a été l’occasion pour nous de découvrir la conception de circuit électriques simples et général, de travailler en groupe, d’organiser nos tâches avec autonomie et d’adapter nos connaissances accquises lors de l’etude de quelques montages fondamentaux d’électronique analogique. Bien que ce projet était simple et fondamental, nous avons bien travaillé et nous espérions que dans les prochaines fois nous pourrions faire des circuits plus complexes et utilisables.

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