Etude et réalisation d'un émetteur à infrarouge

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Universite de Batna Faculte de Technologie De'partement de Genie electrique Filiere : Electronique Memoire

Presente en vue de robtention du diplome de Licence en Electronique

OPTION
Communication

THEME

Etude et realisation d'un Emetteur a Infrarouge

(E.IR)

Dirige par Realisee par

Pr. FORTAKI Tarek BEDRA Randa

BARKAT Lamia

Dédicace

Je dédie ce modeste travail :

A celle qui m'a soutenue tout le long de mes études, celle qui m'a poussé vers le chemin du savoir, celle qui représente pour moi l'exemple du sacrifice, du dévouement et de l'honnêteté :

Ma tendre mère

A celui qui m'a été une épaule sur laquelle je me suis tant appuyée durant toutes ces années de mes études :

Mon père

A mes chères soeurs .

A mes chères frères .

A tous mes amis(es) et à toute la promotion 2010- 2011.

iz Remerciement ~

. Nous tenons à exprimer toute notre reconnaissance à toutes les personnes qui ont contribués de loin ou de près au bon déroulement de notre projet.

. En particulier, nous adressons nos vifs remerciements à notre encadreur : Monsieur FORTAKI Tarek pour nous avoir permis de bénéficier de son aide consistante, de ses conseils judicieux, de ses connaissances intéressantes dans la matière et de la confiance qu'il nous a témoignée.

o Nous remercions le responsable de notre spécialité, Monsieur: BENATIA Djamel.

. Nous nous en voudrions à cette occasion d'exprimer notre gratitude à tous nos enseignants qui ont contribué par leur collaboration, disponibilité et sympathie à notre formation.

. Nous voudrions aussi faire savoir à mes amis, que même sans être des spécialistes de notre sujet, ils ont fournis par leur soutien sans faille et leur amitié, une contribution importante à la finalisation de ce travail.

. Nous remercions chaleureusement nos parents et toutes nos familles (merci pour vos encouragements permanents et vos confiances).

. merci pour tout, cette réussite c'est aussi la votre.

Sommaire

1er CHAPITRE

Ginéral~tés sur l~s composants util~ses

Introduction générale .2

I.1. Introduction 3

1.2 Les résistances 3

I.3. Les condensateurs 4

I.4. Les transformateurs 5

I.4.1. Construction 5

I.4.2. Fonctionnement du transformateur monophasé 5

I.5. Les diodes 7

I.5.1. Les diodes électroluminescente LED 7

I.5.2. Les photodiodes 8

I.6. Le circuit intégré NE555 9

2ème CHAPITRE

Etude thiorique

II.1. Introduction 11

II.2. Schéma synoptique 11

II.3. l'alimentation 11

11.4. Multivibrateurs Astable 12

11.4.1. Définition 12

11.4.2. fonctionnement d'un astable NE555 13

11.3.3. calcul de fréquence du signal de sortie 14

11.4.4. Utilisations pratiques du NE555 15

3ème CHAPITRE

cEtuee pratique

III.1. Introduction 17

III.2. Etage émetteur 17

III.2.1. Schéma électrique 17

III.2.2. Fonctionnement 18

III.2.2. Fonctionnement 18

III.3. Les signaux obtenus par les essais pratiques 18

III.3.1. Signal d'alimentation 18

III.3.2. Signal délivré par DS1 19

III.3.3. Signal aux bornes du condensateur C1 19

III.3.4. Signal à la sortie du timer NE555 19

III.4. réalisation du circuit imprimé 20

Conclusion générale .22

Bibliographie

Introduction générale Emetteur IR

~ntroc(uction genera(

Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une

longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-

ondes.

Le nom signifie « en deçà du rouge » (du latin infra : « plus bas »), car l'infrarouge est

une onde électromagnétique de fréquence inférieure à celle de la lumière rouge (et donc de longueur d'onde supérieure à celle du rouge qui va de 500 à 780 nm). La longueur d'onde de

l'infrarouge est comprise entre 780 nm et 1000000 nm (ou encore entre 0.78 JIm à 1000 jim).

L'infrarouge est subdivisé en IR proche (PIR : de 0.78 jim à 1.4 jim), IR moyen (MIR :

de 1,4 à 3 jim) et IR lointain (de 3 jim à 1000 pm). Cette classification n'est cependant pas universelle : les frontières varient d'un domaine de compétence à l'autre sans que l'on ne puisse donner raison à qui que ce soit. Le découpage peut être lié à la longueur d'onde (ou à la fréquence) des émetteurs, des récepteurs (détecteurs), ou encore aux bandes de transmission

atmosphérique.

L'infrarouge est associé à la chaleur car, à température ambiante ordinaire, les objets émettent spontanément des radiations dans le domaine infrarouge ; la relation est modélisée par la loi du rayonnement du corps noir dite aussi loi de Planck. La longueur d'onde du maximum d'émission d'un corps noir porté à une température absolue T (en kelvin) est donnée par la relation 0.002898/T connue sous le nom de loi du déplacement de Wien. Cela signifie qu'à température ambiante ordinaire (T aux environs de 300 K), le maximum d'émission se situe aux alentours de 10 jim, la plage concernée étant 8-13 jim. Placé à la surface terrestre, un télescope observant dans cette gamme de longueur d'onde serait donc aveuglé par le fond thermique émis par les objets environnants, c'est pourquoi on envoie les télescopes infrarouges dans l'espace. Cette association entre l'infrarouge et la chaleur n'est cependant due

qu'à la gamme de température observée à la surface de la Terre.

Il est parfaitement possible de générer un rayonnement infrarouge qui ne soit pas thermique, c'est-à-dire dont le spectre ne soit pas celui du corps noir ; par exemple, les diodes électroluminescentes utilisées dans les télécommandes « n'émettent pas de chaleur ».

Table des matières

I.1. Introduction 3

1.2 Les résistances 3

I.3. Les condensateurs 4

I.4. Les transformateurs 5

I.4.1. Construction 5

I.4.2. Fonctionnement du transformateur monophasé 5

I.5. Les diodes 7

I.5.1. Les diodes électroluminescente LED 7

I.5.2. Les photodiodes 8

I.6. Le circuit intégré NE555 9

C-fAPITRE 1

Général~tés sur l~s composants util~sés

I.1. Introduction

Tout d'abord il est nécessaire de définir les composants à la conception et à la réalisation des montages électroniques; Ainsi que les principes et les caractéristiques technologiques, mais aussi des indications sur les éléments utilisés.

un composant est dit passif quand il ne permet pas d'augmenter la puissance d'un signal (occasionnellement, il s'agit même de diminuer la puissance, fréquemment par effet Joule) : résistance, condensateur, bobine, filtre passif, transformateur, diode, mais aussi les assemblages de ces composants. Une autre définition d'un composant dit «passif» est qu'il obéit à la loi d'Ohm généralisée.

Dans la totalité des connexions internes le courant et la tension sont de signe inverse. Convention récepteur.

1.2 Les résistances

La résistance est un composant passif qui conduit le courant avec un effet résistif. Elle n'a pas de polarité, son unité de mesure électrique est l'ohm et Son symbole est la lettre grecque oméga(?).

Un ohm correspond à la résistance que rencontrent les électrons en passant à travers une colonne de mercure haute de 1 mètre et 63 millimètres, d'un poids de 14.4521 grammes et à une température de 0 degré. Outre sa valeur ohmique, la résistance a un autre paramètre très important : la puissance maximale en watts qu'elle est capable de dissiper sans être déduite.

La valeur d'une résistance est inscrite sur le composant, elle normalisée selon sa la taille. Elle peut être inscrite en code clair, code de couleur ou code chiffrés. Qu'il porte aussi sa tolérance qu'il peut aller jusqu'à 5 ou 10%.

Une résistance placée en série dans un circuit provoque toujours une chute de tension car elle freine le passage des électrons.

La tension U à ses bornes est proportionnelle au courant I qui le traverse (loi d'Ohm) : U = R I Sur les schémas, les résistances sont représentées par leur symbole normalisé (figure 1.2) ou souvent par un autre symbole (figure. I.3).

Figure. I.1 Figure. I.2 Figure. I.3 Figure. I.4

I.3. Les condensateurs

Un condensateur est formé de deux armatures métalliques séparées par un isolant, le diélectrique. Quand on applique une tension continue entre les bornes du condensateur (qui sont reliées aux armatures), des charges + et - vont s'accumuler les unes en face des autres de chaque côté de l'isolant. On dit que le condensateur s'est chargé.

Si ensuite on ôte la source de tension et que l'on connecte le condensateur sur une résistance, les charges vont s'écouler jusqu'à leur annulation. Le condensateur se décharge.

Il faut bien remarquer qu'aucun courant ne traverse le condensateur (à cause de l'isolant), mais qu'un certain courant circule dans le reste du circuit pendant une durée assez brève lors des charges et des décharges. On dit qu'il s'agit d'un régime de fonctionnement transitoire.

Lorsqu'un condensateur est chargé, il conserve l'électricité accumulée jusqu'à une décharge : le condensateur a une certaine mémoire.

La quantité de charge Q emmagasinée sous une tension U donnée dépend du condensateur employé. Pour un composant choisi, la quantité de charge est proportionnelle à la tension appliquée à ses bornes. On écrit : Q = C U .

Figure. I.5

I.4. Les transformateurs

Un transformateur électrique est un convertisseur permettant de modifier les valeurs de tension et d'intensité du courant délivrées par une source d'énergie électrique alternative, en un système de tension et de courant de valeurs différentes, mais de même fréquence et de même forme. Il effectue cette transformation avec un excellent rendement.

I.4.1. Construction

Un transformateur est constitué de deux enroulements placés sur le même noyau magnétique fermé (figure. I.6).

I.4.2. Fonctionnement du transformateur monophasé

Transformateur parfait ou idéal :

C'est un transformateur virtuel sans aucune perte. Il est utilisé pour modéliser les transformateurs réels. Ces derniers sont considérés comme une association d'un transformateur parfait et de diverses impédances.

Dans le cas où toutes les pertes et les fuites de flux sont négligées, le rapport du nombre de spires primaires sur le nombre de spires secondaires détermine totalement le rapport de transformation du transformateur.

Comme on néglige les pertes, la puissance est transmise intégralement, c'est pourquoi l'intensité du courant dans le secondaire sera dans le rapport inverse soit près de 19 fois plus importante que celle circulant dans le primaire.

De l'égalité des puissances apparentes : , soit : on tire :

Figure. I.6.Transformateur monophasé idéal

Un composant actif est un composant électronique qui permet d'augmenter la puissance d'un signal (tension, courant, ou les deux).

La puissance supplémentaire est récupérée au travers d'une alimentation. On peut citer en majorité des semi-conducteurs, on y classe : transistor, circuit intégré.

Il existe le plus souvent une connexion électrique interne entre deux limites du composant où le courant et la tension sont de même signe (orientés dans le même sens sur le schéma).convention générateur.

I.5. Les diodes

Les diodes se présentent comme de petits cylindres en plastique ou en verre, et ont deux sorties appelées cathode et anode. La bague, généralement noire ou blanche, présente sur une des extrémités de leur corps, indique la position de la cathode. (Figure. I.7).

La diode est le composant à semi-conducteur le plus simple .elle peut devient conductrice lorsque le pole positif d'une tension continue est raccordé à son anode. Elle ne conduit pas si le pole positif est relié à sa cathode. Les diodes sont utilisées en électronique pour redresser une tension alternative, c'est-à-dire pour prélever de celle-ci les demi_ alternance positives ou négatives seulement.

Si on applique une tension alternative sur l'anode d'une diode, on retrouvera sur sa cathode les demis -alternances positives seulement.

A l'inverse, si la même tension alternative sur l'anode de la diode, on ne retrouvera due des demi- alternance négatives sur son anode.

Figure. I.7.

I.5.1. Les diodes électroluminescente LED

Les diodes LED sont représentées sur les schémas électriques avec le symbole indiqué sur la Figure. I.8.Elles peuvent être comparées à des ampoules miniatures, équipées de deux sorties dont l'une est la cathode et l'autre l'anode.

Les diodes LED peuvent diffuser une lumière rouge, jaune ou verte et elles ont un corps de forme ronde, carrée ou rectangulaire voir la Figure. I.9.Ces diodes s'allument seulement lorsque l'anode est reliée au pole positif et la cathode (généralement indiquée avec

la lettre K) au pole négatif de l'alimentation. On distingue l'anode de la cathode grâce à sa longueur supérieure de la patte anode.

Une diode LED ne doit jamais être reliée directement à la source d'alimentation car elle serait détruite en quelques secondes. Pour commander l'allumage d'une diode LED sans l'endommager, il faut la relier en série avec une résistance capable de réduire le courant à une valeur comprise entre 0.015 et 0.017 ampères, soit entre 15 et 17 milliampères.

Ces diodes ne sont pas constituées de silicium, mais d'autres matériaux semiconducteurs, composés de l'arséniure de gallium. De ce fait, la tension présente à leurs bornes lorsqu'elles sont conductrices n'est pas 0,6 V ; elle vaut de 1,6 V à 2,5 V suivant la couleur de la lumière émise. La chute de tension est d'autant plus élevée que la longueur d'onde est faible. On peut par exemple obtenir 1,6 V pour le rouge, 2,2 V pour le jaune et 2,3 V pour le vert (avec un courant de 10 mA).

Figure. I.8. Figure. I.9.

I.5.2. Les photodiodes

Les photodiodes sont des diodes qui entrent en conduction seulement lorsqu'elles sont frappées par une source lumineuse. Dans les schémas électriques, ces composants, qui vus de l'extérieur ont l'apparence d'une diode ou d'un transistor, sont représentés comme une diode normale Figure. I.10. à laquelle on ajoute des flèches Figure. I.10 , de façon à pouvoir les distinguer des composants non sensibles à la lumière. Si la diode est émettrice. Les flèches sont tournées vers l'extérieur.

Si elle es réceptrice. Elle sont alors tournées vers le composant. Pour les faire fonctionner, il faut relier la cathode(k) au positif de l'alimentation grâce à une résistance, comme pour une diode normale, et l'anode(a) au négatif Figure. I.11.

La résistance qui sert à limiter le courant, peut aussi Figure. I.11. être reliée à l'anode. Il existe des photodiodes sensibles uniquement à la lumière solaire et d'autres sensibles aux rayons à infrarouges, qui comme vous le savez son invisibles à notre oeil.

Figure. I.10. Figure. I.11.

Les photodiodes émettrices et réceptrices sont généralement utilisées pour les ouvertures de portes automatiques, pour réaliser des antivols ou des comptes-pièces.

I.6. Le circuit intégré NE555

C'est un petit circuit présenté en boîtier DIL à 8 broches ce circuit possède une grande stabilité permettant d'obtenir des impulsions de duré précise ou en peut obtenir des signaux rectangulaires sa puissance de sortie peut atteindre 200mA avec une tension de 15volte.

On peut aussi réaliser une base de temps avec le NE555 la durée est déterminer par un condensateur et une résistance Figure. I.12.

Caractéristiques: Tension d'alimentation: +16v Puissance dissipée: 600mW Température de fonctionnement: 0°C à +70°C Température de soudage: 300°C (50s) Stabilité en température: 0,005% /°C Fréquence maximale de fonctionnement: 500Khz Compatibilité: TTL Inertie:<2ms
	Figure. I.12. Figure. I.13.

Branchage (voir la Figure. I.13.)

II.1.

Table des matières

Introduction 11

II.2. Schéma synoptique 11

II.3. l'alimentation 11

11.4. Multivibrateurs Astable 12

11.4.1. Définition 12

11.4.2. fonctionnement d'un astable NE555 13

11.3.3. calcul de fréquence du signal de sortie 14

11.4.4. Utilisations pratiques du NE555 15

~~~PITq 2

fEtu~e tfiéorique

II.1.Introduction

Dans notre projet, on a utilisé un multivibrateur astable à base de circuit intégré NE555. Pour cela nous avons estimé de faire un rappel sur les différents multivibrateurs astable et monostable.

II.2.Schéma synoptique

Le schéma synoptique de notre appareil est donnée par la figure 1, ce schéma nous permet de simplifiée la compréhension de notre montage.

Alimentation
externe

Timer NE 555

Sortie
Infrarouge

Figure. II.1. Schéma synoptique

II.3.l'alimentation

Tous systèmes électroniques a besoin d'une source de courant. Celle-ci provient d'un circuit transformant les courants alternatifs du secteur (220V, 50Hz) en courant continue; c'est l'alimentation stabilisée.

Il existe des moyens divers pour produire une tension stable a partir d'une tension alternative, les méthodes les plus utilisées sont :

- La stabilisation linéaire.

- La stabilisation par découpage.

Toutes les deux ont leurs avantages et leur inconvénient. L'alimentation à découpage est utilisée essentiellement dans le domaine des puissances de 100 W et plus. Dans notre projet on utilise une alimentation externe.

ÉÉ.4. Multivibrateurs Astable

Les types de multivibrateur Astable sont: -astable à base de transistors.

-astable à base de portes logiques.

-astable à base d'amplificateurs opérationnels. -astable à base de circuits intégrés.

ÉÉ.4.1. Définition

Un multivibrateur astable est un dispositif à deux états instables: De ce fait il reste dans le premier état pendant une certaine durée, puis il passe dans le deuxième état ou il reste une durée (qui n'est pas nécessairement égale à la première), puis il repasse dans le premier état et le cycle continu.

ÉÉ.4.2. fonctionnement d'un astable NE555

Figure. II.2. Schéma du montage.

Le condensateur est supposé déchargé : V_c = 0 V. On a donc _Vseuil et Vd nuls, ce qui implique V_s = Vcc.

Le condensateur se charge à travers _R1+R2 ^sous _Vcc avec V_c (0) nul selon V_c = Vcc*e-t/ (R1 + R2) C, jusqu'à ce que V_c (= Vseuil = Vd) atteigne 2/3 Vcc.

La sortie passe à l'état bas et le transistor devient passant; le condensateur se décharge à travers R2 selon V_c = 2/3 V_cc*e^-t/R2 jusqu'à ce que V_c (= _Vseuil= Vd) atteigne 1/3V_cc.

La sortie passe à l'état haut et le transistor est bloqué; le condensateur se charge à travers _R1+R2 ^sous _Vcc selon V_c = Vcc* (1 - 2/3 _e-t/ (R1+R2) C) jusqu'à ce que V_c atteigne 2/3V_cc.

La sortie passe alors à l'état bas et le transistor est passant. On retrouve alors la situation précédente.

Figure. ÉI.3. chronogrammes des tensions.

On observe une oscillation périodique de V_s et de V_c entre 0V et _Vcc (ou entre 1/3 _Vcc et 2/3 _Vcc pour V_c). Le montage ne parvient pas à trouver un état d'équilibre, il est astable.

ÉÉ.3.3. calcul de fréquence du signal de sortie

La période du signal de sortie (T=T1+T2) est égale à la somme de la durée de charge du condensateur (V_c variant de 1/3 _Vcc à 2/3 _Vcc) et de la durée de décharge (V_c variant de 2/3 _Vcc à 1/3 Vcc)

La constante de charge du condensateur 'C' est donnée par: ô1= (R1+R2)C Le condensateur va se charger selon la loi: Vc=Vcc[1-e(T ^/ô )].

1 1

V_c: tension aux bornes du condensateur. T1:la durée de charge du condensateur.

A un instant 't1' la tension aux bornes du condensateur atteint Vc1=1/3Vcc.

Il y'a basculement de la sortie de l'état bas vers l'état haut.

A l'instant 't2' il y a cette foi-ci basculement de l'état haut vers l'état bas, la tension aux borne du condensateur est égale à _Vc2= ^2/3 Vcc.

On peut écrire:

Vc1=Vcc[1-e(-t /ô1)].

1

Vc2=Vcc[1-e(-t / ô2)].

2

T1=t2-t1

D'après ces équations on déduit:

T1=(R1+R2)C* ln(2).

La constante de décharge du condensateur 'C' est donnée par: ô2= R2C Un calcul analogue permet d'aboutir à:

T2=C _R2* ln(2).

Ainsi la période (T), la fréquence (f) du signal de sortie sont définies par les expressions: T=0,693(R1+2 R2)C.

f=1,44/(R1+2R2)C.

on notera que la fréquence d'oscillation est indépendante de la tension d'alimentation.

ÉÉ.4.4. Utilisations pratiques du NE555

Une utilisation plus utile consiste à utiliser le montage pour mesurer des températures ou des humidités relatives.

Il suffit d'utiliser un condensateur dont la capacité C varie avec la température ou l'humidité relative. Après étalonnage, la mesure de la fréquence f = 1/T permet de connaître ces deux paramètres.

Table des matières

III.1. Introduction 17

III.2. Etage émetteur 17

III.2.1. Schéma électrique 17

III.2.2. Fonctionnement 18

III.2.2. Fonctionnement 18

III.3. Les signaux obtenus par les essais pratiques 18

III.3.1. Signal d'alimentation 18

III.3.2. Signal délivré par DS1 19

III.3.3. Signal à la sortie du timer NE555 19

III.4. réalisation du circuit imprimé 20

~~~PITq 3

'Etu~e pratique

III.1. Introduction

Nous montrerons dans ce chapitre les différentes étapes de conception de notre

montage réalisé, ainsi que les schémas électriques évolués et le circuit imprimé développé.

III.2. Etage émetteur

III.2.1. Schéma électrique

L'étage émetteur que vous pouvez voir sur la figure (3.2.1) est composé d'une diode à infrarouges émettrice de type CQX89, indiquée sur le schéma par DTX, ainsi que d'un circuit intégré NE555, représenté sur le schéma par le rectangle IC1.

Figure. III.1. schéma électrique d'un émetteur

III.2.2. Fonctionnement

Le circuit intégré NE555 est utilisé dans ce circuit pour générer des ondes carrées qui serviront à la coder le signal à infrarouge due la diode émettrice enverra vers le récepteur. En codage ce signal, vous éviterez que le récepteur ne s'excite avec de faux signaux comme ceux émis par des lampes à filament ou à infrarouge.

La fréquence générée par le circuit intégré NE555 est déterminée par la valeur de la résistance R2 de27K? et par celle de la capacité de 3,3 nanofarads. En tenant compte des tolérances de R2 et C1, on peut affirmer que cet oscillateur est capable de générer une fréquence qui descendra difficilement en dessous de 7100 Hz et dépassera difficilement 7500 Hz. En émission, la diode à infrarouge CQX89 ne diffusant aucune lumière visible, nous lui avons relié en série une diode LED normale, DL1.

Lorsque vous verrez cette diode LED allumée, cela voudra dire que la diode à infrarouges sera en train d'émetteur. Cet émetteur fonctionne avec une tension d'alimentation avec une tension d'alimentation de volts, que vous pourrez prélever de l'alimentation. La diode DS1, placée en série sur le fil d'alimentation positif, sert à protéger le circuit d'éventuelles inversions de polarité des 15 volts. Si, par erreur vous reliez le négatif de l'alimentation sur la bronche positive. La diode empêchera la tension d'atteindre le circuit intégré ainsi que les deux diodes DL1 et DTX.

III.3. Les signaux obtenus par les essais pratiques

III.3.1. Signal d'alimentation

Vcc= 15 V

Figure. III.2. Photo montrant le signal d'alimentation.

III.3.2. Signal délivré par DS1

Vcc= 14 V

Figure. III.3.Photo montrant le signal délivré par DS1.

III.3.3. Signal à la sortie du timer NE555

Figure. III.5. schéma de signal à la sortie du NE555.

III.4. réalisation du circuit imprimé

Une fois le circuit imprimé et tous les composants en votre possession, vous pourrez passer sa réalisation pratique et voir l'émetteur fonctionner immédiatement, à condition de suivre attentivement nos instructions. Commencez le Montage en insérant le support pour le circuit intégré NE555, en soudant toutes les broches sur les pistes en cuivre du coté opposé du circuit imprimé, Une fois cette opération terminée, insérez les trois résistances en contrôlant les bagues de couleur présentes sur leur corps permettant de connaitre leur valeur ohmique. Insérez la diode au silicium DS1 à gauche du circuit imprimé, en en dirigeant sa bague vers le bas, comme sur la figure.

Pour suivrez le montage en insérant les deux condensateurs polyesters C1et , puis le condensateur électrolytique C3, en dirigeant la patte positive vers le support du circuit intégré IC1. Si le positif et le négatif ne sont pas indiqués sur le corps du condensateur électrolytique, souvenez-vous que la patte du positif est toujours plus longue due l'autre. Insérez, en haut à gauche, le borner à 2 pôles servant pour l'entrée des 15 volts de l'alimentation.

Après ce dernier composant, vous pourrez souder la diode LED DL1, que vous reconnaitrez sans mal car son corps est de couleur rouge.Vous devrez ensuite insérer la patte la plus longue dans le trou indiqué par la lettre « A » (anode) et la patte la plus courte par la lettre « K » (cathode). N'oubliez pas de faire en sorte que cette diode reste maintenue à environ 1 centimètre du circuit imprimé.

La diode à infrarouge DTX, dont le corps est de couleur noire, devra être insérée dans les deux trous du circuit imprimé en correspondance avec la résistance R3, en insérant la patte la plus longue dans le trou indiqué par la lettre « A » et la plus courte dans celui indiqué par la lettre « K ».

Cette diode doit être placée à l'horizontale pour pouvoir diriger le faisceau à infrarouge sortant de la partie frontale vers la diode RTX qui se trouvez donc nécessairement replier en L ses deux pattes à l'aide d'une petite pince.

Une fois le montage terminé, insérez le circuit intégré NE555 dans son support, en dirigeant l'encoche détrompeur en forme de U en direction de C1.

Figure. III.6. Montage des composants sur la plaque d'essai.

Figure. III.7. Circuit imprimée.

Conclusion générale Emetteur IR

~onc(usion genera(

Notre projet vise à réaliser un émetteur infrarouge.

Ce travail nous a permis, premièrement, d'approfondir nos connaissances théoriques en cherchant dans différentes sources de documentation, les composants nécessaires et les techniques adéquates qui peuvent nous aider à résoudre certains problèmes. Ensuite, l'application de ces connaissances dans la pratique nous a permis d'apprendre à manipuler ces composants de façon plus concrète.

Tous ces efforts, ont donc donné naissance à ce modeste, que nous considérons comme le fruit d'une première expérience très intéressante sur tous les plans.

Cette réalisation serait, néanmoins amélioré par un récepteur infrarouge ( pour ondes moyennes par exemple), qui permettrait de recevoir des émetteurs locaux ou étrangers( la nuit) ou être utilisé dans des système antivol.

Liste ties Composants

Composant	Valeur	Puissance
Les résistances
R1	1KOhm	1/4W
R2	27KOhm	1/4W
R3	220Ohm	1/4W
Les condensateurs
C1	3300pf	Polyester
	100nf	Polyester
C3	47uf	Electrolytique
Les diodes
Ds1	1N4007
Dl1	LED
Dtx	Diode IR émettrice (CQX89)
Circuit intégré
IC1	NE 555

[1] Pierre Mayé Aide-mémoire Composants électroniques Les Infrarouges en électronique, Dunod, 2003

[2] ELECTRONIQUE magazine; n° 16 , page 30-38.

[3] L'image proche infrarouge : une information essentielle (http:/ / www. ifn. fr/ spip/ IMG/ pdf/ IF_25_proche_infrarouge. pdf), n°25, Inventaire Forestier National (France), 2010. Consulté le 6 juillet 2010

[4] Solberg C. *, Saugen E., Swenson L. P., Bruun L., Isaksson T. ; Determination of fat in live farmed Atlantic salmon using non-invasive NIR techniques ; Department of Fisheries and Natural Science, Bodo Regional University, N-8049 Bodo, Norway ; Journal of the Science of Food and Agriculture, 2003, Vol. 83, p. 692-696.

[5] Tahar Neffati, ÉLECTRONIQUE de A à Z (c) Dunod, Paris, 2006 ISBN 2 10 049487 2

[6] Site web: - http://infrarouge.hebfree.org/pr%C3%83%%A9sentation%20et%20definition.html -www.acma.gov.au/web/standard/1001/pc=pc-9150.

-Fr.wikipedia.org/wiki/NE555.

Timer NE/SA/SE555/SE555C

D, N, FE Packages

VCC

DISCHARGE THRESHOLD CONTROL VOLTAGE

VCC NC

DISCHARGE

NC THRESHOLD

NC

CONTROL VOLTAGE

GND TRIGGER OUTPUT

RESET

GND
NC
TRIGGER
OUTPUT
NC
RESET
NC

TOP VIEW

DESCRIPTION

The 555 monolithic timing circuit is a highly stable controller capable of producing accurate time delays, or oscillation. In the time delay mode of operation, the time is precisely controlled by one external resistor and capacitor. For a stable operation as an oscillator, the free running frequency and the duty cycle are both accurately controlled with two external resistors and one capacitor. The circuit may be triggered and reset on falling waveforms, and the output structure can source or sink up to 200mA.

FEATURES

· Turn-off time less than 21.ts

· Max. operating frequency greater than 500kHz

· Timing from microseconds to hours

· Operates in both astable and monostable modes

· High output current

· Adjustable duty cycle

· TTL compatible

· Temperature stability of 0.005% per °C

APPLICATIONS

· Precision timing

· Pulse generation

· Sequential timing

· Time delay generation

· Pulse width modulation

PIN CONFIGURATIONS

ORDERING INFORMATION

DESCRIPTION	TEMPERATURE RANGE	ORDER CODE	DWG #
8-Pin Plastic Small Outline (SO) Package	0 to +70°C	NE555D	0174C
8-Pin Plastic Dual In-Line Package (DIP)	0 to +70°C	NE555N	0404B
8-Pin Plastic Dual In-Line Package (DIP)	-40°C to +85°C	SA555N	0404B
8-Pin Plastic Small Outline (SO) Package	-40°C to +85°C	SA555D	0174C
8-Pin Hermetic Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP)	-55°C to +125°C	SE555CFE
8-Pin Plastic Dual In-Line Package (DIP)	-55°C to +125°C	SE555CN	0404B
14-Pin Plastic Dual In-Line Package (DIP)	-55°C to +125°C	SE555N	0405B
8-Pin Hermetic Cerdip	-55°C to +125°C	SE555FE
14-Pin Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP)	0 to +70°C	NE555F	0581B
14-Pin Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP)	-55°C to +125°C	SE555F	0581B
14-Pin Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP)	-55°C to +125°C	SE555CF	0581B

Timer NE/SA/SE555/SE555C

BLOCK DIAGRAM

VCC

8

·

THRESH-

OLD

6 0--

COMPARATOR

CONTROL
VOLTAGE

0 5

TRIGGER --0 2

DIS-

CHARGE

7 0

FLIP FLOP

RESET
0 4

COMPARATOR

OUTPUT
STAGE

0 3 O 1

OUTPUT GND

EQUIVALENT SCHEMATIC

NOTE: Pin numbers are for 8-Pin package

Timer NE/SA/SE555/SE555C

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

SYMBOL	PARAMETER	RATING	UNIT
	Supply voltage
Vcc	SE555	+18	V
	NE555, SE555C, SA555	+16	V
PD	Maximum allowable power dissipation^1	600	mW
TA	Operating ambient temperature range
	NE555	0 to +70	°C
	SA555	-40 to +85	°C
	SE555, SE555C	-55 to +125	°C
TSTG	Storage temperature range	-65 to +150	°C
TSOLD	Lead soldering temperature (10sec max)	+300	°C

NOTES:

1. The junction temperature must be kept below 125°C for the D package and below 150°C for the FE, N and F packages. At ambient temperatures above 25°C, where this limit would be derated by the following factors:

D package 160°C/W FE package 150°C/VV N package 100°C/W F package 105°C/W

Timer NE/SA/SE555/SE555C

DC AND AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS

TA = 25°C, Vcc = +5V to +15 unless otherwise specified.

				SE555		NE555/SE555C
SYMBOL	PARAMETER	TEST CONDITIONS							UNIT
			Min	Typ	Max	Min	Typ	Max
Vcc	Supply voltage		4.5		18	4.5		16	V
ICC	Supply current (low	Vcc=5V, RL=0.		3	5		3	6	mA
	state)^1	Vcc=15V, RL=oo		10	12		10	15	mA
	Timing error (monostable)	RA=2k52 to 1001d2
tM	Initial accuracy^2	C=0.1gF		0.5	2.0		1.0	3.0	%
Atm/AT	Drift with temperature			30	100		50	150	ppm/°C
AtM/AVS	Drift with supply voltage			0.05	0.2		0.1	0.5	%N
	Timing error (astable)	RA, Rs=1k52 to 100kO
to	Initial accuracy^2	C=0.1gF		4	6		5	13	%
AtA/AT	Drift with temperature		Vcc=15V		500			500	ppm/°C
AtA/AVS	Drift with supply voltage			0.15	0.6		0.3	1	%N
VC	Control voltage level	Vcc=15V	9.6	10.0	10.4	9.0	10.0	11.0	V
		Vcc=5V	2.9	3.33	3.8	2.6	3.33	4.0	V
VTH	Threshold voltage	Vcc=15V	9.4	10.0	10.6	8.8	10.0	11.2	V
ITH	Threshold current3	Vcc=5V	2.7	3.33 0.1	4.0 0.25	2.4	3.33 0.1	4.2 0.25	V gA
VTRIG	Trigger voltage	Vcc=15V	4.8	5.0	5.2	4.5	5.0	5.6	V
'TRIG VRESET	Trigger current Reset voltage4	Vcc=5V VTRIG=OV Vcc=1 5V, VTH =10.5V	1.45 0.3	1.67 0.5	1.9 0.9 1.0	1.1 0.3	1.67 0.5	2.2 2.0 1.0	V IAA V
'RESET	Reset current	VREsET=0.4V		0.1	0.4		0.1	0.4	mA
	Reset current	VREsET=OV		0.4	1.0		0.4	1.5	mA
		Vcc=15V
		IsiNk=10mA		0.1	0.15		0.1	0.25	V
Vol	Output voltage (low)	IsiNk=50mA IsINK=^100mA		0.4 2.0	0.5 2.2		0.4 2.0	0.75 2.5	V V
		lsiNk=200mA		2.5	V		2.5
		VCC=5V
		IsiNk=8mA		0.1	0.25		0.3	0.4	V
		IsiNk=5mA		0.05	0.2		0.25	0.35	V
		Vcc=15V
		ISOURCE^=200MA		12.5		V	12.5
VOH	Output voltage (high)	'SOURCE^= 1 00mA	13.0	13.3		12.75	13.3		V
		VCC=5V
tOFF	Turn-off times	IsouRcE=100mA VRESET=VCC	3.0	3.3 0.5	2.0	2.75	3.3 0.5	2.0	V gs
tR	Rise time of output			100	200		100	300	ns
tF	Fall time of output			100	200		100	300	ns
	Discharge leakage current			20	100		20	100	nA

NOTES:

1. Supply current when output high typically lmA less.

2. Tested at Vcc=5V and Vcc=15V.

3. This will determine the max value of RA+RB, for 15V operation, the max total R=10MO, and for 5V operation, the max. total R=3.4MO.

4. Specified with trigger input high.

5. Time measured from a positive going input pulse from 0 to 0.8xVcc into the threshold to the drop from high to low of the output. Trigger is tied to threshold.

Timer NE/SA/SE555/SE555C

0 0 1 0.2 0 3 0.4 (XVCC)

LOWEST VOLTAGE LEVEL OF TRIGGER PULSE

SUPPLY VOLTAGE - VOLTS

5.0 10.0 15.0

-50 -25 0 +25 +50 +75 +100+125

TEMPERATURE - °C

10

1.0

VOUT --VOLTS

0.1

100

100

1 0 2.0

1 0 2.0

50 100

5.0 10 20 50

5.0 10 20 50

(SINK - mA

⁽SINK mA

⁽SINK mA

Delay Time
vs Supply Voltage

High Output Voltage Drop
vs Output Source Current

Propagation Delay vs Voltage
Level of Trigger Pulse

20

1.0

20

50 100

5 0 10 20

'SOURCE - mA

0 5 10 15

SUPPLY VOLTAGE - V

0 01 02 03 04

LOWEST VOLTAGE LEVEL
OF TRIGGER PULSE - XVcc

Low Output Voltage
vs Output Sink Current

Low Output Voltage
vs Output Sink Current

Low Output Voltage
vs Output Sink Current

				I I I Vcc = 10V _
				-55°C		ApP.^--- M
				+25°C
						1+25°C
				+25°C MP"
			+25°C .7): 17:^2-
	---'''-

I I I

0.01

10

10

1.015

1.010

0.985

^V CC VOUT -- VOLTS

2.0
1.8

1.6

1.4
1.2

1.0
0.8
0.6

0.4 0.2 0

+125°C

-55°C

+25°C

5V Vcc 15V

NORMALIZED DELAY TIME

300

1.005

0.995

0.990

1.000

PROPAGATION DELAY -- ns

250

200

150

100

50

+25°C

SUPPLY CURRENT -- mA

8.0

6.0

4.0

2.0

Minimum Pulse Width
Required for Triggering

Supply Current Delay Time

vs Supply Voltage vs Temperature

1.015

·
·
·
·

·
·

150

7, 125
8 100

_w
w

⁰¹ 75

2 50

7

2 z

25

10.0

NORMALIZED DELAY TIME

0

1.010

1.005

1.000

0.995

0.990

0.985

10

1.0

to

0

1- 0.1

7
0

0.01

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Timer NE/SA/SE555/SE555C

CONTROL - VOLTAGE

.01pF THRESHOLD

DISCHARGE

7-7

TRIGGER

vcc

Astable Operation

vcc

DISCHARGE

CONTROL
VOLTAGE

.01pF 1 THRESHOLD

1:

3^V

TRIGGER

Monostable Operation

TYPICAL APPLICATIONS

Timer NE/SA/SE555/SE555C

TYPICAL APPLICATIONS

NOTE: All resistor values are in Q

Figure 1. AC Coupling of the Trigger Pulse

Trigger Pulse Width Requirements and Time Delays

Due to the nature of the trigger circuitry, the timer will trigger on the negative going edge of the input pulse. For the device to time out properly, it is necessary that the trigger voltage level be returned to some voltage greater than one third of the supply before the time out period. This can be achieved by making either the trigger pulse sufficiently short or by AC coupling into the trigger. By AC coupling the trigger, see Figure 1, a short negative going pulse is achieved when the trigger signal goes to ground. AC coupling is most frequently used in conjunction with a switch or a signal that goes to ground which initiates the timing cycle. Should the trigger be held low, without AC coupling, for a longer duration than the timing cycle the output will remain in a high state for the duration of the low trigger signal, without regard to the threshold comparator state. This is due to the predominance of Q15 on the base of Q16, controlling the state of the bi-stable flip-flop. When the trigger signal then returns to a high level, the output will fall immediately. Thus, the output signal will follow the trigger signal in this case.

Another consideration is the 'turn-off time". This is the measurement of the amount of time required after the threshold reaches 2/3 Vcc to turn the output low. To explain further, Q1 at the threshold input turns on after reaching 2/3 Vcc, which then turns on Q5, which turns on Q6. Current from Q6 turns on Q16 which turns Q17 off. This allows current from Q19 to turn on Q20 and Q24 to given an output low. These steps cause the 2jts max. delay as stated in the data sheet.

Also, a delay comparable to the turn-off time is the trigger release time. When the trigger is low, Qic, is on and turns on Q11 which turns on Q15. Q15 turns off Q16 and allows Q17 to turn on. This turns off current to Q20 and Q24, which results in output high. When the trigger is released, Q10 and Q11 shut off, Q15 turns off, Q16 turns on and the circuit then follows the same path and time delay explained as "turn off time". This trigger release time is very important in designing the trigger pulse width so as not to interfere with the output signal as explained previously.

SIEMENS

GaAs-IR-Lumineszenzdiode GaAs Infrared Emitter

Area not flat

0.6

0.4

OQ
C)

I

5.9

5.5

0.6

0.4

E

E .5

c=,_

1.8
1.2

29

27

Cathode (Diode) Collector (Transistor) Approx. weight 0.5 g

0⁰.

Chip position

2

9.0
8.2

7.8
7.5

GEX06260

5.7

5.1 ^-6--

0 CO CNI CO 0 X CD

Malle in mm, wenn nicht anders angegeben/Dimensions in mm, unless otherwise specified.

Wesentliche Merkmale

· Sehr enger Abstrahlwinkel

· GaAs-IR-LED, hergestellt im
Schmelzepitaxieverfahren

· Hohe Zuverlassigkeit

· Hohe Impulsbelastbarkeit

· Gruppiert lieferbar

· Gehausegleich mit SFH 484

Anwendungen

· IR-Fernsteuerung von Fernseh- and Rundfunkgeraten, Videorecordern, Lichtdimmern, Gersten

Features

· Extremely narrow half angle

· GaAs infrared emitting diode, fabricated in a liquid phase epitaxy process

· High reliability

· High pulse handling capability

· Available in groups

· Same package as SFH 484

Applications

· IR remote control of hi-fi and TV-sets, video tape recorders, dimmers,

of various equipment

Typ Type	Bestellnummer Ordering Code	Gehause Package
LD 274	Q62703-Q1031	5-mm-LED-Gehause (T 1 ^3/4), graugettintes EpoxyGiel,harz, Anschlusse im 2.54-mm-Raster (^1/101 Kathodenkennzeichnung: Kurzerer Lotspiefl, flat 5 mm LED package (T 1 ^3/4), grey colored epoxy resin lens, solder tabs lead spacing 2.54 mm (^1/10"), cathode marking: shorter solder lead, flat
LD 274-2^1)	Q62703-Q1819
LD 274-3	Q62703-Q1820

¹⁾ Nur auf Anfrage lieferbar. ¹⁾ Available only on request.

Grenzwerte (T_A = 25 °C) Maximum Ratings

Bezeichnung Description	Symbol Symbol	Wert Value	Einheit Unit
Betriebs- und Lagertemperatur Operating and storage temperature range	T · op T 1 stg	-- 55 ... + 100	°C
Sperrschichttemperatur Junction temperature	T ,	100	°C
Sperrspannung Reverse voltage	VR	5	V
Durchlaastrom Forward current	IF	100	mA
Stollstrom, tp = 10us, D = 0 Surge current	-IFSM	3	A
Verlustleistung Power dissipation	Ptot	165	mW
Warmewiderstand Thermal resistance	RthJA	450	K/W

Kennwerte (T_A = 25 °C) Characteristics

Bezeichnung Description	Symbol Symbol	Wert Value	Einheit Unit
Wellenlange der Strahlung Wavelength at peak emission IF = 100 mA, tp = 20 ms	kpeak	950	nm
Spektrale Bandbreite bei 50 % von Imax Spectral bandwidth at 50 % of Imax /F = 100 m A, tp = 20 ms	AX	55	nm
Abstrahlwinkel Half angle	ce	#177; 10	Grad
Aktive Chipflache Active chip area	A	0.09	mm2
Abmessungen der aktive Chipflache Dimension of the active chip area	L x B L x W	0.3 x 0.3	mm
Abstand Chipoberflache bis Linsenscheitel Distance chip front to lens top	H	4.9 ... 5.5	mm
Schaltzeiten, Ie von 10 % auf 90 % und von 90 % auf 10 %, bei IF = 100 mA, RL = 50 SI Switching times, I. from 10 % to 90 % and from 90 % to 10 %, IF = 100 mA, RL = 50 SI	tr, tf	1	Rs

Kennwerte (T_A = 25 °C) Characteristics

Bezeichnung Description	Symbol Symbol	Wert Value	Einheit Unit
Kapazitat Capacitance VR = 0 V, f = 1 MHz	Ce	25	pF
Durchlallspannung Forward voltage IF = 100 mA, tp = 20 ms IF = 1 A, tp = 100 .ts	VF VF	1.30 1.5) 1.90 2.5)	V V
Sperrstrom, VR = 5 V Reverse current	IR	0.01 1)	RA
Gesamtstrahlungsflufl Total radiant flux IF = 100 mA, tp = 20 ms	(De	15	mW
Temperaturkoeffizient von Ie bzw. (I)e, IF = 100 mA Temperature coefficient of 1. or (De, IF = 100 mA	TC,	-- 0.55	%X
Temperaturkoeffizient von VF, IF = 100 mA Temperature coefficient of VF, IF = 100 mA	TCv	-- 1.5	mV/K
Temperaturkoeffizient von X, IF = 100 mA Temperature coefficient of X, IF = 100 mA	TCA,	+ 0.3	nm/K

Gruppierung der Strahlstarke I. in Achsrichtung gemessen bei einem Raumwinkel S2 = 0.001 sr Grouping of radiant intensity l_e in axial direction at a solid angle of SI = 0.001 sr

Bezeichnung Description	Symbol Symbol	Wert Value			Einheit Unit
		LD 274	LD 274-2^1)	LD 274-3
Strahlstarke	Ie min	50	50	80	mW/sr
Radiant intensity	Ie max	--	100	--	mW/sr
IF = 100 mA, tp = 20 ms
Strahlstarke
Radiant intensity
IF = 1 A, tp = 100 45	^le tYP.	350	600	800	mW/sr

¹⁾ Nur auf Anfrage lieferbar. ¹⁾ Available only on request.

SIEMENS

Relative Irel^=f 100 Irel 80 60 40 20 0

spectral emission (X) OH 001938

Radiant intensity Single pulse, 10^2

tp =

f

(IF) OHR01038

IF =f (TA) 120 F mA 100 80 60 40 20 ^0

Max. permissible forward current 0HR00883

Ie 100 mA 20 j.ts

Ie (100

mA) 10^1 10° 10 10

^RthjA

^450

K/W

880 920 960

1000

nm 1060 A

10 ^1

0^° A

10^1

0 20 40 60 80 100 °C 120 TA

CIF

Forward current

IF = f (VF), single pulse t_p = 20 las

10 1 0HR01041

IF ^A

10°

10^-1

10²

15 2 25 3 35 4 V 4 5

V_F

Permissible pulse handling capability IF =f (t), Tc < 25 °C,

duty cycle D = parameter

10⁴

IF mA

5

5

10²

10^-5 10¹ 10^-3 10^-2 10¹ 10^° 10¹ 810²

0HR00860

max.

YP.

1

Radiation characteristics, I_re! =f ((p)

40^°

0°

10^°

1.0

0.8

0.6

0.4

20^°

40^°

60^°

80^°

100^° 120°

50^°

Emu Emu NNE;
Non Non Nom

IIIIIIII

111111 1/111/11

D = 0 005

I

161E1111111111111111111

PI nil 0 02

hi& 0 05

II.kIL MEM MEM MEM NMI EM
111:⁴1 Man NM

·
·Il 111
·
·Il
·
·Il
·
·Il
·
·

111 %V111
·111111

0.2

Mk MI

MI11111111111

1111111111115al 1111111111 111111

1111 111 1:1 11

11111111111110

IN