TABLE DES
MATIERES
TITRES
DEDICACE.....................................................................................................................
i
REMERCIEMENTS........................................................................................................
ii
AVANT
-PROPOS.........................................................................................................
iii
TABLE DES
MATIERES.................................................................................................
iv
LISTES DES
FIGURES......................................................................................................vii
LISTE DES
TABLEAUX....................................................................................................
ix
GLOSSAIRE.....................................................................................................................
x
INTRODUCTION
GENERALE..........................................................................................
1
CHAPITRE I : ETUDE DES COMPOSANTS ET DES DISPOSITIFS DU
SYSTEME.....................................................................................................................
2
1-1.
INTRODUCTION.............................................................................................
3
1-2. DIODES
ZENER....................................................................................................
4
1-2-1.
Descriptions.........................................................................................................
5
1-2-2.
Symboles...............................................................................................................
6
1-2-3. La tension de seuil et tension
Zéner..................................................................
7
1-3. BOUTON
POUSSOIR..........................................................................................
8
1-3-1
Présentation.........................................................................................................
9
1-3-2
Symbole...............................................................................................................
10
1-4. LE TRANSFORMATEUR MONOPHASE
220/12V/1VA.................................... 11
1-5. REGULATEUR DE TENSION
7810............................................................
12
1-5-1.
Description......................................................................................................
13
1-5-2.
Symbole.........................................................................................................
14
1-5-3. Caractéristiques du régulateur
7810............................................................ 15
1-5-4. Séries 78XX et
78LXX.......................................................................................
16
1-6. RESISTANCE
AJUSTABLE.......................................................................................
17
1-6-1.Symbole.....................................................................................................................
18
1-6-2.Description et
rôle...................................................................................................
19
1-7. DIODE
ELECTROLUMINESCENTE.....................................................................
20
1-7-1.
Symbole...............................................................................................................
21
1-7-2.
Fonction...............................................................................................................
22
1-8. BUZZER
PIEZO-ELECTRIQUE...........................................................................
23
1-8-1.
Symbole...............................................................................................................
24
1-8-2.
Fonction ............................................................................................................
25
1-9. CIRCUIT INTEGRE CD4011 [
2]........................................................................
26
1-9-1.
Description.........................................................................................................
27
1-9-2. Brochage du circuit
intègre..............................................................................
28
1-9-3. Table de
vérité...................................................................................................
29
1-9-4. Domaine
d'application.......................................................................................
30
1-10. CIRCUIT INTEGRE
uA741....................................................................................
31
1-10-1.
Symbole...............................................................................................................
32
1-10-2.
Description............................................................................................................
33
1-10-3.
Brochage...............................................................................................................
34
1-10-2.
Caractéristiques...................................................................................................
35
1-10-3.
Application............................................................................................................
36
1-11.
CONCLUSION.........................................................................................................
37
CHAPITRE II : ETUDE DES DISPOSITIFS BLOCS ET ETUDE GLOBALE
DU
SYSTEME....................................................................................
38
II-1.
INTRODUCTION.........................................................................................................
39
II-2. SCHEMA
SYNOPTIQUE.............................................................................................
40
II-3. BLOC
ALIMENTATION...................................................................................................
. 41
II-4. BLOC1 DETECTION ET COMPARAISON (AO
COMPARATEUR)................................. 42
II-5. BLO DETECTION (bascule
rs)....................................................................................
`43
II-6.BLOC COMMANDE ET SIGNALISATION (un multivibrateur
astable)........................ 44
°BLOC 1
°BLOC 2
II-7. SCHEMA ELECTRIQUE DU
SYSTEME..............................................................................
45
II-8. FONCTIONNEMENT GLOBALE DU
SYSTEME...............................................................
46
II-9.
CONCLUSION..................................................................................................................
47
CHAPITRE III : ETUDE DE LA REALISATION PRATIQUE DU
SYSTEME... 48
III-1.
INTRODUCTION............................................................................................................
49
III-2. CIRCUIT
IMPRIME.........................................................................................................
50
III-2-1. Le
typon.....................................................................................................................
51
III-2-2.
Réalisation...............................................................................................................
52
III-2-3. Gravure
directe......................................................................................................
53
III-2-4.
L'isolement...............................................................................................................
54
III-2-5. La
révélation...............................................................................................................
55
III-2-6. La
gravure..................................................................................................................
56
III-2-7.
L'étamage...............................................................................................................
57
III-3. IMPLANTATION DES
COMPOSANTS.....................................................................
58
III-4.
NOMENCLATURE...................................................................................................
59
III-5 ESTIMATION
FINANCIERE..............................................................................
60
III-6.CONCLUSION............................................................................................................
61
CONCLUSION
GENERALE.......................................................................................
62
BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................
63
WEBOGRAPHIE...........................................................................................................................
64
-Liste des figures
TITRES
Pages
FIGURE I-1 : Symbole des diodes Zéner.
FIGURE I-2 : Caractéristique courant-tension des
diodes Zéner.
FIGURE I-3 : symboles du bouton poussoir.
FIGURE I-4 : constitution d'un transformateur.
FIFURE I-5 Symbole et sens conventionnel d'un transformateur.
FIGURE I-6 : Symbole et boitiers du régulateur.
FIGURE I-7 : symbole de l'ajustable
FIGURE I-8 : symboles de la diode
électroluminescente
FIGURE I-9 Caractéristique de la LED.
FIGURE I-10 : symbole du buzzer
FIGURE I-11. Brochage du circuit intégré CD4011
FIGURES I-12 : symbole et chronogramme de la porte NON-ET
FIGURE I-1 3 : symbole de l'amplificateur
opérationnel
FIGURE I-14 : Brochage du circuit intégré
uA741
FIGURE II-1 : Schéma synoptique du système.
Figure II-2 : Schéma électrique du bloc
alimentation.
Figure II-3 : Schéma électrique du bloc(1)
détection et comparaison
FIGURE II-4 : schéma électrique du bloc(2)
détection
FIGURE II-5 : schéma électrique du bloc (1)
commande et signalisation
FIGURE II-6 : Bloc (2) commande et signalisation
FIGURE II-7 : schéma électrique du
système
Figure III-1 : Alcool à bruler, perchlorure,
révélateur, gant...
Figure III-2. Circuit imprimé du module
Figure III-3. Implantation des composants
-LISTE DES TABLEAUX
TITRES
Pages
TABLEAU I-1 : Parametre des régulateurs
Tableau 1-2 : table de vérité de la porte
NON-ET
TABLEAU I-3 : Caractéristiques des amplificateurs.
Tableau III-1. Tableau de la nomenclature des composants
Figure III-2. Tableau du cout des composants et dispositifs du
module.
-GLOSSAIRE
AO : Amplificateur Opérationnel
DEL : Diode Electroluminescente
A : Ajustable
BP : Bouton Poussoir
TR : Transformateur
REG : Régulateur
IC : Circuit Intégré.
INTRODUCTION
GENERALE
Le troisième millénaire est en perpétuelle
évolution grâce au progrès de la nouvelle technologie.
Cette évolution est aussi due à la
télécommunication. La télécommunication est
l'ensemble des équipements interconnectés pour rendre un service.
Elle ne cesse de prendre de l'ampleur dans le monde et de faire partie
intégrante dans nos vies de chaque jour.
Apres deux (2) ans de formation sanctionnée par une
attestation d'admissibilité à l'examen du Brevet de Technicien
Supérieur en télécommunication, nous avons obtenu un stage
de trois(3) mois au sein de la société GLOBAL SYNOPTIQUE en vue
de la réalisation d'un mémoire de soutenance.
GLOBAL SYNOPTIQUE est une société de la place qui
étudie, répare et réalise des systèmes
électroniques de tout genre.
C'est ainsi qu'intitule le thème de notre mémoire
« REALISATION D'UN CONTROLEUR D'ACCES A UN BATIMENT A COMMANDE
MANUEL », a pour objet d'apporter notre modeste contribution à
la résolution de ce problème.
Pour une meilleure compréhension du système, notre
travail sera appréhendé en trois Chapitres :
Le premier chapitre sera dédié à
l'étude des composants et des dispositifs du système ; le
deuxième chapitre consacré à l'étude des
différents blocs et étude global du système ensuite la
troisième étude et réalisation pratique du
système.
CHAPITRE
I :
ETUDE DES COMPOSANTS ET DES
DISPOSITIFS DU SYSTEME
I-1. INTRODUCTION
Pour que le système puisse fonctionner correctement, nous
avons utilisé certains composants électroniques. Dans ce chapitre
nous allons parler de ces composants qui constituent notre système.
I-2. DIODES ZENER
I-2-1. Descriptions
La diode zéner ou encore appelé la diode à
effet de claquage conduit le courant comme une diode classique mais aussi en
inverse avec une tension de claquage précise.
I-2-2. Symboles
Les symboles des diodes Zéner sont
représentés par la figure I-2.
FIGURE I-1 : Symbole des diodes Zéner.
I-2-3. La tension de seuil et tension Zéner
La diode Zéner conduit le courant dans les deux sens. La
tension de seuil est de 0,7V comme une diode classique mais si l'on inverse la
tension la diode Zéner redevient passante à sa tension
Zéner de fabrication. Exemple Zéner 5,6V :
FIGURE I-2 : Caractéristique courant-tension des
diodes Zéner.
Il ya une tension de seuil qui apparait 0,7V environ pour une
diode au silicium.
La zone ou la diode est bloquée, c'est-à-dire que
Vd?0,7V. Dans cette zone, on peut considérer que le courant Id est nul,
mais il ne l'est pas totalement.
La zone ou la diode est passante, c'est-à-dire que
Vd?0,7V. Dans cette zone, Vd reste proche de la tension de seuil (0,7V), mais
augmente légèrement avec le courant et la température.
Pour une diode Zéner si l'on applique une tension inverse inferieure
à la tension Zéner on peut considérer que le courant est
nul.
Si la tension de seuil est supérieure à la valeur
de la tension Zéner alors la diode est de nouveau passante.
Le courant sera limité par le reste du circuit et ne doit
pas dépasser la valeur maximale supportable par la diode, au risque de
détruire celle-ci.
La puissance des diodes Zéner commence à 0,4 Watts
et l'on en trouve de 5 W.
La valeur est inscrite dessus suivant le codage PRO ELECTRON
décrit dans le dossier diode précédent.
I-3 BOUTON POUSSOIR
I-3-1. Présentation
En c'est un dispositif physique ou virtuel, qui s'actionne par un
geste très simple, qualité qui motive leur choix lorsque
l'interrupteur doit être rapidement, ou dans des conditions
requérant un minimum d'attention pour la manipulation : conduite
automobile, arrêt, clavier d'ordinateur, etc.
Cependant, leur position (actionné ou non), n'est pas
facilement identifiable par l'opérateur ; on leur adjoint souvent
un voyant, intégré ou déporté, indiquant
l'état du circuit. Le bouton d'arrêt d'urgence est
également nommé bouton coup de poing en raison de son mode
d'actionnement dans les cas d'urgence qui doit pouvoir se faire rapidement et
sans réfléchir.
I-3-2 Symbole
Les symboles de bouton poussoir sont représentés
par la figure I-3
BOUTON POUSSOIR OUVERT
BOUTON POUSSOIR FERME
FIGURE I-3 : symboles du bouton poussoir.
I-4. LE TRANSFORMATEUR MONOPHASE 22O/12V/1A
I-4-1. Description
Le transformateur est une machine statique à induction
électromagnetique ayant pour fonction d'abaisser ou d'élever la
tension.
Le transformateur est constitué de :
- D'un circuit magnétique constitué de minces
feuilles de tôle, de tronçons de substance ferromagnétique
ferme sur lui-même et dont le rôle est de canaliser un maximum de
flux ;
- D'un circuit électrique constitué de deux
bobines : un enroulement primaire et un secondaire ; ces deux
enroulements sont électriquement indépendants et montés
sur le même circuit magnétique.
- Des supports et des circuits de protection.
Le circuit magnétique comporte deux culasses
inférieures et supérieures et de deux noyaux.
La constitution d'un transformateur, le sens conventionnel et le
symbole sont représentés par les figures I-4 et I-5
suivant :
FIGURE I-4 : Constitution d'un transformateur.
FIFURE I-5 Symbole et sens conventionnel d'un transformateur.
Un transformateur est caractérisé par la puissance
qu'il est capable de transmettre en fonctionnement à une charge. Cette
puissance appelée puissance apparente S est la valeur du produit S=UI
exprimé en VA.
Pour un transformateur parfait.
S = U1 x I1= U2 x I2.
I-5. REGULATEUR DE TENSION 7810
I-5-1. Description
Ces régulateurs REG 78XX sont représentés
dans les mêmes boitiers que les transistors de type (T0202 ou T0220). La
valeur maximale du courant de sortie est 1.5A. La tension de sortie positive
indiqué par le 78 et égale à 10V.
I-5-2. Symbole et boitier du régulateur
Le symbole et les boitiers sont représentés par la
figure I-6
FIGURE I-6 : Symbole et boitiers du régulateur.
I-5-3. Caracteristique du regulateur 7810.
Le regulateur intégré permet la réalisation
de la fonction régulation avec un seul composant à tension de
sortie positive. En fait pour une tension souvent redressée
appliquée à son entrée ( cas ou il se trouve dans une
alimentation) le régulateur presente sur sa sortie une tension
régulé et stabilisée qui va etre utiliser par le reste du
montage.
Ce circuit est d'autre part protégé contre les
surcharges et la limitation du courant est automatique en cas de
court-circuit.
La puissance dissipée par ce régulateur
est :
P = (Ue - Us)I.
TABLEAU I-1 : Parametre des régulateurs
Type
|
USM
|
Ismax
|
Type
|
USM
|
Ismax
|
7805
|
+5V
|
1A
|
7905
|
-5V
|
1A
|
7808
|
+8V
|
1A
|
7908
|
-8V
|
1A
|
7810
|
+10V
|
1A
|
7910
|
-10V
|
1A
|
7812
|
+12V
|
1A
|
7912
|
-12V
|
1A
|
7815
|
+15V
|
1A
|
7915
|
-15V
|
1A
|
7818
|
+18V
|
1A
|
7918
|
-18V
|
1A
|
7824
|
+24V
|
1A
|
7924
|
-24V
|
1A
|
78L05
|
+5V
|
100mA
|
79L05
|
-5V
|
100mA
|
78L08
|
+8V
|
100mA
|
79L08
|
-8V
|
100mA
|
78L12
|
+12V
|
100mA
|
79L12
|
-12V
|
100mA
|
78L15
|
+15V
|
100mA
|
79L15
|
-15V
|
100mA
|
78L18
|
+18V
|
100mA
|
79L18
|
-18V
|
100mA
|
78L24
|
+24V
|
100mA
|
79L24
|
-24V
|
100mA
|
Un régulateur se reconnait grâce à son
numéro. Les deux premiers chiffres indiquent le type de
régulateur : positif ou négatif (c'est-à-dire s'il va
faire sortir une tension positive entre S et M (Vs?Vm) ou s'il va faire sortir
une tension négative entre S et M (Vs?VM) . Les régulateurs
`'78'' sont des régulateurs positifs. Les `'79'' sont des
régulateurs négatifs. Les deux derniers chiffres indiquent la
tension de sortie : 05, 08, 10, 12, 15,18 ou 24volts.
AINSI ? le régulateur 7810 a une tension de sortie de
+10V entre S et M (USM= +10V) .
En revanche, le régulateur 7912 nous donne une tension USM
= -12V.
Entre les deux premiers et deux derniers chiffres, on peut
parfois trouver un L (comme `'LOW''). Ce L indique que le courant que peut
débiter le régulateur est dix fois moindre que les
régulateurs sans le L. (un régulateur faible courant est
limité à 0,1A contre 1A pour les autres).
Ainsi, les régulateurs 7824 peut sortir du 24V/1A (USM=24V
et Ismax =1A) alors que le 79L08 peut sortir du -8V/0,1A (USM=-8V et Ismax
=0,1A).
I-5-4.Séries 78XX et 78LXX.
Ces régulateurs fixes positifs sont sans doute les plus
utilisés. Ils disposent tous d'une limitation interne du courant et
d'une protection thermique.
La seul contrainte est que : la tension d'entrée
minimale Vin min doit être égale ou supérieure à
(Vout +2 V). Ces modèles bénéficient d'une
tolérance à 5%.
Par mesure de protection on équipera les
régulateurs fixes d'un radiateur à visser sur le boitier, dans le
trou prévu à cet effet, dès lors que Vin sera nettement
supérieur à Vout et/ ou que le courant de sortie sera susceptible
de dépasser la moitié de sa valeur maximale. On pourra choisir,
sans s'embarrasser de calculs, un modèle de radiateur de
résistance thermique Rth égale à 37 °C/W. En cas de
doute sur la puissance maximale dissipée, choisir la taille au-dessus
(Rth=15°C/W).
I-6 .RESISTANCE AJUSTABLE :
I-6-1 . Symbole
Le symbole de l'ajustable est représenté par la
figure I-7
FIGURE I-7 : symbole de l'ajustable
I-6-2. Fonction
C'est un composant dont on peut faire varier la valeur de sa
résistance en déplaçant un contact mobile. Dans notre cas
elle permet en phase finale de régler le dispositif mise en oeuvre pour
compenser la tolérance des composants utilisés.
I-7. DIODE ELECTROLUMINESCENTE : LED
I-7-1. Symbole
Les symboles de la diode électroluminescente sont
représentés par la figure I-8
FIGURE I-8 : symboles de la diode
électroluminescente
I-7-2. Principe et fonctionnement.
Le mot LED est l'acronyme de Light Emitting Diode (diode
électroluminescente en Français). Le symbole de la LED ressemble
à celui de la diode mais on y ajoute deux flèches sortantes pour
représenter le rayonnement lumineux émis. Elle émet de la
lumière quand elle est polarisée en sens direct. Elle est
maintenant très utilisée pour l'éclairage des habitations
et depuis comme voyants lumineux dans les appareils électroniques.
FIGURE I-9 Caractéristique de la LED.
I-8.BUZZER PIEZO-ELECTRIQUE.
I-8-1. Symbole
Le symbole du buzzer est représenté par la figure
I-10
FIGURE I-10 : symbole du buzzer
I-8-2. Fonction
Un buzzer piézo-électrique encore appelé
bippeur est un avertisseur sonore. Il consiste en de petit appareil qui, une
fois installés, produit un son qui attire l'attention. Le buzer est
utilisé dans le cas présent comme un système de
surveillance. Malgré leur petite taille l'émetteur piézo
produit des sons qui alertent immédiatement l'individu aux alentours.
Ils sont présent partout : Dans les ordinateurs, des jouets, les
appareils électroménagers etc....
I-9. CIRCUIT INTEGRE CD4011 [2]
Le circuit intégré CD4011 fait partie des circuits
de la famille CMOS
I-9-1. Description
Un circuit intégré est un composant
électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions
électroniques plus ou moins complexes intégrant souvent
plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume
réduit diminuant ainsi le cout, la complexité d'un montage
électronique, en augmentant sa fiabilité.
Il est constitué de quatre portes NON-ET à deux
entrées et de quatre sorties. La température de fonctionnement
doit se situer entre -400 et + 80°C. C'est un circuit qui accepte une
marge d'alimentation continue positive de +5V à +15V.
I-9-2. Brochage du circuit intégré CD4011
Le brochage du circuit intégré est
représenté par la figure I-11
FIGURE I-11. Brochage du circuit intégré CD4011
I-9-3.Table de vérité et chronogramme de la
porte NON-ET
Le symbole et les chronogrammes de la porte NON-ET sont
représentés par la figure I-12
Tableau 1-2 : table de
vérité de la porte NON-ET
A
|
B
|
S
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
FIGURES I-12 : symbole et chronogramme de la porte NON-ET
I-9-4. Domaine d'application du circuit
intégré CD4011
On l'utilisera, par exemple, dans le contrôle
d'accès au passage d'un bâtiment qui présente deux
entrées ;l une pour les piétons et l'autre pour les
engins.
Lorsque le sujet mis en oeuvre se présente a l'une des
entrées, la sortie de la porte logique NON-ET présente un
état haut et le buzzer va émettre un son suivi de
l'émission de la diode électroluminescente.
I-10. LE CIRCUIT INTEGRE uA741
I-10-1. Description
uA741, un premier amplificateur monolithique
amélioré, pour utilisation générique. Sa
fiabilité et faible cout l'a catapulté à la
catégorie de standard, et depuis lors divers fabricants
développent la même opérationnel sous des
dénominations légèrement différentes, comme MC741,
LM741, etc. Ses caractéristiques dotent le 741 de la catégorie de
générique, il peut être d'énorme utilité dans
une multitude d'applications mais aussi il s'avère insuffisant pour
certaines exigences, où l'on doit chercher un opérationnel plus
spécialisé.
Les amplificateurs opérationnels sont véritablement
nés au début des années 60 au niveau de la recherche et il
a fallu attendre les années 70 pour le voir dans le grand public.
L'amplificateur-opérationnel est un circuit qui amplifie
la différence de tension appliquée aux bornes de ses
entrées avec de meilleures performances qu'un amplificateur classique
à transistor.
I-10-2. Symbole
Le symbole de l'amplificateur opérationnel est
représenté par la figure I-13
FIGURE I-1 3 : symbole de l'amplificateur
opérationnel
L'amplificateur opérationnel est un dispositif
amplificateur de gain élevé, très facile à
contrôler a l'aide de composants externes. Dans `'amplificateur
opérationnel'', il y a deux mots :
Amplificateur : c'est la fonction de base de ce
composant ; on va étudier plusieurs montages amplificateurs de
base.
Opérationnel : les caractéristique de ce ampli
nous donnent la possibilité de créer des fonctions
mathématiques telles que dérivée, intégrale,
Log...
Ces fonctions ont autrefois été utilisées
dans des calculateurs analogiques, et permettaient notamment de résoudre
des équations différentielles, et ainsi de simuler des
réponses de systèmes physiques divers (mécaniques,
acoustiques...). D'où le nom `'opérationnel''. Nous
étudierons les fonctions opérationnelles de base.
I-10-3. Brochage
Il utilise cinq bornes, deux entrées, une sortie, une
alimentation symétrique V+ et V- . L'entrées qui a la
même polarité que la sortie s'appelle l'entrée non
inverseuse et est marquée du signe `'+''. L'entrée dont la
polarité est opposée à celle de la sortie s'appelle
entrée inverseuse et porte le signe `-`'. En effet, les symboles e+ et
e- n'indiquent pas la polarité des signaux mais font
référence à ce qui arrive au signal appliqué
à une entrée particulière.
Un signal appliqué sur une entrée non inverseuse,
il change de signe. La sortie de l'amplificateur-opérationnel peut avoir
un gain très élevé avec des rapports de 100.
L'alimentation d'un amplificateur-opérationnel est souvent
composée d'une alimentation symétrique est
représentée par la figure I-14
FIGURE I-14 : Brochage du circuit intégré
uA741
I-10-4. Caractéristiques
Le circuit intégré uA741 est un amplificateur
opérationnel très conventionnel, il offre des
caractéristiques intéressantes en rapport à son cout de
fabrication modique.
Il dispose d'un gain en boucle ouverte pouvant atteindre
100 ; une impédance d'entrée approchant 2 MÙ, ce qui
implique un courant d'entrée négligeable ; son
impédance de sortie est quasiment nulle (75Ù). Le seul
inconvénient de ce circuit intégré est sa `' lenteur `'
pour le slew-rate (rapport du temps de monté /descente en fonction
de la tension de sortie) qui est de 0,5 V/m s. L'entrée non inverseuse
et l'entrée inverseuse aboutissent dans un montage amplificateur
à paire différentielle polarisée par
générateur de courant constant. Le signal de sortie traverse un
adaptateur pour attaquer directement un étage amplificateur final
push-pull classe AB.
Les caractéristiques des amplificateurs
opérationnels sont présentées par le tableau I-2.
Propriétés
|
Ordre de grandeur
|
Bipolaire
(uA741)
|
JFET
(TL081)
|
BIMOS
(CA3140)
|
CMOS
(LMC6035)
|
Gain Ad
|
?10
|
|
|
|
|
Impédance d'entrée Ù
|
?10M Ù
|
75
|
100
|
|
|
Impédance de
Sortie Rs Ù
|
?500 Ù
|
|
|
|
|
Fréquence de coupure f1
|
10Hz
|
|
|
|
|
Courant de
Fuite I+,I-
|
?500nA
|
80pA
|
30pA
|
10pA
|
0,02pA
|
Tension d-offset (mV)
|
?10mV
|
1mV
|
3mV
|
8mV
|
0,5mV
|
TRMC
Ad/Amc(dB)
|
?70dB
|
90
|
86
|
|
96
|
|
|
|
|
|
|
TABLEAU I-3 : Caractéristiques des amplificateurs.
I-10-5. Application
Les circuits intégrés uA741 voient leur application
dans plusieurs montages dans lesquelles figurent des blocs d'amplification et
de comparaison.
I-II. CONCLUSION
L'étude des composants électroniques du dispositif,
va nous permettre de savoir le rôle précis que joue chaque
composant dans le montage. Dans le chapitre qui va suivre nous allons faire
l'étude des différents blocs du système ensuite
étudier le globale du système.
CHAPITRE II :
ETUDE DES DIFFERENTS BLOCS ET ETUDE GLOBALE
DU SYSTEME
II-1. INTRODUCTION
Ce chapitre consiste à une étude approfondie du
système. Il s'effectuera de façon méthodique tout en
procédant par le décryptage de chaque bloc qui permettra de
comprendre le système de façon progressive, ce qui prendra fin
par l'explication générale du système.
II-2. SCHEMA SYNOPTIQUE
Le schéma synoptique regroupe tous les blocs fonctionnels
de notre système et est présenté par la figure II-1
DETECTION ET COMPARAISON
|
|
COMMANDE ET SIGNALISATION
|
BLOC 1
MULTIVIBRATEUR
ASTABLE
|
BLOC 2
MULTIVIBRATEUR
ASTABLE
|
BLOC 2
BASCULE RS
|
FIGURE II-1 : Schéma synoptique du
système.
II-3. BLOC ALIMENTATION
Le schéma électrique du bloc alimentation est
représenté par la figure II-2
Figure II-2 : Schéma électrique du bloc
alimentation
Le transformateur abaisse la tension du secteur alternatif 220V
en une tension de 12V toujours alternatif. Ensuite cette tension est
redressée par le pont de diodes, puis filtré par le condensateur
C1, stabiliser par la diode Zéner, après et régulée
en une tension continue de +10V par le régulateur REG 7810.
La fonction de découplage est assurée par le
condensateur .Il a pour rôle d'éliminer les fluctuations de
l'alimentation en court-circuitant à la masse toutes les pertes de
tension.
II-4. BLOC (1) DETECTION ET COMPARAISON (AO
Comparateur)
Le schéma électrique du bloc (1) détection,
comparaison est représenté par la figure II-3
Figure II-3 : Schéma électrique du bloc(1)
détection et comparaison
Dans ce bloc nous avons deux fonctions à savoir :
fonction détection et la fonction comparaison des seuils de tension.
°FONCTION DETECTION
Dans cette fonction il est question d'un fil ou une sonde
prévu par le dispositif qui sera placé dans un champ juste devant
l'entrée. Une fois que le sujet pénètre ce champ, le
bouton poussoir va se fermé et le système sera
déclenché.
°FONCTION DE COMPARAISON
Ici nous avons le circuit intégré uA741
monté en comparateur de tension dont l'entrée inverseuse est
soumise à un potentiel réglable. Deux cas se
présentent :
Si la tension à la borne positive (+) est inferieur
à la tension de référence (entrée négative),
la tension de sortie sera infiniment négative. Ici il y'a un
débouclage de l'entrée + sur la sortie, donc c'est un comparateur
a deux seuils. La tension qui varie Ve est connectée sur l'entrée
+ par l'intermédiaire d'une résistance, donc c'est un comparateur
non inverseur. Ainsi On relève au point commun du bouton poussoir et la
résistance R1 donc :
_ Un potentiel voisin de 9 volts lorsque le contacte est
établi,
_ Un potentiel proche de zéro volt si le contacte
n'est établi.
Ce potentiel est acheminé sur l'entrée inverse use
d'un 741 monté en comparateur de tension. Son entrée directe est
soumise à un potentiel intermédiaire réglable entre 0 et 9
volts, grâce à l'ajustable A.
Lorsque le contacte n'est pas établi, le potentiel auquel
est soumise l'entrée inverseurs est supérieur à celui de
l'entrée directe ; la sortie de IC1 présente alors un
état bas ; au cas contraire la relativité des potentiels
s'inverse et la sortie de IC1 passe a l'état haut.
La résistance R2 introduit, lors des basculements, une
réaction positive ce qui se traduit par un changement d'état
très net et franc, sans hésitation aucune.
II-5. BLOC (2) DETECTION : (Bascule RS)
Le schéma électrique du bloc détection (2)
est représenté par la figure I I-4
FIGURE II-4 : schéma électrique du bloc(2)
détection
Ce bloc est commandé par une bascule RS qui, est un
circuit bistable pouvant prendre deux états logique : 0 et 1.
L'état de la bascule peut être modifié en agissant sur une
ou plusieurs entrées.
Ici la bascule est formée par les portes NAND IV et III.
Les entrées 13 et 8 sont soumises normalement à l'état
haut par l'intermédiaire des résistances R1 et R2. Ces deux
entrées correspondent respectivement à la commande et à
l'effacement de la bascule. En examinant les règles de fonctionnement
d'une porte NAND, on n'aura aucune peine à retrouver le fait que tout
contact, avec le `moins ` de :
_ L'entrée de commande 13 a pour effet de faire apparaitre
sur la sortie de la bascule R/S, un état haut,
_ L'entrée d'effacement 8 est aussitôt suivie par le
passage de la sortie de la bascule à l'état bas.
En définitive, l'état haut est la
conséquence d'une maladresse de la part du sujet mis en jeux. Ainsi pour
réarmer le dispositif, il suffit alors d'appuyer sur le bouton
poussoir.
I-6.BLOC COMMANDE ET SIGNALISATION (Un
multivibrateur Astable)
°Bloc(1)
Ce bloc est représenté par la figure II-5
FIGURE II-5 : schéma électrique du bloc (1)
commande et signalisation
Une structure astable est un dispositif électronique
générant de manière autonome un signal périodique
rectangulaire évoluant entre deux états astables. Une telle
structure est appelée `Multivibrateur astable'. Elle peut être
réalisée de différentes manières à l'aide
de :
_ D'un amplificateur opérationnel,
_ D'un circuit multivibrateur type NE 555,
_ Directement à partir d'un circuit
spécialisé,
_ Ou soit à partir de portes logiques
associées à des composants, ce qui fera l'objet de notre
étude.
Les portes NAND III et IV de I forme un
multivibrateur astable commandé. Tant que son entée 8 reste
soumise à un état bas, la sortie de ce montage présente un
état bas permanent de repos. Si on présente sur l'entrée
de commande 8 un état haut, le multivibrateur entre en oscillations.
Il délivre sur sa sortie des créneaux de formes carrée
dont la période dépend essentiellement des valeurs R4 et C3.
Dans le cas présent, cette période est de l'ordre de 0,25 s soit
4 HZ.
Les créneaux en questions attaquent l'entrée de
commande d'un second multivibrateur constitue par les portes NAND I et II de
I. A la différence du premier, celui-ci compte tenu les valeurs R6 et de
C4, génère une fréquence beaucoup plus
élevée, de l'ordre du kilohertz, donc de la gamme musicale.
Les signaux ainsi délivrés sont acheminés
vers un buzzer piézo-électrique suivi d'une diode
électroluminescente, par l'intermédiaire de la résistance
R7 et R8. Ce buzzer émet alors un BIP- BIP très audible ainsi que
la LED qui émet un signal au rythme du BIP- BIP, dès que la
sortie du comparateur est à l'état haut.
°Bloc (2)
Ce bloc est représenté par la figure II-6
FIGURE II-6 : Bloc (2) commande et signalisation
Les portes NAND II et I constituent un multivibrateur astable du
type commandé. Tant que l'entrée 6 reste soumise à un
état bas, le multivibrateur est bloqué et présente sur sa
sortie un état bas. En revanche, si cette entrée est
reliée à un état haut, les oscillations démarrent
aussitôt. Elles sont causées par la charge et la décharge,
tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre, de C6 à travers
R12. Il en résulte, sur la sortie du multivibrateur, un signal
carré dont la période est déterminée par la
relation : T=2,2x R12 x C6. Dans le cas présent, celle-ci est
environ 700 us, ce qui correspond à une fréquence de l'ordre de
1370Hz. Il s'agit là d'une fréquence dite musical (continue).
Elle est restituée par un buzzer piézo-électrique suivi de
l'émission d'une diode électroluminescente(LED).
I-7.SHEMA ELECTRIQUE DU SYSTEME
Le schéma électrique du système regroupe
tous les blocs fonctionnels sans respecter l'ordre d'emplacement des composants
et dispositifs du système. Il est représenté par la figure
II-7
FIGURE II-7 : schéma électrique du
système
I-8.FOCTIONNEMENT GLOBAL DU SYSTEME
Le montage prélève son énergie du secteur.
A la mise sous tension du système le transformateur abaisse la tension
du secteur 220volts alternative, en une tension 12 volts continuent.
Cette tension alternative est redressée par le pont de
diodes, à la sortie du pont de diodes on a une tension unidirectionnelle
qui va subir un filtrage de la part de condensateur C1. Cette tension
filtrée est prise en compte par la diode Zéner pour être
stabilisée, ensuite dans un régulateur intégré
(7810) qui délivre a sa sortie une tension continue 10volts
Notons que le système fonctionne sous un seul principe (le
manuel). La tension continue 10volts servira à alimenter les composants
actifs de notre système.
Ce montage servira à donner accès au passage d'un
bâtiment a deux entrées c'est-à-dire l'une pour les
piétons et l'autre pour les engins ; il est à souligner que
le dispositif prévoie un anneau baladeur , un fil qui sera placer
dans un champ devant l'entrée qui servira d'élément
déclencheur une fois le sujet pénètre cet espace. Aussi le
dispositif prévoie une commande manuelle coordonnée par un
bouton poussoir lorsque l'alarme va se déclencher dans les deux
conditions suivantes :
°Lorsque le sujet présent est un piéton,
le potentiel de l'entrée inverseuse du circuit intégré
uA741 devient inférieur à celui de l'entrée directe et la
sortie du circuit intégré uA741 présente un état
haut. Il en résulte l'émission immédiate d'un stressant
BIP-BIP de la part du buzzer suivi d'émission d'une diode
électroluminescente (LED) qui sera au rythme du BIP-BIP.
°Lorsque le sujet présent est un engin, Cette
partie est commandée par une bascule RS qui est un circuit bistable
pouvant prendre deux états logique 0 et 1.Ainsi lorsque l'engin arrive
à l'entrée, l'entrée de commande 13 fera apparaitre sur la
sortie du bascule un état haut, il en résulte un BIP continu
suivi de l'émission de la LED. Au cas contraire il n'y aura pas de
réaction ; l'entrée d'effacement 8 sera aussitôt
suivie par le passage de la sortie du bascule à l'état bas.
II-9. CONCLUSION
L'étude du dispositif a pour but de détailler bloc
par bloc c'est-à-dire depuis l'alimentation jusqu'à la commande
et signalisation. Par conséquent le système nous a permis de
mieux cerner le fonctionnement du système, ce qui représente pour
nous un acquis pour notre expérience professionnelle et pratique. Dans
le chapitre suivant nous allons étudier la réalisation
pratique.
CHAPITRE III : ETUDE DE LA REALISATION
PRATIQUE DU SYSTEME
III-1. INTRODUCTION
Avant de pouvoir rendre le système utilisable, il faudra
d'abord le réaliser. Et pour ce faire une étude pratique est au
préalable obligatoire afin de se mettre dans les conditions de
réalisation satisfaisante. Ce dernier chapitre va donc nous permettre de
faire une étude pratique du système et d'évaluer le
coté financier et sa réalisation.
III-2. CIRCUIT IMPRIME
III-2-1. Conception du Typon
Le typon est une image du circuit imprimé. Les pistes sont
en noirs et le reste doit etre transparent à la lumière.
La première étape consiste à obtenir un
typon sur une feuille blanche.
L'idéal est d'avoir un scanner et une imprimante, une
photocopieuse peut aussi convenir.
La deuxième étape consiste à rendre la
feuille translucide. Il suffirait par une méthode très simple
d'appliquer le typon sur un vieux journal sur lequel on versera de l'huile sur
les deux faces. Bien étaler à l'aide du doigt jusqu'à ce
que le papier devienne bien transparent, on peut aussi utiliser du papier
calque.
A partir du schéma théorique, on établit le
dessin électrique de la plaquette du circuit imprimé sur laquelle
seront montés les composants entrant dans la composition du dispositif.
Les documents utilisés seront :
. Le schéma électrique du
système ;
. Les dimensions réelles des composants
utilisés ;
. Le brochage des circuits intégré,
composants spéciaux, etc.
L'étude du circuit se fait à l'aide d'une grille
normalisée au pas de 2,54mm, ceci pour obtenir une position standard des
composants. Le circuit sera composé essentiellement de bandes et de
pastilles de cuivres :
. Pastilles pour la soudure des composants ;
. Bandes pour relier entre elles les pastilles
conformément au schéma.
BUT : Réaliser des circuits imprimés simple
face cuivrée sur un support bakélite ou époxy. Avantage de
cette technique prend tout son sens lorsque l'on doit réaliser des
petites séries, (block système par exemple)
MATERIEL NECESSAIRE :
Plaque cuivrée simple face photosensible
Révélateur
Perchlorure de fer (chlorure ferrique)
Alcool à bruler
Etain liquide
Acétone
Vernis protecteur
Insoleuse
Divers bacs
Gants de protection
Figure III-1 : Alcool à bruler, perchlorure,
révélateur, gant...
III-2-2. Réalisation
Elle comportera plusieurs étapes dont, la confession du
typon, la préparation de la plaque, l'insolation, gravure, le nettoyage,
l'étamage, le perçage, le montage, le nettoyage de la
résine et enfin comme toute oeuvres qui se respecte, le vernissage.
Un circuit est un assemblage de bandes conductrices en cuivre
très mince supportées par un matériau isolant rigide ou
flexible, réalisé pour raccorder entre eux, les divers composants
d'un montage électronique. Pour cela plusieurs étapes sont
nécessaires.
III-2-3. Gravure directe
Sur une plaque d'époxy cuivré, on peut tracer
directement le circuit imprimé à l'aide de transfert de type
mécano rama ou d'un feutre spécialisé. Ainsi
protégé, les parties masquées résistent à
l'attaque des substances acides telles que le perchlorure de fer ou le
persulfate d'ammonium. Ces substances acides vont par contre dissoudre le
cuivre nu. Le mélange doit être agité pou faciliter la
réaction chimique en surface.
III-2-4. L'isolation
Dans cette étape débutent indispensablement de
travaux sur l'époxy photosensible. La plaque d'époxy est
recouverte d'une résine protégée par une fine pellicule
protectrice. L'opération consiste à transférer l'image de
votre typon sur la plaque d'époxy en l'exposant au rayon ultra-violet
(UV). Les zones noires vont protéger la résine des UV. Le temps
d'insolation est très important. S'il est trop court, vous aurai du mal
à relever la plaque.
III-2-5. La révélation
Cette consiste à tremper la plaque isolée dans
un bain d'eau de révélateur. La solution alcaline va dissoudre la
surface de résine attaquée par les UV. Il ne restera sur votre
plaque que le circuit imprimé en résine colorée et le
cuivre nu.
III-2-6. La gravure
Elle consiste à plonger le circuit dans un bain d'acide
(perchlorure de fer). Le cuivre sera dissout et seules les pistes
protégées resteront. Lorsque tout le cuivre aura disparu, nous
sortons le circuit de l'acétone ou de l'alcool à bruler pour
retirer la résine, ainsi apparaissent les pistes de cuivre.
III-2-7. L'étamage
L'étamage consiste à augmenter
l'épaisseur de la piste conductrice, de résoudre de microcoupure
et de protéger les pistes d'une oxydation en milieu très
agressif.
Le circuit imprimé du module est représenté
par la figure III-1
Figure III-2. Circuit imprimé du module
III-3 .IMPLANTATION DES COMPOSANTS
Implanter sur la partie opposée à celle en
cuivre les composants de câblage. Pour réaliser cette
implantation, nous avons besoin d'une pince à bout pointu de très
bonne qualité qui permettra de plier facilement et
précisément les pattes des composants avant le soudage.
Commencer par souder les straps, puis les résistances.
Poursuivre l'implantation des composants par le potentiomètre, les
supports des circuits intégrés les condensateurs, les
régulateurs et les références de tension, pour finir avec
les connecteurs et boitiers si nécessaires.
Ainsi l'écran pourra facilement être enlevé.
Disposer aussi pour cela d'un fer à souder de petite puissance avec une
panne longue durée fine, d'une bobine de fil d'étain de
diamètre 1mm.
L'implantation des composants est représentée par
la figure III-2
Figure III-3. Implantation des composants
III-4. NOMENCLATURE
La nomenclature des composants est la liste de tous les
composants utilisés (intervenant dans le système) pour la
réalisation du système.
La nomenclature des composants est représentée par
le tableau III-1.
COMPOSANTS
|
VALEURS
|
RESISTANCE(R1)
|
220K
|
RESISTANCE (R2)
|
470K
|
RESISTANCE (R3)
|
1M
|
RESISTANCES (R4 ; R5)
|
2X100K
|
RESISTANCE (R7 ; R10)
|
1K
|
RESISTANCES (R8)
|
|
RESISTANCES (R6 ; R13 ; R14)
|
10K
|
RESISTANCE (R12)
|
1M
|
RESISTANCE (R11)
|
33K
|
STRAP
|
1
|
RESISTANCE (11)
|
33K (orange, orange, orange)
|
AJUSTABLE(A)
|
100K
|
CONDENSATEUR (C4 ; C6)
|
10nF
|
CONDENSATEUR ( ; C7)
|
0.1uF
|
CONDENSATEUR (C1)
|
100Uf /10v
|
CONDENSATEUR(C3)
|
1uF
|
CONDENSATEUR (C8)
|
3300Uf /35V
|
CONDENSATEUR(C9)
|
100nF
|
CICUIT INTEGRE (IC1)
|
UA 741 (ampli-op)
|
CICUIT INTEGRE (I)
|
CD4011 (4 porte Nand)
|
DIODE ELECTROLUMINESCENTE (LED)
|
|
BUZZER PIEZO-ELECTRIQUE (BUZ)
|
|
DIODE ZENER (DZ)
|
12V
|
REGULATEUR
|
7810
|
PONT DE DIODE (PT)
|
2A
|
TRANSFORMATEUR (TR)
|
220V/12V-500mA
|
BOUTON POUSSOIR(BP)
|
-
|
Tableau III-1. Tableau de la nomenclature des composants
III-5. ESTIMATION FINANCIERE
Le cout des composants et dispositif du module et le montant
total de la réalisation de notre système se trouve dans le
tableau III-2.
Désignation
|
Valeur
|
Prix
Unitaire en
FCFA
|
Quantité
|
Prix
Total en
FCFA
|
R1
|
220K
|
200
|
1
|
200
|
R2
|
470K
|
200
|
1
|
200
|
R3
|
1M
|
200
|
1
|
200
|
R4
|
100K
|
200
|
1
|
200
|
R5
|
100K
|
200
|
1
|
200
|
R6
|
10K
|
200
|
1
|
200
|
R7
|
1K
|
200
|
1
|
200
|
R8
|
|
200
|
1
|
200
|
R9
|
|
200
|
1
|
200
|
R10
|
1K
|
200
|
1
|
200
|
R11
|
33K
|
200
|
1
|
200
|
R12
|
1M
|
200
|
1
|
200
|
R13
|
10K
|
200
|
1
|
200
|
R14
|
10K
|
200
|
1
|
200
|
AJUSTABLE(A)
|
100K
|
400
|
1
|
400
|
C1
|
100Uf /10v
|
400
|
1
|
400
|
|
0.1uF
|
400
|
1
|
400
|
C3
|
1uF
|
400
|
1
|
400
|
C4
|
10nF
|
400
|
1
|
400
|
|
|
|
1
|
|
C6)
|
10nF
|
400
|
1
|
400
|
C7
|
0.1uF
|
400
|
1
|
400
|
C8
|
3300Uf /35V
|
400
|
1
|
400
|
C9
|
100nF
|
400
|
1
|
400
|
REGULATEUR
|
7810
|
1000
|
1
|
1000
|
CICUIT INTEGRE (IC1)
|
UA 741 (ampli-op)
|
1000
|
1
|
1000
|
CICUIT INTEGRE (I)
|
CD4011
|
1500
|
1
|
1500
|
DIODE ZENER (DZ)
|
12V
|
500
|
1
|
500
|
PONT DE DIODE (PT)
|
|
500
|
1
|
500
|
DIODE ELECTROLUMINESCENTE (LED)
|
|
100
|
1
|
100
|
TRANSFORMATEUR (TR)
|
220V/12V-500mA
|
1500
|
1
|
1500
|
BOUTON POUSSOIR(BP)
|
Dr1
|
200
|
1
|
200
|
Supports circuits intégrés
|
|
800
|
3
|
2400
|
Bornier soudable
|
8 plots
|
200
|
1
|
200
|
Plaquette cuivrée
|
15 cm²
|
2500
|
1
|
2500
|
Perchlorure de fer
|
1 sachet
|
10000
|
1
|
10000
|
Rouleau d'étain
|
1 rouleau
|
2000
|
1
|
2000
|
MONTANT PARTIEL DES
COMPOSANTS (en FCFA). 29500
|
MAIN D'OEUVRE 30%
|
8850
|
IMPREVUES 10%
|
2950
|
TOTAL (en FCFA)
|
41300
|
Figure III-2. Tableau du cout des composants et dispositifs du
module.
III-6. CONCLUSION
L'étude de ce dernier chapitre met en évidence les
différentes étapes permettant la réalisation pratique. Par
conséquent, comme tout projet nécessite un financement, il est
mentionné au bas du travail la somme définitive qui servira
à la réalisation du module. Rappelons que ce cout peut subir du
jour au lendemain des modifications suite à des hausses ou à des
baisses du prix des composants.
III-7. CONCLUSION GENERALE
L'opportunité offerte par GLOBAL SYNOPTIQUE lors de
notre stage nous a permis d'être au contact de la vie professionnelle, ce
fut également l'occasion pour nous d'une part, de rapprocher la
théorie de la pratique, et d'autre part d'élargir le champ de nos
connaissances.
Mais il reste beaucoup à faire en termes de
sensibilisation ; il faudra mettre en oeuvre des solutions qui soient
vraiment adaptées aux besoins. La réalisation de ce
système nous a permis de savoir le rôle précis que joue
chaque composant et de mieux appréhender le fonctionnement du
système. Cela représente pour nous un acquis pour notre
expérience professionnelle et pratique.
Le stage en entreprise nous a donné l'occasion de se
familiariser avec d'autres techniciens du monde de travail. Ce coffret que nous
avons réalisé est un prototype qui a donné satisfaction
aujourd'hui. Nous pensons demain l'améliorer afin de répondre
à d'autres services beaucoup plus importants. Nous souhaiterions que
d'autres techniciens puissent l'essayer pour une amélioration beaucoup
plus poussée dans le sens d'offrir un outil performant au service de
l'humanité qui connait aujourd'hui une évolution technologique
fulgurante.
En effet, la télécommunication couvrant un
domaine aussi large que complexe, notre travail, loin de mettre fin a nos
recherches, constituera une porte ouverte au critiques et suggestions visant
son amélioration dans le meilleur sens possible.
WEBOGRAPHIE.
Présenté par KOUDADJE. Kodjo
|