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Démarrer en électronique

Ici, c'est l'électricité, l'électronique, l'alimentation - analogique ou "digitale" - etc.

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Re: Démarrer en électronique

Publié: Dim 18 Oct 2015, 12:23 
Comme quoi : il n'y a pas besoin de vendre son âme au diable pour retrouver sa jeunesse ! :diable:
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Arduino
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Lun 19 Oct 2015, 12:24 
La résistance

La résistance est sans doute le composant le plus simple et le meilleur marché qu’on puisse trouver. La première question qui se pose est : à quoi sert une résistance ? A limiter l’intensité d’un courant électrique ! On utilisera donc une résistance chaque fois qu’on doit limiter l’intensité d’un courant électrique. En effet, certains composants ne doivent pas être traversés par des courants trop forts sinon ils sont détruits (par exemple une diode électroluminescente, comme nous le verrons très bientôt). Pour éviter cela, on limite le courant par une résistance.

La loi d’Ohm
Cette loi exprime la relation entre la tension U aux bornes d’une résistance et le courant I qui la traverse :
U = R x I
U est en volt, R est en Ohm et I en ampères.

Retenez bien cette loi car la plupart des calculs servant à déterminer les caractéristiques des composants pour effectuer un montage se base sur cette loi. Ne pas la connaitre serait impardonnable !

Voyons un exemple : on réunit les deux pôles d’une pile de 9 V par une résistance de 1000 Ohm, quelle est l’intensité du courant qui parcourra la résistance ? La tension U aux bornes de la résistance est la tension de la pile puisqu’il n’y a pas d’autres composants. La loi d’Ohm nous permet d’écrire :
I = U / R
Donc I = 9 / 1000 = 0,009 A = 9 mA

Facile non ? La loi d’Ohm nous permet d’écrire aussi R = U / I , ce qui nous permet de calculer la valeur du composant en fonction de la tension et de l’intensité de courant à obtenir. Est-ce suffisant pour choisir notre résistance ? Et bien non ! En effet, la résistance doit supporter la puissance qu’elle dissipe.

Cette puissance P (en Watt) est donnée par :
P = U x I

Dans notre exemple précédent, la résistance va dissiper une puissance égale à :
P = 9 x 0,009 = 0,081 W soit 81 mW. Ce n’est pas beaucoup et si on choisit une résistance « quart de Watt » (qui peut dissiper jusqu’à un quart de Watt), il n’y aura aucun problème.

Par contre, toujours sous 9 V, si notre résistance doit laisser passer 100 mA, la puissance dissipée sera 9 x 0,1 = 0,9 W et on voit qu’une résistance « quart de Watt » ne résistera pas !

Il faut donc toujours calculer la puissance à dissiper pour choisir la bonne résistance, en plus d’avoir calculé sa valeur !

La figure 13 donne le symbole d’une résistance (européen et américain).
Image

Il existe plusieurs modèles de résistances, au carbone, à fil résistif enroulé, etc. Il existe aussi des résistances ajustables et des potentiomètres : un curseur balaie toute la longueur de la résistance et en fonction du point où il se trouve, la résistance varie entre l’entrée A et le point milieu C (ou entre C et B) comme le montre la figure 14.
Image

Les figures 13 et 14 sont extraites du Grand Livre d’Arduino, cité plus haut.

La valeur en Ohm de la résistance est inscrite avec des anneaux colorés, chaque anneau représentant un chiffre grâce à un code de couleurs (voir sur internet). En général, il y a quatre anneaux et le dernier est argenté ou doré. Cet anneau donne la précision de fabrication (argent 10%, or 5%). Le premier anneau est donc celui situé à l’opposé de l’anneau de précision et il donne le premier chiffre, le deuxième anneau donne le deuxième chiffre et le troisième anneau donne le nombre de zéros à rajouter, en se basant sur le code de couleurs. Par exemple, une résistance jaune, violet, orange, argent a une précision de 10 % (en plus ou en moins) et sa valeur est 4 (jaune) 7 (violet) 000 (orange = 3 zéros à rajouter) = 47000 Ohm soit 47 k.

Parfois, la résistance dispose de 5 ou 6 anneaux. Cela complique un peu et comme je suis assez flemmard, j’ai trouvé sur internet un site qui réfléchit à ma place (pour 4, 5 ou 6 anneaux) :
http://www.digikey.fr/fr/resources/conv ... ode-5-band

Montage en série
La résistance équivalente est la somme de chaque résistance :
R = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Montage en parallèle
L’inverse de la résistance équivalente est égal à la somme des inverses des résistances :
1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/R3 + … + 1/Rn
De là on déduit R.

Se rappeler que si on met en parallèle deux résistances identiques de valeur R, la résistance équivalente est égale à la moitié de R.

Ceci est bien suffisant pour les résistances.

A retenir :
- A quoi sert une résistance
- La loi d’Ohm
- La puissance dissipée par une résistance
- Le code de couleurs
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Lun 19 Oct 2015, 23:48 
bravo et merci pour ton travail, je te lis avec plaisir.
le lien ci dessus est vraiment super
dieu existe ! donc je suis
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Dudule
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 11:19 
En 2014, le prix Nobel de physique a été attribué à trois chercheurs japonais pour avoir inventé la LED bleue. Merci à ceux qui ont éclairé le monde :applause: et bienvenue à tous dans le fantastique monde des LED multicolores.

Ce cours sera en deux parties avec un résumé 'A retenir" à la fin de chaque partie.

Les LED (Light Emitting Diode) ou encore DEL (Diode électroluminescente)

La première question est : à quoi sert une LED ? La diode électroluminescente est un composant qui émet de la lumière quand il est traversé par un courant électrique. Ceci répond à la question. Dans un montage électronique, les LED servent de voyants de contrôle. Les LED sont très présentes sur nos réseaux pour produire des éclairages (bâtiments, trains, lampadaires, signaux lumineux, etc.). Il en existe de toutes les couleurs, même celles qu’on ne peut pas voir (LED émettant dans l’infra-rouge ou l’ultra-violet) ! L’avantage des LED est qu’elles ne chauffent pas (on peut les inclure dans des kits plastiques), qu’elles ont une grande durée de vie, qu’elles sont robustes et qu’elles consomment très peu.

La LED est avant tout une diode, composant qui laisse passer le courant dans un seul sens et le bloque dans le sens opposé ; voir à ce sujet la fiche pratique III.17 que j’ai publiée dans LR de mars 2014. De toute façon, nous aurons l’occasion de reparler des diodes et si j’ai voulu parler d’abord des LED, c’est parce qu’avec une LED et une résistance (déjà étudiée), on peut réaliser quelque chose pour son réseau. :wink:

La figure 15 montre le symbole d’une LED ; le courant qui la traverse doit être dans le sens de la flèche du symbole pour que la LED émette de la lumière. Si le courant est dans l’autre sens, la LED n’émet rien. On dit que le composant est polarisé ; il faut respecter son sens de branchement. La broche à relier au + s’appelle anode et la broche à relier au – s’appelle la cathode. La broche à relier au + est plus longue que la broche à relier au - . On peut aussi reconnaitre anode et cathode en regardant le composant par transparence ; l’anode ressemble à un A et la cathode à un K (enfin plus ou moins…)
Image

Bien sûr, pour que le courant passe, il faut une différence de potentiel entre les deux broches de la LED, donc une certaine tension qui dépend de la couleur. Le tableau suivant (merci Matabiau du forum) donne la tension aux bornes d’une LED en fonction de sa couleur.
Image

Par exemple, une LED blanche nécessite 3,5 V à ces broches : vous n’arriverez donc pas à l’allumer avec deux piles de 1,5 V.

Le courant qui traverse la LED ne doit pas dépasser une certaine valeur (à voir avec la notice du constructeur) ; généralement, ce courant est inférieur ou égal à 20 mA.

La figure 16 montre le branchement d’une LED ; on reconnait un générateur de courant continu (par exemple une pile), une résistance pour limiter le courant dans la LED et la LED branchée dans le bon sens. La résistance peut être mise d’un côté ou de l’autre de la LED.
Image

Voyons comment calculer la valeur de la résistance. Appelons Ud la tension aux bornes de la LED (se reporter au tableau ci-dessus en fonction de la couleur) et Ur la tension aux bornes de la résistance. Ud + Ur = tension d’alimentation qu’on note U. Donc Ur = U - Ud

Appelons I le courant qui circule dans le circuit. I doit être égal à 20 mA.

La tension Ur est reliée à I par la loi d’Ohm. Ur = R x I

Donc U – Ud = R x I ou encore R = (U – Ud) / I

C’est cette formule qu’il faut retenir. Voyons cela avec un exemple :
Nous utilisons une pile de 9 V : U = 9 V
Nous utilisons une LED orange : Ud = 2 V (voir tableau)
Nous voulons un courant de 15 mA (par exemple, vous pouvez prendre une autre valeur).
R = (9 – 2) / 0,015 = 350 Ohms. On prend la valeur la plus proche, plutôt supérieure, soit 470 Ohms (le courant sera donc un peu plus faible que ce qu'on veut, reste à vérifier si la luminosité de la LED vous convient ainsi).

A retenir :
- Une LED sert à produire de la lumière, avec plusieurs couleurs possibles
- Les LED ne chauffent pas et consomment très peu
- La LED est un composant polarisé, sa broche la plus longue (l’anode) doit être reliée au +
- Il faut toujours mettre en série une résistance avec la LED pour limiter le courant traversant la LED (20 mA maxi)
- La valeur de la résistance se calcule avec la loi d’Ohm, en prenant en compte que la tension aux bornes de la LED dépend de sa couleur

La prochaine fois, nous verrons comment assembler des LED en série, en parallèle et comment les alimenter avec du courant alternatif.
Dernière édition par Arduino le Mar 20 Oct 2015, 11:47, édité 2 fois au total.
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 11:28 
Dis moi si je me trompe, je teste mes leds avec une pôle bouton de 1,5 volt et ça marche quelques soient les couleurs???dis moi où j'ai tort!
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 11:29 
Je me fais l'avocat du diable :diable:
Tu parles d'un courant de 20mA. D’où sort il :?: Du chapeau (Data sheet) :?:
Un peu plus loin dans ton explication, tu parles de 15 mA. Ou sont passés les 5 mA :?:
Chouette travail de vulgarisation :applause:
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 11:30 
Bonjour,

Les tensions mentionnées aux bornes des LED sont-elles aussi valables dans le cas de LED CMS ?
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 11:45 
Prevost a écrit:Je me fais l'avocat du diable :diable:
Tu parles d'un courant de 20mA. D’où sort il :?: Du chapeau (Data sheet) :?:
Un peu plus loin dans ton explication, tu parles de 15 mA. Ou sont passés les 5 mA :?:
Chouette travail de vulgarisation :applause:


Bonjour Alain,

En général, on fait passer un courant de 20 mA maximum dans une LED (mais peut-être que 25 mA conviendrait très bien).

Si la luminosité de la LED nous convient avec 15 mA, c'est tant mieux, on économise un peu de courant :ange:

Pour le calcul, la valeur 15 mA n'était qu'un exemple (j'aurais pu prendre 12 ou 10, peu importe).

Merci de la remarque, je pense que je peux encore corriger mon post pour mettre que ce n'est qu'un exemple.
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 12:04 
Bravigou a écrit:Dis moi si je me trompe, je teste mes leds avec une pôle bouton de 1,5 volt et ça marche quelques soient les couleurs???dis moi où j'ai tort!


Si tu y arrives, c'est que tu ne te trompes pas :lol: mais, es tu certain que la LED ait besoin d'une tension supérieure à 1,5 V ? De plus, as tu mesuré la tension exacte de la pile ? (1,5 ou 1,6 ou 1,7 ?)

J'avoue que je suis bien embêté pour te répondre : moi aussi j'ai testé des LED avec ce procédé.
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 12:11 
Pacific 231 a écrit:Bonjour,

Les tensions mentionnées aux bornes des LED sont-elles aussi valables dans le cas de LED CMS ?


Bonjour Georges,

A priori, je pense que oui ... mais comme je ne veux pas te faire faire de bêtises, je pense que le mieux est de se référer à la notice de la LED CMS (qu'on appelle datasheet).

Lorsqu'on commande des composants par correspondance, toujours télécharger les datasheets et les garder dans un classeur précieusement : même si cela vous parait du chinois, vous finirez pas être capable de les lire (on en parlera dans le cours).

Un autre moyen serait d'alimenter la LED CMS avec une résistance un peu musclée (pour ne laisser passer que quelques mA) et si elle s'allume, mesurer la tension à ses bornes avec un multimètre.
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 12:38 
Merci beaucoup pour cette réponse et ces conseils. Je vais les tester.

J'ai fait venir des bicolores et sur l'emballage il y a : Rouge : 2.0-2.1 V et Blanc : 3.0-3.1 V

Ton fil est une mine d'or !
Georges
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 13:12 
Merci Georges, cela m'encourage à continuer.

Pour tous, n'hésitez pas à poser des questions ou à dire ce que vous pensez de ce cours, quelles sont vos attentes. J'ai besoin de savoir comment orienter les prochains posts.

Demain, on termine les LED, ensuite je suis absent quelques jours ; les cours reprendront le 27 avec les diodes (sur quatre posts). Et après cela, les condensateurs, les transistors, les circuits intégrés CI (notamment le fameux 555), etc.

Vous pourrez alors vous constituer des schémathèques qui vous seront bien utiles pour concevoir vos montages.

Vous verrez que j'essaierai toujours d'appliquer le cours au modélisme ferroviaire (parce que je peux vous l'avouer : l'électronique me plait mais pas autant que son application au petit train électrique de ma jeunesse :ange3: )
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 14:38 
Une chose à dire?
Continue comme ça!
J'ai tout à apprendre.
Merci
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mar 20 Oct 2015, 16:19 
Bravigou a écrit: J'ai tout à apprendre Merci


tu n'es pas le seul François :D
Amitiés
Le p'tit train de Jicé
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Re: Démarrer en électronique

Publié: Mer 21 Oct 2015, 09:59 
Suite et fin du cours sur les LED

LED en série

Supposons qu’on veuille mettre 5 LED oranges en série. La tension pour alimenter ces 5 LED doit être supérieure à 5 x 2 = 10 V. Nous pouvons prendre une tension de 12 V. Nous mettons une résistance en série pour limiter le courant à 20 mA. La tension aux bornes de la résistance est donc de 12 – 10 = 2V. Cette résistance doit être égale à 2 / 0,020 = 100 Ohms. La puissance qu’elle doit dissiper est égale à 2 x 0,020 = 0,04 W. La figure 17 montre ce montage.

Image

LED en parallèle

La figure 18 montre comment monter des LED en parallèle et surtout ce qu’il ne faut pas faire :colere: , car dans ce cas, la répartition du courant pour chaque LED ne garantit pas le respect du courant maximum possible :mort: .

Image

LED alimentée en alternatif

La plupart des cours électroniques disent qu’une LED ne peut pas servir à redresser le courant et qu’en conséquence, elle doit toujours être montée en respectant sa polarité, ce qui sous-entend qu’avec du courant alternatif, il faut prendre des précautions. Ce sujet a déjà fait un débat aussi passionnant que passionné et je ne veux pas alimenter de nouveau la polémique :ange3: . Pour ma part, je m’arrange toujours à ce que mes LED soient alimentées par du courant continu (et qu’elles soient protégées en intensité par une résistance). La technique la plus simple si on veut utiliser du courant alternatif, est de mettre une diode classique en série avec la LED, car elle supprimera les alternances négatives. En fait, les électroniciens recommandent plutôt de monter cette diode en parallèle mais dans le sens inverse avec la LED (on parle de montage antiparallèle) comme le montre la figure 19. Les alternances positives alimentent la LED et les alternances négatives passent par la diode. On peut aussi utiliser deux LED en antiparallèle, ce qui évite d’avoir recours à une diode.

Image

Voilà, vous savez l’essentiel pour monter des LED sur votre réseau et ainsi avoir plein de petits éclairages fixes. Pour un éclairage de quai de gare, utilisez des LED oranges (pour reproduire l’éclairage au sodium) que vous pouvez monter en série. Mais si vous avez bien suivi ce cours depuis le début, vous savez aussi faire clignoter vos LED puisque vous savez construire une « horloge ». Rappelez-vous notre premier montage, le CI 7414 n’était utilisé qu’au tiers de ses possibilités en rajoutant une résistance et un condensateur. Avec un 7414, vous pouvez donc réaliser trois clignotants à des fréquences différentes (on y reviendra un peu plus tard) !

Qui a dit que l’électronique n’est pas intéressante ? :siffle:

A retenir :
- Les LED peuvent se monter en série sans problème, et en parallèle en prenant des précautions
- On peut alimenter les LED en alternatif et le mieux pour cela est de faire appel à une diode pour protéger la LED

Puisque nous sommes dans le domaine des diodes, nous continuerons par les diodes, avant de revenir aux condensateurs. En effet, on fait beaucoup de choses sur un réseau avec des diodes.
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