Génération d’un signal rectangulaire

Génération d’un signal rectangulaire

Capteurs (détecteurs)

Le plus simple est le déclencheur manuel actionné pour donner l’alerte. Il correspond à la fermeture d’un simple contact, l’homme étant dans ce cas le détecteur. Les détecteurs d’incendie sont de différentes technologies plus ou moins chères et sensibles, notons en particulier :

les détecteurs thermostatiques qui déclenchent sur un niveau de température (lents à détecter).

les détecteurs thermo-vélocimétriques qui détectent un accroissement de la température.

les détecteurs optiques qui détectent la présence de particules coupant un rayon lumineux ou diffusant un rayon lumineux.

– les détecteurs multi-capteurs qui par l’association de deux technologies permettent d’obtenir une meilleure sensibilité tout en gardant une immunité face à des déclenchements intempestifs. Il existait des détecteurs ioniques utilisant des éléments faiblement radioactifs qui permettaient la détection d’un courant de fuite en cas de particules dans l’air ; ils sont maintenant interdits. En cas de fin de vie soit dans une décharge soit dans un incinérateur, il y avait une dispersion de l’élément radioactif non compatible avec des règles environnementales [2].

Synoptique et étude des différents étages

Au début on applique une alimentation continue de tension 6 V, cette tension attaque un oscillateur. Ensuite on a une bascule R/S qui compare la tension actuelle avec une tension de seuil ; une fois cette dernière tension est dépassée, on a un basculement vers l’état haut. Après, on a un premier astable qui nous délivre un signal de période de 340ms. Quand cet oscillateur est à l’état bas il amorce le deuxième astable dont on peut régler la fréquence entre 1 et 5khz permettant une meilleure sensibilité de l’oreille humaine. Le signal donné est amplifié en courant par 3 branches en parallèle contenons chacune deux inverseurs afin d’attaquer le buzzer. Tout cela provoque le déclenchement d’alerte après une augmentation de température.

À l’origine, le terme « pile » désignait un dispositif inventé par le savant italien Alessandro Volta, composé d’un empilement de rondelles de deux métaux différents, séparés par des feutres imprégnés d’un électrolyte. Par extension, le mot « pile » désigne toute batterie monobloc [4]. Cependant, le terme « batterie » désigne un ensemble d’éléments montés en série pour obtenir une tension souhaitée, dans un emballage unique [4]. La locution « pile rechargeable » est un abus de langage couramment employé. De même, par abus de langage, le terme « pile » est utilisé pour désigner d’autres générateurs électrochimiques : pile à combustible, accumulateur électrique [4]. Figure 2.2 : Symbole électrique d’une pile[4].

Le boîtier d’une pile abrite une réaction chimique entre deux substances dont l’une peut céder facilement des électrons (matériau réducteur), et l’autre qui les absorbe (matériau oxydant). Chacune de ces réactions chimiques est dite « demi-réaction ». Lorsqu’elles sont proprement combinées, elles forment une réaction d’oxydoréduction. Chaque demi-réaction survient dans une solution où se produit un échange d’électrons [4]. Ce sont ces électrons qui sont échangés entre les deux substances. Pour assurer l’équilibre des charges électriques, il faut relier les deux solutions à l’aide d’un pont salin, système qui permet le transport de certains ions tout en interdisant la circulation du solvant [4]. Chaque élément du couple oxydant/réducteur est relié à une électrode. Ces électrodes, lorsqu’elles sont reliées à un consommateur électrique, provoquent la circulation d’un courant électrique ; la réaction chimique provoque une circulation de charges (électrons, ions). Une pile fournit donc du courant continu. La borne (-) d’une pile correspond à l’anode où se produit la réaction d’oxydation qui va fournir les électrons. La borne (+) d’une pile correspond à la cathode où se produit la réaction de réduction qui va consommer les électrons.

Détection d’incendie

Un incendie peut se déclarer n’importe où, à proximité d’une source de chaleur de n’importe quel type ou à la suite d’un court-circuit sur une installation électrique. En conséquence, ce montage peut être réalisé à plusieurs exemplaires pour surveiller chaque pièce d’une habitation. Le principe retenu pour détecter un incendie repose sur la mesure de la température de la pièce où se trouve le détecteur. Lorsque le seuil (fixé au voisinage de 35 à 40°C) est atteint, l’alarme est déclenchée. En cas d’incendie dans un local ce seuil de température (que l’on peut réduire) est très vite atteint, avant même que vous avez eu le temps de vous réveiller si vous dormiez dans une pièce voisine, d’où l’intérêt de l’alarme. On peut objecter que ce principe ne permet pas de détecter la présence de fumées, sauf si celles-ci font monter la température de la pièce dans laquelle est situé le détecteur. Ces deux détecteurs peuvent se compléter. On notera cependant que la complexité d’un détecteur de fumée est plus importante que celle de notre montage que l’on peut par ailleurs alimenter par de simples piles (le fonctionnement sur pile est garanti pendant plus d’un an en utilisation permanente) ce qui nous fait préférer cette solution. La détection de température est confiée à une thermistance (élément résistif dont la valeur dépend de la température). Le modèle retenu est une CTN (Résistance à coefficient de température négatif) dont la valeur nominale à 20°C est 22 kΩ. Lorsque la température de ce composant augmente, sa résistance diminue suivant une loi exponentielle.

Réglages Pour régler RV1, au mieux (seuil proche de 35 à 40°C) sans avoir recours à une enceinte thermostatée, une solution simple consiste à entourer la CTN avec les doigts et à chercher le point de réglage de RV1 qui entraîne le déclenchement de l’alarme. Pour régler RV2, on se fie à son oreille pour obtenir un son le plus puissant possible lorsque l’alarme est déclenchée. Ce détecteur d’incendie serait disposé de préférence, dans un endroit situé en hauteur, car la chaleur est toujours plus élevée au niveau du plafond qu’au niveau du sol. Cette disposition favorisera une détection plus rapide de l’élévation de température qui surviendrait en cas d’incendie. On évitera cependant de mettre le détecteur à proximité immédiate d’une source de chaleur (four, plaque électrique ou radiateur soufflant) sous peine de détections intempestives, à moins d’avoir élevé le seuil de déclenchement par RV1. Pour la mise en marche, on positionne les 2 ajustables à mi-course et on alimente le montage par 4 piles de 1,5 V. Il est fort probable que le buzzer se mette à fonctionner au moment de la mise sous tension. Pour l’arrêter, il suffit d’appuyer une ou deux fois sur le poussoir P. Si cette action est sans effet, on agira sur RV1, (tourner dans le sens anti-horaire) pour diminuer Vdec et on appuiera à nouveau sur P ce qui devrait arrêter l’alarme.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : généralités
1. Introduction
2. Principe de fonctionnement et constitution d’un système d’alarme incendie
2.1. Capteurs (détecteurs)
2.2. Détecteurs thermostatiques
2.3. Détecteurs thermo vélocimétriques
2.4. Détecteurs optiques
2.5. Centrale d’alarme incendie
2.6. Actionneurs (asservissements)
2.7. Voies spécialisées
2.8. Alimentations électriques
3. Analyse des boucles ou des zones de détection
3.1. Principe de fonctionnement d’une boucle
3.2. Dysfonctionnement
3.3. Installation d’un détecteur de fumée
4. Installation d’un détecteur dans les caravanes et mobil homes
5. Endroits où il ne faut pas installer des détecteurs
6. Procédure d’évacuation d’urgence
6.1. Plan d’évacuation
6.2. Obligations légales
6.3. Mise en oeuvre de la procédure d’évacuation
6.3.1. Évaluation de la situation
6.3.2. Dresser un plan des lieux
6.3.3. Déterminer les secteurs
6.3.4. Déterminer les parcours d’évacuation
Chapitre II : Synoptique et étude des différents étages
Introduction
1. Schéma synoptique du montage
2. Principe de fonctionnement
3. Alimentation (pile)
3.1. Pile
3.2. Fonctionnement d’une pile
3.3. Capacité et décharge des piles
4. Circuits intégrés
4.1. Définition
4.2. Circuit intégré CD 4001
4.3. Circuit intégré CD 4093
4.4. Circuit intégré CD 4049 (Inversion logique)
5. Portes logiques
5.1. Porte logique ET
5.2. Porte logique OU
5.3. Inversion logique
6. Bascule
6.1. Bascule RS
7. Trigger de Schmitt
8. Multivibrateur astable
9. Génération d’un signal rectangulaire
9.1. Identification de la fonction
9.2. Rapport cyclique
9.3. Réalisation de la fonction génération d’un signal rectangulaire
9.3.1. Montage astable à 1 porte logique inverseuse à entrée Trigger
9.3.2. Montage astable à A.L.I.
9.3.3. Montage astable à NE555
9.3.4. Montage astable à 2 portes logiques C-MOS inverseuses
9.4. Oscillateurs à deux portes logiques NAND
9.5. Oscillateurs à portes logiques NOR
9.6. Sextuple inverseur
Chapitre III : Réalisation pratique
1. Introduction
2. Circuit électrique du montage
2.1 Détection d’incendie
2.2 Fonctionnement global
3. Fonctionnement de chaque étage
3.1 Alimentation
3.2 Base de temps (oscillateur)
3.3 Comparateur (Bascule RS)
3.4 Oscillateur astable 1
3.5 Oscillateur astable 2
3.6 Amplificateur (sextuple inverseur)
4 Réglages
5 Réalisation pratique
5.1 Circuit imprimé
5.2 Consommation d’énergie
Conclusion

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