Les composants électroniques

Notions électriques et électronique fondamentales :

Avant d’entamer le vif de nôtre sujet, il est impératif de comprendre la nature des signaux électriques, comment ils se propagent, et les différents obstacles qu’ils peuvent rencontrer. Il est aussi nécessaire de connaître les caractéristiques des différents composants électroniques tels que : la résistance, et le condensateur. Enfin il faut être capable d’utiliser les appareils de mesures (voltmètre, ampèremètre, ohmmètre, …) et de connaître les unités qui sont en rapport avec ces appareils là.

1- La charge électrique : La charge électrique est une propriété liée à la perte de neutralité d’une matière. Il existe deux de types de charges électriques : une charge électrique positive, et une charge électrique négative. La charge positive est celle du proton tandis la négative celle de l’électron. Un corps chargé négativement possède un surplus d’électrons (plus d’électrons que de protons), et un corps chargé positivement possède moins d’électrons que de protons.

2- Le courant électrique : Le courant électrique est un déplacement d’électrons libre au sein d’un matériau conducteur. Les électrons libres sons les électrons que leurs atomes d’origine laissent facilement s’échapper. Nous trouvons des électrons libres dans les matériaux conducteurs, principalement les métaux. Les isolants sont formés d’atomes qui ne cèdent pas facilement leurs électrons, donc le passage du courant y est impossible.

3- Le circuit électrique : Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de composants électriques, reliés entre eux par des conducteurs, et parcouru par un courant électrique. Le courant électrique pour circuler, a besoin de se déplacer dans un circuit fermé.

La résistance : Une résistance est un élément qui limite le passage du courant dans un circuit électrique. Elle est généralement notée R, exprimée en Ohm (Ω), et mesurable par un ohmmètre. Une résistance lorsqu’elle traversée par un courant électrique provoque une chute de tension, une différence de potentiel entre ses bornes. L’intensité du courant I est proportionnelle à la différence de potentielle U. I diminue si R augmente. Nous pouvons tirer la valeur de la résistance R en utilisant la loi d’Ohm, qui est une loi fondamentale en électricité :

Détecteur de présence et de mouvement : Les capteurs ou bien les détecteurs de mouvement, comme leur nom l’indique, sont des composants capables de détecter le mouvement d’êtres humains ou d’objets. Il en existe plusieurs modèles qui varient selon leurs modes opératoires. Les systèmes de sécurité dans le monde entier utilisent de manière universelle des capteurs de mouvement pour activer des alarmes et/ou un éclairage automatique, et sont souvent placés à des points d’accès facile au bâtiment tels que les fenêtres et les entrées principales.

Types de capteurs : La technologie varie d’un type de capteur de mouvement à un autre. Certains utilisent le rayonnement infrarouge, d’autres utilisent des impulsions sonores et fonctionnent de manière similaire au radar, tandis que d’autres sont basés sur des fluctuations dans les vibrations. Il existe deux grandes catégories de capteurs de mouvement, chacune disposant d’une gamme similaire de technologies différentes. Les capteurs de mouvement local se concentrent sur une zone spécifique et créent une sorte de « barrière électrique » en envoyant un rayon sur un détecteur. Si une personne, un objet ou un animal passe dans ce rayon, on considère que la barrière subit une intrusion. La sortie du détecteur change immédiatement et passe par des circuits électriques pour activer un éclairage visible ou infrarouge et/ou une alarme. Les capteurs de mouvement à zone de détection utilisent un « champ de vision » (FOV) et détectent tous les mouvements qui se produisent dans cette zone. Cette catégorie de capteurs inclut les caméras vidéo de surveillance d’une zone, les capteurs de mouvement à ultrasons, les capteurs de pas et les capteurs de mouvement infrarouges actifs (AIR, Active Infra-Red) ou passifs (PIR, Passive Infra-Red).

Le récepteur : La partie réceptrice est composée d’un phototransistor et d’une résistance variable. Le phototransistor est un transistor bipolaire dont la base est sensible à la lumière. Lorsque la base est éclairée (pas de présence), le phototransistor convertit la lumière reçue en une tension faible de l’ordre de 0,5V. Il s’agit de l’état bas(0), le dispositif est en veille. Lorsque la base n’est pas éclairée (il y a présence), le phototransistor est parcouru par le courant de fuite ICEO. L’éclairement de la base conduit à un photo courant Iph que l’on peut nommer courant de commande du phototransistor. Le phototransistor étant polarisé par une résistance variable dite de pull-up ; ainsi il apparait entre le collecteur et l’émetteur une tension maximale de +5V, équivalente à la tension d’alimentation : c’est l’état haut (1). Ainsi, à cause de l’influence de la lumière ambiante, le phototransistor peut rapporter à la sortie une tension plus ou moins faible. Pour éviter que le phototransistor puisse être influencé par la lumière, il y a une résistance dite résistance interne du phototransistor qui empêche l’effet de la lumière ambiante sur ce dernier.

Explication du programme :

Au début, on commence par déclarer les variables capteur, LED_rouge, LED_jaune, comme étant des variables réels afin de spécifier les broches sur lesquels ils seront placés sur la carte électronique. La variable verif est une variable dont le rôle est de vérifié l’état du capteur (s’il détecte une présence ou pas). A l’état initial on suppose que le capteur ne détecte aucune présence. Le capteur est placé sur la broche « 2 », la led rouge sur la broche « 5 », et la led jaune sur la broche « 4 ». Dans la fonction Void setup () nous faisons la gestion des entrées et des sorties de la carte. On initialise la broche « 2 » comme étant une entée de signal, et les broches « 5 » et « 4 » comme étant des sorties, avec la fonction pinMode. Dans la fonction Void loop() nous écrivons le programme qui permettra à la carte Arduino de vérifier le signal provenant du capteur et ensuite allumer la led rouge en cas de détection d’une présence, et la jaune au cas contraire. Tout d’abord nous commençons par assigner à la variable verif l’état de la sortie du capteur (0 ou 1), avec l’instruction Verif = digitalRead (capteur). Si verif prend la valeur (1) ceci signifie que le capteur a détecté un mouvement, et de ce fait la carte allumera la led rouge et éteindra la led jaune car au début on a supposé ne détecter aucun mouvement. Au cas contraire ( verif prend la valeur 0) la catre allumera la led jaune.

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Table des matières

Introduction
Chapitre I
Les composants électroniques
Les différents types de composant
La différence entre composants actifs et passifs
Quelques exemples
Notions électriques et électroniques fondamentales
La charge électrique
Le courant électrique
Le circuit électrique
La tension électrique
L’intensité du courant électrique
La puissance électrique
La résistance
Le condensateur
Chapitre II
Capteurs et actionneurs
Capteurs
Actionneurs
Détecteur de présence et de mouvement
Présentation
Types de capteurs
Capteur de luminosité
Généralités
Le projet
Chapitre III
Présentation de l’Arduino
Qu’est ce que c’est ?
Pourquoi utiliser une carte Arduino ?
Applications possibles
Présentation de la carte
Interface du logiciel Arduino
Introduction à la syntaxe du langage Arduino
Le projet
L’organigramme du programme
Le programme Arduino
Explication du programme
Simulation sur « Proteus Isis Professional 7 »
Réalisation du circuit imprimé
Conclusion
Bibliographie