MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR MINISTRY OF HIGHER EDUCATION UNIVERSITE DE DOUALA UNIVERSITY OF DOUALA INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE UNIVERSITY INSTITUTE OF TECHNOLOGIE BP : 8698 Douala – Tél. : 33.40.74.85 – Fax : 33.40.24.82-URL : www.iut.uouala.!" DEPARTEMENT : Génie Electrique et Informatique Industrielle Filière : GEII2 FI2 Membres ! "r#!$e : Encadreur : Mr SOHAING PLAN DE TRAVAIL CHAPITRE 1 0 E : ET!DE ET REA"ISATION EN GENIE E"ETRI#!E THEME : REA"ISATION D$!N INTERR!PTE!R "AP PO!R OMMANDE DE TO!T DISPOSITI% Année Académique &'()* &'(+ OBJECTIF 1.1 OBJECTIF DU PROJET Un commutateur circuit, qui fonctionne avec le son des battements de mains ou quelque chose similaire; dire l'interrupteur agit de position «on» lorsque applaudi une ou deux fois, et à la position « off » lorsque frappa à nouveau une ou deux fois (dépend de la conception de circuits) 1 CHAPITRE 2 IC - 555 TIMER 2.1 DESCRIPTION GÉNÉRALE Le compteur à 8-pin 555 doit être l'un des circuits les plus utiles jamais fait et il est utilisé dans de nombreux projets. Avec juste quelques composants externes, il peut être utilisé pour construire de nombreux circuits. Une version populaire est le NE555 et cela est approprié dans la plupart des cas où un «minuteur 555 'est spécifié. Des versions de faible puissance de la 555 sont réalisés, comme le ICM7555, mais ceux-ci ne doivent être utilisés quelorsque cela est spécifié (pour augmenter la vie de la batterie), car leur courant maximum de sortie d'environ 20 mA (avec une alimentation 9V) est trop faible pour de nombreux circuits 555 standard. Le ICM7555 a la même disposition des broches en tant que norme 555. Le symbole de circuit pour un 555 est une boîte avec les broches disposées en fonction du schéma de circuit: par exemple 555 broche 8 au sommet pour l’entrée de tension + Vs, broche 3 sortie sur la droite. Habituellement seuls les numéros de broches sont utilisés et ils ne sont pas étiquetés avec leur fonction. Le 555 peut être utilisé avec une tension d'alimentation (Vs) dans la gamme de 4,5 à 15V (18V maximum absolu). Les IC 555 standards créentun «pépin» significatif sur l'alimentation lorsqueleur sortie change d'état. C'est rarement un problème dans les circuits simples sans autres IC, mais dans des circuits plus complexes un condensateur (100µF) doit être branché sur l'alimentation + Vs et 0V proche du 555. 2 Fig 2.1 : IC-555 Timer 2.2 ENTRÉES DU 555 Entrée de déclenchement (Trigger): lorsqu’elle est inférieure à 1/3 Vs ('actif bas') ce qui rend la sortie haute (+ Vs). Il surveille la décharge du condensateur de temporisation dans un circuit astable. Il dispose d'une entrée haute impédance> 2M . Ω Entrée de seuil (Threshold): lorsqu’elle est supérieure à 2/3 Vs («actif haut»), ce qui rend la sortie basse (0V). Il surveille la charge du condensateur de temporisation dans les circuits monostables et astables. Il a une haute impédance d'entrée > 10MΩfournissant l'entrée de déclenchement qui est > 1/3 Vs, d’autre part l'entrée de déclenchement est prioritaire sur la entrée de seuil et maintient la sortie haute (+ Vs). Entrée Reset: lorsqu’elle est inférieure à moins de 0,7 V ('actif bas') cela rend la sortie basse (0V). Lorsqu'il n’est pas requis, il doit être connecté à + Vs. Il a une entrée impédance d'environ 10k . Ω 3 Entrée de Contrôle: il peut être utilisé pour ajuster la tension de seuil qui est fixé intérieurement pour être 2/3 Vs. Habituellement, cette fonction n’est pas nécessaire et l'entrée de commande est reliée à 0V avec un Condensateur 0.01µF pour éliminer le bruit électrique. Il peut rester déconnecté si le bruit n’est pas un problème. Fig 2.2 Circuit interne du 555 2.3 MODES DE FONCTIONNEMENT DU 555 Monostable 4 Figure 2.3 Schéma d'un 555 en mode monostable Les relations entre le signal de déclenchement, la tension sur C et la largeur d'impulsion en mode monostable. Dans le mode monostable, le 555 agit comme un générateur d'impulsions. L'impulsion commence lorsque le 555 reçoit un signal à l'entrée de déclenchement qui est inférieur à un tiers de l’alimentation en tension. La largeur de l'impulsion de sortie est déterminée par la constante de temps RC d'un réseau, qui est constitué d'un condensateur (C) et une résistance (R). L'impulsion de sortie se termine lorsque la tension sur le condensateur est égale à 2/3 de la tension d'alimentation. La largeur d'impulsion de sortie peut être rallongé ou raccourcie à la nécessité de l'application spécifique en ajustant les valeurs de R et C. La largeur d'impulsion de sortie du temps t, qui est le temps qu'il faut pour charger C à 2/3 de la tension d'alimentation, est donnée par Où t est en secondes, R est en ohms et C est en farads. Voir circuit RC pour une explication de cet effet. Lors de l'utilisation du temporisateur IC comme un monostable le principal inconvénient est que le temps la durée entre deux impulsions de déclenchement doit être supérieure à la constante de temps RC. Bistable En mode bistable, le IC 555 agit comme une bascule de base. Les entrées de déclenchement et de réinitialisation (broches 2 et 4 respectivement sur une 555) sont maintenus hautes via des résistances de pull-up tandis que l'entrée de seuil (broches 6) est tout simplement mise à la terre. Ainsi configuré, relier l'entrée de remise à zéro à la masse agit comme un 'reset' et les transitions de la broche de sortie à la terre (état bas). Aucun condensateur n’est requis dans une configuration bistable. La broche 5 (témoin) est reliée à la masse via un condensateur de faible valeur (Habituellement 0,01 à 0,1 uF); broche 7 (décharge) est laissée flottante. CHAPITRE 3 CD 4017 IC 3.# $D 40#7 %$ IC 4017 est un circuit intégré commun et très utile. Il est appelé compteur de diviseur par 10, car elle produit un dixième de la fréquence d'onde carrée fourni par la broche d'entrée (broche 14) à la broche de 5 sortie (sur la broche 12) .le circuit compteur est un circuit numérique. En règle générale, le compteur est le circuit qui compte le nombre de l'onde carrée entré au circuit. CD 4017 IC signifie le symbole de la société qui produit l'IC. Il existe d’autres IC, avec d'autres lettres, ce circuit intégré est appelée IC 4017 est la forme de 14 broches DIP qui comprend 16 broches. Le schéma de la broche IC et l'application de l'IC sont présentés dans les figures (a) et (b) respectivement. La fonction de chaque broche est représentée dans ce qui suit. Fi&. 3.# ia&'a""( ( )'o!*a&( u $D 40#7 %$ 3.2 Broches d'entrée CLK – Entrée d’horloge (broche 14) La broche 14 est l’entrée qui est reliée à l'onde carrée. Si 10 V est fournie à l'IC, la fréquence de l'onde carrée d'entrée doit être inférieure à 5 MHz. De même, la tension fournie est 5V, la fréquence de l'onde carrée d'entrée doit être inférieure à 2,5 MHz. En – Entrée de validation d'horloge (broche 13) La broche13 est mise à la terre pour alterner l'état haut de la broche de sortie (Qo - Q9) du 4017 IC régulièrement. Si la broche 13 est reliée à une alimentation positive, le compteur s’arrête. R- Entrée Reset (broche 15) La broche 15 est reliée à la terre pour alterner l'état haut de la broche de sortie (Qo - Q9). Dans la pratique, la broche 15 est reliée à l'alimentation positive et l'heure directement reconnecté au sol pour le réinitialiser. V DD, V SS broches d'alimentation (broche 16 et broche 18) La broche 16 est reliée à l'alimentation positive et illustrée par V DD comme le montre la broche de la figure. La broche 18 est celle reliée à la terre et décrite par V SS. 6 3.3 Broches de sortie Q0 - Q9 Les broches de sortie sont de Q0 à Q9. Lorsque l'onde carrée est fournie à la broche d'entrée 14, Chaque broche de Q0 à Q9 changent pour l'état haut dans le sens positif. Seul l'une des 10 broches de sortie est en l’état haut et les autres broches 9 de sortie sont tous à l’état bas. CO - Carry Out CO est également une broche de sortie. Mais, la fréquence de l'onde carrée de la broche de sortie est un dixième de la fréquence fournie par la broche 14. CD 4017 IC Spécifications techniques • Tension fournie 3V - 15V • Courant de sortie 10 mA Max: • Puissance absorbée par chaque broche 100 mW. Le IC 4017 peut très bien fonctionner avec une tension fournie 3V et 5V. Bien que le maximum de tension fournie soit de 15V, 12V est habituellement utilisé dans la pratique. CHAPITRE 4 TRANSISTOR BC548/549 7 4.1DESCRIPTION GÉNÉRALE Le transistor BC548 est un semi-conducteur qui fonctionne pour commuter des signaux électroniques, et dans certains cas amplifier les. Transistors sont l'un des plus importants éléments de la carte de circuit imprimé, et remplacés tubes à vide dans le milieu du 20e siècle, ce qui permet pour le vrai miniaturisation de l'électronique. Pour l'œil non averti, une carte de circuit ressemble simplement à une pièce verte de plastique avec de petites puces électroniques, d'innombrables fils et autres pièces. En réalité chaque composant joue un rôle vital en faisant un circuit, et des appareils électroniques dans son ensemble, le travail. Ils sont principalement utilisés en Europe. Ils sont assez communs là, généralement utilisé dans l'électronique de puissance des ménages inférieurs tels que les processeurs netbook et téléviseurs à écran plasma. Le BC548 peut être remplacé par des transistors de la Colombie-Britannique similaires sans le risque de brûlure ou de défaillance. Les forces et les faiblesses du transistor BC548 proviennent principalement de sa conception. le transistor BC548 a trois fils qui se connectent au reste du circuit. Cela en fait un transistor à jonction bipolaire; l'autre type principal de transistors sont connus comme des transistors à effet de champ. Chaque plomb - respectivement collecteur, de base, et l'émetteur - un objectif différent. La charge électrique s’écoule depuis le collecteur à travers la base à l'émetteur à des niveaux variables, en fonction du niveau de courant dans la base. Ce niveau est déterminé par le type de matériau semi- conducteur utilisé dans le transistor. Pour l'emballage, le transistor BC548 incorpore une conception de l'enceinte connue sous le nom TO-92. Cette nomenclature provient de la description officielle, Transistor Outline Package, Style Case 92, attribué par l'association professionnelle de l'électronique connue sous le nom Engineering Council Electron Devices mixte (JEDEC) solide Technology Association État. Le boîtier TO-92 est en plastique, bien que d'autres types de transistors en enceinte puissent être en verre, en métal ou en céramique. 4.2 TRANSISTOR +P+ 8 Le BC548 / 549 transistor est un transistor bipolaire NPN, dans lequel les lettres "N" et "P" se réfèrent à des porteurs de charge majoritaires dans les différentes régions du transistor. Plus transistors bipolaires utilisés aujourd'hui sont NPN, parce que la mobilité des électrons est plus élevé que celle des autres semi- conducteurs, permettant des courants plus grands et un fonctionnement plus rapide. Ils Sont constitués d’une couche de semi-conducteur dopé P (la "base") entre deux couches dopées N. Un petit courant entre dans la base en mode émetteur commun et est amplifié dans la sortie de collecteur. En d'autres termes, un transistor NPN est "on" lorsque sa base plus électrisée par rapport à l'émetteur. La flèche dans le symbole du transistor NPN est sur la branche d'émetteur et les points dans le sens conventionnel du flux de courant lorsque l'appareil est en mode actif avant. Un moyen mnémotechnique pour identifier le symbole pour le transistor NPN est "ne pointe pas en." Un transistor NPN peut être considéré comme deux diodes avec une région d'anode commune. En fonctionnement normal, la base d'émetteur jonction est polarisée en direct et la jonction base-collecteur est polarisée en inverse. Dans un NPN transistor, par exemple, lorsqu'une tension positive est appliquée à la jonction base- émetteur, l’équilibre entre les porteurs générés par voie thermique et le champ électrique de répulsion de la région d'appauvrissement devient déséquilibré, permettant ainsi aux électrons excités thermiquement d’être injectés dans la région de base. Ces électrons se promènent (ou «diffusent») à travers la base de la région de haute concentration proche de l'émetteur vers la région de faible concentration près du collecteur. Les électrons dans la base sont appelés porteurs minoritaires en raison de la base dopée de type P. 9 CHAPITRE 5 COMPOSANTS DU CIRCUIT 5.1 Résistance (R) Un composant est utilisé pour sa résistance. Dans le passé, la plupart des résistances ont été fabriqués par une composition de carbone, un mélange cuit de graphite et d'argile. Celles-ci ont été presque complètement remplacées par la résistance en fil de carbone ou de métal. Les résistances bobinées sont utilisés pour des valeurs relativement faibles de résistance où la valeur précise est importante, ou pour une grande dissipation. 5.2 Condensateur (C) Un composant de circuit passif est une capacité. Un condensateur est formé d'une paire de surfaces conductrices séparées par une couche d'isolant. Le condensateur est fabriqué à partir d'une paire parallèle de plaques conductrices de la zone S séparées par une distance d, l'écart entre les plaques est remplie par un diélectrique de permittivité relative E, aura une capacité C donnée par Oùo est la permittivité de l'espace libre. ε 10 5.3 Diode La diode peut être faite de deux matériaux semi-conducteurs, le silicium et le germanium. Les diodes électriques sont généralement construites en utilisant du silicium et de germanium. La diode de silicium peut fonctionner avec un courant plus élevé et supérieur à la température de jonction, et elles ont une plus grande résistance inverse. La structure d'une diode à semi-conducteur et il symbole sont représentés sur la figure. La diode possède deux bornes, une anode, un terminal (jonction P) et une cathode borne K (N jonction). Quand la tension à l’anode est plus positive que celle à la cathode, la diode est ditepolarisée en direct et elle conduit le courant facilement avec une chute de tension relativement faible. Lorsque la tension de cathode est plus positive que celle de l'anode, la diode est dite polarisée en inverse, et elle bloque le flux de courant. La flèche sur le symbole de la diode indique la direction de convection du courant quand la diode conduit. Figure 5.1: - Structure d'une diode 5.4 Transistor Dispositif à semi-conducteur à plusieurs électrodes, dans lequel le courant circulant entre deux électrodes spécifiées est contrôlé ou modulé par la tension appliquée à la troisième (contrôle) des électrodes. Le terme Transistor est dérivé de la résistance de transfert de phase, comme le la résistance de l'électrode de sortie est commandé par le circuit d'entrée. Il existe deux classes principales de Transistors: le transistor à jonction bipolaire (BJT) et le transistor à effet de champ (FET) .On utilisera le Transistor à jonction bipolaire (BJT). Letransistor à jonction bipolaire est constitué de (a) à transistor PNP et (b) transistor NPN. ,a- le symbole de circuit du transistor PNP 11 Dans un transistor PNP, une mince couche de semi-conducteur de type N est prise en sandwich entre deux couches de semi-conducteur de type P. ,)- le symbole de transistor NPN du circuit 5.5 RELAIS Les relais sont une des plus anciens, plus simples, et pourtant, les appareils les plus faciles et les plus utiles. Avant l’avènement du transistor de production de masse, des ordinateurs ont été fait à partir de relais ou le vide tubes, ou les deux. Un relais, tout simplement, est une petite machine composée d'un électroaimant (bobine), d’un interrupteur, et d’un ressort. Le ressort maintient le commutateur dans une position, jusqu'à ce qu'un courant passe à travers la bobine. La bobine génère un champ magnétique qui déplace le commutateur. Il est aussi simple qu’on peut utiliser une très petite quantité de courant pour activer un relais, et le commutateur peut souvent gérer beaucoup de courant. 12 CHAPITRE 6 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 6.1 CIRCUIT Figure 6.1 Schéma du projet 6. 2 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT Un interrupteur clap libre de faux déclenchement lors de l’allumage/extinction de tout appareil, il vous suffit de taper deux fois. Le circuit change son état de sortie uniquement lorsque vous tapez deux fois dans le temps prédéfini. Ici, vous "avez à battre dans les 3 secondes. Le clap détecté par microphone à condensateur est amplifié par le transistor T1. Lesignal amplifié fournit impulsion négative à la broche 2 deIC1 et IC2, déclenchant à la fois les circuits intégrés. IC1, 13 couramment utilisé en tant que retardateur, est câblé ici comme un multivibrateur monostable. Le déclenchement de IC1 envoie une impulsion à la broche 3 qui lui fait aller à l’état haut et reste à cet état pour une certaine période de temps en fonction de la des valeurs sélectionnées de R7 et C3. Cet temps (T) de IC1 peut être calculée en utilisant la relation suivante: T = 1.1R7.C3 secondes où R7 est en ohms et C3 en microfarads. Au premier clap, la broche de sortie 3 de IC1 passe à l’état haut et reste dans cette position d'attente pour le temps prédéfini. Aussi, la LED1 brille pour cette période. La sortie de IC1 fournit une tension d'alimentation à IC2 au niveau de ses broches 8 et 4. Maintenant IC2 est prêt à recevoir le signal de déclenchement. La résistance R10 et le condensateur C7 connectés à la broche 4 de IC2 permettent d’éviter les faux déclenchements lorsque IC1 assure l'alimentation en tension deIC2 au premier clap. Au deuxième clap, une impulsion négative déclenche IC2 et sa broche de sortie 3 passe au niveau haut pour un période de temps en fonction de R9 et C5. Cela fournit une impulsion positive à la broche d'horloge 14 du compteur décimal IC 4017 (IC3). Le compteur décimal IC3 est câblé ici comme un bistable. Chaque impulsion appliquée à la broche d'horloge 14 modifie l'état de sortie de la broche 2 (Q1) de IC3 parce Q2 est relié à pivot de réarmement 15. Le haut rendement à la broche 2 pilote le transistor T2 et aussi alimente le relais RL1. La LED2 indique l'activation du relais RL1 et l’état On/Offde l’appareil. Une diode de roue libre (D1) prévient les dommages de T2 lorsque le relais retombe. 6.3 T.P/0+ 14 CHAPITRE 7 RESULTATS ET DISCUSSIONS Etat du circuit lorsquil est !teint 15 Etat du circuit en "onctionnement CHAPITRE 8 AVANTAGES ET APPLICATIONS 8.1 AVANTAGES: • L'efficacité énergétique. • Faible coût et circuit fiable. • L'élimination complète de la main-d'œuvre. • Haute précision 8.2 APPLICATIONS: 16 • Le principal avantage d'un interrupteur clap est que vous pouvez changer l’état dequelque chose (par exemple une lampe) de tout endroit d’une pièce (par exemple, en position couchée dans son lit) tout simplement en tapant tes mains. • L'application principale est le fait d’une personne âgée ou à mobilité réduite. Un l’interrupteur clap est généralement utilisé pour l’éclairage, la télévision, la radio ou dispositif électronique similaire dont la personne va vouloir allumer / éteindre du lit. • L'inconvénient majeur est qu'il est généralement lourd d'avoir à taper les mains pour mettre sous/hors tension un équipement et il est généralement considéré plus simple pour la plupart des cas d'utilisation d’utiliser un interrupteur de lumière traditionnelle. CHAPITRE 9 CONCLUSION Assemblez le circuit sur un PCB à des fins générales et de l'enfermer dans une boîte appropriée. Ce circuit est très utile dans le domaine des circuits électroniques. En utilisant certaines modifications son domaine d'application peut être étendu dans divers domaines. Il peut être utilisé pour alarme dans les systèmes de sécurité fonctionnant avec détection d’un bruit, et également utilisé dans des endroits où le silence nécessaire. 17 18