{"id":206,"date":"2020-03-21T18:43:21","date_gmt":"2020-03-21T17:43:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=206"},"modified":"2020-05-09T17:51:39","modified_gmt":"2020-05-09T15:51:39","slug":"rappels-delectronique","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=206","title":{"rendered":"Rappels d’\u00e9lectronique"},"content":{"rendered":"\n


Avant de voir en d\u00e9tail les activit\u00e9s d’apprentissage, nous allons faire quelques rappels sur l\u2019\u00e9lectronique :<\/p>\n\n\n\n

 <\/h4>\n

. Petit rappel sur l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 :<\/span><\/strong><\/span><\/h4>\n\n\n\n

L\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est un d\u00e9placement d\u2019\u00e9lectrons dans un milieu\nconducteur.<\/p>\n\n\n\n

Pour que ces \u00e9lectrons se d\u00e9placent tous dans un m\u00eame sens, il\nfaut qu’il y ait une diff\u00e9rence du nombre d’\u00e9lectrons entre les deux extr\u00e9mit\u00e9s\ndu circuit \u00e9lectrique.<\/p>\n\n\n\n

Pour\nmaintenir cette diff\u00e9rence du nombre d’\u00e9lectrons, on utilise un g\u00e9n\u00e9rateur\n(pile, accumulateur, alternateur…)<\/p>\n\n\n\n

La diff\u00e9rence de quantit\u00e9 d\u2019\u00e9lectrons entre deux parties d\u2019un\ncircuit s\u2019appelle la diff\u00e9rence de potentiel <\/strong>et elle se\nmesure en Volts\n(V) <\/strong>et se note U.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9bit d\u2019\u00e9lectrons dans le conducteur correspond \u00e0 l\u2019intensit\u00e9<\/em>, aussi appel\u00e9e courant<\/em>. Elle se\nmesure en Amp\u00e8res <\/em>(A) et se note I.<\/em><\/p>\n\n\n\n

La puissance \u00e9lectrique se note P <\/em>et se mesure\nen Watts <\/em>(W). Elle exprime la quantit\u00e9 de courant (I), transform\u00e9e en\nchaleur ou en mouvement. <\/p>\n\n\n\n

La\npuissance P est le produit de la tension U et de l’intensit\u00e9 I.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

 <\/h4>\n

. Le circuit \u00e9lectrique<\/strong><\/span><\/h4>\n\n\n\n

Un\ncircuit \u00e9lectrique est une association de dip\u00f4les (g\u00e9n\u00e9rateur, r\u00e9sistances,\nampoules, \u2026) reli\u00e9s par des conducteurs.<\/p>\n\n\n\n

Pour\nqu\u2019un courant circule, il faut que le circuit soit ferm\u00e9 et qu\u2019il contienne un\ng\u00e9n\u00e9rateur (une pile par exemple). Il circule du p\u00f4le (+) au p\u00f4le (-) du\ng\u00e9n\u00e9rateur.<\/p>\n\n\n\n

Une pile est constitu\u00e9e d\u2019un milieu contenant de nombreux\n\u00e9lectrons en trop, et d\u2019un second milieu en manque d\u2019\u00e9lectrons. Quand on relie\nles deux p\u00f4les de la pile (le + et le -) avec un fil \u00e9lectrique (le\nconducteur), les \u00e9lectrons vont alors se d\u00e9placer du milieu riche en \u00e9lectrons\nvers le milieu pauvre. <\/p>\n\n\n\n

Si on place une lampe \u00e9lectrique entre les deux, le passage des \u00e9lectrons va g\u00e9n\u00e9rer de la lumi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Dans le circuit ci-dessus, lorsque l’interrupteur est enclench\u00e9,\non dit que le circuit est ferm\u00e9. Les \u00e9lectrons vont alors se d\u00e9placer et\nl’\u00e9nergie de ce d\u00e9placement pourra \u00eatre exploit\u00e9e pour allumer une lampe ou\nfaire fonctionner un moteur, par exemple.<\/p>\n\n\n\n

Lorsque\nl’interrupteur est d\u00e9clench\u00e9, on dit que le circuit est ouvert. Le p\u00f4le positif\nn’\u00e9tant alors plus reli\u00e9 au p\u00f4le n\u00e9gatif, les \u00e9lectrons ne peuvent plus se\nd\u00e9placer.<\/p>\n\n\n\n

Dans les circuits \u00e9lectriques que nous allons \u00e9tudier, L’Arduino servira d’alimentation \u00e9lectrique du circuit, comme une pile.<\/p>\n\n\n\n

 <\/p>\n

. La platine d\u2019exp\u00e9rimentation<\/strong><\/span><\/h4>\n\n\n\n

Une platine d\u2019exp\u00e9rimentation (appel\u00e9e breadboard) permet de r\u00e9aliser des prototypes de montages \u00e9lectroniques sans soudure et donc de pouvoir r\u00e9utiliser les composants.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Tous les connecteurs dans une rang\u00e9e de 5 sont reli\u00e9s entre eux. Donc si on branche deux \u00e9l\u00e9ments dans un groupe de cinq connecteurs, ils seront reli\u00e9s entre eux. Il en est de m\u00eame des alignements de connecteurs rouges (pour l\u2019alimentation) et bleus (pour la terre).<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Les composants doivent ainsi \u00eatre plac\u00e9s \u00e0 cheval sur des connecteurs qui n’ont pas de liens \u00e9lectriques entre eux.<\/p>\n\n\n\n

 <\/h4>\n

<\/a>. Les r\u00e9sistances<\/strong><\/span><\/h4>\n\n\n\n

Une r\u00e9sistance <\/strong>est un composant \u00e9lectronique\nou \u00e9lectrique dont la principale caract\u00e9ristique est d’opposer une plus ou\nmoins grande r\u00e9sistance (mesur\u00e9e en ohms : \u03a9) \u00e0 la circulation du courant\n\u00e9lectrique.<\/p>\n\n\n\n

Ainsi, pour une tension fixe, plus\nla r\u00e9sistance est faible, plus le courant la traversant est fort. Cette\nproportion est v\u00e9rifi\u00e9e par la loi d\u2019Ohm :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

 <\/p>\n

Une r\u00e9sistance est un milieu peu conducteur.  Les \u00e9lectrons peinent \u00e0 s\u2019y d\u00e9placer. Leur \u00e9nergie se dissipe alors en g\u00e9n\u00e9ral sous forme de chaleur. C\u2019est ce principe utilis\u00e9 pour les bouilloires \u00e9lectriques ou les ampoules \u00e0 filaments.<\/p>\n\n\n\n

La r\u00e9sistance est sch\u00e9matis\u00e9e de cette mani\u00e8re :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

La valeur de la r\u00e9sistance se mesure en Ohms (\u03a9). La valeur d\u2019une r\u00e9sistance est d\u00e9termin\u00e9e par ses bandes de couleurs :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

 <\/h4>\n

. Les diodes \u00e9lectroluminescentes<\/strong><\/span><\/h4>\n\n\n\n

La diode \u00e9lectroluminescente, aussi appel\u00e9e DEL (ou LED en\nanglais), a la particularit\u00e9 de ne laisser passer le courant\n\u00e9lectrique que dans un sens.<\/p>\n\n\n\n

Le courant \u00e9lectrique ne peut traverser la diode que dans le sens de l\u2019anode <\/em>vers la cathode<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

On reconna\u00eet l\u2019anode, car il s\u2019agit de la broche la plus longue. Lorsque les deux broches sont de m\u00eame longueur, on peut distinguer l\u2019anode de la cathode, par un m\u00e9plat du c\u00f4t\u00e9 de cette derni\u00e8re. <\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n\n
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\"\"<\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n

Le symbole de la DEL est le suivant :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

En utilisant divers mat\u00e9riaux semi-conducteurs, on fait varier la couleur de la lumi\u00e8re \u00e9mise par la DEL et Il existe une grande vari\u00e9t\u00e9 de formes de DELs.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

 <\/p>\n

Attention : le courant produit par l\u2019Arduino est trop important pour y brancher directement une DEL dessus.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019utilisation d\u2019une r\u00e9sistance\nest obligatoire, pour ne pas griller la DEL.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mais si la valeur de la r\u00e9sistance est trop grande, la DEL ne\ns’allumera pas et au contraire, si la valeur de la r\u00e9sistance n’est pas\nsuffisante, la DEL grillera.<\/p>\n\n\n\n

Si on trace la caract\u00e9ristique d\u2019une DEL, c\u2019est-\u00e0-dire, le graphe repr\u00e9sentant l\u2019intensit\u00e9 I traversant la DEL en fonction de la tension U \u00e0 ses bornes : I=f(U)<\/strong>, on remarque qu\u2019en dessous d\u2019une certaine valeur de tension, le courant ne passe pas (la DEL ne s\u2019allume pas). <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

On dit que la DEL est bloquante en dessous d\u2019une tension seuil et passante au-dessus.<\/p>\n\n\n\n

Pour\nque la DEL s\u2019allume, il faut donc que la tension appliqu\u00e9e \u00e0 ses bornes soit\nsup\u00e9rieure \u00e0 sa tension seuil.<\/p>\n\n\n\n

La tension seuil de\nla DEL, ULED<\/sub>, d\u00e9pend de sa couleur. Pour connaitre sa valeur, il\nsuffit de consulter sa fiche technique (Datasheet) donn\u00e9 par le constructeur de\nla DEL.<\/p>\n\n\n\n

En g\u00e9n\u00e9ral, on aura :<\/p>\n\n\n\n

. DEL Blanche : ULED = 3,4 \u00e0 3,8 V       . DEL Jaune : ULED =   2,1 V
. DEL Rouge : ULED = 1,6V \u00e0 2 V           . DEL Verte : ULED =   2,2 V
. DEL Bleue : ULED = 3,2 \u00e0 3,6 V <\/p>\n\n\n\n

Et pour qu\u2019une DEL fonctionne dans des conditions optimales, les constructeurs pr\u00e9conisent g\u00e9n\u00e9ralement un courant de 20 mA (0,02 A) maximum.<\/p>\n\n\n\n

Pour calculer la valeur de la r\u00e9sistance ad\u00e9quate qu’il faut utiliser, on doit appliquer la loi d’Ohm au circuit suivant :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

D\u2019apr\u00e8s\nla loi d\u2019additivit\u00e9 des tensions dans un circuit en s\u00e9rie,  <\/p>\n\n\n\n

U = UR<\/sub> + ULED                                  <\/sub>Donc : U = Ri + ULED<\/sub>  <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Par exemple<\/strong><\/span> :<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pour une LED rouge, ULED<\/sub> = 1,6 V, avec une\nalimentation de 5 V et une Intensit\u00e9 de 20mA maximum, la r\u00e9sistance minimale\nest :<\/p>\n\n\n\n

R\n= (5 – 1,6) \/ 0,02 = 170 <\/strong>\u03a9<\/strong><\/p>\n\n\n\n

En prenant une r\u00e9sistance de 220 <\/strong>\u03a9<\/strong>,\nnous sommes assur\u00e9s de ne pas d\u00e9passer le courant maximal admissible par la\nDEL, et comme la DEL rouge est celle qui a une tension de seuil la plus basse,\nla r\u00e9sistance de 220 \u03a9 peut \u00eatre utilis\u00e9e avec les autres DELs (l\u2019intensit\u00e9\ndans le circuit sera obligatoirement inf\u00e9rieure \u00e0 20 mA).<\/p>\n\n\n\n

A retenir<\/strong><\/span> :<\/p>\n\n\n\n

Si on utilise une DEL dans un circuit aliment\u00e9 par un Arduino, il est imp\u00e9ratif de placer une r\u00e9sistance, par d\u00e9faut de 220 \u03a9, en s\u00e9rie avec elle. Cette r\u00e9sistance est appel\u00e9e, r\u00e9sistance de protection, de fa\u00e7on \u00e0 limiter le courant qui la traverse \u00e0 20 mA maximum.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n\n
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\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Avant de voir en d\u00e9tail les activit\u00e9s d’apprentissage, nous allons faire quelques rappels sur l\u2019\u00e9lectronique :   . Petit rappel sur l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 : L\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est un d\u00e9placement d\u2019\u00e9lectrons dans un milieu conducteur. Pour que ces \u00e9lectrons se d\u00e9placent tous dans un m\u00eame sens, il faut qu’il y ait une diff\u00e9rence du nombre d’\u00e9lectrons entre les […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-206","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/206","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=206"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/206\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=206"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}