Le pont diviseur de tension à base de résistances est certainement le « montage électronique » le plus fréquent et le plus utilisé dans les systèmes électroniques. Il s’agit d’une structure basique qu’un électronicien même débutant se doit de connaitre. En remplaçant une des 2 résistances par une photorésistance (ou LDR) et en utilisant un montage comparateur de tension on réalise très facilement un détecteur de luminosité.

maq1_miniDans la cadre de la découverte des fonctions et structures élémentaires de l’électronique je propose donc cette application « contextualisée » aux étudiants de 1ère année (S1/APP1) du département GE1 de l’IUT de Cachan. Afin de faciliter l’étude je propose une maquette didactique autour d’un comparateur de tension dont la tension de comparaison Vt est fixée par un potentiomètre se trouvant en face avant comme le montre la photo ci-contre. La fonction comparaison est ici idéalisée et sa mise en œuvre est ainsi très simplifiée pour des électroniciens débutants.

Pour la réalisation du détecteur de luminosité on utilise une photorésistance (VT43N2) montée sur un support pour composants sur broche et dont la résistance est fonction de l’éclairement. Le tableau ci-dessous est un extrait de la documentation constructeur.

tableau

Plusieurs configurations peuvent être proposées au niveau du pont diviseur et sur la sortie du montage. Il est possible de visualiser l’état de sortie en utilisant une diode électroluminescente (LED) sur la sortie. Dans ce cas la résistance Rs permet de limiter le courant afin d’obtenir une illumination suffisante. Pour obtenir une indication sonore, il est possible de connecter directement sur la sortie un buzzer piézo. Les schémas proposés ci-dessous donne 2 configurations possibles et l’implantation correspondante.

montage1

montage2

En réglant la tension de seuil Vt autour de 2V on obtient pour les montages précédents le fonctionnement suivant :

  • Pleine luminosité : LED OFF & Buzzer ON
  • Luminosité réduite : LED ON & Buzzer OFF

Afin de préparer efficacement la rentrée de septembre, je propose aux étudiants DUT (S2>S3) et apprentis (APP1>APP2) du département Geii1 une série de devoirs concernant le module SEI (Systèmes Electroniques pour le traitement et la transmission de l’Information) pendant cette période estivale. Chaque devoir porte sur un thème donné afin de revoir l’ensemble des notions abordées au cours de cette année scolaire 2014/2015. Pour commencer je vous propose quelques montages électroniques simple autour de résistances et de comparateur permettant d’aborder :

  • les lois fondamentales (loi d’ohm, loi des mailles, loi des nœuds)
  • Le pont diviseur de tension
  • Le théorème de Millman

Un nouveau devoir ainsi qu’un corrigé seront disponibles d’ici une semaine sur mon site.

robot-figure

Dosc_comp1ans la série des montages fondamentaux de l’électronique, voici un oscillateur astable fonctionnant autour d’un comparateur de tension alimenté sous une tension simple 0/Vdd. Ce montage est constitué d’un comparateur à hystérésis dont la caractéristique de transfert est rappelé ci-dessous.

trigger1Si l’on considère qu’à t=0, le condensateur est déchargé, la tension Uc=0 et la sortie du comparateur se retrouve donc à Vdd. Le condensateur se charge alors à travers la résistance R. Lorsque la tension Uc arrive à la valeur de seuil 2Vdd/3, le comparateur bascule et le condensateur se décharge à travers la résistance R. Lorsque Uc arrive à Vdd/3 le comparateur bascule à niveau et le cycle des oscillations est ainsi assuré comme le montre le chronogramme ci-dessous.

chrono_oscLa fréquence des oscillations est déterminée par la relation suivante : 

equation_osc

Pour vérifier le fonctionnement de ce montage je vous propose le fichier de simulation LTSpice osc_comp_mono_alim.asc (nécessite la bibliothèque supplémentaire SP.lib) suivant :

simul_osc_astable