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Des interrupteurs crépusculaires 

Inter_crepusculaire_avec_LDR
- Dans la série, j'apprends avec de petits montages simples, voici un interrupteur crépusculaire. 


 
- Ce que c'est, que ça, que c'est ? 

 
- Eh bien c'est un montage qui va réagir en fonction de la luminosité ambiante. Tu as remarqué dans ton village que le soir les lampadaires s'allumaient à la nuit tombée, c'est ce principe qui est mis en application ici. 
- Le montage N° 1 provoquera l'allumage d'une LED. 
- Le montage N° 2 commutera un relais, qui lui peut commuter une charge plus importante.. 
 
- Il existe en électronique un composant (photorésistance) qui présente une résistance variable en fonction de la lumière. Cette résistance peut aller jusqu'à 1 Méga-Ohms dans le noir et seulement 1 à 2 K-Ohms en pleine lumière. 
 
- Ce composant s'appelle LDR qui est le diminutif de Light Dependant Resistor. Le chiffre indique le diamètre de la LDR 
 
- Voici un tel composant : Figure 1
Figure 1
Une LDR
- Si l'on inclut une LDR dans un montage potentiométrique, on aura une tension qui varie en fonction de la lumière...  
La tension U varie en fonction de la lumière.

Voir le montage diviseur de tension
- Nicolas, si tu as regardé le montage du pré-ampli RIAA 2, tu as vu que celui-ci comporte un comparateur pour tester l'usure de la pile, tu sais donc comment fonctionne un AOP monté en comparateur

 
- ??? 


- Bon à ta mine, je vois ce que c'est... Tu relis ceci et tu reviens... 

 
- Je suis revenu ... 

 
- Bien, je peux donc te montrer le schéma définitif... 
Schema_interupteur_crepusculaire
Le montage est alimenté en 9 Volts 
- Tu reconnais à gauche du schéma le montage potentiométrique (la LDR et R1). Le comparateur est constitué de R2-P1-R3 et IC1 una AOP LM741 ou TL 071. 
 

- Si j'ai bien compris, l'amplificateur opérationnel est monté en comparateur non inverseur, la "Sortie" de celui-ci est donc proche du zéro volt tant que l'entrée "Plus" est négative par rapport à l'entrée "Moins". Si l'entrée "Plus" devient positive par rapport à l'entrée "Moins", la sortie de l'AOP bascule et présente donc une tension proche de la tension d'alimentation. 
 
- Voilà, et dans ce cas le transistor devient conducteur et la diode LED s'allume. 
 
Une explication quand même... 
 
1- Il fait jour. La photorésistance présente une résistance d'environ 2k Ohms. 
La tension présente sur l'entrée "Plus" de l'AOP est de 1,5 Volts. R1 =10k-Ohms d'ou 1,5 volts = 9 Volts* LDR / (R1+LDR) 
soit 9 * 2/(10+2). 
 
2- Il fait nuit. La photorésistance présente une résistance d'environ 1000 K-Ohms, la tension sur l'entrée "Plus" est d'environ 8,5 volts. 
  •  La résistance variable P1 règle la tension de consigne sur l'entrée "moins" de l'AOP. Celui-ci règle donc la sensibilité du montage. 
  •  La résistance R5 limite l'intensité sur la base du transistor et la résistance R6 l'intensité dans la diode LED. 
  •  Le condensateur C1 est un condo de découplage. 
 
- Et la résistance R4 ?

- Bien Nicolas, je vois que tu suis...  
Cette résistance introduit une réaction positive de la sortie à l'entrée du comparateur. Elle stabilise le montage (car il peut arriver selon le capteur utilisé que celui-ci présente des impulsions parasites qui entraîneraient une instabilité de la sortie du comparateur). Elle permet donc de gommer ces parasites. 
Impulsions parasites
 
- Une LDR produit des parasites ! 

 
- Non, je mets cette résistance par principe, la valeur de 1 Méga Ohms n'est pas critique. 

Schéma interrupteur crépusculaire 2

Interrupteur_crepusculaire avec LDR
- Le montage N°1 ne commute qu'une LED, celui-ci, grâce au relais peut piloter une charge dont la consommation peut atteindre 10 Ampères. Donc un montage qui peut être utile. 
L'alimentation doit être en fonction du relais utilisé, entre 9 et 12 volts. 

Interrupteur_crepusculaire avec LDR
- Le schéma est identique au premier, la seule différence est le transistor T2 qui commande un relais. (transistor 2N1711 au lieu d'un transistor 2N2222). 
Attention au sens de la diode D1, une inversion et le transistor rend l'âme. 
 
- Nomenclature des composants : 
Schema_interupteur_crepusculaire
 - Les circuits imprimés : 
Circuit_imprimé_interrupteur_crépusculaire
Circuit_imprimé_interrupteur_crépusculaire
Les circuits imprimés, un don est bienvenu

Schéma interrupteur crépusculaire 3

Circuit_imprimé_interrupteur_crépusculaire
- Dans la série des interrupteurs crépusculaire, en voici un à transistors, très facile à mettre en œuvre
- Plus simple, tu meurs !. Mais tu m'expliques quand même. 
 
- Eh bien, quand il fait jour, la LDR présente une résistance minimum, donc le potentiel au point nodal LDR-RV1 est supérieur à 0,6 volt. Le transistor Q1 est donc en conduction. Par conséquent le potentiel de la base de Q2 est proche du 0 Volt, ainsi celui-ci ne conduit pas, le relais est donc au repos. 
Quand la lumière baisse (crépuscule) la résistance de la LDR augmente, le potentiel de la base de Q1 chute au dessous de 0,6 Volt, celui-ci ne conduit plus, Q2 devient conducteur (base > à 0,6 volts), et le relais colle. 


- Pour ce qui est de C1 ? 

 
- Et bien celui-ci introduit une constante de temps en introduisant un léger décalage pour la conduction de Q2. (temps de charge d'un condensateur). Ce qui empêche par exemple que le relais colle au passage d'un bref signal lumineux. Les phares d'une voiture par exemple. 

Rien de plus à dire pour ce montage, peut être les transistors, n'importe quel équivalent convient.

- Le circuit imprimé :
Schéma intérupteur crépusculaire
Les circuits imprimés, un don est bienvenu

 AOP en comparateur

AOP en comparateur
- Dans un ampli opérationnel, il y a 2 entrées (notée + et -) et une sortie (Us). Dans le montage en comparateur, la sortie ne peut avoir que 2 états. Soit elle est basse (proche du 0 volt), soit elle est haute (proche du + de l'alimentation). On peut dire 2 états logiques,
 = bas, H= haut. 
- Ainsi la sortie est H lorsque U1 est > à U2 et L lorsque U1 est < à U2. (figure 1 la diode s'allume lorsque U1 > à U2). 

Regarde sur la figure 2, l'entrée + (U1) varie entre le moins et le plus de l'alimentation (courbe noir), l'entrée (U2) est à un potentiel fixe déterminé par un pont résistif (ligne rouge). Tant que l'entrée U1 est inférieure à U2, la sortie Us reste à l'état L, lorsque U1 est supérieur à U2 Us passe à l'état H. 

- Avec ceci, on peut faire une multitude de choses... Il suffit de prendre des capteurs adéquats qui mesurent une grandeur quelconque et le tour est joué. Par exemple, une cellule photo-électrique pour faire fonctionner une lampe la nuit ou un capteur de température pour faire fonctionner un ventilateur. 
- Dans le cadre de ce montage, c'est la tension de la pile qui est mesurée par rapport à une tension fixe, pour ce qui est de la LED, une clignotante convient mieux. 
 
- Pour information, l'AOP est cablé en comparateur non inverseur. Pour avoir un comparateur inverseur U1 doit être sur l'entrée -, et U2 sur l'entrée + de L'AOP.