Montage n°2 • Le flip-flop : deux LED clignotent alternativement Caractéristiqu

Montage n°2 • Le flip-flop : deux LED clignotent alternativement Caractéristiques Le flip-flop est un montage de base pour tout apprenti électronicien. C’est une des nombreuses applications qui permettent d’étudier le circuit intégré LM 555 (un comparateur de tensions qui envoie un signal d’action lorsqu’un certain voltage est atteint). La proposition d’application qui suit présente en outre la particularité d’être réalisée sans soudure. Principe Avant de voir le fonctionnement du flip-flop, voyons comment agit le LM 555.  La masse désigne le pôle négatif de l’ali- mentation (0 V) La tension d’alimentation positive est parfois appelée point chaud. 1. Au repos, l’interrupteur K est fermé. Le courant issu de +E s’écoule vers la masse via R sans passer par le conden- sateur C. 2. Quand la borne 2 est reliée brièvement à la masse, K s’ouvre et C se charge et la tension à ses bornes croît . 3. Via la borne 6, le comparateur compare la tension aux bornes de C à une tension de référence valant 2/3 de E. Lorsque les deux tensions sont iden- tiques, K se referme et C se décharge vers la masse. Pendant toute la durée de charge de C, la sortie 3, normalement à 0 V, passe à une valeur proche de E. C’est ce signal qui est utilisé dans le cadre d’un montage. La durée de charge dépend de la valeur de C. Plus sa valeur est importante, plus le temps sera long. Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 55 – Schéma du flip-flop Nous retrouvons ici les éléments du schéma ci-dessus. Ont été ajoutés : une résistance R2, un pont reliant les bornes 6 (tension de charge du condensateur) et 2 (commande de l’interrupteur K), et le circuit composé des LED. 1. Le condensateur C est déchargé. La tension à ses bornes est de 0 V. La tension à la borne 3 est donc de 0 V également. La cathode de DEL1 est à la masse et elle s’allume. DEL 2 est éteinte. 2. La borne 2 (reliée au condensateur) étant à 0 V, elle ouvre l’interrupteur K. C se charge à travers R1 + R2. Pendant la charge, la borne 3 passe à environ 5 V. DEL1 s’éteint (il n’y a plus une tension de 1,5 V à ses bornes) et DEL2 s’allume. 3. Lorsque la tension aux bornes de C atteint 4 V, K se ferme et C se décharge via la borne 7 en passant par R2. Cette résistance empêche C de se décharger d’un coup. Il lui faudra donc un certain temps pour retrouver 0 V à ses bornes et alors déclencher K par la borne 2. Pendant la décharge, la borne 3 retombe à 0 V. DEL2 s’éteint et DEL1 s’allume. 4. Le condensateur est complètement déchargé, la borne 2 repasse à 0 V et ouvre K. Le cycle recommence alors.  Le temps de charge et de décharge d’un condensateur dépend de sa capacité (Farad) et de la valeur de la résistance qui la précède. Ici, comme la résistance lors de la charge (R1 + R2) n’est pas identique à celle lors de la décharge (R2 uniquement), DEL1 et DEL2 ne resteront pas allumées la même durée.  Un autre type d’oscillateur, fondé cette fois sur des portes logiques, est présenté à la page 85 (dé électronique). Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 56 – Application n°2 • Un bijou clignotant Année de programme 6e - 7e Temps de réalisation 10-12 périodes Prix approximatif Fr. 14.– Objet d’ornement qui utilise le schéma du flip- flop. Réalisé en PVC, ce bijou se croche à l’aide de deux pins. Le montage électronique se fait sans soudure, selon la technique du « wraping ». Objectifs  Découper au cutter, limer, poncer  Tenir compte de contraintes mécaniques lors de l’imagination d’un décor  Dégainer un fil très fin  Exercer la précision du mouvement Matériel nécessaire • un rectangle de PVC de • 4 résistances 0,25 W (R1 : 27 kΩ, R2 : 47 kΩ, 72 x 60 x 3 mm (boîtier) R3 : 560 Ω, R4 : 680 Ω) Fr. 0,20 • un rectangle de PVC de 130 x 75 x 3 mm • un condensateur 22 µF électrolytique 16 V (décor Shadok) ou selon motif choisi Fr. 0,50 au tantale Fr. 1,60 • une bande de cuivre 73 x 17 x 1 mm • un circuit intégré LM 555 Fr. 0,30 • deux pins Fr. 0,20 • deux LED Ø 8 mm (couleur rouge, verte ou jaune à • ~ 600 mm de fil gainé pour wraping choix) Fr. 0,70 Ø 0,2 mm Fr. 0,30 • un petit interrupteur à coulisse Fr. 1,40 • ~ 40 mm de câble gainé 0,14 mm 2 • 11 picots pour wraping Fr. 1,30 • ~ 20 mm de gaine thermorétractable Ø 1,5 mm Fr. 0,01 • deux piles-boutons de 3 V (par exemple Energizer type 1220) Fr. 6,60 • colle à chaud, colle pour PVC, colle à deux composants (Araldit) Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 57 – Préparation Avant de lancer la réalisation du support, il est nécessaire de fabriquer un petit gabarit de perçage qui permettra de placer avec précision les différents composants. Afin d’obtenir facilement les écartements exacts, le plus simple est d’utiliser directement un morceau de carte de laboratoire de 42 x 37 mm (16 x 14 perforations) et d’y mettre en évidence au stylo feutre les trous à pointer (voir ci-dessous). A B C D E F G H I J K L M N O P 11 13 1 3 5 7 9  La carte de laboratoire est décrite parmi les différents supports de montages électroniques p. 33. Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 58 – Marche à suivre Le montage proposé s’inspire librement de la technique du wraping. Comme les picots utilisés normalement sont assez coûteux, on en emploiera ici que le minimum nécessaire (pour le circuit intégré et pour le commutateur à glissière). Les « pattes » même des composants tiendront le rôle des picots restant. 1. Tracer et découper au cutter les pièces en PVC du boîtier selon le plan de découpe ci-contre. 74 37 37 42 6 6 6 60 2. À l’aide du gabarit de perçage, pointer l’emplacement des trous sur un des rectangles de 42 x 37 mm. Percer tous les trous avec une mèche de 1 mm, excepté le logement des piles au Ø 13 mm. Les piles-boutons doivent pouvoir passer librement dans l’orifice. Essayer et, si nécessaire, agrandir un peu à la lime ou au cutter.  Le wraping est décrit dans le cadre des différents types de montage à la p. 32.  Du fil de cuivre nu de Ø 0,2 mm étant introuvable (à ma connaissance), il faut se résoudre à acheter du fil gainé pour wraping et d’ôter sa gaine. Cette opération est un peu délicate : il faut procéder par courtes sections et bien tirer dans l’alignement du fil. Surtout, il faut éviter de plier le fil, qui se cassera très rapidement en cet endroit. Heureusement, il n’est pas nécessaire d’avoir, pour le montage présenté ici, de longues portions de fil. Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 59 – 3. Positionner les résistances, le condensateur et les LED et plier leurs broches à la bonne longueur. Mettre une goutte de colle à chaud sous les composants et les coller en place. Laisser dépasser les pattes au verso sans les couper. Enfoncer les picots (huit pour le circuit intégré et trois pour le commutateur) à leur place dans le PVC. + R4 R3 R2 R1 C DEL2 DEL1 4. Câbler ensemble les broches avec du fil de cuivre de Ø 0,2 mm selon le schéma ci- dessous. Les liens discontinus seront câblés ultérieurement. Le câblage s’effectue en enroulant de manière serrée le fil au début d’un tronçon sur quatre ou cinq tours. Enrouler ensuite le fil sur la broche suivante, etc. On peut s’aider d’une pince, mais attention de ne pas torsader le fil sur lui-même, car il se casse alors rapidement. Une fois un tronçon câblé solidement, couper les broches au double de la hauteur des spires et les replier par-dessus celles-ci pour éviter que le fil ne sorte par le haut. Ne pas couper la broche de R4 d’où part la ligne discontinue !  Les schémas à l’échelle 2:1 sont dispo- nibles dans les annexes A en fin de mémoire.  Couper et Enrouler le fil serré replier la broche Ne pas oublier de glisser un morceau de gaine thermorétractable de Ø 1,5 mm entre les broches 3 et 8 du circuit intégré (voir schéma). Mémoire de brevet 2004 Intégration de l’électronique dans les travaux manuels – 60 – 5. Découper deux carrés de 17 x 17 mm dans une chute de cuivre de 0,5 mm d’épaisseur. Percer uploads/Ingenierie_Lourd/ bijou-clignotant.pdf

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Ingénierie contact circuit distrelec borne mémoire
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