1- Description du projet
Il s’agit d’un système d’éclairage automatique.
Quand la luminosité ambiante est insuffisante, une ampoule s’allume.
2- Schéma électrique
Schéma interne d’un comparateur
La photorésistance est donc utilisée comme capteur de luminosité.
Remarque : le maximum de sensibilité se trouve pour une longueur d’onde de 515 nm
(couleur verte).
3-3- Analyse du fonctionnement
Un seul comparateur est ici utilisé.
La résistance
permet d’avoir un comparateur de type trigger non inverseur, dont les
tensions de seuils sont réglables avec le potentiomètre P.
La résistance d’une photorésistance dépend de la luminosité ambiante :
En plein jour, la résistance est faible (< 1 kΩ), le potentiel de l’entrée non inverseuse du
comparateur est proche de 0 V, la sortie du comparateur est au niveau bas, le transistor
est
saturé, la bobine du relais est alimentée sous une tension proche de 12 V, le contact du relais
est ouvert, et l’ampoule de 60 W est éteinte.
N.B. La valeur de la résistance
doit être suffisamment faible pour saturer le transistor :
Dans l’obscurité, la résistance est très élevée (> 1 MΩ), le potentiel de l’entrée non inverseuse
du comparateur est proche de +12 V, la sortie du comparateur est au niveau haut, le transistor
est bloqué, la bobine du relais n’est pas alimentée, le contact du relais est fermé, et
finalement l’ampoule de 60 W est allumée.
Le potentiomètre P permet d’ajuster le seuil de luminosité à votre convenance.
La diode
est une diode de « roue libre ». Elle limite la surtension qui apparaît aux bornes
de la bobine du relais quand le transistor passe de l’état saturé à l’état bloqué.
La surtension est due au phénomène d’induction électromagnétique (loi de Faraday), et sans
cette diode de protection, le transistor serait endommagé.
Remarques :
On a préféré un LM339 plutôt qu’un amplificateur opérationnel (TL071 …) car le
LM339 s’alimente avec une seule source de tension (ici +12 V).
Quant à l’amplificateur opérationnel, il nécessite deux sources d’alimentation (+12 V et -12 V).
Il faut veiller à ce que l’ampoule n’éclaire pas directement la photorésistance.
Autrement, instabilité assurée (l’ampoule clignote rapidement).
Il s’agit d’un système d’éclairage automatique.
Quand la luminosité ambiante est insuffisante, une ampoule s’allume.
2- Schéma électrique
3- Analyse du montage
3-1- Le circuit intégré LM339
Le LM339 est un quadruple comparateur à sortie de type collecteur ouvert.
3-1- Le circuit intégré LM339
Le LM339 est un quadruple comparateur à sortie de type collecteur ouvert.
Schéma interne d’un comparateur Deux cas se présentent :
(tension différentielle d’entrée négative)
La sortie est au niveau bas.
La tension de sortie est typiquement de 150 mV (400 mV max.).
Le transistor de sortie est saturé et la sortie consomme un courant (maximum 20 mA).
(tension différentielle d’entrée positive)
La sortie est au niveau haut.
Le transistor de sortie est bloqué (courant de sortie négligeable, de l’ordre du
nanoampère).
(tension différentielle d’entrée négative) La sortie est au niveau bas.
La tension de sortie est typiquement de 150 mV (400 mV max.).
Le transistor de sortie est saturé et la sortie consomme un courant (maximum 20 mA).
(tension différentielle d’entrée positive) La sortie est au niveau haut.
Le transistor de sortie est bloqué (courant de sortie négligeable, de l’ordre du
nanoampère).
3-2- La photorésistance SILONEX NSL-4962 (ou équivalent)
La photorésistance ou LDR (Light Dependent Resistor) est constituée de sulfure de cadmium
(CdS).
Le sulfure de cadmium est un matériau photosensible : sa résistivité baisse brutalement en
présence de lumière (phénomène de photoconduction).
Ainsi, la résistance dépasse 1 MΩ dans l’obscurité totale.
En pleine lumière, la résistance chute à quelques centaines d’ohms.
La photorésistance ou LDR (Light Dependent Resistor) est constituée de sulfure de cadmium
(CdS).
Le sulfure de cadmium est un matériau photosensible : sa résistivité baisse brutalement en
présence de lumière (phénomène de photoconduction).
Ainsi, la résistance dépasse 1 MΩ dans l’obscurité totale.
En pleine lumière, la résistance chute à quelques centaines d’ohms.
Remarque : le maximum de sensibilité se trouve pour une longueur d’onde de 515 nm
(couleur verte).
3-3- Analyse du fonctionnement
Un seul comparateur est ici utilisé.
La résistance
permet d’avoir un comparateur de type trigger non inverseur, dont les tensions de seuils sont réglables avec le potentiomètre P.
La résistance d’une photorésistance dépend de la luminosité ambiante :
En plein jour, la résistance est faible (< 1 kΩ), le potentiel de l’entrée non inverseuse du
comparateur est proche de 0 V, la sortie du comparateur est au niveau bas, le transistor
est saturé, la bobine du relais est alimentée sous une tension proche de 12 V, le contact du relais
est ouvert, et l’ampoule de 60 W est éteinte.
N.B. La valeur de la résistance
doit être suffisamment faible pour saturer le transistor : Dans l’obscurité, la résistance est très élevée (> 1 MΩ), le potentiel de l’entrée non inverseuse
du comparateur est proche de +12 V, la sortie du comparateur est au niveau haut, le transistor
est bloqué, la bobine du relais n’est pas alimentée, le contact du relais est fermé, et finalement l’ampoule de 60 W est allumée.
Le potentiomètre P permet d’ajuster le seuil de luminosité à votre convenance.
La diode
est une diode de « roue libre ». Elle limite la surtension qui apparaît aux bornes de la bobine du relais quand le transistor
passe de l’état saturé à l’état bloqué. La surtension est due au phénomène d’induction électromagnétique (loi de Faraday), et sans
cette diode de protection, le transistor serait endommagé.
Remarques :
On a préféré un LM339 plutôt qu’un amplificateur opérationnel (TL071 …) car le LM339 s’alimente avec une seule source de tension (ici +12 V).
Quant à l’amplificateur opérationnel, il nécessite deux sources d’alimentation (+12 V et -12 V).
Il faut veiller à ce que l’ampoule n’éclaire pas directement la photorésistance. Autrement, instabilité assurée (l’ampoule clignote rapidement).
4- Liste des composants
On n’oubliera pas les sources de tension :
12 V continue
secteur
12 V continue secteur
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