Capteur de position à optocoupleursEnoncé : Le capteur de position étudié permet de repérer sur des diodes électroluminescentes 4 positions angulaires d’un disque en rotation autour d’un axe ∆. Le schéma de principe du capteur et le positionnement des optocoupleurs sont donnés sur les schémas ci-dessous : Position 1 Position 2 repère solidaire du disque ∆ optocoupleur 1 zone opaque optocoupleur 0 Position 3 Position 4 zone translucide disque en rotation autour de l’axe ∆ disque en rotation autour de l'axe ∆ axe ∆ led 1 PhotTr 1 led 0 PhotTr 0 zone opaque ou zone translucide Le principe de fonctionnement des optocoupleurs est décrit ci-dessous : - lorsqu’une zone opaque du disque est présente entre la led de l'optocoupleur et le phototransistor, le phototransistor n’est pas excité et par conséquent il est bloqué. - inversement, lorsqu’une zone translucide du disque est présente entre la led de l'optocoupleur et le phototransistor, le phototransistor est excité et par conséquent il est saturé. 98COU029 Académie de POITIERS - Groupe Physique Chimie page 1 5 mA. et après avoir fléché sur ce schéma les différentes tensions.3 Quelles sont les valeurs prises par la tension uA’M lorsque le phototransistor PhotTr0 est : 1.1 Après avoir repris le schéma d’alimentation de la diode électroluminescente de l'opptocoupleur 0. et après avoir fléché sur ce schéma les différentes tensions.5 V.1 saturé ? 1. Les portes inverseuses intervenant dans le schéma électrique sont considérées comme parfaites et en particulier ont une résistance d’entrée infinie.3. . Les optocoupleurs utilisés ont pour principales caractéristiques : .3.Capteur de position à optocoupleurs Le montage électronique a le schéma ci-dessous : VDD = 5 V R3 R1 R2 R1 R2 T0 R4 LED 0 T1 R4 LED 1 T2 R4 LED 2 T3 R4 LED 3 A A’ 1 S0 opto 0 Dec 2→4 R3 A S1 B B B’ G S2 R3 1 opto 1 S3 R3 M 1. déterminer la valeur à donner au résistor R1. 1.2 bloqué ? 98COU029 Académie de POITIERS .Intensité du courant dans la diode électroluminescente : IF = 20 mA .2 Après avoir repris le schéma d’alimentation du phototransistor Tr0. .Tension aux bornes de la diode électroluminescente lorsqu’elle est traversée par IF : VF = 1. 1.Intensité maximale du courant dans le collecteur du phototransistor lorsqu’il est saturé : ICMAX = 0.Tension VCESAT entre le collecteur et l'émetteur du phototransistor lorsqu’il est saturé : VCESAT = 0 V. déterminer la valeur à donner au résistor R2. 1.Groupe Physique Chimie page 2 . 6 V. déterminer la valeur à donner au résistor R3. . On s'intéressera au fonctionnement du transistor T0 et de la diode électroluminescente correspondante LED0. 3.0.7 V.Tension entre collecteur et émetteur lorsque le transistor est saturé : VCESAT = . Le décodeur 2 → 4 a la table de fonctionnement donnée ci-dessous : Entrées Sorties Validation Sélection S0 S1 S2 G A B H X X H H H L L L L H H L H L H L H L L H H H L L H H H H H H représente une tension de niveau ‘’haut’’ correspondant à une tension de 5 V. 98COU029 Académie de POITIERS . courant limite assurant la saturation du transistor T0 ? 3. T1. T2 et T3 ont pour principales caractéristiques : . S3 H H H H L L représente une tension de niveau ’’bas’’ correspondant à une tension de 0 V. .0. 2.5 En prenant un coefficient de sursaturation de 3.3 Après avoir repris le schéma d’alimentation de la diode électroluminescente LED0 et après avoir fléché les différentes tensions.Coefficient d’amplification en courant βmoy = 150.Groupe Physique Chimie page 3 .1 Quelle doit être la tension uS0M pour que le transistor T0 soit bloqué ? Quel est alors l’état de la diode électroluminescente LED0 ? 3. 3.4 Quelle est l’intensité du courant IBSAT. Les diodes électroluminescentes LED0. 3. LED2 et LED3 ont pour principales caractéristiques : . Les transistor T0.IBSAT. . LED1. déterminer la valeur à donner au résistor R4 pour assurer une brillance correcte de la diode électroluminescente LED0.Tension de seuil lorsqu’elles sont passantes : Useuil = 1.Capteur de position à optocoupleurs 1.Intensité du courant conseillé pour obtenir un éclairement correct : IFLED = 20 mA. En utilisant la table de fonctionnement ci-dessus compléter le chronogramme 2 présent sur le document réponse. tel que IBSS = 3.2 V.Tension entre base et émetteur lorsque le transistor est passant : VBE = .4 Compléter le chronogramme 1 présent sur le document réponse.2 Quelle doit être la tension uS0M pour que le transistor T0 soit saturé ? Quel est alors l’état de la diode électroluminescente LED0 ? 3. LED1.Groupe Physique Chimie page 4 . LED2 et LED3 sont disposées à la circonférence d’un cercle. Document réponse : Chronogramme 1. lorsqu’elles sont allumées. Posit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4 Position du repère solidaire du disque uA’M 5V 0 uB’M 5V 0 uAM 5V 0 uBM 5V 0 98COU029 Académie de POITIERS . Positionner ces diodes. 4.1 Compléter le chronogramme 3 présent sur le document réponse et indiquer les diodes électroluminescentes allumées. Synthèse 4. la position correspondant au repère solidaire du disque. pour qu’elles indiquent.2 Les diodes électroluminescentes LED0.Capteur de position à optocoupleurs 4. Groupe Physique Chimie page 5 . Posit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4 Position du repère solidaire du disque uAM 5V 0 uBM 5V 0 uS0M 5V 0 uS1M 5V 0 uS2M 5V 0 uS3M 5V 0 98COU029 Académie de POITIERS .Capteur de position à optocoupleurs Chronogramme 2. Groupe Physique Chimie page 6 .Capteur de position à optocoupleurs Chronogramme 3. Posit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4 Position du repère solidaire du disque uS0M 5V 0 uS1M 5V 0 uS2M 5V 0 uS3M 5V 0 LED allumée 98COU029 Académie de POITIERS .