MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURHIGHER EDUCATION UNIVERSITE DE DOUALA DOUALA MINISTRY OF UNIVERSITY OF INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE UNIVERSITY INSTITUTE OF TECHNOLOGIE BP : 8698 Douala – Tél. : 33.40.74.85 – Fax : 33.40.24.82-URL : www.iut.udouala.cm DEPARTEMENT : Génie Electrique et Informatique Industrielle EC : ETUDE ET REALISATION EN GENIE ELECTRIQUE THEME : REALISATION D’UN INTERRUPTEUR CLAP POUR COMMANDE DE TOUT DISPOSITIF Filière : GEII2 FI2 Membres du groupe : Encadreur : Mr SOHAING DE TRAVAIL 2014Année PLAN Académique 2015 CHAPITRE 1 0 et à la position « off » lorsque frappa à nouveau une ou deux fois (dépend de la conception de circuits) 1 . dire l'interrupteur agit de position «on» lorsque applaudi une ou deux fois. qui fonctionne avec le son des battements de mains ou quelque chose similaire. OBJECTIF 1.1 OBJECTIF DU PROJET Un commutateur circuit. C'est rarement un problème dans les circuits simples sans autres IC. comme le ICM7555.CHAPITRE 2 IC 555 TIMER 2.1 DESCRIPTION GÉNÉRALE Le compteur à 8pin 555 doit être l'un des circuits les plus utiles jamais fait et il est utilisé dans de nombreux projets. mais ceuxci ne doivent être utilisés que lorsque cela est spécifié (pour augmenter la vie de la batterie). Le 555 peut être utilisé avec une tension d'alimentation (Vs) dans la gamme de 4. Avec juste quelques composants externes. broche 3 sortie sur la droite. Habituellement seuls les numéros de broches sont utilisés et ils ne sont pas étiquetés avec leur fonction. 2 .5 à 15V (18V maximum absolu). Des versions de faible puissance de la 555 sont réalisés. il peut être utilisé pour construire de nombreux circuits. mais dans des circuits plus complexes un condensateur (100μF) doit être branché sur l'alimentation + Vs et 0V proche du 555. Une version populaire est le NE555 et cela est approprié dans la plupart des cas où un «minuteur 555 'est spécifié. Le symbole de circuit pour un 555 est une boîte avec les broches disposées en fonction du schéma de circuit: par exemple 555 broche 8 au sommet pour l’entrée de tension + Vs. car leur courant maximum de sortie d'environ 20 mA (avec une alimentation 9V) est trop faible pour de nombreux circuits 555 standard. Le ICM7555 a la même disposition des broches en tant que norme 555. Les IC 555 standards créent un «pépin» significatif sur l'alimentation lorsque leur sortie change d'état. Entrée de seuil (Threshold): lorsqu’elle est supérieure à 2/3 Vs («actif haut»).2 ENTRÉES DU 555 Entrée de déclenchement (Trigger): lorsqu’elle est inférieure à 1/3 Vs ('actif bas') ce qui rend la sortie haute (+ Vs). Lorsqu'il n’est pas requis. Entrée Reset: lorsqu’elle est inférieure à moins de 0. Il surveille la charge du condensateur de temporisation dans les circuits monostables et astables. 3 . Fig 2. Il a une entrée impédance d'environ 10kΩ. ce qui rend la sortie basse (0V). Il surveille la décharge du condensateur de temporisation dans un circuit astable. d’autre part l'entrée de déclenchement est prioritaire sur la entrée de seuil et maintient la sortie haute (+ Vs).7 V ('actif bas') cela rend la sortie basse (0V). Il dispose d'une entrée haute impédance > 2MΩ. il doit être connecté à + Vs.1 : IC555 Timer 2. Il a une haute impédance d'entrée > 10MΩ fournissant l'entrée de déclenchement qui est > 1/3 Vs. cette fonction n’est pas nécessaire et l'entrée de commande est reliée à 0V avec un Condensateur 0. Il peut rester déconnecté si le bruit n’est pas un problème.01μF pour éliminer le bruit électrique. Fig 2.2 Circuit interne du 555 2. Habituellement.3 MODES DE FONCTIONNEMENT DU 555 Monostable 4 .Entrée de Contrôle: il peut être utilisé pour ajuster la tension de seuil qui est fixé intérieurement pour être 2/3 Vs. la tension sur C et la largeur d'impulsion en mode monostable. qui est le temps qu'il faut pour charger C à 2/3 de la tension d'alimentation. car elle produit un dixième de la fréquence d'onde carrée fourni par la broche d'entrée (broche 14) à la broche de 5 . Ainsi configuré. L'impulsion de sortie se termine lorsque la tension sur le condensateur est égale à 2/3 de la tension d'alimentation. Il est appelé compteur de diviseur par 10. Bistable En mode bistable. le IC 555 agit comme une bascule de base.1 CD 4017 IC IC 4017 est un circuit intégré commun et très utile. La broche 5 (témoin) est reliée à la masse via un condensateur de faible valeur (Habituellement 0. Lors de l'utilisation du temporisateur IC comme un monostable le principal inconvénient est que le temps la durée entre deux impulsions de déclenchement doit être supérieure à la constante de temps RC. Dans le mode monostable. L'impulsion commence lorsque le 555 reçoit un signal à l'entrée de déclenchement qui est inférieur à un tiers de l’alimentation en tension.Figure 2. est donnée par Où t est en secondes. R est en ohms et C est en farads. le 555 agit comme un générateur d'impulsions. CHAPITRE 3 CD 4017 IC 3. La largeur d'impulsion de sortie peut être rallongé ou raccourcie à la nécessité de l'application spécifique en ajustant les valeurs de R et C. relier l'entrée de remise à zéro à la masse agit comme un 'reset' et les transitions de la broche de sortie à la terre (état bas).3 Schéma d'un 555 en mode monostable Les relations entre le signal de déclenchement. La largeur de l'impulsion de sortie est déterminée par la constante de temps RC d'un réseau. qui est constitué d'un condensateur (C) et une résistance (R).1 uF). broche 7 (décharge) est laissée flottante.01 à 0. Aucun condensateur n’est requis dans une configuration bistable. La largeur d'impulsion de sortie du temps t. Voir circuit RC pour une explication de cet effet. Les entrées de déclenchement et de réinitialisation (broches 2 et 4 respectivement sur une 555) sont maintenus hautes via des résistances de pullup tandis que l'entrée de seuil (broches 6) est tout simplement mise à la terre. R Entrée Reset (broche 15) La broche 15 est reliée à la terre pour alterner l'état haut de la broche de sortie (Qo Q9). Dans la pratique. Si la broche 13 est reliée à une alimentation positive. En – Entrée de validation d'horloge (broche 13) La broche13 est mise à la terre pour alterner l'état haut de la broche de sortie (Qo Q9) du 4017 IC régulièrement.2 Broches d'entrée CLK – Entrée d’horloge (broche 14) La broche 14 est l’entrée qui est reliée à l'onde carrée. la fréquence de l'onde carrée d'entrée doit être inférieure à 5 MHz. ce circuit intégré est appelée IC 4017 est la forme de 14 broches DIP qui comprend 16 broches. la tension fournie est 5V. le compteur s’arrête. 3. De même. Si 10 V est fournie à l'IC.sortie (sur la broche 12) . la fréquence de l'onde carrée d'entrée doit être inférieure à 2. V DD. Fig. la broche 15 est reliée à l'alimentation positive et l'heure directement reconnecté au sol pour le réinitialiser. Le schéma de la broche IC et l'application de l'IC sont présentés dans les figures (a) et (b) respectivement. avec d'autres lettres. La broche 18 est celle reliée à la terre et décrite par V SS.5 MHz. CD 4017 IC signifie le symbole de la société qui produit l'IC. 6 . La fonction de chaque broche est représentée dans ce qui suit.1 diagramme de brochage du CD 4017 IC 3. En règle générale. le compteur est le circuit qui compte le nombre de l'onde carrée entré au circuit.le circuit compteur est un circuit numérique. V SS broches d'alimentation (broche 16 et broche 18) La broche 16 est reliée à l'alimentation positive et illustrée par V DD comme le montre la broche de la figure. Il existe d’autres IC. Seul l'une des 10 broches de sortie est en l’état haut et les autres broches 9 de sortie sont tous à l’état bas. CO Carry Out CO est également une broche de sortie. Le IC 4017 peut très bien fonctionner avec une tension fournie 3V et 5V. Mais.3 Broches de sortie Q0 Q9 Les broches de sortie sont de Q0 à Q9. 12V est habituellement utilisé dans la pratique. la fréquence de l'onde carrée de la broche de sortie est un dixième de la fréquence fournie par la broche 14. Bien que le maximum de tension fournie soit de 15V. CHAPITRE 4 TRANSISTOR BC548/549 7 . Lorsque l'onde carrée est fournie à la broche d'entrée 14.3. Chaque broche de Q0 à Q9 changent pour l'état haut dans le sens positif. CD 4017 IC Spécifications techniques Tension fournie 3V 15V Courant de sortie 10 mA Max: Puissance absorbée par chaque broche 100 mW. Les forces et les faiblesses du transistor BC548 proviennent principalement de sa conception. Le boîtier TO92 est en plastique. Ils sont assez communs là. La charge électrique s’écoule depuis le collecteur à travers la base à l'émetteur à des niveaux variables. ce qui permet pour le vrai miniaturisation de l'électronique. de base. Chaque plomb respectivement collecteur. Ils sont principalement utilisés en Europe. Pour l'emballage. Cette nomenclature provient de la description officielle. le transistor BC548 a trois fils qui se connectent au reste du circuit. et remplacés tubes à vide dans le milieu du 20e siècle. l'autre type principal de transistors sont connus comme des transistors à effet de champ. Transistors sont l'un des plus importants éléments de la carte de circuit imprimé. En réalité chaque composant joue un rôle vital en faisant un circuit. et l'émetteur un objectif différent. d'innombrables fils et autres pièces. généralement utilisé dans l'électronique de puissance des ménages inférieurs tels que les processeurs netbook et téléviseurs à écran plasma. 4. Le BC548 peut être remplacé par des transistors de la ColombieBritannique similaires sans le risque de brûlure ou de défaillance. bien que d'autres types de transistors en enceinte puissent être en verre. Cela en fait un transistor à jonction bipolaire. et dans certains cas amplifier les. Style Case 92. une carte de circuit ressemble simplement à une pièce verte de plastique avec de petites puces électroniques. le travail. Ce niveau est déterminé par le type de matériau semi conducteur utilisé dans le transistor.2 TRANSISTOR NPN 8 . Pour l'œil non averti. et des appareils électroniques dans son ensemble.1 DESCRIPTION GÉNÉRALE Le transistor BC548 est un semiconducteur qui fonctionne pour commuter des signaux électroniques. en métal ou en céramique. Transistor Outline Package. en fonction du niveau de courant dans la base. le transistor BC548 incorpore une conception de l'enceinte connue sous le nom TO92. 4. attribué par l'association professionnelle de l'électronique connue sous le nom Engineering Council Electron Devices mixte (JEDEC) solide Technology Association État. la base d'émetteur jonction est polarisée en direct et la jonction basecollecteur est polarisée en inverse." Un transistor NPN peut être considéré comme deux diodes avec une région d'anode commune. La flèche dans le symbole du transistor NPN est sur la branche d'émetteur et les points dans le sens conventionnel du flux de courant lorsque l'appareil est en mode actif avant. permettant ainsi aux électrons excités thermiquement d’être injectés dans la région de base. En fonctionnement normal. Ils Sont constitués d’une couche de semiconducteur dopé P (la "base") entre deux couches dopées N. Ces électrons se promènent (ou «diffusent») à travers la base de la région de haute concentration proche de l'émetteur vers la région de faible concentration près du collecteur. un transistor NPN est "on" lorsque sa base plus électrisée par rapport à l'émetteur. permettant des courants plus grands et un fonctionnement plus rapide. Un petit courant entre dans la base en mode émetteur commun et est amplifié dans la sortie de collecteur. Dans un NPN transistor. 9 . En d'autres termes. Les électrons dans la base sont appelés porteurs minoritaires en raison de la base dopée de type P.Le BC548 / 549 transistor est un transistor bipolaire NPN. par exemple. l’équilibre entre les porteurs générés par voie thermique et le champ électrique de répulsion de la région d'appauvrissement devient déséquilibré. Plus transistors bipolaires utilisés aujourd'hui sont NPN. lorsqu'une tension positive est appliquée à la jonction base émetteur. Un moyen mnémotechnique pour identifier le symbole pour le transistor NPN est "ne pointe pas en. dans lequel les lettres "N" et "P" se réfèrent à des porteurs de charge majoritaires dans les différentes régions du transistor. parce que la mobilité des électrons est plus élevé que celle des autres semi conducteurs. 1 Résistance (R) Un composant est utilisé pour sa résistance. 5.CHAPITRE 5 COMPOSANTS DU CIRCUIT 5. aura une capacité C donnée par Où εo est la permittivité de l'espace libre.2 Condensateur (C) Un composant de circuit passif est une capacité. l'écart entre les plaques est remplie par un diélectrique de permittivité relative E. Cellesci ont été presque complètement remplacées par la résistance en fil de carbone ou de métal. ou pour une grande dissipation. la plupart des résistances ont été fabriqués par une composition de carbone. 10 . Le condensateur est fabriqué à partir d'une paire parallèle de plaques conductrices de la zone S séparées par une distance d. Les résistances bobinées sont utilisés pour des valeurs relativement faibles de résistance où la valeur précise est importante. Un condensateur est formé d'une paire de surfaces conductrices séparées par une couche d'isolant. un mélange cuit de graphite et d'argile. Dans le passé. 5.3 Diode La diode peut être faite de deux matériaux semiconducteurs. Quand la tension à l’anode est plus positive que celle à la cathode. comme le la résistance de l'électrode de sortie est commandé par le circuit d'entrée. La diode possède deux bornes. La structure d'une diode à semiconducteur et il symbole sont représentés sur la figure. (a) le symbole de circuit du transistor PNP 11 . un terminal (jonction P) et une cathode borne K (N jonction). une anode. et elle bloque le flux de courant.1: Structure d'une diode 5. Le terme Transistor est dérivé de la résistance de transfert de phase. Figure 5. dans lequel le courant circulant entre deux électrodes spécifiées est contrôlé ou modulé par la tension appliquée à la troisième (contrôle) des électrodes.4 Transistor Dispositif à semiconducteur à plusieurs électrodes. et elles ont une plus grande résistance inverse. La diode de silicium peut fonctionner avec un courant plus élevé et supérieur à la température de jonction. la diode est dite polarisée en direct et elle conduit le courant facilement avec une chute de tension relativement faible. La flèche sur le symbole de la diode indique la direction de convection du courant quand la diode conduit. la diode est dite polarisée en inverse.On utilisera le Transistor à jonction bipolaire (BJT). Les diodes électriques sont généralement construites en utilisant du silicium et de germanium. Il existe deux classes principales de Transistors: le transistor à jonction bipolaire (BJT) et le transistor à effet de champ (FET) . le silicium et le germanium. Le transistor à jonction bipolaire est constitué de (a) à transistor PNP et (b) transistor NPN. Lorsque la tension de cathode est plus positive que celle de l'anode. La bobine génère un champ magnétique qui déplace le commutateur.5 RELAIS Les relais sont une des plus anciens. jusqu'à ce qu'un courant passe à travers la bobine. Avant l’avènement du transistor de production de masse. plus simples. Il est aussi simple qu’on peut utiliser une très petite quantité de courant pour activer un relais. une mince couche de semiconducteur de type N est prise en sandwich entre deux couches de semiconducteur de type P. Un relais. et le commutateur peut souvent gérer beaucoup de courant.Dans un transistor PNP. et pourtant. 12 . et d’un ressort. les appareils les plus faciles et les plus utiles. des ordinateurs ont été fait à partir de relais ou le vide tubes. Le ressort maintient le commutateur dans une position. d’un interrupteur. tout simplement. est une petite machine composée d'un électroaimant (bobine). ou les deux. (b) le symbole de transistor NPN du circuit 5. CHAPITRE 6 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 6. Ici. Le circuit change son état de sortie uniquement lorsque vous tapez deux fois dans le temps prédéfini. 13 .1 CIRCUIT Figure 6. vous "avez à battre dans les 3 secondes. il vous suffit de taper deux fois.1 Schéma du projet 6. Le signal amplifié fournit impulsion négative à la broche 2 de IC1 et IC2. 2 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT Un interrupteur clap libre de faux déclenchement lors de l’allumage/extinction de tout appareil. Le clap détecté par microphone à condensateur est amplifié par le transistor T1. déclenchant à la fois les circuits intégrés. IC1. Le haut rendement à la broche 2 pilote le transistor T2 et aussi alimente le relais RL1. une impulsion négative déclenche IC2 et sa broche de sortie 3 passe au niveau haut pour un période de temps en fonction de R9 et C5. Maintenant IC2 est prêt à recevoir le signal de déclenchement. 6. la broche de sortie 3 de IC1 passe à l’état haut et reste dans cette position d'attente pour le temps prédéfini.C3 secondes où R7 est en ohms et C3 en microfarads.couramment utilisé en tant que retardateur. La résistance R10 et le condensateur C7 connectés à la broche 4 de IC2 permettent d’éviter les faux déclenchements lorsque IC1 assure l'alimentation en tension de IC2 au premier clap.1R7. La LED2 indique l'activation du relais RL1 et l’état On/Off de l’appareil. Cet temps (T) de IC1 peut être calculée en utilisant la relation suivante: T = 1. Au premier clap. est câblé ici comme un multivibrateur monostable. Chaque impulsion appliquée à la broche d'horloge 14 modifie l'état de sortie de la broche 2 (Q1) de IC3 parce Q2 est relié à pivot de réarmement 15.3 TYPHON 14 . Aussi. Une diode de roue libre (D1) prévient les dommages de T2 lorsque le relais retombe. la LED1 brille pour cette période. Le déclenchement de IC1 envoie une impulsion à la broche 3 qui lui fait aller à l’état haut et reste à cet état pour une certaine période de temps en fonction de la des valeurs sélectionnées de R7 et C3. La sortie de IC1 fournit une tension d'alimentation à IC2 au niveau de ses broches 8 et 4. Au deuxième clap. Le compteur décimal IC3 est câblé ici comme un bistable. Cela fournit une impulsion positive à la broche d'horloge 14 du compteur décimal IC 4017 (IC3). CHAPITRE 7 RESULTATS ET DISCUSSIONS Etat du circuit lorsqu’il est éteint 15 . 2 APPLICATIONS: 16 .1 AVANTAGES: L'efficacité énergétique. Faible coût et circuit fiable. Haute précision 8. L'élimination complète de la maind'œuvre.Etat du circuit en fonctionnement CHAPITRE 8 AVANTAGES ET APPLICATIONS 8. 17 . Un l’interrupteur clap est généralement utilisé pour l’éclairage. Le principal avantage d'un interrupteur clap est que vous pouvez changer l’état de quelque chose (par exemple une lampe) de tout endroit d’une pièce (par exemple. et également utilisé dans des endroits où le silence nécessaire. L'application principale est le fait d’une personne âgée ou à mobilité réduite. la radio ou dispositif électronique similaire dont la personne va vouloir allumer / éteindre du lit. la télévision. Il peut être utilisé pour alarme dans les systèmes de sécurité fonctionnant avec détection d’un bruit. CHAPITRE 9 CONCLUSION Assemblez le circuit sur un PCB à des fins générales et de l'enfermer dans une boîte appropriée. En utilisant certaines modifications son domaine d'application peut être étendu dans divers domaines. en position couchée dans son lit) tout simplement en tapant tes mains. L'inconvénient majeur est qu'il est généralement lourd d'avoir à taper les mains pour mettre sous/hors tension un équipement et il est généralement considéré plus simple pour la plupart des cas d'utilisation d’utiliser un interrupteur de lumière traditionnelle. Ce circuit est très utile dans le domaine des circuits électroniques. 18 .