Faire clignoter une lumière pour la première fois

Mes premiers pas en Électronique

Quand j'étais enfant, l'un de mes tout premiers projets électroniques consistait à faire clignoter une lumière. C'était incroyable de voir le circuit fonctionner pour la première fois, et je souhaite maintenant partager cette expérience avec vous.

Dans cette section, vous découvrirez le fonctionnement du condensateur et du relais.

Ce sont deux composants électroniques courants et très intéressants, et je vous montrerai comment vous amuser avec.

À la fin, vous construirez votre propre lumière clignotante !

Découvrez le condensateur

Composante	Symbole Électronique
Condensateur non polarisé
Condensateur électrolytique (polarisé) Dans le premier symbole Un plus indique le côté positif Dans le second symbole le rectangle hachuré indique le côté Négatif	ou

Le condensateur est comparable à une batterie rechargeable : on peut le charger et utiliser son énergie pour alimenter quelque chose.

Cependant, une batterie peut stocker beaucoup plus d'énergie qu'un condensateur.

Une batterie peut alimenter une LED pendant plusieurs jours sans être rechargée, tandis que la plupart des condensateurs ne peuvent en alimenter une que quelques secondes au maximum.

Les condensateurs sont souvent utilisés pour introduire des retards dans un circuit.

Par exemple, comme un condensateur stocke de l'énergie, il peut permettre de maintenir une LED allumée un peu plus longtemps, même après une coupure de courant.

Cette petite astuce peut également être utilisée avec d'autres composants pour obtenir des résultats intéressants comme les ossilateurs.

Fonctionnement des condensateurs

À l'intérieur, les condensateurs sont des dispositifs très simples. Ils sont constitués de deux plaques métalliques très proches l'une de l'autre, séparées par un matériau tel que du papier.

Pour gagner de la place, les plaques métalliques et le matériau qui les sépare sont pliés ou enroulés pour former un boîtier compact.

Lorsqu'on connecte une batterie aux deux bornes d'un condensateur, un courant circule tandis que la batterie tente de faire passer des électrons à travers le condensateur.

Or, les électrons ne peuvent pas traverser l'espace entre les plaques ; ils s'accumulent donc sur une plaque et quittent l'autre.

Finalement, une plaque ne peut plus contenir d'électrons et le courant cesse de circuler ; on dit alors que le condensateur est complètement chargé.

Tout comme les électrons d'une batterie, les électrons du condensateur n'aiment pas être regroupés sur une plaque. Ils préfèrent se diriger vers le côté où il y a moins d'électrons.

Cela signifie que vous avez stocké de l'énergie potentielle dans votre condensateur.

Si vous déconnectez la batterie et connectez, par exemple, une résistance entre les deux bornes du condensateur, les électrons stockés sur une plaque commenceront à circuler en sens inverse, à travers la résistance, pour atteindre la plaque contenant moins d'électrons.

Condensateurs polarisés et non polarisés

Les condensateurs peuvent être polarisés ou non polarisés.

Comme une LED, un condensateur polarisé possède une borne positive et une borne négative, et sa borne positive doit toujours être orientée vers la borne positive de la batterie.

Le condensateur noir illustré sur la photo est polarisé et sa borne négative est marquée d'une bande et de signes moins sur le côté.

Le condensateur jaune n'est pas polarisé ; l'emplacement de la borne importe donc peu.

AVERTISSEMENT :

Soyez prudent lorsque vous utilisez des condensateurs polarisés pour les projets de Mes premiers pas en Électronique et pour vos propres projets. Vous devez les connecter correctement pour éviter tout dommage.

Dans tous les circuits nécessitant un condensateur, vous pouvez utiliser un condensateur non polarisé, à condition d'en trouver un ayant la capacité adéquate. La capacité se mesure en farads (F), et plus un condensateur a de capacité, plus il peut stocker d'énergie.

Les condensateurs non polarisés à forte capacité ne sont pas fabriqués car ils devraient être physiquement très grands.

Les condensateurs polarisés peuvent stocker plus d'énergie dans un espace réduit, mais ils présentent l'inconvénient de devoir être connectés correctement.

Lors de la construction de circuits à forte capacité, vous utiliserez des condensateurs polarisés.

Assurez-vous toujours que la borne positive de tout condensateur polarisé est connectée au plus près du pôle positif de la batterie.

Valeurs des condensateurs

Les condensateurs que vous utiliserez dans ce livre auront des capacités de l'ordre:

 d μF (microfarad), du nF (nanofarad) ou du pF (picofarad).

Les capacités ont tendance à être très faibles et sont souvent notées avec les préfixes micro, nano et pico, définis comme suit :

μ (micro) signifie millionième, donc 1 μF = 0.000001 F

n (nano) signifie milliardième, donc 1 nF = 0.000000001 F

p (pico) signifie trillionième, donc 1 pF = 0.000000000001 F

Les condensateurs polarisés sont suffisamment grands pour que leurs valeurs soient inscrites dessus. Les condensateurs non polarisés, en revanche, sont un peu plus complexes.

Ils sont généralement très petits, ce qui explique leur codage complexe, comme 104 ou 202.

J'oublie toujours leur signification, alors lorsque je cherche un code, je le consulte simplement dans un tableau.

Vous trouverez un tableau des codes courants dans:

« Codes des condensateurs » à la section Aide-mémoire sur les composants.

Mais comme pour la plupart des choses, les condensateurs sont bien plus intéressants à manipuler qu'à étudier. Réalisez le projet suivant et vous découvrirez par vous-même le fonctionnement d'un condensateur.

Projet n° 10 : Tester un condensateur

Ce projet démontre qu'un condensateur stocke de l'énergie.

 Il s'agit quasiment du même circuit que celui que vous avez construit dans le « Projet n° 9 : Votre premier circuit de platine d'expérimentation » section Créer de la lumière avec des leds, mais cette fois, vous allez ajouter un condensateur.

Lorsque vous retirez la pile du circuit, comme illustré ici, vous constaterez que la LED reste allumée pendant une ou deux secondes. Cela est dû au fait que le condensateur alimente la LED grâce à l'énergie stockée.

Liste de courses voir Fournitures utiles

Une plaque d'essai Breadbord comportant au moins 30 lignes.

Une clip pour pile de 9 V pour connecter la pile au circuit.

Composante	Symbole Électronique
Une pile standard de 9 V pour alimenter le circuit La grande barre indique le posiif La petites barre indique le négatif
Masse (Ground GND)
Une LED standard La barre sur le sommet du triangle est le côté Négatif
Une résistance de 330 Ω pour limiter le courant de la LED
Un condensateur polarisé de 1000 µF.

Dans les circuits électroniques on retrouve souvent le symbole de la masse (Ground). La masse est toujours connectée au coté négatif de la pile ou de la source de courant.

Étape 1 : Commencez par le circuit LED

Suivez les instructions du « Projet n° 9 :

Votre premier circuit de platine d’expérimentation » section Créer de la lumière avec des leds, en veillant à obtenir un circuit fonctionnel qui allume une LED.

Débranchez ensuite la batterie et passez à l’étape suivante.

Étape 2 : Ajout du condensateur

Connectez votre condensateur à la batterie.

Le condensateur étant polarisé, placez la broche marquée d’un signe moins ou d’un zéro sur la même rangée de la platine d’expérimentation que la borne négative de la batterie.

Connectez l’autre borne à la même rangée que la borne positive de la batterie, comme illustré ci-haut.

Étape 3 : Charger le condensateur

Connectez la batterie à la clip : la LED devrait s’allumer. Simultanément, la batterie devrait avoir chargé le condensateur très rapidement.

Étape 4 : Utiliser le condensateur pour allumer la LED

Observez la LED lorsque vous retirez la batterie. La LED ne doit pas s’éteindre immédiatement lorsque vous débranchez la batterie.

Elle doit rester allumée une seconde environ, puis s’éteindre progressivement jusqu’à ce que le condensateur ne contienne plus d’énergie.

Étape 5 : Que faire si le circuit ne fonctionne pas ?

Commencez par vérifier si le circuit fonctionne sans le condensateur.

Si ce n’est pas le cas, revenez à l’étape 1 et vérifiez le fonctionnement du circuit LED avant de poursuivre.

Si la LED s’allume lorsque la batterie est connectée, mais s’éteint dès que vous la retirez, il y a un problème avec le condensateur de votre circuit.

Vérifiez que la borne positive du condensateur est connectée à la borne positive de la batterie (rangée 1 sur la photo) et que l’autre borne est connectée à la borne négative de la batterie (rangée 10 sur la photo).

Si le circuit semble correct, vérifiez que la valeur du condensateur est d'au moins 1 000 µF ; cette valeur doit être inscrite sur le condensateur.

Si elle est inférieure à 1 000 µF, essayez un condensateur plus grand.

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