Projet 4 : Feu de circulation à double sens
Mes seconds pas en Électronique
Voir Projet 1 pour les composantes nécessaires pour Mes seconds pas en Électronique.
Le projet 3 explique comment construire un circuit qui allume et éteint les LED. Ce projet vous montre comment utiliser un seul interrupteur pour contrôler deux LED, de sorte que lorsque l'une est allumée, l'autre est éteinte, et vice versa.
Si vous utilisez une LED rouge et une verte, vous pouvez utiliser le circuit comme un feu de circulation manuel à double sens.
Rassembler et préparer les composants
Votre circuit de feux tricolores est composé d'une pile, d'une résistance, de deux LED et d'un interrupteur. Le circuit est construit sur un Breadbord, équipée d'un interrupteur pour la pile et de connexions entre les rails d'alimentation.
Voir le projet 3 pour plus de détails sur la connexion de l'interrupteur, des câbles de la pile et des rails d'alimentation.
Vous aurez également besoin d'un fil de liaison pour connecter les composants principaux.
Rassemblez les composants de cette liste (voir Figure 4-1) :
Breadbord préparée avec les éléments suivants :
• Une pile de 9 V avec pince
• Interrupteur et fil de liaison
• Connexions des fils de liaison du rail d'alimentation
• Une résistance de 470 Ω 4 bandes (jaune-violet-marron) ou 5 bandes (jaune, violet, noir, noir), Multimètre de 446 à 493 Ω
• Une LED rouge (taille au choix)
• Une LED verte (taille au choix)
• Un interrupteur unipolaire bidirectionnel (SPDT)
• Un fil de liaison court (6,35 mm) (prédécoupé ou fait maison)
Créez des circuits plus soignés
À mesure que vous construisez des circuits plus complexes avec de nombreux composants, vous constaterez peut-être que réaliser des connexions sur votre plaque d'essai sans soudure ressemble un peu à une partie de Twister :
jambe droite sur le point rouge, jambe gauche tendue vers le point bleu, bras droit enroulé autour du dos et sur le point jaune.
L'agencement de votre circuit peut vite devenir complexe.
Que se passerait-il si, d'après vous, la patte d'un composant d'un circuit complexe touchait la patte d'un autre composant, alors qu'elles n'étaient pas censées se toucher ?
Si vous pensez que votre circuit pourrait ne pas fonctionner comme prévu, vous avez raison !
Pour éviter de croiser les fils, je vous recommande de prendre l'habitude de construire des circuits soignés avec des pattes coupées. La propreté est essentielle, pour vos devoirs comme en électronique !
Dans ce projet, je vous montre des méthodes simples pour construire un circuit plus soigné.
Construisez le circuit du feu tricolore à double sens.
Suivez ces étapes pour assembler le circuit du feu de circulation bidirectionnel :
1. Vérifiez votre platine d'expérimentation sans soudure (voir Figure 4-2) :
a. Assurez-vous que les deux rails d'alimentation positifs et négatifs sont connectés.
b. Vérifiez que l'interrupteur d'alimentation et les connexions des fils de liaison sont correctement installés et que l'interrupteur est en position d'arrêt.
c. Vérifiez que les fils de la clip de batterie sont bien branchés dans les trous de contact appropriés de votre platine d'expérimentation.
2. Coupez les fils de la résistance de 470 Ω de manière à ce qu'environ 6 mm dépassent du coude.
La figure 4-3, à gauche, montre comment couper les fils de la résistance à l'aide de la partie pointue en forme de ciseaux de votre pince coupante. N'oubliez pas de porter des lunettes de sécurité pour éviter de vous blesser avec les fils coupés qui volent vite.
La figure 4-3, à droite, montre à quoi ressemble la résistance après avoir coupé ses fils lorsqu'elle est maintenue contre le bord du Breadbord. Notez que chaque fil de résistance est juste assez long pour aller du haut jusqu'en bas de la plaque d'essai.
3. Insérez la résistance de 470 Ω dans la plaque d'essai, comme illustré à la figure 4-4.
Insérez un fil de résistance dans le trou 11a (c'est-à-dire le trou de la rangée 11, colonne a).
Insérez l'autre fil de résistance dans le rail d'alimentation positif à gauche de la rangée 11.
4. Insérez le cavalier de 6,35 mm (ou plus) dans la plaque d'essai.
Branchez une extrémité du cavalier dans le trou 11e et l'autre extrémité dans le trou 11f, comme illustré à la figure 4-5.
Le cavalier relie les deux côtés de la rangée 11 ; les dix trous de contact de la rangée 11 (trous 11a à 11j) sont donc connectés électriquement.
Ce cavalier sert à connecter la résistance à un interrupteur que vous placez dans le trou 11h à l'étape 8.
Au lieu d'utiliser le cavalier, vous pourriez simplement laisser les fils de la résistance longs et connecter un côté de la résistance au trou 11f, mais vous auriez alors un long fil exposé qui traverserait votre plaque d'essai.
L'utilisation du cavalier vous permet de garder les fils de la résistance courts, de sorte que seule une infime partie de chaque fil soit exposée sur le dessus de la plaque d'essai.
Couper les fils et utiliser des cavaliers isolés permet de réduire les risques de problèmes.
5. Pliez et coupez les fils de chaque LED.
Utilisez une pince à bec effilé pour plier les fils de la LED vers l'extérieur et vers le bas, en pliant légèrement le fil positif (le plus long), ou anode, vers l'extérieur, plutôt que le fil négatif (le plus court), ou cathode.
Utilisez ensuite une pince coupante pour couper les fils de la LED de manière à ce que la longueur du fil sous le pli soit d'environ 6 mm. (Voir Figure 4-6.)
Note: Si vous avez pas beaucoup de LED, je vous suggère de ne pas les couper.
6. Insérez la LED rouge coupée dans le Breadbord.
Vous devez orienter la LED correctement, sinon elle ne fonctionnera pas.
Si vous ne parvenez pas à déterminer quel fil était le plus long avant de couper les fils, n'oubliez pas que vous pouvez toujours jeter un œil à l'intérieur du boîtier pour voir la plus grande pièce métallique, la borne négative (cathode), et la plus petite, la borne positive (anode).
Vous pouvez également identifier la cathode en repérant le bord plat du boîtier de la LED. (Voir Figure 4-7, à gauche.)
Insérez le pôle positif (anode) dans le trou 10j. Insérez le pôle négatif (cathode) dans le trou du rail d'alimentation négatif, à droite de la rangée 10 de votre Breadbord. (Voir Figure 4-7, à droite).
7. Insérez la LED verte découpée dans le Breadbord.
Insérez le pôle positif (anode) dans le trou 12j. Insérez le pôle négatif (cathode) dans le trou du rail d'alimentation négatif, à droite de la rangée 12 de votre plaque d'essai. (Voir Figure 4-8).
8. Insérez l'interrupteur dans le Breadbord.
Insérez les trois bornes de l'interrupteur SPDT dans les trous 10h, 11h et 12h, comme illustré à la Figure 4-9.
Cet interrupteur connecte la LED rouge ou la LED verte à la résistance de 470 Ω de la rangée 11, via le cavalier inséré à l'étape
4. Appelons-le le sélecteur de LED pour ce circuit.
La figure 4-10 montre le circuit terminé.
Allumez l'interrupteur. L'une des LED s'allume-t-elle, comme sur la figure 4-11 ?
Si ce n'est pas le cas, vérifiez que tous les fils (y compris les fils de la pince de batterie et les bornes de l'interrupteur) sont correctement insérés, sans excès, dans les trous de contact appropriés et que les deux LED sont correctement orientées.
Si la lumière ne s'allume toujours pas, essayez de remplacer les LED ou d'utiliser une pile neuve.
Déplacez maintenant le curseur du sélecteur de LED.
L'autre LED s'allume-t-elle, comme sur la figure 4-12 ?
Avec le curseur du sélecteur de LED en position haute (vers la rangée 1 de la plaque d'essai), vous connectez les cinq trous de la rangée 11, colonnes f à j (où est branchée la borne centrale de l'interrupteur) aux cinq trous de la rangée 10, colonnes f à j (où est branchée la borne supérieure de l'interrupteur).
En déplaçant le curseur vers le bas (vers la rangée 60), vous connectez les cinq trous de la rangée 11, colonnes f–j (borne de commutation centrale) aux cinq trous de la rangée 12, colonnes f–j (borne de commutation inférieure).
Un côté de la LED rouge se trouve sur la rangée 10, et un côté de la LED verte sur la rangée 12.
Ainsi, l'interrupteur connecte alternativement la LED rouge et la LED verte à la rangée 11, colonnes f à j.
La seule connexion de la rangée 11, colonnes f à j (outre la borne centrale de l'interrupteur) est le cavalier, qui relie les deux côtés de la rangée 11.
Comme un côté de la résistance de 470 Ω est branché sur le trou 11a et que la borne centrale de l'interrupteur est branchée sur le trou 11h, la résistance est connectée à la borne centrale de l'interrupteur.
En résumé :
en déplaçant le curseur du sélecteur de LED de haut en bas, vous connectez la résistance soit à la LED rouge (curseur vers le haut), soit à la LED verte (curseur vers le bas).
Vous avez construit un circuit de feux de circulation à double sens.
Schéma d'un feu de circulation à double sens
Le schéma du feu de circulation à double sens est illustré à la figure 4-13.
figure 4-13
Notez le symbole du sélecteur de LED :
L'entrée (gauche) du commutateur est connectée à la résistance de 470 Ω, et la sortie (droite) est connectée alternativement à la LED 1 (verte) et à la LED 2 (rouge).
Ce type de connexion est parfois appelé interrupteur on/on, car il est toujours allumé ; il commute simplement entre deux circuits. (Sur ce schéma, les deux LED sont éteintes car l'interrupteur d'alimentation est éteint.)
La figure 4-14 montre à quoi ressemble le circuit lorsque la batterie est connectée.
Le schéma supérieur montre le commutateur de sélection de LED dirigeant le courant à travers la LED rouge.
Le schéma inférieur montre le commutateur de sélection de LED dirigeant le courant à travers la LED verte.
Ne sous-estimez pas votre interrupteur
Votre interrupteur à LED joue un rôle important dans votre circuit.
Il dirige le courant vers les différents chemins du circuit. Sa fonction peut vous sembler simple, mais sachez qu'elle est l'une des plus importantes en électronique.
La commutation vous permet d'accéder à des millions de sites web depuis votre Smartphone, tablette, ordinateur ou téléviseur, simplement en saisissant ou en cliquant sur une adresse web.
Elle vous permet également d'envoyer des SMS ou des appels téléphoniques à des personnes spécifiques (en fait, à des appareils spécifiques que, espérons-le, des personnes spécifiques utilisent).
Le type de commutation qui contrôle le réseau téléphonique et Internet est sophistiqué. Les commutateurs de ces réseaux sont à commande électronique, et non manuels comme celui de votre feu de circulation.
Il y a bien longtemps, cependant, la commutation téléphonique était contrôlée par des opérateurs qui connectaient manuellement les circuits.
Dans le projet 13, vous construisez un feu tricolore à trois voies à l'aide de composants électroniques pour automatiser la séquence et la synchronisation des feux.
Vous utilisez également la commutation à commande électronique dans d'autres projets de Mes seconds pas en Électronique, pour allumer ou éteindre un haut-parleur ou une lumière lorsque certaines actions se produisent dans votre circuit.
