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Barrière photoélectrique à infrarouge

fait par Mikael le 07 Mars 2005


Barrière photoélectrique à infrarouge

Salut à tous!

Je vais vous expliquer dans ce guide comment réaliser une barrière photoélectrique à infrarouge.
Ce montage est destiné à la protection d'une chambre de "geek", autrement dit un individu qui est accros de son ordinateur et qui ne peut donc s'en passer. Ce type de montage est principalement dédié à la sécurité, en l'occurrence ici, à la sécurité de son ordinateur et de sa chambre. Ce montage peut
être également employé dans d'autres domaines.
Tout d'abord, je tiens à préciser que Jackypc.com et moi ne pouvons être responsables de vos actions et de vos erreurs de manipulation.

Le cahier des charges de la barrière à infrarouge que nous désirons réaliser est le suivant:

- Alimentation : 9 à 15 Vdc (à partir d'une batterie ou d'un transformateur)
- Emetteur : consommation environ 30 mA
- Récepteur : consommation environ 30 mA
- Portée maximum 10 mètres (portée conseillée 2 à 5 mètres)
- Deux cartes électroniques distinctes (émetteur et récepteur)

J'ai illustré le principe de la barrière infrarouge à travers un synoptique:

Une cellule infrarouge est constituée de deux éléments : l’émetteur et le récepteur. Un rayon infrarouge est émis entre l’émetteur et le récepteur et constitue un faisceau. Lorsqu’il est interrompu, la cellule envoie un signal à un système (motorisation de portail, système d’alarme, carillon, éclairage automatique).
L’émetteur, ainsi que le récepteur peuvent être alimentés soit par un transformateur soit par une batterie. L’utilisation d’une batterie permettra de garantir une sécurité de fonctionnement dans le cas d’une coupure du réseau EDF, bien utile lorsque la barrière infrarouge est utilisée comme moyen de sécurité.

Présentation générale de la barrière infrarouge

Cette barrière comporte deux parties bien distinctes:

Une partie émettrice comportant :
- Un circuit intégré (NE555) fournissant un signal carré (de fréquence réglable) à une diode infrarouge.

Une partie réceptrice comportant :
- Un phototransistor recevant le signal infrarouge émis par la diode infrarouge.
- Un circuit intégré contenant un amplificateur opérationnel (UA741).
- Un relais 12V.
- Un transistor PNP.

PARTIE THEORIQUE

Etape 1: schéma de montage

Voici le montage permettant d'obtenir la fonction désirée comme expliqué précédemment:

Schéma correspondant à la partie du circuit d'émission:

Schéma correspondant à la partie du circuit de réception

Etape 2: explication du fonctionnement du montage

Le circuit de réception reste en attente aussi longtemps qu’il reçoit de l’émetteur le signal émis. En cas d’interruption, il déclenche l’alarme, que la cause soit un cambrioleur ou un dysfonctionnement, par exemple une panne secteur.
Le rayon utilisé pour la sécurité doit rester le plus possible invisible pour deux raisons :
D’abord ces barrages photoélectriques sont utilisés de préférence pour la protection de biens, donc dans des installations d’alarme. C’est pourquoi on utilise la lumière infrarouge dans ce contexte, car elle est invisible à l’œil humain. De plus, il est naturellement préférable que le système soit insensible à la lumière normale.

Les détecteurs infrarouges sont insensibles à la lumière visible, mais réagissent au rayonnement de chaleur ; celui-ci comporte une grande quantité d’infrarouges et les détecteurs sont prévus pour les reconnaître.
Il faut remplir une autre condition pour rendre une installation fiable. Il faut, non pas diffuser la lumière en fonctionnement continu, mais en la modulant (dans le cas le plus simple par des impulsions). Cela rend le récepteur sensible uniquement aux fréquences modulées.
Nous voulons insister sur le fait que ces barrages photoélectriques infrarouges offrent bien d’autres possibilités d’utilisation : cela va du modélisme (sécurité de passage à niveau) à l’annonce de visiteur sans contact en passant par l’éclairage d’escalier automatique ou les minuteries.

La diode infrarouge LD274 fabriquée par Siemens produit de la lumière infrarouge d’une longueur d’onde de 950 nm typique. Le rayon émis est très directif (5°), ce qui minimisera les pertes du signal sur une longue distance. Le signal envoyé par la diode d’émission est un signal carré de fréquence réglable ; elle est produite par la minuterie universelle NE555.
Le phototransistor reçoit les rayons infrarouges dans un angle large et est bien adapté à la gamme des LD274 grâce à sa large sensibilité spectrale.
La base est sous le filtre optique et est constitué d’un système photoélectrique. Cela veut dire que l’énergie des photons est transformée en émission d’électrons au niveau d’un substrat spécial.
Le silicium (Si) présente la meilleure sensibilité spectrale aux longueurs d’onde émises par l’arséniure de gallium (GaAs) : infrarouge proche. Par conséquent, c’est le semi-conducteur qui entre le plus souvent dans la réalisation des photorécepteurs associés aux émetteurs infrarouges.
Le signal infrarouge rencontre la surface de la base du phototransistor T2 sensible à la lumière. Les photons arrivant provoquent la libération d’électrons qui permettent alors la circulation de courant du collecteur à l’émetteur : c’est l’effet photoélectrique.
Les variations d’intensité produites par l’impulsion conduisent à des modifications de tension à la résistance du collecteur (R4), qui parviennent par le biais du condensateur C4 à l’amplificateur opérationnel (UA741).
L’amplitude de la tension alternative appliquée par R7 a son minimum à environ 7.2 KHz. Comme elle conduit à l’entrée moins de l’amplificateur opérationnel, l’amplification (et donc la sensibilité) est à son maximum pour cette fréquence.
Le condensateur C6 déclenche la tension alternative amplifiée; les demi-ondes négatives sont supprimées grâce à la diode D3, alors que les demi-ondes positives conduisent par D2 à la charge du condensateur C8. En cas de tension de charge suffisante, le transistor T1 est passant et le relais est sollicité.

Etape 3: étude de la partie émission et dimensionnement des composants

Note : Les calculs seront effectués pour une tension d’alimentation de 12Vdc.

Cette partie consiste à générer un signal carré qui sera transmis à l’aide de la diode infrarouge.

Ce signal carré sera créé à l’aide du timer NE555.
Le NE555 a été vers 1971, le premier circuit minuterie ou base de temps (Timer) de la compagnie Signetics. Depuis ce premier dispositif, une myriade de nouveaux circuits a été développée et présentée dans plusieurs publications professionnels ou amateurs. Depuis dix ans certains fabricants ont arrêté de fabriquer ces minuteries à cause de la compétition sur ce marché ou pour d’autres raisons. D’autres entreprises, comme Philips, fabrique toujours ce circuit qui est depuis près de 30 ans encore très populaire et employé dans beaucoup de schémas. C'est tout à fait unique et incroyable dans l’histoire des composants électroniques ou les modes et la technologie varient très vite. Bien que de nos jours la version CMOS de ce circuit, comme le Motorola MC1455, est surtout employée, le type standard est encore disponible. Cependant il y a eu beaucoup d'améliorations et de variations dans le circuit. Mais tous les types sont compatibles entre eux.
Il existe deux modes de fonctionnement : monostable et astable. C’est ce dernier qui sera utilisé. Le mode monostable ne sera pas utilisé car il faut appliquér sur la gâchette une impulsion négative de courte durée.

La structure interne de NE555 est la suivante :

Les tensions de référence internes valent : Vref = 2/3 Vcc ; Verf’ = 1/3 Vcc. (Avec Vcc la tension d’alimentation)

On utilisera le montage astable, provenant de la documentation du constructeur:
Le mode astable (ou free-running) produit des créneaux en continu.

La tension V26 = Uc est comparée aux seuils 2/3 Vcc et 1/3 Vcc.

Lorsque Uc croît :
- Tant que Uc < 2/3 Vcc, la sortie Vs = Vcc.
- Le transistor est bloqué.
- Le condensateur se charge à travers R1 et R2.

Lorsque Uc atteint 2/3 Vcc :
- La sortie passe à l’état bas.
- Le transistor se sature.
- Il court-circuite l’ensemble R2 en <img src="<? echo $img_path; ?> avec C.
- Le condensateur se décharge.

Lorsque Uc décroît :
- Tant que Uc > 1/3 Vcc, la sortie Vs = 0.
- Le transistor est saturé.
- Le condensateur se décharge à travers R2.

Lorsque Uc atteint 1/3 Vcc :
- La sortie Vs = Vdd.
- Le transistor se bloque.
- Le condensateur se recharge.

Les temps t1 et t2 correspondent respectivement aux temps de charge et de décharge du condensateur.

t1 et t2 se calculent grâce à la formule ( universelle ) : t = R * C * ln ( ( Vi - Vinf ) / ( Uc - Vinf ) )

Avec :

- R : résistance à travers laquelle se fait la charge ou la décharge
- Vi : tension aux bornes de C au début du phénomène étudié
- Uc : tension aux bornes de C au bout du temps que l’on veut calculer
- Vinf : tension aux bornes de C si on laisse le phénomène se terminer

On obtient :

t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C1
t2 = 0,693 x R2 x C1

La période totale du cycle sera donc : T = t1 + t2 = 0,693 x ( R1 + 2*R2 ) x C1
La fréquence d'oscillation est l'inverse de la période : F = 1/T = 1,44 / ( R1 + 2*R2 ) x C1

D’après le schéma de la partie émission, la fréquence de sortie du signal issue de la broche 3 aura pour valeur :
F = 1,44 / ( R1+P1 + 2*R2 ) x C1, avec P1 un potentiomètre de 10Kohm.
La fréquence sera comprise entre : 8.8 KHz < F < 22.5KHz

Remarque : Le potentiomètre P1 sert à faire varier la période du signal carré sur la broche 3 du NE555 de manière à avoir plus ou moins de sensibilité vis-à-vis du phototransistor.

Choix de la diode infrarouge LD1:

On choisira une diode couramment utilisée en matière d’émission infrarouge : la LD274 du constructeur Siemens.
Ce type de diode éclaire dans une gamme de longueur d’onde non visible (infrarouge 950 nm).
Elle présente des caractéristiques intéressantes pour ce type d’application : haute fiabilité, capacité impulsionnelle élevée (de l’ordre de la microseconde), angle d’émission très directif (5°).

Le signal carré issue de la broche 3 variant entre 0V et la tension d’alimentation du composant, il est nécessaire d’y intercaler une résistance pour ne pas détériorer la diode LD1.
Cette résistance, notée R3, à pour valeur :

R3 = ( V - Vd1 - Vld1 ) / ( Ild1nominal ) = ( 12 - 0.7 - 1.9 ) / ( 20*10^-3 ) = 470ohm
En pratique, on prendra R3 = 470ohm.

Rôle de la diode D1 :

Elle est utilisée pour la protection contre les inversions de polarité au niveau des bornes d’alimentation du montage.

Rôle de la Led rouge LED1 :

Elle est utilisée comme témoin d’alimentation. Il s’agit d’une Led « low current » à faible consommation.
Elle est mise en série avec une résistance Rled1 qui a pour valeur :

Rled1 = ( V - Vd1 - Vled1 ) / ( Iled1nominal ) = ( 12 - 0.7 - 2 ) / ( 5*10^-3 ) = 1.86Kohm
En pratique, on prendra Rled1 = 2.2Kohm.

Rôle du condensateur C2 :

Il est utilisé pour supprimer les pics de tension éventuellement présents sur la tension d’alimentation. Une valeur assez conséquente a été choisie de manière à ce que les pics soit atténués davantage. De fortes valeurs de capacité ne sont pas conseillées car la modélisation réelle d’un condensateur impliquant une résistance en série avec celui-ci entraînerait des phénomènes non désirés.

Remarque :

- Pour toutes les diodes de redressement, nous prendrons des modèles 1N4148 (suffisants vu les courants mis en jeu).
- Pour toutes les résistances, nous prendrons des modèles pouvant dissiper ¼ Watt. (suffisants vu les courants mis en jeu).

Etape 4: étude de la partie réception et dimensionnement des composants

Note : Les calculs seront effectués pour une tension d’alimentation de 12Vdc.

Cette partie consiste à traiter le signal reçu par la diode infrarouge.

- Le rôle des composants D5, LED2 et C5 est identique à D1, LED1 et C2 de la partie émission.
- Lorsque le phototransistor ne reçoit pas de rayon infrarouge, il n’y a pas de courant de base, donc le phototransistor est bloqué. C’est un interrupteur ouvert entre le collecteur et l’émetteur.
- Lorsque le phototransistor reçoit des rayons infrarouges, le phototransistor est passant, il existe un courant Ic. Sa valeur dépend de l’éclairement reçu donc du courant (noté If) qui circule dans la diode infrarouge.
Ic = If * t ( t : taux de transfert en courant )
Si le courant If augmente, il arrive un moment où le phototransistor se sature et Ic reste une constante quelque soit If.

Condition de saturation d’un phototransistor : If > Ifmin avec Ifmin = Ic / t
Le phototransistor ne travaille qu’en commutation : bloqué ou saturé.
Le modèle de phototransistor choisi est le suivant : BP103B du constructeur Siemens. Celui-ci dispose d’une large sensibilité spectrale ; comprise entre 730 et 1120 nm. Il est parfaitement adapté à la longueur d’onde de la diode infrarouge (950nm typique).

- La résistance R9 est utilisée pour limiter le courant.
- La résistance R4 permet de polariser le phototransistor T2 :
Elle se cacule de la manière suivante: R4 = ( V - Vd5 - Vcesat_T2 ) / ( Ic_T2 ) = ( 12 - 0.7 - 0.15 ) / ( 0.1*10^-3 ) = 111.5Kohm
En pratique, on prendra 100Kohm pour être certain d’avoir un courant de collecteur de 0.1mA lorsque la base est éclairée.

- Le pont diviseur de tension, réalisé avec les résistances R5 et R6 de 270Kohm chacune, permettent d’avoir la moitié de la tension d’alimentation au niveau de l’entrée plus de l’amplificateur opérationnel de manière à travailler en régime linéaire et d’éviter toute saturation. De fortes valeurs de résistances ont été choisies de manière à limiter le courant et ainsi limiter les pertes en dissipation.
- L’amplificateur opérationnel (circuit intégré UA741) fonctionne en régime linéaire car une boucle de réaction existe entre la sortie (broche 6) et l’entrée moins (ici avec R7).
- L’amplitude de la tension alternative appliquée par R7 a son minimum à environ 8.8 KHz (Correspondant au potentiomètre P1 réglé sur 10Kohm). Elle conduit à l’entrée moins de l’amplificateur opérationnel, l’amplification (et donc la sensibilité) est à son maximum pour cette fréquence. Le condensateur C6 déclenche la tension alternative amplifiée; les demi-ondes négatives sont supprimées grâce à la diode D3, alors que les demi-ondes positives conduisent par D2 à la charge du condensateur C8. En cas de tension de charge suffisante, le transistor T1 est passant et le relais est sollicité.
- Le condensateur C4 est un condensateur de liaison qui évite que la charge du montage à transistor (le dispositif situé en aval et qui va utiliser le signal issu du phototransistor) ne perturbe sa polarisation. Ces condensateurs vont aussi éviter qu'un courant continu ne circule dans la source et dans la charge, ce qui peut leur être dommageable.

- La résistance R11 permet de fournir un courant de base nécessaire au fonctionnement du transistor T1.
Elle a pour valeur : R11 = ( Vc8max - Vbe_T1 ) / ( Ib_T1 ) = ( 5.7 - 0.8 ) / ( 0.5*10^-3 ) = 9.8Kohm (Avec Ib choisi d’après la documentation du constructeur du composant)
En pratique, on prendra R11 = 10Kohm.

- Le condensateur C8 permet de lisser la tension de base du transistor T1 pour éliminer d’éventuels pics de tension qui pourraient conduire à la conduction de T1 et ainsi déclencher le relais sans raison.
- La diode D4 est utilisée pour éviter d’avoir un court-circuit lorsque le transistor T1 travaille en saturation.
- Choix du relais :
D’après la documentation du constructeur du relais, pour une tension d’alimentation de 12Vdc, la résistance interne du relais vaut 400ohm et un courant nominal de 30mA doit circuler pour permettre son fonctionnement. Pour calculer le courant Ic, nous prendrons le cas le plus défavorable c’est-à-dire une tension d’alimentation de 9Vdc. Dans ce cas là, la résistance interne du relais vaut 220ohm.

Ic_T1 = Irelais = ( V - Vd5 - Vcesat_T1 ) / ( Rrelais ) = ( 12 - 0.7 - 0.15 ) / ( 220 ) = 41mA. Il y a suffisamment de courant pour permettre le fonctionnement du relais.

Remarque :

- Pour toutes les diodes de redressement, nous prendrons des modèles 1N4148 (suffisants vu les courants mis en jeu).
- Pour toutes les résistances, nous prendrons des modèles pouvant dissiper ¼ Watt. (suffisants vu les courants mis en jeu).

PARTIE PRATIQUE

Etape 5: Liste des composants et du matériel nécessaire pour réaliser le montage

Voici la liste des composants (parties émettrice et réceptrice confondues) et du matériel que j’ai utilisés :

(PS : Photos non contractuelles.)

- Une plaque d’essai en bakélite cuivrée au pas de 2.54 mm.
- Huit entretoises hexagonales qui feront office de pieds pour surélever les deux plaques.
- Huit vis.
- Deux douilles bananes rouge et noire.

- Deux circuits intégrés : un NE555 et un LM741 tous deux en boîtier DIP8.
- Deux supports de circuit intégré 8 broches.
- Deux condensateurs de découplage de 10 nF.
- Deux Leds rouge « low current » : courant max 5 mA, tension de passage 2V pour indiquer la présence d’une source d’alimentation sur la carte émettrice et réceptrice.
- Deux résistances de 2.2 Kohm 1/4W associées aux Leds rouges.

- Cinq diodes 1N4148.
- Une résistance de 270 ohm, une de 470ohm, une de 1Kohm, une de 2.7Kohm, deux de 47Kohm, une de 10Kohm, une de 100Kohm, deux de 270Kohm, une de 180Kohm.
- Un potentiomètre mono tour horizontal de 10Kohm.

- Deux condensateurs électrolytiques de 100µF 25V.
- Trois condensateurs électrolytiques de 2.2µF 63V.
- Deux condensateurs polyester 10nF 63V.
- Deux condensateurs polyester 47nF 63V.
- Deux barrettes tulipes de deux contacts au pas de 2.54 mm chacune.
- Une diode Infrarouge LD274 5mm.
- Un phototransistor BP103B 5mm.

- Un relais 12V (BS-115C).
- Un transistor BC547 NPN.

Etape 6: mise en place des composants sur plaque d'essai et premiers tests

Il est préférable de tester le montage avant de passer à la prochaine étape ; ainsi il sera plus facile d’y faire les manipulations et pourquoi pas des modifications.

Dans ce premier test, aucun obstacle n’est situé entre la diode infrarouge et le phototransistor :
Dans ce cas, le phototransistor reçoit un signal; le transistor T2 est donc bloqué et le relais est non actionné.

Dans ce deuxième test, un obstacle est situé entre la diode infrarouge et le phototransistor  (un capuchon de stylo fait office de barrage):
Dans ce cas, le phototransistor ne reçoit aucun signal, le transistor T2 est donc ouvert et le relais est actionné.

Etape 7: mise en place des composants sur la plaque

Une fois tous les composants réunis et les tests terminés, on peut s’intéresser à la mise en place des composants sur la plaque de bakélite.
Les fonctions « émission » et « réception » seront disposées sur deux plaques distinctes.
 La longueur des connections a été optimisée en disposant les composants de manière stratégique :
- Pour la fonction « émission », les composants entourant le circuit intégré NE555 sont regroupés et placés à proximité du NE555.
- Pour la fonction « réception », les composants entourant le circuit intégré UA741 sont regroupés et placés à proximité de l’UA741.

Il est nécessaire de placer les composants au plus près du circuit intégré pour éviter toute perte de signal utile. La longueur de câbles induit des parasites, d’où l’intérêt d’avoir des connections courtes. Il en est de même pour les condensateurs et les résistances qui sont reliés à la masse.
Les condensateurs de découplage associés au NE555 et associés à l’UA741 sont placés au plus proche des circuits intégrés.
La disposition est à l’image de notre schéma. Remarque : il faut bien harmoniser le placement de tous les composants qui bordent le circuit intégré, de manière à avoir, encore une fois, des connexions courtes. Cela nécessite de passer du temps à bien optimiser le placement des composants.

Le schéma d’implantation des composants est le suivant :
Pour la partie émission:

(Dimension de la plaque : 50*50mm)

Pour la partie réception:

(Dimension de la plaque : 80*50mm)

Remarques :
- Pour la partie réception, un bornier de jonction pour circuit imprimé (au pas de 5mm et muni de deux pôles) a été placé pour faciliter la mise en place d’une charge. Dans notre cas, la charge sera une Led de couleur ambre simulant l'activation d'une sirène.
- La sortie du relais étant connectée à l’alimentation du montage, des appareils nécessitant une tension d’alimentation supérieure à 12Vdc ne peuvent être connectés.
- Un condensateur de découplage (noté Cdécouplage sur le schéma) sera placé au plus près des bornes d’alimentation des deux circuit intégrés (NE555 et UA741. Ces condensateurs servent à réduire les composantes aléatoires présentes sur les broches d’alimentation des circuits intégrés. Ceux-ci peuvent alors fonctionner sans être perturbés.

Etape 8: soudure des composants sur la plaque

Les composants seront soudés à l’emplacement indiqué par le schéma d’implantation des composants.
Remarque : lors de la soudure, ne pas insérer les circuits intégrés dans leurs supports sous peine de les détériorer.

Pour la partie émission, on obtient :

Pour la partie réception, on obtient 

Remarque : n’ayant pas à ma disposition une valeur de 4.7µF pour le condensateur C8, j’ai opté pour deux condensateurs de 2.2µF mis en parallèle.

Etape 9: réalisation des connexions

Une fois les composants installés et soudés sur la plaque de bakélite, on peut passer à l’étape suivante, qui consiste à réaliser les connections.
Les connections entre les composants sont effectuées à l’aide de fils souples de sections 0.5mm².

Remarque : lors de la soudure, ne pas insérer les circuits intégrés dans leurs supports sous peine de les détériorer.

Pour la partie émission, on obtient :

Pour la partie réception, on obtient :

Remarques :

- Mise en place d’une épaisseur de colle pour rigidifier les fils aux endroits les plus vulnérables et fragiles.
- Mise en place d'une épaisseur de colle sur les colonettes pour obtenir des pieds anti-dérapants.

Etape 10 : vérification des connexions et derniers tests

Une fois toutes les connections réalisées, il est obligatoire de les vérifier une par une. Ceci se fait à l’aide d’un multimètre en mode « sonnette ».

Lors de la première mise sous tension de la plaque d’essai, ne pas installer les circuits intégrés sous peine de les détériorer dans le cas d’un éventuel court circuit dû à un mauvais câblage.
Une fois le montage alimenté, on remarque que les Leds rouges indiquant la présence d’alimentation sont allumées et qu’il n’y a pas d’échauffement anormal des composants.
Avec un multimètre, on pourra vérifier la présence d’alimentation au niveau des broches d’alimentation des circuits intégrés. On pourra vérifier également que tous les points de mise à la masse sont effectivement à la masse.
Lors des derniers tests, des courbes ont été relevées pour les comparer à la théorie :

Voici le signal obtenu sur la broche 3 du NE555 avec P1 = 10Kohm
Nous obtenons un signal carré de fréquence 8.3KHz. La différence avec la valeur qui a été trouvée en théorie (8.8KHz) s’explique par la tolérance des composants qui est de 5% pour les résistances et de 20% pour les condensateurs.

Voici le signal obtenu sur la broche 5 du NE555 avec P1 = 10Kohm
Nous obtenons une courbe qui retranscrit la charge et la décharge du condensateur C1. Nous retrouvons également les seuils à 1/3 V et à 2/3 V. (3.5V et 7.5V)

Voici le signal obtenu sur la broche 3 du NE555 avec P1 = 0Kohm
Nous obtenons un signal carré de fréquence 20.8KHz. La différence avec la valeur qui a été trouvée en théorie (22.5KHz) s’explique par la tolérance des composants qui est de 5% pour les résistances et de 20% pour les condensateurs.

Voici le signal obtenu au niveau de l’anode de la diode infrarouge :
Nous avons bien un signal carré d’amplitude 1.4V contre 1.9 voulu. Cela n’empêche pas le montage de fonctionner.

Voici le signal obtenu en sortie de l’amplificateur opérationnel UA741 (broche 6)

Voici le signal obtenu en aval du condensateur C6 (anode de la diode D2). On remarque que la composante continue a disparu.

En présence d’un champ libre entre l’émetteur et le récepteur, le relais n’est pas sollicité et la led simulant un signal d’avertissement est éteinte.
En plaçant un obstacle entre l’émetteur et le récepteur, le relais est sollicité et la led simulant un signal d’avertissement est allumée.

La distance maximale mesurée entre l’émetteur et le récepteur est d’environ 4 mètres en utilisation intérieure. On conseillera une distance jusqu’à 3 mètres pour éviter tout fonctionnement inattendu du signal d’avertissement.
Au-delà de cette distance, le signal reçu par le phototransistor est si faible que celui-ci reste bloqué. Il se passe le même phénomène que lorsqu’il y a un obstacle : le relais est actionné et le signal d’avertissement est allumé.
Les mesures de consommation en courant pour une tension de 12Vdc donnent les résultats suivants :
- 24 mA pour la partie émission
- 41 mA pour la partie réception (relais actionné)

On peut également utiliser un buzzer faisant office de signal d'avertissement. Lorsque le faisceau est interrompu, le buzzer émet un puissant signal sonore.

Conclusion

- Le montage remplit sa fonction. Avec une distance allant jusqu’à 3 mètres, il peut être utilisé pour la sécurité de portes, fenêtres. Toutefois, pour une utilisation sur une plus longue distance, on pourra abaisser la valeur de la résistance R3 pour atteindre la tension de service maximale de la diode infrarouge: ainsi, elle fournira plus de puissance et la distance pourra être augmentée.
- En dessous d’une valeur de 6Kohm pour le potentiomètre P1 et ce quel que soit la distance, le signal n’est plus détecté par le phototransistor. On pourra remplacer P1 par une résistance de valeur 10Kohm.
- Dans le cas d’une utilisation sur batterie, on pourra ôter les deux Leds rouges indiquant la présence d’alimentation : l’autonomie de la batterie sera ainsi accrue et la durée de fonctionnement sera plus élevée.
- Le montage permet d’avoir un minimum de sécurité de fonctionnement ; si un dysfonctionnement ou un défaut d’alimentation est présent, que ce soit sur la partie émission ou sur la partie réception, le relais est sollicité et le signal d’avertissement est allumé.
- Ce montage étant un montage asynchrone, il ne permet pas de discriminer les fréquences parasites.

Voilà, j'ai terminé la présentation de ce guide. J'espère qu'il vous à plu. Si vous voulez d’autres renseignements, voici mon email:

colleau.mikael@wanadoo.fr

Salut à tous et longue vie à JacykPC !




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