Catégorie : ELECTRONIQUE

cette page a pour objectif de recenser et documenter les spécifications des connecteurs courants en électronique.

le but n’est pas de faire un récapitulatif exhaustif mais de recenser les plus utilisés sur des PCB ou câbles pour de l’électronique DIY a base de microcontrôleurs .

Les connecteurs JST

ils sont principalement utilisés pour de la connectique de capteurs , de batteries rechargeables, de moteurs Pas a Pas type NEMA, de cartes d’imprimante 3D, et en modélisme radiocommandé sur les servomoteurs.

on les désigne sous le nom JST qui est le standard originel du fabriquant J.S.T. Mfg. Co. (Japan Solderless Terminal).

la caractéristique principale de ces connecteurs est le pas d’écartement des broches. et les connecteurs femelle a souder sur les circuits existent en broche droites (le plus courant) , en broche perpendiculaires et en connecteur pour montage en surface (CMS).

voici 2 tableaux récapitulatifs des désignations et écartements correspondants:

comme son nom l’indique, la résistance est un composant dont la fonction est de limiter le courant dans un circuit.

dans un schéma électronique elle est symbolisée de 2 façons:

l’unité de mesure d’une résistance est l’ Ohm et son symbole l’oméga grec:

LOI D’Ohm: la résistance électrique participe a l’une des loi fondamentale de électricité ,la loi d’Ohm:

ou U est en Volts, R en Ohms et I en Ampères.

règle de calcul sur les résistances en série

pont diviseur de tension avec 2 résistances en série

règle de calcul sur les résistances en parallèle

Code couleur des résistances: les résistance électroniques comporte des anneaux de couleur peint sur le diamètre extérieur. ces couleurs permettent de connaitre les caractéristiques de la résistance:

Séries normalisées de résistances: les résistance sont généralement vendues en pack de séries de résistances, si dessous les plus courants :

la LED (Light Emitting Diode) ou DEL (Diode ElectroLuminescente) , est une categorie de diode qui émet de la lumière quand elle est parcourue par du courant.

comme toutes les diodes , elle ne laisse passer le courant que dans un sens. il existe différents type de LED , différentes couleurs , des LED RGB ( Red Green Blues) , des LED infrarouges .

le symbole de la LED sur les schémas électroniques est le suivant:

ici nous ne développons que les generalitées liées à la LED classique

de façon visuelle pour savoir ou est l’Anode et ou est la cathode sur une LED, voici un petit schéma de synthèse:

la LED dans un circuit électronique:

dans un montage électrique , la LED a un sens lié a sa polarisation ( + -) , donc si montée a l’envers, elle grille. d’autre part, l’intensité lumineuse délivrée dépendra du courant la traversant . pour limiter ce courant , on lui adjoint une résistance électrique de régulation car si le courant dépasse les limites , la diode grille.

calcul de la résistance :

le courant traversant la diode doit être limité a 20 mA , en vertu de la loi d’ohm:

en retournant la formule on a: R = V/I suivant les differentes utilisation, on peut donc maintenant calculer la resistance de limitation de courant:

avec ARDUINO (5V) : R = 5 / 0,02 = 250 Ω , en pratique on utilise une 220 Ω standard

avec RPI (3,3V): R = 3,3 / 0,02 = 165 Ω soit une resistance standard de 180 Ω

c’est un organe électromécanique permettant d’ouvrir ou fermer un circuit de puissance. il comporte une partie commande électromagnétique qui bascule un interrupteur a contact.

il en existe pour toutes les tensions de commande et pour toutes les puissances commandées. leur taille va du petit relai a souder sur carte electronique au relai de puissance que l’on trouve dans les armoires electriques 220V monophasé ou 380 V triphasé.

de par son principe , il permet d’isoler la partie commande de la partie puissance . Le système de commutation peut être composé d’un ou plusieurs interrupteurs simple effet appelés contacts normalement ouverts (NO) ou normalement fermés (NF), d’un ou plusieurs inverseurs (contacts repos-travail ). Ces commutateurs sont adaptés aux courants et à la gamme de tensions utilisés dans la partie puissance.

3 grands principes de fonctionnement:

Fonctionnement monostable : les contacts commutent quand la bobine est alimentée et le retour à l’état initial se fait quand la bobine n’est plus alimentée.

Fonctionnement bistable à une bobine : on alimente la bobine pour que les contacts commutent : l’état ne change pas quand la bobine n’est plus alimentée, un système mécanique bloque le retour. Pour revenir à l’état initial, on alimente à nouveau la bobine pour débloquer le mécanisme, dans certains cas en inversant la polarité de l’alimentation.

Fonctionnement bistable à deux bobines : on alimente la première bobine pour que les contacts commutent : l’état ne change pas quand la bobine n’est plus excitée. Pour revenir à l’état initial, on alimente la deuxième bobine.

dans le cas de la commande par des microcontrôleur on va utiliser des relai a tension de commande de 5v ou 3,3 volts. le microcontrôleur va commander la bobine et la puissance sera reliée a l’organe a commander (électrovanne, moteur, pompe, gache de verrouillage, etc..).

en rubrique “transistor” nous verrons comment commander un relai 12V via un transistor intermédiaire qui fera la commutation de tension.

c’est tout simplement un interrupteur contrôlé électroniquement ( sans partie mécanique).

Un transistor est un dispositif a 3 électrodes ( base/émetteur/collecteur) qui permet de contrôler un courant ou une tension sur l’électrode de sortie grâce à une électrode d’entrée .Le circuit étant connecté aux bornes « collecteur » et « émetteur », le transistor est isolant sans tension sur la borne Base, et conducteur avec une tension sur la borne Base.

C’est un composant fondamental des circuits électroniques.

comme dans le cas de bien des composants électronique tels que les resistances , il est possible d’acheter des kit de transistors . souvent sous forme de boite avec une collections de modèles courants. ici une boite, qui pour 7 euros, regroupe 200 transistors avec les 10 modeles suivants : S8050 S9050 S9012 S9013 S9014 2N3904 2N3906 C1815 A1015 MJE13001

il y a 2 grandes categories de transistors, les transistors bipolaires a base de jonction PN, et les transistors a effet de champ (MOFSET et JFET avec FET =Field Effect Transistor ).

Applications

Les deux principaux types de transistors permettent de répondre aux besoins de l’électronique analogique et numérique mais aussi à ceux de l’électronique de puissance

• La technologie bipolaire est plutôt utilisée en analogique et en électronique de puissance.
• Les technologies FET et CMOS sont principalement utilisées en électronique numérique (réalisation d’opérations logiques). Ils peuvent être utilisés pour faire des blocs analogiques dans des circuits numériques (régulateur de tension par exemple). Ils sont aussi utilisés pour faire des commandes de puissance (moteurs) et pour l’électronique haute tension (automobile).

PRINCIPALES UTILISATIONS SUR ARDUINO et RPI

commande d’un relai 12V avec un 2N2222: le relai utilisant une tension de commande de 12V ne peut pas être commandé directement par le signal 5V d’un Arduino ou le signal 3,3V d’un Raspberry PI , on va utiliser un transistor en intermédiaire pour faire la “transition” de commande 5V/12V , voici le schéma de principe ( l’arduino envoi le signal de commande sur la partie gauche “Cde”):

NOTE: la bobine de commande du relai possède une composante inductive non négligeable , cela provoque une surtension importante lorsque le courant circulant dans la bobine est interrompu (loi de Lenz). pour protéger le circuit de commande , on intercale une diode aux bornes du bobinage du relai . il faudra faire de même pour la commande de tout composant de type inductif ( moteur , électrovanne, etc …) .

le principe est similaire au transistor a la variante prêt que le déclencheur est un signal lumineux. l’optocoupleur permet une isolation électrique des 2 circuits qui restent indépendants.

pour les montages type ARDUINO ou RASPBERRY PI , on utilise principalement les 2 types suivants:

une des façon les plus simples de réaliser un optocoupleur sans circuit dédie , c’est d’utiliser 1 photodiode couplée a une diode lumineuse , ensemble que l’on trouve dans les OPB704 , sur l’OPB704 (schema ci dessous) , Vout est proportionnel a la quantité de lumière reçue.

sinon on trouve differents modeles de ships dédié a la fonction:

les differents types de ships et de branchements sont résumés ci dessous

un modèle courant utilisé pour faire des compte tour ou codeurs est le type ci dessous. on en trouve des version de petites tailles dans les anciennes souris a boules , récupérez au moins les optocoupleurs avant de les jeter a la poubelle …