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Author Topic: Comprendre un montage électronique (Humidité-->buzzer)  (Read 1285 times)
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Paris
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Bonjour,

Je cherche à reproduire une appareil dont le fonctionnement est très simple :
Une sonde d'humidité fait sonner un buzzer, lorsqu'elle détecte de l'humidité.

J'ai déjà réalisé plusieurs maquette fonctionnelles à base d'Arduino, mais en ouvrant le boitier de l'appareil original, je ne comprends pas tout.
J'ai donc réalisé virtuellement le montage d'origine sous QUCS et le voici :



Le buzzer (qui n'existe pas sous QUCS), se trouve en en réalité en parallèle du condensateur à droite du schéma

1) J'ai a peu près compris que le transistor de gauche sert à n'alimenter l'ampli OP que si la résistance de la sonde baisse (on ne vide ainsi pas la pile inutilement)
Je pense que celui de droite sert "d'interrupteur" pour activer le buzzer
mais pourquoi un NPN et un PNP ?

2) Je ne comprends pas non plus la présence de l'ampli opérationnel, et encore moins les  résistances qui l'entourent.
En revanche R1 & R2 forme un très joli pont diviseur de tension (4.5V) en entré de l'ampli-OP...

3) C2 peut servir à faire osciller le buzzer, mais à quoi ser C1 ?

Une fois le fonctionnement actuel bien assimilé, je pourrais sans crainte mettre en service mes maquettes  smiley-wink
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france
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A première vue (corrigez si je dis des bétises) :
La sonde d'humidité change de résistance R8 avec la sécheresse, et le réglage du seuil se fait avec R6 (résistance ajustable ?).

Le pont diviseur R8+R6 avec R7 fait varier la tension appliquée sur la base du transistor BC549 monté en interrupteur, il déclenche la partie buzzer quand son seuil de tension Vbase est franchi.

L'ampli op est un montage oscillateur,
Voir ici http://www.sonelec-musique.com/electronique_theorie_aop.html

selon les valeurs de R et C choisies il produit une certaine fréquence en sortie.

Cette sortie oscillatoire est envoyée sur un transistor BCA559 qui amplifie ça, et le buzzer vibre à cette fréquence sonore.
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Christian

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Bonsoir
A vue de nez je dirai :
-AOP en montage astable (R5, C1 , R4 et R3) = oscillateur pour le buzzer
description d'un montage du même principe :  http://electronique.aop.free.fr/AOP_sature/4_astable.html
-PNP en sortie (emetteur côté Buzzer, Collecteur côté masse)= 'emetteur suiveur' pour apporter une amplification en courant, le courant de sortie de l'AOP n'étant pas suffisant pour avoir quelquechose d'audible.
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Paris
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Merci pour vos réponses... je vérifierais à l'oscilloscope mais l'AOP en mode générateur de signal carré me parait tout à fait cohérent avec le schéma et le fonctionnement.

Du coup, ça explique aussi pourquoi on a 2 transistors (un pour alimenter l'oscillateur et un pour amplifier le signal de sortie...) mais pas pourquoi un NPN et un PNP.

Voici donc mon "état de compréhension" du schéma :


Les questions qui me restent sont :
1) A quoi ser la résistance R7 ? si elle n'était pas la, la courant ne pourrait-il pas passer par le transistor ?
2) Je pensais que le condensateur C2 servait d'oscillateur au buzzer... mais si on lui envoi déjà un signal carré, à quoi peut bien servir C2 ?

Vu l'avancement, je pense vraiment que très peu de composants seront nécessaires en plus de l'Arduino pour remplacer cet appareil.

Le plus gros problème est que ce montage ne consomme RIEN quand la sonde est sèche... alors que l'Arduino même ne mode veille va me vider la pile.
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france
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La tension appliquée à la base du transistor BC549 est définie par le pont diviseur à 3 résistances: (R6+R8 en série) associés à (R7).

On a donc Vb = V1 x R7 / (R6 + R7 + R8).
Cf http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/le-pont-diviseur-de-tension

Si R7 = 0, Vb serait forcément nul et ça ne pourrait pas fonctionner (buzzer off en permanence).

Le premier transistor est utilisé en commutation : bloqué ou saturé.
Cf http://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_transistor.html

- Il est bloqué (équivalent à un interrupteur ouvert) quand la sonde est sèche. R8 grande donc Vb petit et donc pas de courant entre collecteur et émetteur. Buzzer Off.

-Il passe à l'état saturé (équivalent à un interrupteur fermé entre C et E) quand la sonde est humide, puisque R8 diminue, ça fait remonter Vb au dessus du seuil 0.7V (tension de diode) .
Dans ce cas la sortie du transistor permet de mettre sous tension l'ampli op derrière lui. Buzzer On.

C'est là l'astuce de la consommation minimale, l'ampli Op n'est alimenté en courant que quand la sonde est humide, il est débranché de l'alim le reste du temps.
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Christian

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There is an Arduino for that
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Le plus gros problème est que ce montage ne consomme RIEN quand la sonde est sèche... alors que l'Arduino même ne mode veille va me vider la pile.

C'est là que l'on réalise que ce n'est pas toujours intéressant de vouloir mettre un microprocesseur dans tous les trucs que l'on fait. Là en l’occurrence je ne vois pas la valeur ajoutée par l'arduino. Si tu ne changes pas le mode de fonctionnement du système l'arduino n'apporte rien si ce n'est des problèmes d'autonomie.
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IDF/SO
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Regarde ce que t'as dit al1fch :
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-PNP en sortie (emetteur côté Buzzer, Collecteur côté masse)= 'emetteur suiveur'
Sur ton schéma le PNP est inversé, tu l'as connecté comme un NPN.

Le courant circule "conventionnellement" du plus vers le moins.
Dans un transistor bipolaire le courant de l'émetteur circule dans le sens de la flèche :
NPN -> le courant sort de l'émetteur
PNP -> le courant entre dans l'émetteur

Ce qui fait qu'avec un NPN on place l'émetteur "en bas" vers la masse et qu'avec un PNP on place l'émetteur "en haut" vers l'alim
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Paris
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La sonde d'humidité change de résistance R8 avec la sécheresse, et le réglage du seuil se fait avec R6 (résistance ajustable ?).
Le réglage du seuil est en "dur", pas réglable.

-PNP en sortie (emetteur côté Buzzer, Collecteur côté masse)= 'emetteur suiveur' pour apporter une amplification en courant, le courant de sortie de l'AOP n'étant pas suffisant pour avoir quelquechose d'audible.
Heuuu je pensais que sur mon schéma l’émetteur était côté masse...

C'est là que l'on réalise que ce n'est pas toujours intéressant de vouloir mettre un microprocesseur dans tous les trucs que l'on fait. Là en l’occurrence je ne vois pas la valeur ajoutée par l'arduino. Si tu ne changes pas le mode de fonctionnement du système l'arduino n'apporte rien si ce n'est des problèmes d'autonomie.
En fait, je comptais faire cet appareil à base d'Arduino parce que son utilisation est temporaire, et que j'ai de l'Arduino qui dort, j'aurais même tout laisser au format proto (breadboard)

Sur ton schéma le PNP est inversé, tu l'as connecté comme un NPN.

Le courant circule "conventionnellement" du plus vers le moins.
Dans un transistor bipolaire le courant de l'émetteur circule dans le sens de la flèche :
NPN -> le courant sort de l'émetteur
PNP -> le courant entre dans l'émetteur

Ce qui fait qu'avec un NPN on place l'émetteur "en bas" vers la masse et qu'avec un PNP on place l'émetteur "en haut" vers l'alim
Justement j'ai encore du mal avec les transistors... sur mon schéma j'ai essayé de reproduire ce que j'avais vu sur la carte, je pense qu'il est vraiment monté comme ça.
Il sert à amplifier un signal carré... donc alternatif... j'ai du mal à conceptualiser ça avec l'utilisation d'un transistor, qui lui est polarisé.

2) Je pensais que le condensateur C2 servait d'oscillateur au buzzer... mais si on lui envoi déjà un signal carré, à quoi peut bien servir C2 ?
Si R8 = 0 Ohm alors le buzzer sonne et se coupe régulièrement... ça pourrait être le rôle de C2 non ?
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france
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Si R8 = 0 Ohm alors le buzzer sonne et se coupe régulièrement... ça pourrait être le rôle de C2 non ?
Ce condensateur coupe la composante continue et ne laisse passer que les variations de courant
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Christian

Paris
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Merci pour vos réponses... je pense que certaines incompréhensions se dissiperont plus tard.

Voila ce que j'avais prévu :


A0 sert à "mesurer" la sonde...
La sortie 8 sera utilisé avec la fonction Tone, pour buzzer... mais de façon amplifiée.

Je pense qu'il manque une résistance sur la base du transistor... et je ne suis pas certain du raccordement de celui-ci.
J'aurai aimé pouvoir mettre un P2N2222 ou un TIP102G, mon buzzer est à priori prévu pour 10V...
« Last Edit: January 24, 2013, 10:36:15 am by UniseV » Logged

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A0 sert à "mesurer" la sonde...
La sortie 8 sera utilisé avec la fonction Tone, pour buzzer
- Eviter d'utiliser pin0 et pin1 (déjà utilisées par le port série).

- Ajouter 1 résistance sur la base du transistor , comme cà :
http://jrichard.ep.profweb.qc.ca/Module4/transistor_en_commutation.html

- Ajouter aussi un condensateur avec le buzzer.

- Les broches 3 5 6 9 10 et 11 de la carte UNO sont indiquées sur la carte avec le signe ~, ce sont les  broches PWM pour faire varier la fréquence , donc ne pas utiliser la pin8 qui ne sait pas faire ça.
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Christian

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A0 sert à "mesurer" la sonde...
- Eviter d'utiliser pin0 et pin1 (déjà utilisées par le port série).
Je compte utiliser la PIN A0 (analogique 0) je pense que le port série utilise les pin numérique 0 & 1.
J'ai besoin d'un port analogique pour mesurer la tension (dans un pont diviseur de tension formé par la sonde et une résistance)... c'est cette tension qui va m'informer sur l'état d'humidité de la sonde.

- Ajouter 1 résistance sur la base du transistor , comme cà :
http://jrichard.ep.profweb.qc.ca/Module4/transistor_en_commutation.html
- Ajouter aussi un condensateur avec le buzzer.
C'est noté pour le condo, merci, pour trouver la bonne valeur de résistance je comptais :
- Trouver Ib (le courant nécessaire dans la base du transistor)
- faire R=U/I avec 4,3V (5V - 0,7) et Ic
Mais j'ai un peu de mal avec la datasheet du transistor... d'autre part, ce calcul est valable quand on utilise le transistor comme un interrupteur commandé, mais là j'aimerai m'en servir pour amplifier le signal.

La sortie 8 sera utilisé avec la fonction Tone, pour buzzer
- Les broches 3 5 6 9 10 et 11 de la carte UNO sont indiquées sur la carte avec le signe ~, ce sont les  broches PWM pour faire varier la fréquence , donc ne pas utiliser la pin8 qui ne sait pas faire ça.
Le fonction Tone génère un signal en "soft", ça fonctionne sur la sortie 8, mais tu as raison, je devrais utiliser une sortie PWM avec un timer bien paramétré ça serait plus propre...
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