Université Sultan Moulay Slimane جامعة السلطان موالي سليمان
Faculté Polydisciplinaire التخصصاتالكلية المتعددة
Béni Mellal بني مالل
Détecteur de passage infrarouge(IR)
2014/2015
Encadré par :
M. Ahmed Malaoui
Réalisé par :
Mohamed SADIK Zakaria MOUKRIM Ayoub TOUBI Mounir MHO Amine RYHANI
I. Introduction :
Il y a environ 20 ans, quand les visiteurs nocturnes d‘un immeuble étaient accueillis à l‘entrée par une
lumière qui s‘allumait comme actionnée par une main invisible, cela pouvait encore étonner les
invités. Entre temps, les appareils responsables de cela font partie depuis longtemps de l‘équipement
standard de chaque immeuble. Se sont les détecteur de mouvement, de présence, ou de passage à base
d’infrarouge, ces derniers fonctionnent selon le principe émission-réception infrarouge.
Dans le cadre de la réalisation du mini projet en électronique, ce principe nous a inspiré de concevoir
un circuit primaire de détection infrarouge à base de transistors, de diodes, régulateur …etc.
Afin d’encastrer les connaissances théoriques qu’ont a reçu dans les cours magistraux.
Le principe du circuit est engendré par la figure si dessous : (figure 1)
Figure 1
II. Le But :
Chaque manipulation en électronique vise la mise en œuvre du coté expérimental du circuit, et
son domaine industriel, ou bien le besoin pour lequel le circuit est conçu.
D’une part, Les semblables de ce circuit font partie de la technologie infrarouge, et ils sont utilisés
dans l’équipement standard des l’immeubles afin de satisfaire aux besoins suivant :
la gestion de la ventilation, dans les locaux à occupation intermittente comme les salles de
conférence par exemple ;
la régulation des installations de chauffage et de climatisation ;
le déclenchement de l'alarme, puisque ce même principe est utilisé pour la détection
d’intrusion.
jusqu’au déclenchement de la chasse des toilettes, … pour utiliser l’eau de ville à bon escient.
D’autre part le but expérimental de notre circuit vise à introduire le principe d’amplification a
base d’étage de transistors, l’utilisation du mode astable des puce NE555, le calcul de leur
fréquence, et le temps de retard des circuit RC, sans oublier le rôle de chaque composantes
dans la manipulation .
Figure2
III. Photo du circuit réalisé :
IV Composantes et fonctionnement
Alimentation : chargeur 5V ,12V
2× Régulateur de tension 5V
(7805) :
Un régulateur de tension, est un composant
électronique qui maintient à sa sortie, dans
certaines limites, une tension constante,
indépendamment de la charge et de la tension
d'entrée.
Le régulateur nous garantie une alimentation 5V
pour le deux partie du circuit émetteur,
récepteur.
Timmer ship (NE555) :
Le NE555 est un circuit intégré utilisé pour la
temporisation ou en mode multivibrateur.
Le NE555 contient 23 transistors, 2 diodes et
16 résistances qui forment 4 éléments :
deux amplificateurs opérationnels de type
comparateur ;
une porte logique de type inverseur ;
et une bascule SET-RESET.
Le NE555 peut fonctionner selon trois modes :
monostable, astable ou bistable.[4]
Le mode astable nous permettra de générer la
fréquence de l’émetteur infrarouge.
Récepteur Infrarouge (1838) :
Cette composante reçoit le rayonnement
infrarouge sur une fréquence de 38 kHz, sa
tension d'alimentation 3.0V ou 5.0V; faible
consommation d'énergie.
Le niveau de tension de sortie entre 0.5 v et
4.5 v. [3]
Transistor PNP ( BD 140) :
Son rapport d’amplification 40 ,
Ce transistor nous permet d’amplifier le
signal inverse Ibb (figure 6) transmis par
le récepteur infrarouge.
Transistor NPN (52N222) :
Ce transistor nous permet d’amplifier le
signal transmis par le transistor PNP afin
d’activer le relais. (figure 6)
Son rapport d’amplification est de 30 [6].
Diode (1N4007) :
La diode nous permet de canaliser le signal
Icc’ vers le relais avant de polariser le
transistor NPN.
Relais 5V :
Un relais électromagnétique est un organe
électrique permettant de
l'ouverture/fermeture d'un circuit
électrique par un second circuit
complètement isolé.
Ce dernier nous permettra de traduire le
signal transmis par le récepteur sous
forme sonore, lumineuse, ou mécanique
selon le circuit placé aux bornes du
« NORMALY CLOSED SWITCH »
2× Potentiomètre 10KΩ :
Cette composante nous permet de modifier
la fréquence de la NE555, ainsi que le
temps de retard du circuit RC.
LED infrarouge, RED LED :
La LED nous permet de savoir si la
fréquence de l’émetteur a été synchronisée
par rapport à la fréquence du récepteur.
Resistance : 4× 1,5 KΩ, 2×180Ω
Condensateurs : 1.5Nf, 10 µF, 3300µF.
Une platine d'expérimentation :
[ 1]
(appelée en anglais breadboard,) est un
dispositif qui permet de réaliser
le prototype d'un circuit électronique et de
le tester. L'avantage de ce système est
d'être totalement réutilisable, car il ne
nécessite pas de soudure
Figure 3
V. Schéma du circuit :
VI. Les étapes de la réalisation :
Connecter le clip de la batterie à la platine d’expérimentation.
Broche 1 du régulateur devrait être positif.
Broche 2 est lié à la broche 1 via un condensateur de 0,1uf.
Broche 2 est liée à la masse.
Connecter la broche positive du récepteur à la broche du régulateur 3.
La broche négative du récepteur doit être liée à la masse.
Connecter la sortie de récepteur à la cathode LED.
L'anode de la LED est connectée à la base du transistor PNP via le 1,5 k.
Figure 4
Relier le transistor PNP émetteur à la sortie du régulateur.
Relier la base NPN au transistor PNP collecteur via 180 ohms.
Relier la masse l'émetteur du deuxième transistor NPN.
Relier les 1,5 k résistances au premier transistor collecteur.
Connecter en série le potentiomètre 10k.
le milieu du potentiomètre doit être mis à la terre.
la sonde positive du condensateur de 3300uf est liée à la base du transistor 2N2222.
Sonde négative doit être liée à la masse.
Le collecteur du 2N2222 est lié à l'anode de la diode.
Le relais est ajouté en parallèle à la diode.
Branchez la broche 7805 du régulateur est une broche positive 2 est à la masse.
La broche 8 de la puce 555 est reliée à la sortie du régulateur.
La broche 1 est la terre.
Connectez la broche 2 à la broche 6.
Broche 2 est la terre par un condensateur de 1,5 nf.
Connecter la broche 4 à la broche 8.
1,5 k doit être placé entre la broche 7 et 8 une autre une .5k est placé en série avec 10 k
potentiomètre.
L'anode infrarouge est connectée à la résistance et la cathode est à la masse.
VII. Descriptif du circuit :
Le mode astable des puces
NE555 :(circuit émetteur)
La configuration astable permet d'utiliser le NE555
comme oscillateur. Deux résistances et un condensateur
permettent de modifier la fréquence d'oscillations ainsi
Figure 5
que le rapport cyclique. L'arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci-contre.
La sortie 3 est lié à la LED infrarouge qui oscille suivant la fréquence généré par la NE555 suivant la
relation suivante :
On utilise un condensateur de 10 nF, les combinaisons possibles pour générer une fréquence de 38
kHz est donnée par le tableau suivant :
Astable fréquence d’oscillation =38,0 kHz
Item
Ra / kΩ Rb / kΩ C / nF
Duty Cycle
% Fréquence / Hz
1 0,0499 1,87 10 51% 37995,7255
2 0,15 1,82 10 52% 37994,723
3 0,232 1,78 10 53% 37974,6835
4 0,309 1,74 10 54% 38004,7506
5 0,412 1,69 10 55% 37974,6835
6 0,487 1,65 10 56% 38024,8218
7 0,549 1,62 10 57% 38004,7506
8 0,634 1,58 10 58% 37954,6653
9 0,715 1,54 10 59% 37944,664
10 0,787 1,5 10 60% 38024,8218
Amplification étage transistor :(circuit récepteur)
L’étage utilisée dans le circuit permet d’amplifié le signal transmis par le récepteur infrarouge afin de
l’utilisé pour activer le relais.
La mise en cascade de deux amplificateurs permet d’obtenir un système dont le gain (courant ou
tension) sera : A= A(NPN) ×A(PNP)
Les mesures empiriques des différent signaux de l’étage sont les suivants (figure 6 ) :
Transistors PNP:
Vbe = V
Vce = V
Vcb = V
Icc’ = A
Ibb = A
Transistors NPN:
Vbe’ = V
Vce’= V
Vcb’= V
Ibb’ = A
Icc = A
Figure 6
Circuit RC est temps de retard :
Un circuit RC est un circuit électrique, composé d'une résistance et d'un condensateur montés
en série ou en parallèle. Dans leur configuration série, les circuits RC permettent de réaliser
des filtres électroniques passe-bas ou passe-haut. La constante de temps d'un circuit RC est donnée
par le produit de la valeur de ces deux éléments qui composent le circuit.
Dans notre cas : = (1.5 k +180R+10k) ×3300µf= 38.544 s
La valeur de 10 k peut être modifiée à travers le potentiomètre, le temps de retard détermine la durée
pou laquelle le relais sera activé.
VIII. Conclusion :
Cette manipulation représente plusieurs inconvénients :
Les transistors utilisés sont polarisé selon le circuit « résistance de base » (180Ω), ce montage
offre l’avantage de sa simplicité mais présente l’inconvénient d’être sensible à la température,
et par conséquent un point de fonctionnement instable. [5]
Les régulateurs de tension utilisée sont aussi sensibles à la température, ce qui influe sur la
stabilité de la tension de sortie qu’on doit maintenir à 5v.
Lorsque le relais est activé, ce dernier transmet une contre réaction au circuit du récepteur et
la LED s’allume même si le récepteur ne capte aucun signal infrarouge.
Le principal problème rencontré lors de l’association d’étages amplificateurs est celui de
l’adaptation de leurs impédances. Ainsi dans le cas d’une amplification en tension, il faut que
l’impédance d’entrée de l’étage soit beaucoup plus grande que l’impédance de sortie de l’étage
précédent. Pour une amplification de puissance, il faut que l’impédance de sortie de l’étage soit
voisine de celle de la charge. La liaison entre les étages successifs pose également des difficulté.
Différentes technologies existent sur le marché. La technologie à infrarouge (IR) est la plus
répandue dans le domaine de l’éclairage. Cependant, quelques applications de gestion
d’éclairage, comme dans les sanitaires par exemple, font appel aux technologies ultrasoniques
(US), combinées IR et US ou encore sonore.
Référence :
Pour visionner la réalisation du circuit, fichier audio visuel, veuillez voir le lien [ 2].
[ 1] http://fr.wikipedia.org/wiki/Platine_d%27exp%C3%A9rimentation
[ 2] https://www.youtube.com/watch?v=nPWS3SMLXvM
[ 3] aixin opto-electrical technology co.,ltd AX-1838HS ,http://www.photo-link.cn ,DATA SHEET.
[4] http://fr.wikipedia.org/wiki/NE555
[5] cours magistral S4 :Prof : TAIFI Naima.
[6] TECHNICAL DATA / NPN SILICON SWITCHING TRANSISTOR/ Qualified per MIL-PRF-
19500/255
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