central mediapour gérer l'allumage des leds 1 à 6 de façon à obtenir cet effet de va et...

CENTRAL MEDIAPROJET

CHENILLARD

Version 1.01

Réf.

KCM 263

2

AVANT PROPOS

Ce projet est étudié en tenant compte de son aspect ludique et éducatif

pour les ateliers de technologie.

Chaque élève apprend à réaliser un projet dans les conditions réelles d 'une

entreprise.

Central Media fabrique tous ses projets dans un seul souci :

vous donner une entière satisfaction par des contrôles stricts et rigoureux.

Nous sommes toujours à votre disposition

En cas de doute, d'hésitation ou d'explication supplémentaire

n'hésitez pas à contacter nos services technique et assistance.

Par téléphone : 01 48 65 45 59

Par fax : 01 48 65 45 65

Par E-mail : [email protected]

- SOMMAIRE -

I : OBJECTIF

I-1 : Etude de base

I-2 : Définition du besoin

I-3 : Désignation du produit

II : ETUDE DE LA FAISABILITE

II-1 : Fonctionnalité

II-2 : Critères d ' appréciation

II-3 : Facteurs de succès

III : DOSSIER TECHNIQUE

III-1 : Diagramme structurel

III-2 : Schéma électronique

III-3 : Principe de fonctionnement

III-4 : Nomenclature

IV : DÉFINITION

IV-1 : La diode électroluminescente

IV-2 : Le compteur décimal " 4017 "

IV-3 : Le générateur de signaux " NE 555 "

3

V : REALISATION PRATIQUE

V-1 : Opération de brasure

V-2 : Opération d ' implantation des composants

V-3 : Opération de perçage

VI : FABRICATION

VI-1 : Typon

VI-2 : Synoptique d ' implantation des composants

VI-3 : Gamme de montage

VII : TEST TECHNIQUE

ANNEXES

Fiche 1 : Kits disponiblesNotes personnelles

4

55

CENTRAL MEDIA Echelle :Nom :

Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 5

CHENILLARD

KCM 263

c CENTRAL MEDIA Site internet http://www.centralmedia.fr

Le Chenillard

I : OBJECTIF

Toute fabrication ou création répond à un besoin. Un industriel neconstruit pas n ' importe quoi et n ' importe comment, sans cibler avanttout les besoins de ses clients.

La fabrication d'un objet sans étude préalable, risque de conduirefinancièrement l' entreprise vers un échec : aucune garantie de ventedu produit et de production n'est assurée.

I - 1 : Etude de base

D'après une étude de la prévention routière : de nombreux accidents ont lieu la nuit.

L'usage de la lumière comme moyen de communication apparaît dans celui de laréglementation du flux de la voirie. Par exemple : le trafic routier devient réglementé par descodes lumineux ( balises routières, feux clignotants, etc... ) et le déplacement d'un cycliste,d'un piéton ... impose sa signalisation.

Il est plus judicieux de communiquer avec un automobiliste par voie lumineuse que parvoie sonore ou gestuelle. Le bruit du moteur peut affecter la communication sonore oul ' inattention affecter celle du gestuel. L ' usage de feux lumineux de type " chenillard " ou" rampe " est simple, efficace, rapide et compréhensible.

Une entreprise décide de construire un " chenillard " comme balise lumineuse.

I - 2 : Définition du besoin

Le bureau d'étude analyse l'idée pour répondre aux attentes du client.

Le projet doit répondre à un besoin : celui d ' avertisseur lumineux.

La lumière est un phénomène vibratoire. Elle possède comme tout phénomène vibratoire unefréquence et une amplitude. La vitesse de la lumière dans l ' air est de 800 000 m/s.

66


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 6

CHENILLARD

KCM 263


La signalisation lumineuse est assurée par un composant électronique appelé DEL(Diode électroluminescente), en anglais LED (Light emetting Diode). La LED est uncomposant électronique courant qui a la particularité d ' émettre de la lumière quand uncourant traverse celle ci.

Pour attirer l ' attention des autres usagers, le module proposé allume les LEDs les unesaprès les autres dans un sens puis dans l'autre sans s'arrêter, tel un " va et vient ".

I - 3 : Désignation du produit

LE CHENILLARD

77


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 7

CHENILLARD

KCM 263


II : ETUDE DE LA FAISABILITE

Une fois le besoin ciblé, il reste à l ' entreprise à définir lescaractéristiques du produit et ses éventuelles contraintes techniques.

Une entreprise est limitée par sa structure. Elle ne peut pasconstruire n'importe quoi et n'importe comment. Elle réalise unprototype, pour garantir la faisabilité du produit, par la rédaction d'uncahier des charges.

II - 1 : Fonctionnalité

La fonctionnalité est l'action de définir toutes les applications prévues par le produit :

- avertisseur lumineux de type "chenillard"

- pratique

- fonctionnement autonome

II - 2 : Critères d'appréciation

Les critères d'appréciation définissent les attentes du client face au produit.

La qualité principale du module est sa grande autonomie due à une alimentation par unepile 9V de type 6F22 et sa faible consommation.

Possiblité de placer les LEDs différemment pour obtenir d'autres figures géométriques.

II - 3 : Facteurs de succès

Les facteurs de succès sont l'ensemble des remarques d'appréciation du client face au produit :

- ensemble compact et robuste

- maniabilité

- grande autonomie d ' utilisation

88


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 8

CHENILLARD

KCM 263


III : DOSSIER TECHNIQUE

Le cahier des charges et celui du besoin définis, reste à l ' entreprise àélaborer le dossier technique.

Ce dossier permet de comprendre les diverses fonctions du moduleproposé : dans son usage, dans son fonctionnement global et dans sonprincipe.

Le dossier technique coordonne les divers services internes de l ' entreprise.

III - 1 : Diagramme structurel

Mise en marche dugénérateur de signaux

Comptage

Affichage dans un sens desDELS correspondantes

Affichage dans l'autre sensdes DELS correspondantes

Interrupteur marche / arrêt

99


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 9

CHENILLARD

KCM 263


III - 2 : Schéma électronique

3

16

7

1514

R4

R5

C3

9-12v

4017

+

6 10 594112

+

D8 D2

R3

C2

R2

R1

D7D1 D3 D4 D5 D6

-

R7

R6

R8

R9

LED5 LED4 LED6 LED3 LED1

555

13

C1

7

4 8

1 5

2

6

3

R1

0

LED2

8

1

INT

1010


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 10

CHENILLARD

KCM 263


Le circuit intégré NE555 est monté en astable, il génère des signaux qui se répètent dans letemps, pour fournir un signal d'horloge au 4017.

La sortie pin 3 du circuit NE555 est reliée à l'entrée pin 14 du circuit 4017 par une résistance de10kΩ.

Le circuit intégré 4017 est un compteur décimal qui peut compter jusqu'à 10 (Q0 à Q9).

Notre chenillard est formé de 6 LEDs, alors que le circuit 4017 compte jusqu'à 10.

Dès que le circuit 4017 reçoit les signaux d'horloge celui-ci compte en boucle de Q0 à Q9 etainsi de suite. Pour gérer l'allumage des LEDs 1 à 6 de façon à obtenir cet effet de va et vientininterrompu, nous avons opté pour un brochage spécifique en combinant les sorties du circuit 4017(Q0 à Q9) avec les diodes 1N4148 (celles-ci servent également de protection au circuit 4017).

La capacité C1 et la résistance R1 sur la pin 15 du circuit 4017 sont utilisées pour remettre lecompteur à zéro lors de la mise en marche du chenillard.

III - 3 : Principe de fonctionnement

1111


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 11

CHENILLARD

KCM 263


III - 4 : Nomenclature

Rep. Nb. Désignation Observation

R1 1 Résistance carbonne 100 KΩ − 1/4 W

R2 1 Résistance carbonne 10 ΚΩ − 1/4 W

R3 1 Résistance carbonne 1 ΚΩ − 1/4 W

R4 1 Résistance carbonne 8,2 KΩ − 1/4 W

R5 1 Résistance carbonne 3,3 ΚΩ − 1/4 W

R6,10 1 Résistance carbonne 1 KΩ − 1/4 W

C1 1 Condensateur céramique 6,8 nF

C2 1 Condensateur céramique 10 nF

C3 1 Condensateur radial électrochimique 10 µF / 16 Volts

IC1 1 Circuit intégré NE 555

IC2 1 Circuit intégré CD 4017

SU08 1 Support de 8 broches

SU16 1 Support de 16 broches

D1,8 8 Diode 1N4148

LED1,6 6 Diode électroluminescente Φ 5 mm rouge

INT 1 Interrupteur

CPL 1 Coupleur de pile de 9 Volts

C.I. 1 Circuit imprimé dim = 49 x 60 mm

SA123 1 Boîtier platisque dim = 100 x 65 x 23 mm

FIL1 1 Fil noir long = 100 mm

1212


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 12

CHENILLARD

KCM 263


IV : DÉFINITION DES ÉLÉMENTS

Le prototype utilise des éléments dans sa conception et sa mise au point.Ceci nécessite une définition pour chaque phase successive de fabrication.Elles serviront de base pour la fabrication de l'objet par l'entreprise.

IV - 1 : La diode électroluminescente

Une diode est construite à partir de semi-conducteurs.Sans entrer dans les détails, il existe deux grands types de semi-conducteurs : le type N et

son inverse le type P. La diode électroluminescente est formée par la jonction d’un semi-conducteurde type N avec celui d’un type P.

Cet assemblage impose un sens de passage du courant à travers la diode électroluminescente.En effet si celle-ci est alimentée en sens contraire elle ne conduit pas le courant. Inversementlorsqu ' elle est alimentée correctement le courant passant dans la diode électroluminescente émetde la lumière.

IV - 2 : Le compteur décimal " 4017 "

Le circuit intégré CD 4017 est un compteur décimal. Il peut compter jusqu ' à 10 (Q0 à Q9).Chaque sortie (Q0 à Q9) change d'état sur le front montant du signal d ' horloge.Le compteur incrémente à chaque impulsion les dix sorties l'une après l'autre.

IV - 3 : Le générateur de signaux " NE 555 "

Le circuit intégré NE 555 est monté en oscillateur ou multivibrateur astable pour fournir unsignal d'horloge.

1313


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 13

CHENILLARD

KCM 263


V : RÉALISATION PRATIQUE

V - 1 : Opération de brasure

Pour réaliser une brasure, il suffit de chauffer l ' ensemble des parties métalliques des élémentsà assembler. Puis de faire fondre du fil dit à " souder " sur les conducteurs. Une bonne brasure sereconnaît à son aspect clair et brillant. Procédure qui ne doit pas dépasser plus de 4 secondes lestemps de chauffe.

- maintenir le fer à souder comme un stylo

- chauffer à l'aide de la pointe du fer à souder en la plaquant sur la pastille cuivrée et lapatte du composant simultanément

- approcher le fil d'étain jusqu'au contact avec la pointe du fer à souder et la patte ducomposant

- l'étain se répand par fusion, puis retirer le fil d'étain lorsque le dépôt est suffisant

- ôter le fer à souder

- vérifier la brasure

- dans le cas d' une mauvaise brasure : chauffer la brasure en question puis à l'aide de latresse ou de la pompe à dessouder retirer la brasure. Attendre quelques instants, et recommencerl'opération de brasure.

V - 2 : Opération d ' implantation des composants

L ' insertion des résistances, capacités et diodes est assez aisée. A l ' aide d' une pince plate,on cintre les divers éléments. Avec une pince coupante plate, on coupe les connexions brasuréesdébordantes par rapport à la surface cuivrée, de façon à ce qu' elles ne dépassent pas de plus de1 mm par rapport à la surface cuivrée.

1414


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 14

CHENILLARD

KCM 263


*

*

*

V- 3 : Opération de perçage

V.3.1 Perçage du circuit imprimé

- percer au Φ = 1.2 mm

- le reste est percé au Φ = 0.8 mm

1515


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 15

CHENILLARD

KCM 263


20

14,5

20

65

43,5

6 trous Φ 5.5 mm

21,5

100

13

V.3.2 Perçage de la face avant du coffret

51,5

1616


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 16

CHENILLARD

KCM 263


6523

100

VUE PARTIELLE

Φ 6.2 mm

13

V.3.3 Perçage du trou de passage de l'interrupteur

32,5

Astuce : pour réaliser le trou de

passage de l'interrupteur fermer le

coffret et percer les 2 coquilles en

même temps.

1717


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 17

CHENILLARD

KCM 263


VI : FABRICATION

VI - 1 : Typon

1818


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 18

CHENILLARD

KCM 263


VI - 2 : Synoptique d 'implantation des composants

-

R1

R2R3

R4

R5

R6 R9

R10

C1

C2C3

D2 D3

D4 D5 D6

+ -

++

+ +

+

+

R7 R8

D7

D8

+

D1

IC2

IC1

fil noir

fil rouge

fil noir

Coupleur de pile 9 V

LED3 LED2

LED1

LED6LED5

LED4

- -

--

- -

Interrupteur

Vue de dessus - côté composants

1919


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 19

CHENILLARD

KCM 263


VI - 3 : Gamme de montage

VI.3.1

- Braser les résistances

R1

R2R3

R4

R5

R6 R9

R10

R7R8

2020


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 20

CHENILLARD

KCM 263


VI.3.2

- Braser les supports de circuit intégré

support deIC2

supportde IC1

2121


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 21

CHENILLARD

KCM 263


VI.3.3

- Braser les condensateurs céramiques- Braser le condensateur radial électrochimique en respectant la polarisation

C1

C2C3+ -

2222


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 22

CHENILLARD

KCM 263


VI.3.4

- Braser les diodes 1N 4148 en respectant leurs sens de polarisation

D2 D3

D4 D5 D6 D7

D8

D1

2323


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 23

CHENILLARD

KCM 263


VI.3.5

- Braser les diodes électroluminescentes à une hauteur de 9 mm en respectant leur sens de polarisationRemarque : aux points indiqués "+" sur le schéma ci-dessous, positionner la plus grande patte

Astuce pour braser toutes les LEDs à la même hauteur :

- Réaliser un gabarit à l'aide d'un petit morceau de carton de 9 mm de hauteur et de 30 mm de long- Glisser le gabarit à l'intérieur des 2 pattes de la LED- Positionner la LED avec le gabarit à son emplacement sur le circuit imprimé- Braser la LED- Enlever le gabarit- Reprendre la même opération pour les autres LEDs

9 mm

++

+ +

++

LED3 LED2

LED1

LED6LED5

LED4

2424


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 24

CHENILLARD

KCM 263


VI.3.6

- Braser le fil noir sur une borne de l'interrupteur- Braser l'autre extrémité du fil noir au point " a- " comme indiqué sur le schéma ci-dessous

- Braser le fil noir venant du coupleur de pile sur l'autre borne de l'interrupteur- Braser le fil rouge venant du coupleur de pile au point indiqué " a+ " comme indiqué sur le schéma ci-dessous

-+

fil rouge

fil noir

fil noir

Coupleur de pile 9 V

a- a+

Interrupteur

2525


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 25

CHENILLARD

KCM 263


PILE

VI.3.7

- Fixer l'interrupteur sur le fond du boîtier comme indiqué sur le schéma ci-dessous- Positionner le circuit imprimé dans le fond du coffret- Enficher les circuits intégrés sur leur support respectif- Enficher la pile 9V type 6F22 sur le coupleur de pile et placer la dans son logement- Refermer le couvercle en prenant soin de ne pas pincer un fil, et faire coïncider les LEDs dans leur trou de passage respectif

2626


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 26

CHENILLARD

KCM 263


Vue extérieure

VII : TEST TECHNIQUE

Le produit sera mis en vente, il devra au préalable subir des teststechniques, qui assureront son mode d'emploi et la rédaction de sa noticed ' utilisation, ainsi que la notice technique pour d'éventuellesréparations.

2727


Prénom :

Classe :

Le : / /

A4 27

CHENILLARD

KCM 263


Kits disponiblesAlarme de voyage( 2 projets différents )Alarme LDR (optoélectronique)( 2 projets différents )Alarme par contact (mécanique)( 2 projets différents )Alarme personnelle( 1 projets différent )Alarme magnétique( 2 projets différents )Alarme simple optoélectroniqueAlimentation et chargeur solaireAmplificateur téléphoniqueArbitre électroniqueAttente téléphoniqueBasket Ball électronique( 2 projets différents )Carillon musical( 2 projets différents )Carte musicaleChargeur solaireChenillardDé électroniqueEmetteur FMEnceinte amplifiée pour baladeur( 12 projets différents )Feu arrière de stop pour véloFeu arrière de stop + clignotant + positionpour véloFlash( 4 projets différents )Fontaine lumineuse simpleFontaine lumineuse « Arc-en-ciel »Golf musical électroniqueHorlogeHorloge + porte-styloHorloge + porte-stylo + bloc-noteHorloge Pyramide «Arc-en-ciel»Horloge canette

Horloge escargotHorloge solaire( 2 projets différents )Interphone duplexJeux vidéo( 2 projets différents )Karaoké( 2 projets différents )Kits d’énergie solaire éducatif( 4 projets différents )Porte-clés lumineux( 3 projets différents )Porte-clés siffleur et lumineuxPorte-clés musical et lumineuxRadio FMRobot 6 ème éviteur éviteur d’obstacle( 4 versions différentes )Robot « Moustache » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » télécommandéRobot « lunaire » sonoreRobot « lunaire » suiveur de lumièreRobot solaire 6 ème "éviteur d'obstacle"Vélo modèle réduitSablierSet de bureauSet de bureau pivotantSirène + torche de véloSoucoupe magique « Arc-en-ciel »Testeur de continuitéTesteur d’habileté avec remise à zéro( 2 projets différents )ThermomètreNouveauté 2006/2007Quad 6 èmeVoiture solaire 6 èmeHand Skate board + finger Skate BoardAéropropulseur 6 èmeRobot 5 ème suiveur de ligneRobot 5 ème suiveur de lumière

CENTRAL MEDIA

116, avenue Aristide Briand

93155 LE BLANC MESNIL Cedex

Tél. 01 48 65 45 59 Fax : 01 48 65 45 65

central mediapour gérer l'allumage des leds 1 à 6 de façon à obtenir cet effet de va et...

Documents