Velleman EDU 02 Manuel utilisateur
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E D U 02 KIT EXPÉRIENCE SOLAIRE Français www.velleman.eu AGE 12+ VELLEMAN NV Legen Heirweg 33 9890 Gavere Belgium Europe www.velleman.be www.velleman-kit.com 10 projets solaires faciles et utiles. Projets réalisables : LED solaire ................................................................. Tant que le soleil brillera, la LED restera allumée (pag.8) LED clignotante ........................................................................................................ Tape-à-l’œil solaire (pag.10) Criquet ............................................................................. Tant que le soleil brillera, le criquet chantera (pag.12) Simple chargeur de piles ..................................................................Rechargez gratuitement vos piles (pag.14) Chargeur de piles avec indication de charge La LED ............ s’allume pendant la recharge des piles (pag.16) Instrument de musique ......................................... Plus la lumière est intense, plus la note sera aiguë (pag.18) Testeur de télécommande IR ....................................................... « Écoutez » votre télécommande IR (pag.20) Éclairage de jardin .................. La LED s’allume au crépuscule et s’éteint à l’aube, automatiquement (pag.22) Détecteur de mouvement ..................................................................................Annoncez vos visiteurs (pag.24) LED d’alarme ................................. La pile se recharge en journée, la LED intimide les voleurs la nuit (pag.26) Attention : Tous les projets décrits nécessitent la lumière directe du soleil ou d’une ampoule à incandescence de minimum 60 W. La lumière provenant d’une ampoule fluorescente, éco-énergétique, LED ou halogène ne convient pas au bon fonctionnement des projets. www.vellemanprojects.com 3 Liste des pièces: cellule solaire 4 V / 30 mA La cellule solaire convertit la lumière du soleil en l’électricité nécessaire pour nos projets. Plus la lumière est intense, plus la cellule produira de l’électricité. Pointez la surface noire vers le soleil. E1 (Velleman # YH-39X35) ge Rou SOLAR CELL No ir Breadboard La platine d’essai est le support principal de tous les projets. Les lignes blanches marquent comment les trous sont interconnectés. (Velleman # SDAD102) 4 www.vellemanprojects.com LED jaune et rouge ultra brillantes côté plat patte courte = (-) Cavalier Composant qui permet de relier deux points dans un circuit. Les LED émettent une lumière intense tout en ne consommant qu’une faible quantité de tension. Elles ne nécessitent donc qu’un faible courant d’alimentation. Vérifiez la polarité lors de la connexion ! (Velleman # L-5YAC & L-7104LID) Résistances R1 100 www.vellemanprojects.com Plusieurs résistances sont fournies. La résistance sert à limiter le courant ou comme diviseur de tension. Sa valeur est indiquée à l’aide d’anneaux colorés et exprimée en ohm (Ω). 5 Diode La diode est un composant qui ne laisse passer le courant que dans un sens [de (+) à (–)] et le bloque dans l’autre. (Velleman # BAT85) La diode Zener est une diode particulière. Tout comme la diode standard, elle ne laisse passer le courant que dans un sens [du (+) au (–)]. En inversant la polarité, elle présente une tension d’avalanche. La valeur se trouve sur le composant-même, p.ex. 2V4= 2,4 V. (Velleman # ZA2V4) Support ug Ro Support pour deux piles rechargeables R03. Vérifiez la polarité. (Velleman # BH421A) e No 6 ir www.vellemanprojects.com Transistors E B C C B E Un transistor est un composant d’amplification qui permet de contrôler un courant important grâce à un courant moindre. On distingue 2 types de transistor selon leur polarité : le NPN et le PNP. Ce kit inclut un transistor BC557 (PNP). Les 3 pattes du transistor sont la base (B), l’émetteur (E) et le collecteur (C). (Velleman # BC557B) Haut-parleur piézo-électrique Le haut-parleur piézo-électrique convertit un signal électrique en un signal sonore. La polarité n’a pas d’importance. (Velleman # TV1) Noir Microcontrôleur (µc) Rouge Composant pouvant accomplir plusieurs tâches. Le microcontrôleur inclus est programmé pour émettre des notes musicales ou le chant du criquet. La polarité est d’importance. Vérifiez la position de l’encoche. (Velleman # VKEDU02) www.vellemanprojects.com 7 Projet 1 : LED solaire Tant que le soleil brillera, la LED restera allumée... 8 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, résistance de 100 Ω (brun-noir-brun-or), LED jaune Comment ça marche ? Un courant électrique ne circule que dans un circuit fermé. Il circule du (+) de la cellule solaire, traverse la résistance vers le (+) de la LED et revient vers la cellule solaire par le (-) de la LED. Lors d’une journée ensoleillée, la cellule solaire générera 3 à 4 V. La LED ne nécessite que 2 V. La résistance R1 convertit l’excès de tension en (une petite quantité de) chaleur afin de protéger la LED. R1 100 CELLULE SOLAIRE E1 LD1 Petite expérience : Que ce passe-t-il lors d’une inversion du (+) et du (-) de la LED ? Que ce passe-t-il lorsque vous remplacez la résistance de 100 Ω par une de 47000 Ω (jaune-violet-orange-or) ? www.vellemanprojects.com 9 Projet 2 : LED clignotante Tape-à-l’œil solaire µC cavalier 10 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, résistance de 100 Ω (brun-noir-brun-or), LED jaune, microcontrôleur (µc) IC1 PIC10F200-I/PG VDD 2 E1 5 3 CELLULE SOLAIRE R1 GP0/ICSPDAT GP2/T0CLKI/FOSC4 4 GP1/ICSPCLK 100 8 VSS Comment ça marche ? Le microcontrôleur nécessite une tension d’alimentation entre 2 et 5 V. Cette tension est fournie par la cellule solaire. Le microcontrôleur est programmé pour activer et désactiver la sortie en boucle. Le signal est émis sur la patte 4. Lors d’une sortie activée, le courant circulera par la LED et la résistance, ce qui allumera la LED. GP3/MCLR/VPP 7 LD1 µC www.vellemanprojects.com 11 Projet 3 : Criquet Tant que le soleil brillera, le criquet chantera... Cavalier µC Cavalier 12 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, microcontrôleur (µc), haut-parleur piézoélectrique, cavalier µC Conseil : Utilisez ce projet pour vous réveiller dès les premières lueurs de l’aube… www.vellemanprojects.com IC1 PIC10F200-I/PG VDD 2 E1 5 3 GP0/ICSPDAT GP2/T0CLKI/FOSC4 CELLULE SOLAIRE 4 GP1/ICSPCLK 8 VSS Comment ça marche ? Le microcontrôleur nécessite une tension d’alimentation entre 2 et 5 V. Cette tension est fournie par la cellule solaire. Le microcontrôleur est programmé pour émettre le chant réaliste d’un criquet. Le signal est émis sur la patte 4. Le haut-parleur piézo-électrique convertit ce signal en un signal sonore. haut-parleur piézo-électrique GP3/MCLR/VPP 7 13 Projet 4 : Simple chargeur de piles Insérez deux piles rechargeables 1,2 V de type R03* Rechargez gratuitement vos piles... *Non incluses 14 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, diode BAT85, support pour piles R03, deux piles rechargeables 1,2 V de type R03 Comment ça marche ? Tant que la cellule solaire sera exposée au soleil, un courant circulera de la cellule à travers la diode vers les piles. Le courant de charge dépend de la quantité de lumière absorbée par la cellule solaire. Le courant maximal est de 30 mA. La diode prévient la décharge des piles en barrant le passage de courant vers la cellule solaire (p.ex. pendant la nuit) puisqu’elle ne laisse passer un courant que dans une seule direction. D1 BAT85 + + E1 CELLULE SOLAIRE + Combien de temps faut-il pour recharger entièrement les piles ? Vérifiez la capacité des piles indiquée en mAh (valeur mentionnée sur la pile), p.ex. 300 mAh. Multipliez cette valeur par 1,2 = 360 mAh. Ensuite, divisez le produit par 30 mA = 12. Les piles seront entièrement rechargées après avoir exposé la cellule solaire à une lumière intense pendant 12 heures (règle empirique). www.vellemanprojects.com 15 Projet 5 : Chargeur de piles avec indication de charge Le LED s’allume pendant la recharge des piles Insérez deux piles rechargeables 1,2 V de type R03* *Non incluses 16 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, transistor BC557, résistance 4K7 (jaune-violet-rougeor), LED jaune, support pour piles R03, deux piles rechargeables 1,2 V de type R03 Comment ça marche ? Lorsque la cellule solaire est exposée à la lumière, un courant circule du (+) de la cellule par l’émetteur/la base du transistor vers les piles pour revenir vers la cellule solaire. Ce courant s’appelle le courant base (trait en pointillé dans le schéma). Dans ce projet, le courant base rechargera également les piles. Le courant qui circule entre l’émetteur et la base fait activer le transistor comme un commutateur. Pour cette raison, le courant circule de la cellule solaire par l’émetteur/le collecteur et la résistance vers la LED et revient vers la cellule, ce qui fait allumer la LED (trait plein). BC55 + E1 + 4K7 CELLULE SOLAIRE + led Pour les experts en électronique : La LED s’éteint dès que l’on retire les piles du support. Pourquoi ? Dans le circuit du simple chargeur de piles, la diode empêche la décharge des piles lors de conditions de faible luminosité. Ce circuit n’intègre plus de diode. Pourquoi ? www.vellemanprojects.com 17 Projet 6 : Instrument de musique Plus la lumière est intense, plus la note sera aiguë câble cavalier 4K7 4K7 µC PIC 470 18 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, microcontrôleur (µc), 2x résistance 4K7 (jaune -violet-rouge-or), résistance de 470 Ω (jaune-violet-brun-or), diode Zener 2V4, hautparleur piézo-électrique, cavalier, câble CELLULE SOLAIRE Comment ça marche ? La cellule solaire produit la tension d’alimentation nécessaire pour le microcontrôleur. Le logiciel programmé fonctionne à partir d’une tension de 2 VCC. La diode Zener et la résistance de 470 Ω limitent cette tension d’alimentation à 2,4 V, même lors d’une forte luminosité. Une tension trop élevée haut-parleur peut endommager le microcontrôpiézoélectrique leur. La tension générée par la cellule solaire est également réduite de moitié par les deux résistances 4K7 et envoyée vers l’entrée analogique du PIC. Même lors d’une forte luminosité, l’entrée ne recevra pas plus de 4,5/2 = 2,25 VCC. Le logiciel interne « mesure » la tension à l’entrée et la convertit en une fréquence audio variable. À son tour, le haut-parleur convertit cette fréquence audio en une note. Lorsque l’intensité de la lumière incidente change, la tension à l’entrée du microcontrôleur change également. Le logiciel traduit ce changement de tension en un changement de fréquence audio, ce qui se traduira en une note plus ou moins aiguë. Avec un peu d’exercice, vous réussirez à jouer une mélodie en obscurcissant ou en éclairant la cellule solaire avec votre main ou une lampe-torche. www.vellemanprojects.com 19 Projet 7 : Testeur de télécommande IR « Écoutez » votre télécommande IR PIC +/- 5cm 20 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, haut-parleur piézo-électrique, télécommande IR (option) Comment ça marche ? La cellule solaire est une cellule sensible à la lumière infrarouge. Lorsqu’elle est exposée à la lumière infrarouge, elle génère une tension comme elle le ferait avec la lumière du soleil. La télécommande à infrarouge émet un rayon infrarouge dès que l’on pousse sur un bouton. Ce rayon oscille à une vitesse plus ou moins élevée et diffère pour chaque bouton de la télécommande. De cette façon, le récepteur infrarouge reconnaît individuellement chaque bouton. Dans ce projet, les oscillations marche/arrêt sont traduites en un signal audio par le hautparleur piézo-électrique. www.vellemanprojects.com + + E1 CELLULE SOLAIRE haut-parleur piézo-électrique Encore plus amusant : « Écoutez » les sources lumineuses comme les éclairages LED, fluorescent, etc. 21 Projet 8 : Éclairage de jardin La LED s’allume au crépuscule et s’éteint à l’aube, automatiquement 470 4K7 cavalier Insérez deux piles rechargeables 1,2 V de type R03* *Non incluses 22 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, transistor BC557, résistance 4K7 (jaune-violet -rouge-or), résistance de 470 Ω (jaune-violet-brun-or), diode BAT85, LED jaune, support pour piles R03, deux piles rechargeables 1,2 V de type R03, cavalier www.vellemanprojects.com courant LED (nuit uniquement) D1 BAT85 E1 + CELLULE SOLAIRE + + courant base (nuit uniquement) BC557 courant de charge Comment ça marche ? Lorsque la cellule solaire est exposée au soleil, la tension générée sera supérieure à la tension des piles. Un courant circulera donc de la cellule solaire vers les piles, ce qui rechargera les piles. La diode BAT85 empêche la décharge de courant des piles vers la cellule lors d’une faible luminosité. La base du transistor est connectée à la masse (-) par la résistance 4K7, ce qui active le transistor et permet le courant de circuler des piles vers le transistor, la LED pour enfin revenir vers les piles en passant par la résistance de 470 Ω. La LED s’allumera. Remarquez tout de même que la base est également connectée au (+) de la cellule solaire. Tant que la cellule solaire sera exposée au soleil, la tension sur la base du transistor sera maintenue suffisamment élevée afin d’empêcher le transistor de s’activer. La LED reste éteinte pendant la journée. Led R1 4K7 R2 470 23 Projet 9 : Détecteur de mouvement Annoncez vos visiteurs Cavalier 4K7 4K7 µC 470 Câble 24 www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, microcontrôleur (µc), 2x résistance 4K7 (jaune -violet-rouge-or), résistance de 470 Ω (jaune-violet-brun-or), diode Zener 2V4, hautparleur piézo-électrique, câble Comment ça marche ? La cellule solaire produit la tension d’alimentation nécessaire pour le microcontrôleur. Le logiciel programmé fonctionne à partir d’une tension de 2 VCC. La diode Zener et la résistance de 470 Ω limitent cette tension d’alimentation à 2,4 V, même lors d’une forte luminosité. Une tension trop élevée peut endommager le microcontrôleur. La tension générée par la cellule solaire est également réduite de moitié par les deux résistances 4K7 et envoyée vers l’entrée analogique du PIC. Même lors d’une luminosité maximale, l’entrée ne recevra pas plus de 4,5/2 = 2,25 VCC. Le logiciel interne « mesure » la tension à l’entrée et la compare au niveau précédent. Lorsque ce logiciel détecte une modification soudaine (p.ex. lorsque le faisceau est interrompu ou lorsque la cellule solaire reçoit moins de lumière) il génèrera un son par le haut-parleur. www.vellemanprojects.com 4 4 P P 4 25 Insérez deux piles rechargeables 1,2 V de type R03* Projet 10 : LED d’alarme La pile se recharge en journée, la LED intimide les voleurs la nuit Cavalier 4K7 µC PIC Cavalier 26 100 *Non incluses www.vellemanprojects.com Composants nécessaires : cellule solaire, microcontrôleur (µc), 2x résistance 4K7 (jauneviolet-rouge-or), résistance de 100 Ω (brun-noir-brun-or), diode BAT85, transistor BC557, support pour piles R03, deux piles rechargeables 1,2 V de type R03, cavaliers, LED rouge www.vellemanprojects.com VSS CELLULE SOLAIRE VDD Comment ça marche ? Lorsque la celluBAT85 D1 le solaire est exposée au soleil, la tension BC557 générée sera supérieure à la tension des piles. Un courant circulera donc de la IC1 PIC10F200-I/PG 2 cellule solaire vers les piles, ce qui rechargera les piles. La diode BAT85 E empêche la décharge de courant des + 5 GP0/ICSPDAT piles vers la cellule lors d’une faible lumi+ 3 R1 GP2/T0CLKI/FOSC4 4K7 nosité. La base du transistor est connec+ R2 GP1/ICSPCLK tée à la masse (-) par la résistance 4K7, 100 8 GP3/MCLR/VPP ce qui active le transistor et alimente le microcontrôleur. Le microcontrôleur se 7 Led comportera comme dans le projet 2 et la LED s’allumera. Remarquez tout de même que la base est également connectée au (+) de la cellule solaire. Tant que la cellule solaire sera exposée au soleil, la tension sur la base du transistor sera maintenue suffisamment élevée afin d’empêcher le transistor de s’activer. La LED reste éteinte pendant la journée. 27 Modifications and typographical errors reserved © Velleman nv. HEDU02 - 2010 - ED1 - FR (2011.01.20) VELLEMAN NV Legen Heirweg 33, 9890 Gavere Belgium - Europe ">
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