L'électronique
Définition:
L'électronique est une branche du génie électrique.
On parle d'objet électronique des lors que de faibles grandeurs électrique sont utilisées ou des lors que le matériel peut transmettre, recevoir ou enregistrer des informations à l'aide d'électricité.
Il en existe partout : ordinateurs, téléphones, radio ou encore télévision réfrigérateur... etc.
Par contre cela ne correspond pas à vos interrupteurs ou à vos prises électriques, la tension et l'intensité du courant électrique y sont plus élevé et il n'y a pas de transport d'information.
On parle d'objet électronique des lors que de faibles grandeurs électrique sont utilisées ou des lors que le matériel peut transmettre, recevoir ou enregistrer des informations à l'aide d'électricité.
Il en existe partout : ordinateurs, téléphones, radio ou encore télévision réfrigérateur... etc.
Par contre cela ne correspond pas à vos interrupteurs ou à vos prises électriques, la tension et l'intensité du courant électrique y sont plus élevé et il n'y a pas de transport d'information.
Les différents types de composant électroniques:
La diode:
La diode sert à faire circuler le courant dans un seul sens uniquement, on utilise cette diode pour transformer une tension sinusoïdale en une tension lisse comme le montre ce schéma par exemple:
La résistance:
La résistance permet de réduire la vitesse de déplacement des électrons (réduction d'intensité donc) dans un circuit, sans elle, il y aurait énormément d'intensité qui traverserait le circuit et il y a un réelle risque d’endommager et même le risque de provoquer un incendie en cas de forte intensité.
On peut avoir la valeur de la résistance (en Ohm) grâce au code couleurs:
La résistance est responsable d'une dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Cette propriété porte le nom d'effet Joule.
Cette production de chaleur est parfois un effet souhaité (résistances
de chauffage), parfois un effet néfaste (pertes Joule) mais souvent
inévitable.
Un transistor:
Un
transistor est comme un interrupteur mais fonctionnant électriquement,
il a la capacité d'ouvrir ou fermer le circuit (entre C et E sur le
schéma ci-dessus) quand le circuit B est alimenté ou non.
Il permet de contrôler et d'amplifier le courant jusqu'à 1000 fois sa valeur initiale sur l’électrode de sortie.
Il permet de contrôler et d'amplifier le courant jusqu'à 1000 fois sa valeur initiale sur l’électrode de sortie.
On
s'en sert partout et il est le composant indispensable pour faire
fonctionner de nombreux appareils électroniques, sans lui, tous les
appareils électroniques et circuits logiques n'existerais pas.
Le MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) traduit par un transistor à effet de champ à grille isolée:
Type P 
Type N
enrichissement appauvrissement
Ce type de transistor fonctionne grâce au champ magnétique, le MOSFET module le courant qui le traverse à l'aide d'un signal appliqué sur son électrode nommée grille.
Il trouve ses applications dans les circuits intégrés numériques, en
particulier avec la technologie CMOS, ainsi que dans l'électronique de
puissance.
Ces transistors se divisent en deux catégories:
- les MOSFET à enrichissement. Ils sont les plus utilisés du fait de leur non conduction en l'absence de polarisation, de leur forte capacité d'intégration ainsi que pour leur fabrication plus aisée.
- les MOSFET à appauvrissement. Ceux-ci se caractérisent par un canal conducteur en l'absence de polarisation de grille.
Le condensateur:
Le condensateur sert à stocker l'énergie un peu comme une batterie, il est utilisée dans les alimentations à découpages par exemple
pour stabiliser une alimentation électrique, il sert aussi
lors du redressement de la tension pour supprimer au mieux la période par filtrage,
exemple:
Le condensateur est caractérisé par le coefficient de proportionnalité entre charge et tension appelé capacité électrique et exprimée en farads (F).
La bobine:
La bobine est un élément inductif servant principalement à créer un champ magnétique grâce à la variation du courant alternatif.
Il est utilisés comme électroaimant par exemple ou encore pour filtrer le courant et peut aussi transformer la tension en enroulant un certain nombres d'enroulements qui sera differente du primaire par rapport au secondaire.
La bobine est caractérisé par l'induction exprimée en Henry (H).
On peut aussi insérer un Noyau de fer dans les spires (enroulements) d'une bobine pour mieux conduire le champ magnétique sous l'effet de ferromagnétisme.
Toutefois il peut conserver une charge qui peut être important, à un telle point qu'il peut parfois endommager un interrupteur (le plus souvent électronique sous forme de transistor ou thyristor) à cause du courant cherchant à tout prix à s'opposer, et donc à forcer le passage sur une trés grande resistance (air) et ainsi à détruire les composants ou circuits par la chaleur.
Relais:
Le microcontrôleur correspond au cerveau du robot.
C'est lui qui va traiter les informations provenant des capteurs et qui va donner la réponse voulue aux servomoteurs.
Le microcontrôleur est composé de quatre parties :
D'un microprocesseur:
Il va prendre en charge la partie traitement des informations et envoyer des ordres. Il est lui-même composé d'une unité arithmétique et logique(UAL) et d'un bus de données. C'est donc lui qui va exécuter le programme embarqué dans le microcontrôleur.
D'une mémoire de données:
La (RAM ou EEPROM) dans laquelle sont stockée les données en flash nécessaires aux calculs. C'est en fait la mémoire de travail qui est donc volatile.
D'une mémoire programmable:
La (ROM), qui va contenir les instructions du programme pilotant l'application à laquelle le microcontrôleur est dédié. Il s'agit ici d'une mémoire non volatile puisque le programme à exécuter est à priori toujours le même.
Il existe différents types de mémoires programmables que l'on utilisera selon l'application:
- OTPROM : programmable une seule fois mais ne coute pas très cher.
- UVPROM : on peut la ré-effacer plusieurs fois grâce aux ultraviolets.
- EEPROM : on peut la ré-effacer plusieurs fois de façon électrique comme les mémoires flash.
La dernière partie correspond aux ressources auxiliaires. Celles-ci sont généralement :
- Ports d'entrées / sorties parallèle et série.
- Des timers pour générer ou mesurer des signaux avec une grande précision temporelle.
- Des convertisseurs A/N pour traiter les signaux analogiques.
Le condensateur est caractérisé par le coefficient de proportionnalité entre charge et tension appelé capacité électrique et exprimée en farads (F).
La bobine:
La bobine est un élément inductif servant principalement à créer un champ magnétique grâce à la variation du courant alternatif.
Il est utilisés comme électroaimant par exemple ou encore pour filtrer le courant et peut aussi transformer la tension en enroulant un certain nombres d'enroulements qui sera differente du primaire par rapport au secondaire.
La bobine est caractérisé par l'induction exprimée en Henry (H).
On peut aussi insérer un Noyau de fer dans les spires (enroulements) d'une bobine pour mieux conduire le champ magnétique sous l'effet de ferromagnétisme.
Toutefois il peut conserver une charge qui peut être important, à un telle point qu'il peut parfois endommager un interrupteur (le plus souvent électronique sous forme de transistor ou thyristor) à cause du courant cherchant à tout prix à s'opposer, et donc à forcer le passage sur une trés grande resistance (air) et ainsi à détruire les composants ou circuits par la chaleur.
Relais:
Le
relais est un commutateur électromécanique En interne, il est constitué
d'une bobine. Lorsque le courant circule à travers la bobine, un champ magnétique apparait ce qui provoque le basculement de l'interrupteur en position fermé ou ouvert. Typiquement, un
relais est utilisé pour contrôler la haute tension (AC ou DC) en
utilisant petit circuit de tension continue sans aucune connexion
électrique directe entre eux. Cela signifie, circuit à haute tension et
le circuit basse tension à courant continu sont magnétiquement lié mais
séparés électriquement, il sert principalement et même indispensable
dans des circuits complexes.
Les microcontrôleurs: Le microcontrôleur correspond au cerveau du robot.
C'est lui qui va traiter les informations provenant des capteurs et qui va donner la réponse voulue aux servomoteurs.
Le microcontrôleur est composé de quatre parties :
D'un microprocesseur:
Il va prendre en charge la partie traitement des informations et envoyer des ordres. Il est lui-même composé d'une unité arithmétique et logique(UAL) et d'un bus de données. C'est donc lui qui va exécuter le programme embarqué dans le microcontrôleur.
D'une mémoire de données:
La (RAM ou EEPROM) dans laquelle sont stockée les données en flash nécessaires aux calculs. C'est en fait la mémoire de travail qui est donc volatile.
D'une mémoire programmable:
La (ROM), qui va contenir les instructions du programme pilotant l'application à laquelle le microcontrôleur est dédié. Il s'agit ici d'une mémoire non volatile puisque le programme à exécuter est à priori toujours le même.
Il existe différents types de mémoires programmables que l'on utilisera selon l'application:
- OTPROM : programmable une seule fois mais ne coute pas très cher.
- UVPROM : on peut la ré-effacer plusieurs fois grâce aux ultraviolets.
- EEPROM : on peut la ré-effacer plusieurs fois de façon électrique comme les mémoires flash.
La dernière partie correspond aux ressources auxiliaires. Celles-ci sont généralement :
- Ports d'entrées / sorties parallèle et série.
- Des timers pour générer ou mesurer des signaux avec une grande précision temporelle.
- Des convertisseurs A/N pour traiter les signaux analogiques.