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Université Sultan Moulay Slimane سليمانيسلطان مومعة ال جاFaculté Polydisciplinaire المتعددةكلية الخصصات التBéni Mellal ل بني مDétecteur de passage infrarouge(IR) 2014/2015 Encadré par : M. Ahmed Malaoui Réalisé par : Mohamed SADIK Zakaria MOUKRIM Ayoub TOUBI Mounir MHO Amine RYHANI

Détecteur de Mouvement Infrarouge -1

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un vrais dans vers la creation industriel

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Page 1: Détecteur de Mouvement Infrarouge -1

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

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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

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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 .

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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