robotique ~pres de chez

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  • Microbe numro 12 - Fevrier 1994

    L EDIT0.

    On crot vraiment rver... Si vouspar-courrez ce dernier numro de Microbe, etque vous tes un fidle lecteur, quelle seravotre surprise en dcouvrant tant de nou-veaux auteurs darticles beaux comme descamions !!! Sans nous vanter, nous nesommes pas trangers cette vocationsoudainepour lcriture... Ben ouais quoi...

    Si vous tes un minimum au courantdes stages organiss par le secteurRobotique, vous ntes pas sans savoirqu un week-endpar mois depuis dcembredernier, se droulent des petits stagesdinitiation 1 Vlectronique, linformati-que, la mca etc... Cesstages quisepassentdans une ambiance fort conviviale, ont sumotiver un certain nombre dentre nouspour crire quelques articles.

    Les thmes abords dans ce Microbe12 tournent, defait, principalement autourde 1 Vlectronique. Mais que les personnesallergiques aux transistors, aux puces etautre invertbrs du genre se rassurent : 1 avenir, les Microbes reviendrons proba-blement des thmes plus clectiques... sivous nous crivez des textes, peuchre !!!

    Cot associattx n oubliez pas las-semble gnrale et les journes dtudesde 1 ANSTJ. Cest 1 occasion pour noustous de se rencontrer et de se tenir aucourant **de visu ** des actions et dcouver-tes de chacun. Alors, bientt pour denouvelles aventures Robotesques.

    SOMMAIREINITIATION A L ELECTRONIQUE

    A NALOGIQUE : LES AMPLIS- PS (SUITE ET

    FIN)

    PAGE 2

    P ILOTER UN SERVOMOTEUR

    PAGE 6

    L E S ERVOMOTEUR NIA PAS DIT SON

    DERNIER MOT

    PAGE 8

    TESTEZ VOTRE CADENS(SUITE)

    PAGE 9

    A CCOUPLEMENTS ELESTIQUES POUR A R-

    BRES

    P A G E 1 2

    LES OPTO-COU~LEURSP A G E 13

    REALISER DES CARTES ELECTRONIQUES

    PAGE 14

    QUELQUES MOTS SUR LES

    TRANSISTORS

    PAGE 17

    LEZINFO DU SECTEUR

    PAGE 7 8

    LES C LUBS R OBOTIQUE PRES DE CHEZ-vous

    P AGE 2 0

  • Microbe numtko 12 - Fevrkr 1994

    LES AMPLIFICATEURSOPERATIONNELS

    Troisime et dernire partie

    Lors des prcdents numros, nous avons appris connatre cette petite puce fort utile enlectronique. Cettefois-ci, nous allons voir au travers de quelques exemDles comment 1 utiliser

    A A

    concrtement

    Les bonnes rsistancesfont lesbons amis

    Toutes vos rsistances ajoutes lampli-op seront, en gnral, ni tropfaibles ni trop fortes. Si on observequelques montages classiques, onsaperoit que celles-ci descendenttrs rarement en dessous de 1 kilo-Ohm tout en nexcdant cependant pasquelques mgohms.

    Dans le cas o les rsistances seraienttrop faibles, ce nest souvent pasforcment gnant (quoique!) pournotre ampli, mais, en revanche, onassiste souvent de fortes consom-mations en nergie.Prenons le cas dun ampli mont encomparateur.. . Si on met les deuxrsistances R, et R dunevaleur dunedizainedohmsalimentessous 12volts,on aura, rien que pour ce circuit, uneconsommation gigantesque de 12volts/20 ohms= 600 milliampres !Quel gaspillage.. . Remplacez doncces deux rsistances par dautres dunevaleur de 10 kilo-ohms et apprciez la

    diffrence.

    voici un autre montage assez crassi-que puisquil sagit dun ampli monten inverseur. La rsistance R den-tre et la rsistance de contre-rac-tionR, sont demmevaleur : 10 ohms.Notre ampli a donc, si lon sen rfre

    au prcdent numro, ungain de-l. Si,en entre, on a une tension de 5 volts,on aura-5 volts en sortie. Cependant,comme il y a une tension de 0 volt surlentre +, et compte tenu du mon-tage propos, lampli&ecopiera donccette tension sur lentre &. Ainsi, larsistance R2 sera soumise une ten-sion de 5 volts. On peut donc en d-duire le courant qui traversera cettersistance : 5 volts/1 0 ohms, soient 500milliampres ! La rsistance risque de

    fondre lgrement, mais en plus, vousallez obliger lampli absorber par sasortie ce courant dmesur. Et l, gareaux brlures !

    Voyons maintenant les problmesrencontrs dans le cas o les rsistan-ces seraient trop grandes... Dj, unproblme de base se pose lorsquonutilise de trs grandes rsistances : uncourant trs trs faible va circuler. Lesmoindres parasites extrieurs (champsmagntiques.. .) gnrant eux aussi descourants du mme ordre et risquent defausser de manire assez significativeles signaux diffrents. Et alors ? Etalors.. . Cela dtournerait notre mon-tage de son droit chemin.

    Venant sajouter ce problme assezgnant, un second ennui nous guettesournoisement. Si lon se rappelle lepremier article figurant dans Microbenumro 9, il revient ma mmoiredes souvenirs faaaamillier, douceFrance, le pays de mon enfance....On se rappelle que les entres denotre ampli nabsorbent que trs peude courant. Or si nous concevons uncircuit dans lequel ne passe quunetrs faible quantit de courant et queles entres de lampli op absorbent soncourant faible mais non ngligeabledevant ceux imposs par le circuit, celachange compltement le modede fonc-tionnement de lampli.

    Alors, les amis, finissons ce chapitresur un proverbe de vieuxjardiniers :Qui bricoles avec son ampliPoint de problme, que nenniNi trop norme ou riquiquiLes bonnes rsistances font les bonsamis,>

  • Une histoire de gain pour desmontages ampli-op montsen amplificateur

    Pratiquement, il sera assez difficilede raliser des amplis avec des gainsdmesurs au risque de se trouverconfronter moult problmes: ampliqui namplifie plus au del dune cer-taine valeur, qui dlivre des signaux desortie un peu louches, voire nayantaucun rapport avec les signaux den-tre (oscillations). Evitez donc de pr-voir des amplis dun gain trop lev(100 est dj plus que raisonnable !).

    Je monte, tu montes, il monte,nous montons en frquence

    Et oui, les affaires ne marchent pastoujours comme on veut au pays dellectronique.. . Surtout lorsquon choi-sit de travailler avec des signaux dontles frquences commencent tre le-ves. Non seulement nous sommes li-mits en termes de gains, mais en plus,cette limite se restreint dautant plusque lon slve en frquence. En effet,il y a quelque chose (mais quoi ?) auniveau du fonctionnement interne desamplis qui lie le gain de lampli avec lafrquence des signaux quil doit traiter.On voit meme dans les littratures sp-cialises apparatre un certain facteurqui ne sonne pas forcement toujoursque deux fois. Il sagit du produitGain.Bandepassante qui est quelquunde tout fait constant. Pour des amplisdusage gnral (ampli-op LM 74 1,TL 081, LF 35 l...) ce produit est delordre du MHz.

    Un comparateur exigeant

    Lorsque vous ralisez un ampli monten comparateur, veillez, vous dis-je, ce qu tout moment, au moins unedes entres ait une tension compriseentre les tension V+ et V-Vous vous viterez%%pdes tr?$??*

    Ne vous retournez pas, voustes suivis!

    Que fait notre cher ami dans le montagequi vous est propos? L, il recopie latensionquil voit surE+, surlapatteE-(toujoursle mme sale boulot de lampli> Ce qui fait que si nous appelons la. .tension dentre (en E+) V )) et latension de sortie (la sortie d??ampli)

    l tw

    photorsistance a une valeur de 50kohms. Jai donc une tension de sortiedu capteur gale (10 kohms. 12 volts)/(10 kohms + 50 kohms) = 2 volts.Le fabricant du vieux multimtre a prissoin de mindiquer la rsistance internede lappareil: 5 kohms. Je connectealors mon multimtre et mon capteur etje lis la tension. Grave erreur !!! Nesuis-je pas en train de fausser compl-tement mamesure avec mon multimtre.Et bien si, je le fais. Une fois lemultimtre connect, moncapteur initial sest transform et jairajout en parallle la rsistance de10 kohms celle de 5 kohms (interneau multimtre). Ce qui nous fait unersistancetotale(enbas) de3,3 kohms.Latension aueievais effectivement lire

    V nous voyons aapres ce quen85ivons pu dire prcdemment queV ie est strictement identique U,*. . .Cefa vous laisse de marbre, je le sens.A priori il sagit dun montage qui naque peu dintrt.. . Mais y regarderde plus prs.. .

    Un casconcretpour vous clai-rerJai fabriqu un superbe capteur ultrasophistiqu me permettant davoirune tension en fonction de la lumino-sit ambiante. Ce capteur ma demandun travail considrable maisje concdetout de mme vous en livrer le schma.Il est compos dune rsistance et dunephotorsistance.A prsent, je veux mesurer avec monvieux multimtre aiguille la tensionde sortie de mon capteur. A ce mo-ment-ljai une rsistance 10 kohms etlclairage ambiant fait que ma

    sera donc gale (3,3 kohms. 12volts)/(3,3 kohrns+SO kohms). Jevouslaisse faire le calcul car cest trop com-pliqu pour moi.. .En tout les cas, la tension mesurepar le multimtre sera infrieure latension se trouvant effectivement auxbornes du capteur.Et cest ce moment l, dans le film,quentre en scne notre ampli sui-veur. Yahouuuu! Le voil qui surgitdu fond de la nuit, et part vers Iaven-ture au galop, son nom, il le signe dela pointe de lpe...Stop !!!!On intercale alors notre suiveur entrele capteur et le multimtre dmod ethop!A prsent, le multimtre ne perturbe

  • Microbt? numt!to 12 - Fevtiet 199-l

    plus du tout le capteur, quelle que soitsa rsistanceinterne. Laveuve etlorphelin sont saufs, le bien a enfintriomph.

    Le soustracteur, lampli quiaime les capteurs

    Bien souvent, bon nombre de capteursrsistifs (jauges de 1 contraintes,capteurs de pression, dacclrationou magntorsistifs)s sont btis autourde 4 rsistances montes dune cer-taine manire (voir schma). Ce typedemontage est appel par les spcialistes pont de Wheastone (lortho-graphe est approximative).

    En fait, une ou deux rsistances (R1

    et/ou R2) seront variables. Au repos(en situation initiale), la tension entre lespoints Aet B aunecertainevaleur. si lepont est quilibr (R,=R,), cette ten-sion est mme nulle. Lorsque le pont sedsquilibre, la tension varieproportionnellement lavariation desrsistances. Cette variation est souventassez faible (quelques millivolts).Ainsi, notre travail va consister ampli-fier cette tension. Cependant, il fautremar