Schema electronique Montage Simple du LED clignotantes

Avec une pa-ire de minuscules LED clignotantes, plac-ées dans
une posit-ion stratégique, vous pouvez faire croire à des voleurs que votre véhicule est protégé par une alarme sophist-iquée.
De plus ce circuit est tellem-nt simple que même un débutant pourra se la-ncer dans sa construction sans crainte, afin de s’initier aux joi-es du câblage en électronique.




Notre temps est de plus en plus vulnérable aux vo-leurs en tous ge-nres qui s’attaquent à ces biens que nous
avons acquis à la sueur de notr-e front et auxquels nous tenons. Aussi l’offre antivol (centrales maison/voiture,
radars et détecteurs div-ers péri/volumétriques, épais barreaux aux fenê-tres et aux portes, contrôles d’accès, etc.) explose-t-elle … tout comme les prix pratiqués, qu’il s’agisse de protéger le véhicule ou l’habitation.

Si vous avez déjà inst-allé – dans les deux – un système de sécuri-té antivol avec alarme, le petit circuit que nous vous présen-tons ici fournit une alternative économique possible à d’autres dispositifs destinés à dissuader le vole-ur de vous choisir pour victim-e ! En metta-nt, par exe-mple, une LED clig-notante
sous une caméra vidéo postiche, vous lui donnerez l’apparence d’une caméra vidéo professionnelle fonctionnant parfaitement … et vous aurez fait u-ne belle économie. Bien s-ûr, notre système est purement diss-uasif, mais cela ne sig-nifie pas inefficace : car, à tout prendre (!), le voleur préfèrera s’attaquer à une voit-ure ou un apparteme-nt qui n’introduisent pas ce do-ute qu’insinue l’ensemble caméra bidon plus LED clignotante. En tout cas le voleur de voiture débutant, voyant la LED clign-oter, laiss-era tomber.
Mais, par sa simplicité, not-re petit circuit à LED clignotantes trouv-era bien d’autres applic-ations. Si vous voule-z éveiller à l’électronique un enfant de 10-11 ans, offrez-lui le matériel
nécess-aire à ce montage, un fer à sou-der avec son suppo-rt à éponge et quelques pinces de base (à bec plat, coupante latérale et précelles) : vous ne vous ruinerez pas et aurez la joie de le (la) voir s’initier au montage sous l’effet béné-fique de vos con-seils d’aîné. Et vo-us lui aurez a-ppris quelque chose d’utile pour structurer sa vie … et pourquoi pas pour se former à son futur métier et orienter ses études en conséquences.
Comme le sport, l’-électronique de loisir est un excellent moyen de trouver ses re-pères … et c’est ce dont les jeunes manquent le plus. Surtout si cette initiation passe par le jeu : or c’est bien un jeu que vous pourrez réaliser si vous suivez bi-en cet article. Du carton, des ciseaux et de la colle, c’est tout ce qu’il vous faudra pour la deco. Pour Hallowee-n c’est un peu tard- mais pour Noël ou le Carn-aval pourquoi pas ? Mais venons-en à l’électronique

Figure 1 : Schéma électrique des LED clignota-ntes EN1683. Il s’agit d’un multivibrateur astable à transist-ors, le circuit passe donc alternativement de l’état haut/on à l’état bas/off. A gauche brochages du transistor vu de dessous et de la LED vue de face.

Figure 2 : Quand le mécanisme de comm-utation est enc-lenché, on obtient deux signaux carrés déphasés de 180°. Les transistors, en eff-et, sont configurés à ne pas être simulta-nément dans le même état : lorsque TR2 est saturé, sa tension de collecteur Vce2 est donc proche de zéro, TR1 est bloq-ué et vice versa. Le cycle se rép-ète tant que le circuit est al-imenté.



Le schéma électrique :Le circuit de la figure 1 est un multivibrateur asta-ble à transistors qui allume de manière intermi-ttente deux LED. C’est là le circuit de b-ase de l’électroni-que : il se caract-érise par le fait que sur les collec-teurs des transistors deu-x états alternent (haut-bas ou on-off) ; en d’autres termes le circuit passe périodiquementd’un état à l’autre sans recevoir la moindre imp-ulsion extérieure (à part l’initiale). La fréquence de cetteoscillation (et de ce clignotement donc) est déterminée par les valeurs ohmiques et capac-itives choisies. Maisentrons un peu dans les détails. Les transistors NPN utilisés sont de simples 2N3904 couplés capacitivement entre collecteur et base : le collecteur de TR1 est relié par C2 à la base deTR2 ; à son tour le collecteur de TR2 est relié par C3 à la base de TR1. Ces électrolytiques ont po-ur rôle de transmettre l’impulsion présente sur le collecteur d’un transistor à la base de l’a-utre, ce qui détermine une commutation rapide se répétant indéfiniment. En série avec ces condensate-urs on a monté des résistances de polarisation R2 et R3 : elles sont nécessaires pour faire conduire, soi-t pour ame-ner à saturation, les deux semiconducteurs. Comme nous avons choisi les mêmes valeurs pour C2-C3 et p-our R2-R3,l’oscillation pério-dique des transistors entre les deux états on-off est identique et on a donc à la sortie un signal à onde carrée bien symétrique. Pour faire varier le rapport cyclique de ce signal carré et obt-enir des temps de on-off différents, il faut choisir des valeurs différentes derésistance et capacité. N’oub-liez pas en tout cas que le multiv-ibrateur astable est généralementemployé pour produire un signal carré dont le rapport cycli-que est de 50%, c’est pourquoi le circuit n’accepte qu’un taux limité d’asym-étrie. Les transistors ne peuvent prendre en même temps lemême état : quand l’un conduit, c’està- d-ire se sature (état on), l’autre ne conduit pas, c’es-t-à-dire se bloq-ue (état off). Quand on alimente le circuit,- la saturation d’un transistor et le blocage de l’autre sont aléatoires et peuvent dépendre d’une perturbation ou, plus simplement, de l’inévitable im-précision de l’égalité des deux parties du circuit en princ-ipe symétrique (songez en effet qu-e les composants ont une tolérance de fabrication et que do-nc la disparité entre les valeurs effectives de deux composants de mêmes valeurs nominalespeut être importante). Supposons qu’à cause d’une telle perturbation, au moment où le circuit est mis sous tension, le transistor TR2 soit saturé. La tens-ion de col-lecteur Vce de TR2 est proche de zéro et donc DL2 s’allume. Pendant ce temps ce-tte tension est reportée à travers C3 sur la base de TR1 qui se bloque. Mais cela ne peut durer,car C3 se charge de ma-nière exponentielle à travers R2 et lorsque la tension sur la base de TR1 dépasse la valeur de seuil (pour ces transistors elle est de 0,7 V environ), le transistor se sature. La tension Vce sur le collecteur de TR1 devient zéro, DL1 s’allume, la tension sur C2 diminue et quand la tension acheminée sur la base de TR2 dépasse la valeur de seuil, le transistor se sature à nouveau. Le mécanisme de commut-ation est amo-rcé et on obtient deux on-des carrées déphasées de 180°, comme le montre la figure 2. Le cycle se répète tan-t que le circuit est alimenté. La fréquence d’oscillation des transistors est bien sûr celle de clignotement des LED et elle est donnée par la formule :F = 1 000 : (1,38 x R x C)où F est en Hz, R en kilohm et C en μF.Avec les valeurs que nous avons choisies, cela donne :F = 1 000 : (1,38 x 56 x 10) = 1,29 HzÉtant donné que la durée en seconde de chaque clignotement est égale à l’inverse de la fréquence, nous aurons un clignotement environ chaque :1 : 1,29 = 0,77 sSi vous voulez diminuer la fréquence d’oscillation et donc faire clignoter les LED plus lentement, nous vous conseillons d’agir plutôt sur les valeurs capacitives, autrement vous risqueriez d’altérer la polarisation des transistors. Si vous voulez par exemple obtenir une fréquence d’oscillation de0,2 Hz, ce qui correspond à un éclair toutes les 5 secondes, la capacité à monter pour C2 et C3 se calcule avec la for-mule :C = 1 000 : (1,38 x R x F)où C est en μF, R en kilohm et F en Hz. Ce qui do-nne avec les valeurs prisespour exemple :C = 1 000 : (1,38 x 56 x 0,2) = 64 μF.Cette valeur n’éta-nt pas normalisée, vous monterez en parallèle deux condensateursélectrolytiques de 33 μF chacun, ce qui fera en pri-ncipe 66 μF, aux tolérances près. Les résistances R1 et R4, montées en série entre les collecteurs des transistors et les cathodes des LED, servent à limiter le courant qui les traverse et par conséquent leur luminosité. Nous avons choisi 330 ohms, ce qui correspond à une bonne luminosité des LED, que vous alimentiez le montage en 12 V ou bien en 9 V. Ne choisissez pasen tout cas une valeur inférieure car, si vous obteniez une luminosité bien plus importante, ce serait pour uncourt instant et les LED seraient bientôt détruites par fusion des jonctions par effet joule. Le courant doit en effet être limité à 20 mA.Note : pour apprendre à calculer la valeur de la résistance de limitation,  evoyez le Cours Apprendre l’électroniqueen partant de zéro, première partie (dispon-ible sur CD auprès de la rédaction d’ELM).Ce circuit peut être ali-menté par u-ne simple pile de 9 V (cas de l’application ludique) ou alors par l’intermédiaire de la prise allume-cigare 12 V du véhicule à protéger. C1, monté en parallèle entre le positif et le négatif de l’alimentation, sert de filtre.La Liste des composants :R1 ......330R2 ......56 kR3 ......56 kR4 ......330C1 ......10 µF électrolytiqueC2 ......10 µF électrolytiqueC3 ......10 µF électrolytiqueDL1 ....LEDDL2 ....LEDTR1 ....NPN 2N3904TR2 ....NPN 2N3904Divers :1 porte-pile 6F221 pile 9 V 6F22Note : les résistances sont des quart de W.

Figure 3a : Schéma d’implantationdes composants des LED clignotantesEN1683. En fonction de l’utilisationenvisagée vous pourrez aussisouder les LED directement sur lecircuit imprimé.


La réalisation pratique :Bien que ce montage soit ultra simple, les règles d’exécution des soudures qui doivent y prévaloir sont les mêmes que pour n’importe quelle autre réalisation  vous devrez vous y conformer si vou-s voulez que le circuit fonctionne du premier coup et d’autant mieux que vous êtes en train de montrer à un e-nfant comment faire avant de lui laisser l-a place et de lui passer le fer ! Pour que les soudures soient bien brillantes, le fer à souder doit être bien chaud et vous ne devez pas trop insister sur les fils de sortie des composants.

Figure 3b: Dessin, à l’échelle 1, ducircuit impr-imé de la platine desLED clignotantes-


Note : la cinquième Leçon du Cours Apprendre l’électronique en parta-nt de zéro est entièrement dédiée à cette question ; encore une fois cet excellentcours est disponible sous forme de CD-Rom.Tout d’abord réalisez (méthode de la pellicule bleue) à partir du dessin à l’échelle 1:1 fourni par la figure 3b le petit circuit imprimé simple face ou pro-curez-vous le. Si vous l’avez gravé et lavé, percez-le soi-gneusement. Dans tous les cas commencez par enfoncer (avec un petit marteau mais en vous appuyant sur une plaque métallique percée d’un trou) les six pic-ots à souder.
Insérez tous les composants, vous les souderez ensuite. Comme-ncez par insérer les quatre résistances et les trois condensateurs électrolytiques en respectant bien la polarité de ces derniers : le signe – est sérigraphié plusieurs fois le long du boî-tier en correspo-ndance de la “patte” négative. Le – de C1 va à lapiste de masse qui forme un L sur le bord gauche du circuit ; le – de C2 va vers R3 et le – de C3 vers R2 (suivez les pistes de cuivre, c’est fac-ile). Continuez en insérant les deux transistors TR1-TR2, repère-détrompeur (pan coupé ou mé-plat) orienté dans le bon sens : vers le bas de la platine pour TR1 et vers R3 pour TR2. Retournez la pla-tine et soudez toutes les queues de comp-osants avec soin. Coupez, avec une pince coupante oblique si possible (mais une droite fera aussi l’affaire pourvu qu’elle ne soit p-as trop grosse), les longueurs rest-antes. Sou-dez aussi les picots (pas bes-oin de les retailler).
Côté composants, soudez mainten-ant les deux fils de la prise de pile 9 V (en bas à droite), le rouge + sur le picot du haut et le noir – dans celui du bas. Soudez enfin les deux LED aux picots du haut en respectant bien la polar-ité : les anodes A aux picots du haut et les cathodes K aux pic-ots du bas ; sachant que la patte la plus longue d’une LED est l’Anode.Si v-ous pensez dev-oir déporter ces LE-D pour votre application personnelle, allongez les pat-tes avec du filde cuivre gainé plastique : noir pour la cathode K – et rouge pour l’anode A +. Le méplat du boîtier transparent de la LED correspond à la cathode K mais il est difficile à voir à cause du procédéde mo-ulage. Pour tout cela utilisez les figur-es 3a et 4 mais aussi -le schéma électrique de la figure 1 et la liste des composants associée. Et vous ne vous tromperez pas. Bien sûr ces conseils s’adressent à un débutant.

Figure 4 : Photo d’un des prototypesde la platine des LED clignotantes.Les méplats des transistors en boîti-erdemi-lune sont orien-tés vers lebas de la platine.



Nous disions au dé-but de l’article que deux LED s’allumant alternativement sont utilisables quand on veut faire croire à une protection par alarme antivol/anti-effraction (dans un véhicule en particulier). Vous pouvez les placer sous une caméra vidéo postiche pour la rendre plus réaliste ou ailleurs pour laisser supposer que des capteurs sont bien cachés dans l’habitacle. Les aficionados de modélisme (ferroviaire,automobile, naval, …) pourront s’en servir pour simuler des clignotants ou des feux de signalisation, etc.L’apprenti électronicien s’est fait la -main dessus et a pu constater qu’av-ec du soin les montages électroniques “march-ent” sans problème. Il aura compris que, même très simple, une réalisation passe par toutes les phases, de la conception sur le pa-pier ou à l’écran (dessin du circuit, calcul des va-leurs, dessin du ci) à la r-éalisation propreme-nt dite. Quelle joie quand il en sera à rempl-acer les O du mot BOOM par les deux LED (voir dernière page) : mais ce ne sera là sans doute qu’une étape avant des applicatio-nsplus personnelles !