Post on 27-Mar-2020
CENTRAL MEDIAPROJET
CHENILLARD
Version 1.01
Réf.
KCM 263
2
AVANT PROPOS
Ce projet est étudié en tenant compte de son aspect ludique et éducatif
pour les ateliers de technologie.
Chaque élève apprend à réaliser un projet dans les conditions réelles d 'une
entreprise.
Central Media fabrique tous ses projets dans un seul souci :
vous donner une entière satisfaction par des contrôles stricts et rigoureux.
Nous sommes toujours à votre disposition
En cas de doute, d'hésitation ou d'explication supplémentaire
n'hésitez pas à contacter nos services technique et assistance.
Par téléphone : 01 48 65 45 59
Par fax : 01 48 65 45 65
Par E-mail : support@centralmedia.fr
- SOMMAIRE -
I : OBJECTIF
I-1 : Etude de base
I-2 : Définition du besoin
I-3 : Désignation du produit
II : ETUDE DE LA FAISABILITE
II-1 : Fonctionnalité
II-2 : Critères d ' appréciation
II-3 : Facteurs de succès
III : DOSSIER TECHNIQUE
III-1 : Diagramme structurel
III-2 : Schéma électronique
III-3 : Principe de fonctionnement
III-4 : Nomenclature
IV : DÉFINITION
IV-1 : La diode électroluminescente
IV-2 : Le compteur décimal " 4017 "
IV-3 : Le générateur de signaux " NE 555 "
3
V : REALISATION PRATIQUE
V-1 : Opération de brasure
V-2 : Opération d ' implantation des composants
V-3 : Opération de perçage
VI : FABRICATION
VI-1 : Typon
VI-2 : Synoptique d ' implantation des composants
VI-3 : Gamme de montage
VII : TEST TECHNIQUE
ANNEXES
Fiche 1 : Kits disponiblesNotes personnelles
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CENTRAL MEDIA Echelle :Nom :
Prénom :
Classe :
Le : / /
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CHENILLARD
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Le Chenillard
I : OBJECTIF
Toute fabrication ou création répond à un besoin. Un industriel neconstruit pas n ' importe quoi et n ' importe comment, sans cibler avanttout les besoins de ses clients.
La fabrication d'un objet sans étude préalable, risque de conduirefinancièrement l' entreprise vers un échec : aucune garantie de ventedu produit et de production n'est assurée.
I - 1 : Etude de base
D'après une étude de la prévention routière : de nombreux accidents ont lieu la nuit.
L'usage de la lumière comme moyen de communication apparaît dans celui de laréglementation du flux de la voirie. Par exemple : le trafic routier devient réglementé par descodes lumineux ( balises routières, feux clignotants, etc... ) et le déplacement d'un cycliste,d'un piéton ... impose sa signalisation.
Il est plus judicieux de communiquer avec un automobiliste par voie lumineuse que parvoie sonore ou gestuelle. Le bruit du moteur peut affecter la communication sonore oul ' inattention affecter celle du gestuel. L ' usage de feux lumineux de type " chenillard " ou" rampe " est simple, efficace, rapide et compréhensible.
Une entreprise décide de construire un " chenillard " comme balise lumineuse.
I - 2 : Définition du besoin
Le bureau d'étude analyse l'idée pour répondre aux attentes du client.
Le projet doit répondre à un besoin : celui d ' avertisseur lumineux.
La lumière est un phénomène vibratoire. Elle possède comme tout phénomène vibratoire unefréquence et une amplitude. La vitesse de la lumière dans l ' air est de 800 000 m/s.
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La signalisation lumineuse est assurée par un composant électronique appelé DEL(Diode électroluminescente), en anglais LED (Light emetting Diode). La LED est uncomposant électronique courant qui a la particularité d ' émettre de la lumière quand uncourant traverse celle ci.
Pour attirer l ' attention des autres usagers, le module proposé allume les LEDs les unesaprès les autres dans un sens puis dans l'autre sans s'arrêter, tel un " va et vient ".
I - 3 : Désignation du produit
LE CHENILLARD
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II : ETUDE DE LA FAISABILITE
Une fois le besoin ciblé, il reste à l ' entreprise à définir lescaractéristiques du produit et ses éventuelles contraintes techniques.
Une entreprise est limitée par sa structure. Elle ne peut pasconstruire n'importe quoi et n'importe comment. Elle réalise unprototype, pour garantir la faisabilité du produit, par la rédaction d'uncahier des charges.
II - 1 : Fonctionnalité
La fonctionnalité est l'action de définir toutes les applications prévues par le produit :
- avertisseur lumineux de type "chenillard"
- pratique
- fonctionnement autonome
II - 2 : Critères d'appréciation
Les critères d'appréciation définissent les attentes du client face au produit.
La qualité principale du module est sa grande autonomie due à une alimentation par unepile 9V de type 6F22 et sa faible consommation.
Possiblité de placer les LEDs différemment pour obtenir d'autres figures géométriques.
II - 3 : Facteurs de succès
Les facteurs de succès sont l'ensemble des remarques d'appréciation du client face au produit :
- ensemble compact et robuste
- maniabilité
- grande autonomie d ' utilisation
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III : DOSSIER TECHNIQUE
Le cahier des charges et celui du besoin définis, reste à l ' entreprise àélaborer le dossier technique.
Ce dossier permet de comprendre les diverses fonctions du moduleproposé : dans son usage, dans son fonctionnement global et dans sonprincipe.
Le dossier technique coordonne les divers services internes de l ' entreprise.
III - 1 : Diagramme structurel
Mise en marche dugénérateur de signaux
Comptage
Affichage dans un sens desDELS correspondantes
Affichage dans l'autre sensdes DELS correspondantes
Interrupteur marche / arrêt
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III - 2 : Schéma électronique
3
16
7
1514
R4
R5
C3
9-12v
4017
+
6 10 594112
+
D8 D2
R3
C2
R2
R1
D7D1 D3 D4 D5 D6
-
R7
R6
R8
R9
LED5 LED4 LED6 LED3 LED1
555
13
C1
7
4 8
1 5
2
6
3
R1
0
LED2
8
1
INT
1010
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Le circuit intégré NE555 est monté en astable, il génère des signaux qui se répètent dans letemps, pour fournir un signal d'horloge au 4017.
La sortie pin 3 du circuit NE555 est reliée à l'entrée pin 14 du circuit 4017 par une résistance de10kΩ.
Le circuit intégré 4017 est un compteur décimal qui peut compter jusqu'à 10 (Q0 à Q9).
Notre chenillard est formé de 6 LEDs, alors que le circuit 4017 compte jusqu'à 10.
Dès que le circuit 4017 reçoit les signaux d'horloge celui-ci compte en boucle de Q0 à Q9 etainsi de suite. Pour gérer l'allumage des LEDs 1 à 6 de façon à obtenir cet effet de va et vientininterrompu, nous avons opté pour un brochage spécifique en combinant les sorties du circuit 4017(Q0 à Q9) avec les diodes 1N4148 (celles-ci servent également de protection au circuit 4017).
La capacité C1 et la résistance R1 sur la pin 15 du circuit 4017 sont utilisées pour remettre lecompteur à zéro lors de la mise en marche du chenillard.
III - 3 : Principe de fonctionnement
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III - 4 : Nomenclature
Rep. Nb. Désignation Observation
R1 1 Résistance carbonne 100 KΩ − 1/4 W
R2 1 Résistance carbonne 10 ΚΩ − 1/4 W
R3 1 Résistance carbonne 1 ΚΩ − 1/4 W
R4 1 Résistance carbonne 8,2 KΩ − 1/4 W
R5 1 Résistance carbonne 3,3 ΚΩ − 1/4 W
R6,10 1 Résistance carbonne 1 KΩ − 1/4 W
C1 1 Condensateur céramique 6,8 nF
C2 1 Condensateur céramique 10 nF
C3 1 Condensateur radial électrochimique 10 µF / 16 Volts
IC1 1 Circuit intégré NE 555
IC2 1 Circuit intégré CD 4017
SU08 1 Support de 8 broches
SU16 1 Support de 16 broches
D1,8 8 Diode 1N4148
LED1,6 6 Diode électroluminescente Φ 5 mm rouge
INT 1 Interrupteur
CPL 1 Coupleur de pile de 9 Volts
C.I. 1 Circuit imprimé dim = 49 x 60 mm
SA123 1 Boîtier platisque dim = 100 x 65 x 23 mm
FIL1 1 Fil noir long = 100 mm
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IV : DÉFINITION DES ÉLÉMENTS
Le prototype utilise des éléments dans sa conception et sa mise au point.Ceci nécessite une définition pour chaque phase successive de fabrication.Elles serviront de base pour la fabrication de l'objet par l'entreprise.
IV - 1 : La diode électroluminescente
Une diode est construite à partir de semi-conducteurs.Sans entrer dans les détails, il existe deux grands types de semi-conducteurs : le type N et
son inverse le type P. La diode électroluminescente est formée par la jonction d’un semi-conducteurde type N avec celui d’un type P.
Cet assemblage impose un sens de passage du courant à travers la diode électroluminescente.En effet si celle-ci est alimentée en sens contraire elle ne conduit pas le courant. Inversementlorsqu ' elle est alimentée correctement le courant passant dans la diode électroluminescente émetde la lumière.
IV - 2 : Le compteur décimal " 4017 "
Le circuit intégré CD 4017 est un compteur décimal. Il peut compter jusqu ' à 10 (Q0 à Q9).Chaque sortie (Q0 à Q9) change d'état sur le front montant du signal d ' horloge.Le compteur incrémente à chaque impulsion les dix sorties l'une après l'autre.
IV - 3 : Le générateur de signaux " NE 555 "
Le circuit intégré NE 555 est monté en oscillateur ou multivibrateur astable pour fournir unsignal d'horloge.
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V : RÉALISATION PRATIQUE
V - 1 : Opération de brasure
Pour réaliser une brasure, il suffit de chauffer l ' ensemble des parties métalliques des élémentsà assembler. Puis de faire fondre du fil dit à " souder " sur les conducteurs. Une bonne brasure sereconnaît à son aspect clair et brillant. Procédure qui ne doit pas dépasser plus de 4 secondes lestemps de chauffe.
- maintenir le fer à souder comme un stylo
- chauffer à l'aide de la pointe du fer à souder en la plaquant sur la pastille cuivrée et lapatte du composant simultanément
- approcher le fil d'étain jusqu'au contact avec la pointe du fer à souder et la patte ducomposant
- l'étain se répand par fusion, puis retirer le fil d'étain lorsque le dépôt est suffisant
- ôter le fer à souder
- vérifier la brasure
- dans le cas d' une mauvaise brasure : chauffer la brasure en question puis à l'aide de latresse ou de la pompe à dessouder retirer la brasure. Attendre quelques instants, et recommencerl'opération de brasure.
V - 2 : Opération d ' implantation des composants
L ' insertion des résistances, capacités et diodes est assez aisée. A l ' aide d' une pince plate,on cintre les divers éléments. Avec une pince coupante plate, on coupe les connexions brasuréesdébordantes par rapport à la surface cuivrée, de façon à ce qu' elles ne dépassent pas de plus de1 mm par rapport à la surface cuivrée.
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*
*
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V- 3 : Opération de perçage
V.3.1 Perçage du circuit imprimé
- percer au Φ = 1.2 mm
- le reste est percé au Φ = 0.8 mm
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Le : / /
A4 15
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20
14,5
20
65
43,5
6 trous Φ 5.5 mm
21,5
100
13
V.3.2 Perçage de la face avant du coffret
51,5
1616
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Classe :
Le : / /
A4 16
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6523
100
VUE PARTIELLE
Φ 6.2 mm
13
V.3.3 Perçage du trou de passage de l'interrupteur
32,5
Astuce : pour réaliser le trou de
passage de l'interrupteur fermer le
coffret et percer les 2 coquilles en
même temps.
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VI : FABRICATION
VI - 1 : Typon
1818
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VI - 2 : Synoptique d 'implantation des composants
-
R1
R2R3
R4
R5
R6 R9
R10
C1
C2C3
D2 D3
D4 D5 D6
+ -
++
+ +
+
+
R7 R8
D7
D8
+
D1
IC2
IC1
fil noir
fil rouge
fil noir
Coupleur de pile 9 V
LED3 LED2
LED1
LED6LED5
LED4
- -
--
- -
Interrupteur
Vue de dessus - côté composants
1919
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Le : / /
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VI - 3 : Gamme de montage
VI.3.1
- Braser les résistances
R1
R2R3
R4
R5
R6 R9
R10
R7R8
2020
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Le : / /
A4 20
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VI.3.2
- Braser les supports de circuit intégré
support deIC2
supportde IC1
2121
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A4 21
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VI.3.3
- Braser les condensateurs céramiques- Braser le condensateur radial électrochimique en respectant la polarisation
C1
C2C3+ -
2222
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A4 22
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VI.3.4
- Braser les diodes 1N 4148 en respectant leurs sens de polarisation
D2 D3
D4 D5 D6 D7
D8
D1
2323
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VI.3.5
- Braser les diodes électroluminescentes à une hauteur de 9 mm en respectant leur sens de polarisationRemarque : aux points indiqués "+" sur le schéma ci-dessous, positionner la plus grande patte
Astuce pour braser toutes les LEDs à la même hauteur :
- Réaliser un gabarit à l'aide d'un petit morceau de carton de 9 mm de hauteur et de 30 mm de long- Glisser le gabarit à l'intérieur des 2 pattes de la LED- Positionner la LED avec le gabarit à son emplacement sur le circuit imprimé- Braser la LED- Enlever le gabarit- Reprendre la même opération pour les autres LEDs
9 mm
++
+ +
++
LED3 LED2
LED1
LED6LED5
LED4
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Prénom :
Classe :
Le : / /
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CHENILLARD
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VI.3.6
- Braser le fil noir sur une borne de l'interrupteur- Braser l'autre extrémité du fil noir au point " a- " comme indiqué sur le schéma ci-dessous
- Braser le fil noir venant du coupleur de pile sur l'autre borne de l'interrupteur- Braser le fil rouge venant du coupleur de pile au point indiqué " a+ " comme indiqué sur le schéma ci-dessous
-+
fil rouge
fil noir
fil noir
Coupleur de pile 9 V
a- a+
Interrupteur
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Prénom :
Classe :
Le : / /
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PILE
VI.3.7
- Fixer l'interrupteur sur le fond du boîtier comme indiqué sur le schéma ci-dessous- Positionner le circuit imprimé dans le fond du coffret- Enficher les circuits intégrés sur leur support respectif- Enficher la pile 9V type 6F22 sur le coupleur de pile et placer la dans son logement- Refermer le couvercle en prenant soin de ne pas pincer un fil, et faire coïncider les LEDs dans leur trou de passage respectif
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Prénom :
Classe :
Le : / /
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Vue extérieure
VII : TEST TECHNIQUE
Le produit sera mis en vente, il devra au préalable subir des teststechniques, qui assureront son mode d'emploi et la rédaction de sa noticed ' utilisation, ainsi que la notice technique pour d'éventuellesréparations.
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CENTRAL MEDIA Echelle :Nom :
Prénom :
Classe :
Le : / /
A4 27
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Kits disponiblesAlarme de voyage( 2 projets différents )Alarme LDR (optoélectronique)( 2 projets différents )Alarme par contact (mécanique)( 2 projets différents )Alarme personnelle( 1 projets différent )Alarme magnétique( 2 projets différents )Alarme simple optoélectroniqueAlimentation et chargeur solaireAmplificateur téléphoniqueArbitre électroniqueAttente téléphoniqueBasket Ball électronique( 2 projets différents )Carillon musical( 2 projets différents )Carte musicaleChargeur solaireChenillardDé électroniqueEmetteur FMEnceinte amplifiée pour baladeur( 12 projets différents )Feu arrière de stop pour véloFeu arrière de stop + clignotant + positionpour véloFlash( 4 projets différents )Fontaine lumineuse simpleFontaine lumineuse « Arc-en-ciel »Golf musical électroniqueHorlogeHorloge + porte-styloHorloge + porte-stylo + bloc-noteHorloge Pyramide «Arc-en-ciel»Horloge canette
Horloge escargotHorloge solaire( 2 projets différents )Interphone duplexJeux vidéo( 2 projets différents )Karaoké( 2 projets différents )Kits d’énergie solaire éducatif( 4 projets différents )Porte-clés lumineux( 3 projets différents )Porte-clés siffleur et lumineuxPorte-clés musical et lumineuxRadio FMRobot 6 ème éviteur éviteur d’obstacle( 4 versions différentes )Robot « Moustache » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » éviteur d’obstacleRobot « Explorer » télécommandéRobot « lunaire » sonoreRobot « lunaire » suiveur de lumièreRobot solaire 6 ème "éviteur d'obstacle"Vélo modèle réduitSablierSet de bureauSet de bureau pivotantSirène + torche de véloSoucoupe magique « Arc-en-ciel »Testeur de continuitéTesteur d’habileté avec remise à zéro( 2 projets différents )ThermomètreNouveauté 2006/2007Quad 6 èmeVoiture solaire 6 èmeHand Skate board + finger Skate BoardAéropropulseur 6 èmeRobot 5 ème suiveur de ligneRobot 5 ème suiveur de lumière
CENTRAL MEDIA
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