CENTRAL MEDIA CHENILLARD PROJET. Réf. KCM 263. Version 1.01

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1 CENTRAL MEDIA PROJET Réf. Version 1.01

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 : Par fax : Par support@centralmedia.fr 2

3 - 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

4 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 disponibles Notes personnelles 4

5 Le Chenillard I : OBJECTIF Toute fabrication ou création répond à un besoin. Un industriel ne construit pas n ' importe quoi et n ' importe comment, sans cibler avant tout les besoins de ses clients. La fabrication d'un objet sans étude préalable, risque de conduire financièrement l' entreprise vers un échec : aucune garantie de vente du 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 la réglementation du flux de la voirie. Par exemple : le trafic routier devient réglementé par des codes 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 par voie sonore ou gestuelle. Le bruit du moteur peut affecter la communication sonore ou l ' 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 une fréquence et une amplitude. La vitesse de la lumière dans l ' air est de m/s. A

6 La signalisation lumineuse est assurée par un composant électronique appelé DEL (Diode électroluminescente), en anglais LED (Light emetting Diode). La LED est un composant électronique courant qui a la particularité d ' émettre de la lumière quand un courant traverse celle ci. Pour attirer l ' attention des autres usagers, le module proposé allume les LEDs les unes après les autres dans un sens puis dans l'autre sans s'arrêter, tel un " va et vient ". I - 3 : Désignation du produit LE A

7 II : ETUDE DE LA FAISABILITE Une fois le besoin ciblé, il reste à l ' entreprise à définir les caractéristiques du produit et ses éventuelles contraintes techniques. Une entreprise est limitée par sa structure. Elle ne peut pas construire n'importe quoi et n'importe comment. Elle réalise un prototype, pour garantir la faisabilité du produit, par la rédaction d'un cahier 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 une pile 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 A

8 III : DOSSIER TECHNIQUE Le cahier des charges et celui du besoin définis, reste à l ' entreprise à élaborer le dossier technique. Ce dossier permet de comprendre les diverses fonctions du module proposé : dans son usage, dans son fonctionnement global et dans son principe. Le dossier technique coordonne les divers services internes de l ' entreprise. III - 1 : Diagramme structurel Interrupteur marche / arrêt Mise en marche du générateur de signaux Comptage Affichage dans un sens des DELS correspondantes Affichage dans l'autre sens des DELS correspondantes A

9 III - 2 : Schéma électronique C1 R5 R R R v D8 D1 D7 D3 D4 D5 D2 D6 INT + C3 C2 R3 R7 R6 R8 R10 R9 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 A

10 III - 3 : Principe de fonctionnement Le circuit intégré NE555 est monté en astable, il génère des signaux qui se répètent dans le temps, pour fournir un signal d'horloge au La sortie pin 3 du circuit NE555 est reliée à l'entrée pin 14 du circuit 4017 par une résistance de 10kΩ. 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 et ainsi de suite. Pour gérer l'allumage des LEDs 1 à 6 de façon à obtenir cet effet de va et vient ininterrompu, 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 le compteur à zéro lors de la mise en marche du chenillard. A

11 III - 4 : Nomenclature 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 Rep. Nb. Désignation Observation A

12 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-conducteur de 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. Inversement lorsqu ' elle est alimentée correctement le courant passant dans la diode électroluminescente émet de 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 un signal d'horloge. A

13 V : RÉALISATION PRATIQUE V - 1 : Opération de brasure Pour réaliser une brasure, il suffit de chauffer l ' ensemble des parties métalliques des éléments à assembler. Puis de faire fondre du fil dit à " souder " sur les conducteurs. Une bonne brasure se reconnaît à son aspect clair et brillant. Procédure qui ne doit pas dépasser plus de 4 secondes les temps 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 la patte du composant simultanément - approcher le fil d'étain jusqu'au contact avec la pointe du fer à souder et la patte du composant - 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 la tresse ou de la pompe à dessouder retirer la brasure. Attendre quelques instants, et recommencer l'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 brasurées débordantes par rapport à la surface cuivrée, de façon à ce qu' elles ne dépassent pas de plus de 1 mm par rapport à la surface cuivrée. A

14 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 * * A

15 V.3.2 Perçage de la face avant du coffret 43,5 51,5 21, trous Φ 5.5 mm 14, A

16 V.3.3 Perçage du trou de passage de l'interrupteur Astuce : pour réaliser le trou de passage de l'interrupteur fermer le coffret et percer les 2 coquilles en même temps. VUE PARTIELLE ,5 13 Φ 6.2 mm A

17 VI : FABRICATION VI - 1 : Typon A

18 VI - 2 : Synoptique d 'implantation des composants Vue de dessus - côté composants R6 LED3 - + R7 R8 + - D4 D5 D6 D7 LED2 R10 R9 Interrupteur D8 LED4 LED1 - + D2 D3 IC2 - + D1 R1 R2 C1 R3 fil noir LED5 LED6 + - IC1 - + R5 C2 + - R4 C3 fil noir fil rouge + - Coupleur de pile 9 V A

19 VI - 3 : Gamme de montage VI Braser les résistances R7 R8 R6 R10 R9 R1 R2 R3 R5 R4 A

20 VI Braser les supports de circuit intégré support de IC2 support de IC1 A

21 VI Braser les condensateurs céramiques - Braser le condensateur radial électrochimique en respectant la polarisation C1 C2 + C3 - A

22 VI Braser les diodes 1N 4148 en respectant leurs sens de polarisation D4 D5 D6 D7 D8 D2 D3 D1 A

23 VI Braser les diodes électroluminescentes à une hauteur de 9 mm en respectant leur sens de polarisation Remarque : 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 LED3 LED2 + + LED4 + LED1 + + LED5 LED6 + 9 mm A

24 VI 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 Interrupteur fil noir a- a+ fil noir fil rouge + - Coupleur de pile 9 V A

25 VI 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 PILE A

26 Vue extérieure VII : TEST TECHNIQUE Le produit sera mis en vente, il devra au préalable subir des tests techniques, qui assureront son mode d'emploi et la rédaction de sa notice d ' utilisation, ainsi que la notice technique pour d'éventuelles réparations. A

27 Kits disponibles Alarme 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 optoélectronique Alimentation et chargeur solaire Amplificateur téléphonique Arbitre électronique Attente téléphonique Basket Ball électronique ( 2 projets différents ) Carillon musical ( 2 projets différents ) Carte musicale Chargeur solaire Chenillard Dé électronique Emetteur FM Enceinte amplifiée pour baladeur ( 12 projets différents ) Feu arrière de stop pour vélo Feu arrière de stop + clignotant + position pour vélo Flash ( 4 projets différents ) Fontaine lumineuse simple Fontaine lumineuse «Arc-en-ciel» Golf musical électronique Horloge Horloge + porte-stylo Horloge + porte-stylo + bloc-note Horloge Pyramide «Arc-en-ciel» Horloge canette Horloge escargot Horloge solaire ( 2 projets différents ) Interphone duplex Jeux 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 lumineux Porte-clés musical et lumineux Radio FM Robot 6 ème éviteur éviteur d obstacle ( 4 versions différentes ) Robot «Moustache» éviteur d obstacle Robot «Explorer» éviteur d obstacle Robot «Explorer» télécommandé Robot «lunaire» sonore Robot «lunaire» suiveur de lumière Robot solaire 6 ème "éviteur d'obstacle" Vélo modèle réduit Sablier Set de bureau Set de bureau pivotant Sirène + torche de vélo Soucoupe magique «Arc-en-ciel» Testeur de continuité Testeur d habileté avec remise à zéro ( 2 projets différents ) Thermomètre Nouveauté 2006/2007 Quad 6 ème Voiture solaire 6 ème Hand Skate board + finger Skate Board Aéropropulseur 6 ème Robot 5 ème suiveur de ligne Robot 5 ème suiveur de lumière A

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