Connaitre les bases d'un schéma électronique

[John]

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Cet explicatif est dédié aux débutants qui souhaitent comprendre le déplacement des électrons dans les fils qui sont représentés ici sur un schéma par des traits.

Vous verrez que nous numérotons toujours les fils; chaque trait porte donc un numéro sur le schéma et il se trouve souvent sur la sérigraphie du

circuit-imprimé.

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Avant de commenter les explicatifs, ci-dessous le schéma sur un seul folio :

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Schéma-TELERUPTEUR-FEUILLE24X32-150719sinead.jpg

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Ce schéma représente la mise en service d'un télérupteur, ou d'une télécommande filaire pour un Moteur.



Le moteur, ou l'éclairage de cage d'escalier, n'est pas dessiné sur cette page 01 dite Folio. Vous remarquez que les fils 31 et 32 sont prévus pour mettre en marche ces appareils. Comme tous les composants peuvent être dessinés sur une seule page, celle-ci est dénommée 01 / 01, le deuxième 01 signifiant qu'il n'y a qu'une seule feuille (imprimable).



LIRE UN SCHÉMA :



Comme tous les traits sont numérotés, commençons par ceux qui ont été dessinés dans le but de vous montrer :

- les absences de liaisons entre fils

- les fils reliés entre eux



Quelques fils se croisent et ils ne sont pas en contact l'un avec l'autre.

C'est le cas du fil 50 avec le 7 car il n'y a pas de rond noir qui les réunit.



Un rond noir s'appelle un Boulet. Ces boulets sont placés dans tous les schémas professionnels. Les boulets qui sont placés au croisement de deux traits, signifient que les deux fils sont reliés; d'ailleurs ils portent le même numéro sur le folio.



Cas où il n'y a pas de Boulet :





C'est le cas aussi du fil 49 avec le 50, les fils se croisent mais ne sont pas réunis. Cette façon de dessiner les fils en chevauchement est toujours en service aux US; vous pouvez trouver des schémas en France, en Europe, qui ont ce genre de dessin, ce demi-cercle.



Maintenant, vous savez que trois méthodes existent pour savoir si les traits sont réunis ou pas réunis. Mais quand ils sont réunis, en pratique ceux sont des fils électriques qui sont en contact, soit par soudure, soit dans des bornes, des dominos.



Les fils cités ci-dessus ne servent pas au fonctionnement du télérupteur; ils auraient pu ne pas être mis sur le folio, mais le but est de vous apprendre beaucoup des détails.



FONCTIONNEMENT DU TELERUPTEUR :



Commençons par les boutons: l'un est ROUGE c'est un bouton dit ARRÊT, sa lamelle inclinée réunit les contact tant que votre doigt n'appuie pas sur la touche. Donc quand vous appuyez sur la touche ROUGE le courant ne passe plus parce que la lamelle s'est déplacée.

L'autre est VERT c'est un bouton MARCHE, sa lamelle inclinée réunit les contacts uniquement quand vous appuyez sur la touche, et le courant passe. Quand votre doigt relâche la touche, la lamelle s'écarte des contacts, le courant ne passe plus par ce bouton.



Après avoir détaillé les deux boutons, les autres composants dessinés sur ce Folio sont les 2 relais électromécaniques.

RL1 fonctionne en 5 Volt. C'est un relais de télécommande.

RM1 fonctionne en 13,5 Volts. C'est le relais de puissance.

Ces deux relais sont des récepteurs.

Les sources de courant ne sont pas dessinées sur ce Folio. L'une d'elles délivre une tension de 5 Volts et l'autre délivre du 13,5 Volts. Sur ce Folio, en haut et du côté Gauche,les flèches noires indiquent les arrivées de ces deux tensions.

Mais la façon de situer ces flèches consiste à citer la colonne et la rangée où elles sont dessinées; colonne "1" rangée "A".

Vous savez maintenant trouver un symbole sur un folio: ces flèches sont en 01 / 1A

01 numéro du folio / 1A colonne et rangée.

Chaque composant (son symbole) a une position sur les folios qui est dénommée de cette manière.



MISE EN SERVICE du Relais de commande RL 01 :



Son croquis est situé en 01 / 3F.

Il est composé d'une bobine entre A1 et A2 ; elle a comme symbole un rectangle.

Le relais est composé aussi de 2 séries de contacts, première série les contacts sont reliés aux broches 11, 12, 14.

La deuxième série, les contacts sont reliés aux broches 21, 22, 24.

Ces séries s'appellent des contacts R T , pour Repos Travail.

IMPORTANT......chaque série de contacts est indépendante, c'est à dire, la série de contacts 11 12 14 ne touche pas la série de contacts 21 22 24, on dit qu'elles sont isolées électriquement l'une de l'autre, par un isolant genre PVC.

Cela se voit bien sur les croquis des deux relais mis sur le folio 01.



Le relais est un récepteur. Il reçoit un courant qui est généré par la pile (liée à la flèche en 1A).

La pile étant externe au folio.

La pile est une génératrice de courant qui fait déplacer les électrons qui sont dans le cuivre des fils et on dira qu'ils ont un sens de circulation. Pour cette raison le relais peut avoir une bobine polarisée donc un sens de branchement. C'est aussi le cas pour la diode qui est connectée aux broches de la bobine.

Mais avec le temps, la génératrice qui a une force électromotrice f.e.m. de 9 Volts va s'épuiser.

Cette d.d.p. différence de potentiel entre sa borne + et sa borne Moins diminue. Les électrons feront par ne plus avancer. L'Ampèremètre indiquera une valeur qui décroît puis indiquera un zéro. On ose dire alors une expression non technique, la pile est à plat.



Par convention internationale il a été décidé et écrit que le courant a un sens de circulation, partant de PLUS vers le MOINS. Nous respectons cette ancienne décision et tous les schémas réalisés dans le Monde entier sont réalisés sur ce principe.

Nous ferons de-même.

Mais en réalité c'est dans le sens inverse, cependant nous appliquerons la convention.



Sur le folio 01 / 1A, le courant arrive donc par les flèches et la d.d.p. est inscrite pour chaque source, (+ 5 Volts) et (+ 13,5 Volts). Chaque pile a un un pôle Négatif, et une flèche en A1 / 1C ; le relais RL 01 a le fil 4 , et le relais RM1 a le fil 6.



Pour la mise en service du relais RL 01, quand vous appuyez sur le bouton VERT BP Marche, le courant arrive sur la broche A1 de sa bobine; le relais alors est excité, il s'enclenche, il monte, on peut dire ces trois termes.

Quand votre doigt relâche le bouton VERT, le relais demeure enclenché parce que votre doigt a été remplacé par un contact qui s'est fermé aussi au moment où le relais s'est excité. C'est le contact dit d'auto-maintien. Dans le relais il s'agit des contacts internes 11 et 14;

Pour dé-exciter ce relais, il faut qu'il n'y ait plus de courant à passer dans sa bobine; pour cela appuyez sur le bouton ROUGE BP Arrêt, les fils 1 et 2 ne sont plus en liaison pendant que votre doigt a appuyé. Donc plus de 5 Volts à la broche A1 de la bobine, le relais a retrouvé sa position d'origine, non monté.

Vous ferez ce montage sur la plaque Breadboard.



Quand ce relais a monté, il a fermé aussi sa deuxième série de contacts internes 21 24 , vous les retrouvez dessinés sur ce folio en 01 / 9B.

Ce contact à fermeture va enclencher le relais de puissance, en effet le 13,5 Volts va se trouver aux broches de la bobine, le courant passant par le contact 21-24 avec les fils 5 et 7.

Sur la plaque Breadboard vous brancherez ce contact 21-24 pour voir et comprendre le fonctionnement.



Ci-dessous la photo d'un branchement des 2 boutons et d'un relais FINDER 40-52 en utilisant une plaque Breadboard:

ce relais remplace le relais de commande 30-22 sur la photo. Le relais 40-52 est sur une photo au-dessous, vous voyez la bobine et les lamelles.

Marche Arret Relais avec automaintien.jpg

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détail du relais : sa bobine et aussi ses 3 lamelles, celle du centre est reliée à la broche 11 (fil Blanc), celle de Gauche reliée à la broche 14 (fil jaune).

&RELAIS ET BOBINAGE CARCASSE.jpg

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Ci-dessous pour information photo d'un relais 30-22, il est plus petit, ses 8 broches espacées de 5,08mm peuvent s'enfoncer dans une Breadboard.

&COUPE DE MA BRAEDBOARD1 (2).jpg

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les deux derniers composants dessinés sur le folio 01 / 01 sont les diodes de redressement D101 et D102.

1 A LA DIODE ANODE CATHODE.png

Il est dit qu'il s'agit de diode de roue libre, mais ce n'est pas une explication.



Vous avez remarqué sur le folio ce type de composant; une diode est connectée aux broches de chaque bobine des deux relais.

Elles sont dessinées avec le trait horizontal placé du côté A1 de chaque bobine.

Le trait horizontal correspond à la cathode. La cathode délivre un courant continu redressé quand un courant arrive sur son autre côté , l'anode.

Matériellement le composant a un repère sur son corps cylindrique, du côté cathode il y a une bague blanche. En CMS la diode M7 est marquée par des stries côté cathode:

1 A M7.png

Comment et pourquoi ces diodes sont branchées aux broches A1 et A2 de la bobine des relais ?



COMMENT ces diodes sont-elles branchées

Elles sont branchées dans le sens inverse du sens passant, autrement dit, les diodes qui laissent normalement passer le courant de l'anode vers la cathode sont branchées ici à l'envers de sorte que le courant arrivant sur la cathode va se voir bloqué car la diode ne laisse pas passer le courant de la cathode vers l'anode. Ce type de montage existe sur toutes les bobines prévues pour fonctionner en courant continu, sur tous les schémas.



POURQUOI ces diodes sont-elles branchées

Nous allons parler un peu de magnétisme: En effet quand vous avez appuyé sur le BP Marche, le courant est arrivé à la bobine en A1, et comme il est continu, dit CC ou DC, il est reparti vers le pôle Négatif de la pile. (Là on a parlé du courant).

En traversant tous les spires de la bobine, celle-ci a créé un champ magnétique autour de son noyau. Ce noyau a attiré une palette qui a fait inverser la position de la lamelle centrale du relais, la lamelle a établi une liaison entre le contact 11 et 14. et de ce fait,ne touche plus la lamelle 11. Comme vous l'avez déjà vu dans ce descriptif, l'auto-maintien a remplacé votre doigt. Le relais demeure enclenché.

La diode à ce stade n'a pas eu à agir; aucun courant n'a pu y transiter car elle est installée sens inverse.



Elle va agir dès que vous allez appuyer sur le bouton BP Arrêt.

Appuyer sur le bouton BP ARRÊT, Le courant ne traverse plus la bobine et il arrête aussi de magnétiser le noyau, sauf qu'il demeure encore un peu magnétisé. Toutefois la palette a un mécanisme de retour et elle va remettre la lamelle 11 centrale en contact avec 12.

Le noyau inducteur va générer durant quelques millisecondes un courant inverse aux bornes de la bobine qui en A1 est n'est plus reliée avec le + de la pile.



Ce courant inverse sort de la bobine en A2, traverse cette fois-ci la diode D 101 et revient à la broche A1, la bobine résistive voit un faible courant inverse un bref instant et elle va l'atténuer pour finir par un courant dit pratiquement nul. Si vous disposez d'un milliAmpèremètre vous pourriez le brancher en série entre la cathode et A1, mais en respectant avec ses cordons le bon sens de branchement.

La diode a fait passer un faible courant émanant de A2 vers A1, et cela durant quelques millisecondes tant qu'un magnétisme existait.

Il se rebouclait sur lui-même durant cette courte période; et delà dire que c'est une diode roue libre, expression pas très technique.



Résumé; dans cet explicatif vous avez vu : le folio ses colonnes ses rangées, le numérotage des folios, le numérotage des fils, les flèches de report, le BP Marche et sa lamelle NO Normalement Ouverte, le BP Arrêt et sa lamelle NF Normalement Fermée, les relais avec leurs bobines et leurs 2 jeux de lamelles REPOS COMMUN TRAVAIL (12, 11,14) et (22, 21, 24) , la diode de redressement son sens passant et son sens bloquant, son anode, sa cathode, la bobine magnétisante et la décharge. La pile génératrice de courant et sa d.d.p.



Exercice pratique :

Sur une plaque Breadboard, câbler un télérupteur avec les composants et les fils numérotés. Le schéma est celui qui se trouve au début.

Il faut un peu de composants, BP ARRÊT, BP Marche, un RELAIS modèle 3022 en 5 Volts, un autre relais en 12 Volts.

Calculez la valeur de la Résistance RA qui sera à mettre en série entre la pile et la Breadboard.

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TELERUPTEURavec relais16.jpg

On en parle si besoin.

[Sinead]

concernant les fils qui se croisent et qui ne sont pas reliés entre-eux :



- soit, ils n'ont pas le rond noir dit "boulet"



- soit, un des fil chevauche l'autre en ayant une forme de demi-cercle, c'est le cas sur la photo d'un livre émis par ARDUINO ci-dessous et dans

laquelle on voit les 3 chevauchements.



Mais on voit aussi les 4 erreurs en bas de page où 3 boulets ont été oubliés, et un quatrième boulet sur le fil de l'entrée 2 de la carte UNO.



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BookArduino2021_Schéma_sans_Boulet_croisements_avec_ponts.jpg

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mais on fait tous des erreurs ... mais le mieux c'est de les corriger...