Capteur de Position

Capteur de position optocoupleurs

98COU029 Acadmie de POITIERS - Groupe Physique Chimie page 1

Enonc : Le capteur de position tudi permet de reprer sur des diodes lectroluminescentes 4 positions

angulaires dun disque en rotation autour dun axe . Le schma de principe du capteur et le positionnement des optocoupleurs sont donns sur les schmas ci-dessous :

disque en rotation autour delaxe

zone opaque

zone translucide

represolidaire

dudisque

optocoupleur 0optocoupleur 1

Position 1Position 2

Position 4Position 3

axe

led 1

led 0

PhotTr 1

PhotTr 0

zone opaque ou zonetranslucide

disque en rotationautour de l'axe

Le principe de fonctionnement des optocoupleurs est dcrit ci-dessous :

- lorsquune zone opaque du disque est prsente entre la led de l'optocoupleur et le

phototransistor, le phototransistor nest pas excit et par consquent il est bloqu.

- inversement, lorsquune zone translucide du disque est prsente entre la led de

l'optocoupleur et le phototransistor, le phototransistor est excit et par consquent il est satur.



Le montage lectronique a le schma ci-dessous :

R1 R2

opto 1

1

1

Dec 24A

BG

R3R4 LED 1

R3R4 LED 2

R3R4 LED 3

S1

S2

S3

VDD = 5 V

R3R4 LED 0

S0

T0

T1

T2

T3

R1 R2

opto 0

A

B

A

B

M

1. Les optocoupleurs utiliss ont pour principales caractristiques :

- Intensit du courant dans la diode lectroluminescente : IF = 20 mA

- Tension aux bornes de la diode lectroluminescente lorsquelle est traverse par IF :

VF = 1.5 V.

- Intensit maximale du courant dans le collecteur du phototransistor lorsquil est satur :

ICMAX = 0.5 mA.

- Tension VCESAT entre le collecteur et l'metteur du phototransistor lorsquil est satur :

VCESAT = 0 V.

Les portes inverseuses intervenant dans le schma lectrique sont considres comme parfaites et en

particulier ont une rsistance dentre infinie.

1.1 Aprs avoir repris le schma dalimentation de la diode lectroluminescente de

l'opptocoupleur 0, et aprs avoir flch sur ce schma les diffrentes tensions, dterminer la valeur

donner au rsistor R1.

1.2 Aprs avoir repris le schma dalimentation du phototransistor Tr0, et aprs avoir flch sur ce

schma les diffrentes tensions, dterminer la valeur donner au rsistor R2.

1.3 Quelles sont les valeurs prises par la tension uAM lorsque le phototransistor PhotTr0 est :

1.3.1 satur ?

1.3.2 bloqu ?



1.4 Complter le chronogramme 1 prsent sur le document rponse.

2. Le dcodeur 2 4 a la table de fonctionnement donne ci-dessous : Entres Sorties

Validation G

Slection A B

S0 S1 S2 S3

H X X H H H H L L L L H H H L H L H L H H L L H H H L H L H H H H H L

H reprsente une tension de niveau haut correspondant une tension de 5 V.

L reprsente une tension de niveau bas correspondant une tension de 0 V.

En utilisant la table de fonctionnement ci-dessus complter le chronogramme 2 prsent sur le

document rponse.

3. Les transistor T0, T1, T2 et T3 ont pour principales caractristiques :

- Tension entre base et metteur lorsque le transistor est passant : VBE = - 0.7 V.

- Coefficient damplification en courant moy = 150. - Tension entre collecteur et metteur lorsque le transistor est satur : VCESAT = - 0.2 V.

Les diodes lectroluminescentes LED0, LED1, LED2 et LED3 ont pour principales caractristiques :

- Tension de seuil lorsquelles sont passantes : Useuil = 1.6 V.

- Intensit du courant conseill pour obtenir un clairement correct : IFLED = 20 mA.

On s'intressera au fonctionnement du transistor T0 et de la diode lectroluminescente correspondante

LED0.

3.1 Quelle doit tre la tension uS0M pour que le transistor T0 soit bloqu ? Quel est alors ltat de la

diode lectroluminescente LED0 ?

3.2 Quelle doit tre la tension uS0M pour que le transistor T0 soit satur ? Quel est alors ltat de la

diode lectroluminescente LED0 ?

3.3 Aprs avoir repris le schma dalimentation de la diode lectroluminescente LED0 et aprs

avoir flch les diffrentes tensions, dterminer la valeur donner au rsistor R4 pour assurer une

brillance correcte de la diode lectroluminescente LED0.

3.4 Quelle est lintensit du courant IBSAT, courant limite assurant la saturation du transistor T0 ?

3.5 En prenant un coefficient de sursaturation de 3, tel que IBSS = 3.IBSAT, dterminer la valeur

donner au rsistor R3.



4. Synthse

4.1 Complter le chronogramme 3 prsent sur le document rponse et indiquer les diodes

lectroluminescentes allumes.

4.2 Les diodes lectroluminescentes LED0, LED1, LED2 et LED3 sont disposes la

circonfrence dun cercle. Positionner ces diodes, pour quelles indiquent, lorsquelles sont

allumes, la position correspondant au repre solidaire du disque.

Document rponse :

Chronogramme 1. Position du represolidaire du disquePosit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4

0

5V

uAM

0

5V

uBM

0

5V

uAM

0

5V

uBM



Chronogramme 2.

Position du represolidaire du disquePosit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4

0

5V

uAM

0

5V

uBM

0

5V

uS0M

0

5V

uS1M

0

5V

uS2M

0

5V

uS3M



Chronogramme 3.

Position du represolidaire du disquePosit 1 Posit 2 Posit 3 Posit 4

0

5V

uS0M

0

5V

uS1M

0

5V

uS2M

0

5V

uS3M

LEDallu-me

Capteur de Position

Documents

Transcript of Capteur de Position