Nous verrons comment construire un circuit de comparateur de tension de la manière la plus simple en utilisant le circuit intégré de comparateur LM311.
Le LM311 est un comparateur unique. Cela signifie qu’il est composé en interne d’un comparateur.
Il compare ces entrées de tension et détermine quelle est la valeur la plus grande. Sur cette base, des décisions électroniques peuvent être prises en fonction de la plus grande entrée et de la plus petite. Ainsi, un comparateur est très utile dans les circuits où nous mesurons des niveaux et voulons que notre circuit agisse d’une certaine manière selon que le niveau d’une entrée est supérieur ou inférieur à un certain seuil.
Avant de construire notre circuit de comparateur, nous devons d’abord examiner en détail le brochage d’un circuit intégré de comparateur LM311, afin que vous sachiez ce qu’est chaque broche et ce que chaque broche fait.
Un LM311 est une puce à 8 broches.
Le brochage est illustré ci-dessous:
Le LM311 dispose de 2 entrées d’alimentation. Ceux-ci sont étiquetés VCC et VEE. VCC, broche 8, est l’endroit où la borne positive de l’alimentation en tension est insérée. Cette tension d’alimentation peut atteindre 36V. VEE, broche 4, est la broche que nous connectons à la masse ou à la tension négative. Dans ce circuit, nous connectons simplement VEE à la terre.Ces 2 bornes complètent le chemin d’alimentation de la puce LM311 et lui donnent la puissance dont elle a besoin pour fonctionner.
La broche GND, la broche 1, se connecte à la terre. Si vous regardiez le schéma des composants internes du LM311, vous verrez que cette broche est l’émetteur du transistor de sortie de la puce. Ainsi, lorsque nous connectons cette broche à la terre, nous mettons à la terre l’émetteur de la sortie. Cette broche doit être mise à la terre pour que le circuit fonctionne correctement. Sinon, la sortie sera toujours activée, que l’entrée non inverseuse soit supérieure ou inférieure à l’entrée inverseuse.
Ensuite, nous avons la broche de sortie de la puce. C’est la broche 7 de la puce. Cette broche est une broche collectrice ouverte. C’est le collecteur du transistor de sortie. Il doit donc être connecté à VCC et cela se fait normalement via une résistance de traction, mais cela dépend de la charge que nous alimentons. Pour une LED, nous voulons absolument une résistance pour limiter le courant à la charge.
Ensuite, nous avons les broches d’entrée pour le comparateur. Nous traitons maintenant avec le comparateur qui se trouve en interne dans la puce. Le comparateur a 2 entrées et une sortie. Une entrée, la broche 2, est la borne non inverseuse. La deuxième entrée, la broche 3, est la tension aux bornes inverseuses. Nous allons connecter une tension de référence à la borne non inverseuse. Et nous attacherons un circuit diviseur de tension àla borne inverseuse du comparateur. Lorsque la tension aux bornes inverseuses est supérieure à la tension aux bornes non inverseuses, la sortie est tirée haut sur VCC. Lorsque la tension aux bornes inverseuses est inférieure à la tension aux bornes non inverseuses, la sortie est tirée vers le bas sur VEE.
Ce sont les 5 seules broches que nous allons connecter. Les autres broches qui contrôlent la capacité et l’équilibre du stroboscope ne seront pas connectées; nous n’utiliserons pas ces fonctionnalités.
Pour notre circuit, nous allons connecter un potentiomètre à la borne non inverseuse. Cela nous permettra de régler le potentiomètre pour définir un niveau de tension de référence.
On va alors connecter un circuit diviseur de tension, constitué d’une résistance fixe et d’une photorésistance, à la borne inverseuse du comparateur.
Le fonctionnement du circuit est que lorsque la photorésistance est exposée à une lumière vive, elle présente une très faible résistance. Ainsi, très peu de tension lui tombe dessus (la loi d’ohm nous le dit). Par conséquent, la tension à la borne inverseuse sera inférieure à celle à la borne non inverseuse. Ainsi, la charge connectée à la sortie sera éteinte. Cependant, lorsque la photorésistance est exposée à l’obscurité, sa résistance augmente considérablement, de même que la tension qui la traverse. Ainsi, la tension de la borne inverseuse sera maintenant supérieure à celle de la borne non inverseuse, et donc la charge connectée à la sortie sera allumée.
Ainsi, notre circuit fonctionnera comme un circuit de veilleuse. Il allumera une LED dans des conditions sombres.
Composants nécessaires
- LM311 IC
- Photorésistance
- Résistance 33KΩ
- Résistance 220Ω
- Potentiomètre
- LED
- 3 piles AA ou alimentation CC
Les résistances ne doivent pas nécessairement être exactes mais doivent être quelque part à proximité des valeurs indiquées.
Le potentiomètre peut vraiment être n’importe quelle valeur.
Circuit d’éclairage nocturne du comparateur LM311
Le schéma du circuit d’éclairage nocturne est illustré ci-dessous.
C’est donc aussi basique d’un circuit que vous pouvez l’obtenir avec le LM311.
Comme il s’agit d’un circuit d’éclairage nocturne, nous voulons que la LED s’allume lorsqu’il fait sombre et s’éteint pendant la journée.
Nous utilisons donc le potentiomètre comme calibrateur. Nous l’accordons de sorte que la LED soit éteinte dans des conditions d’éclairage et allumée dans des conditions d’obscurité. Réglez le potentiomètre pour que ce soit le cas.
Ce circuit comparateur compare ensuite cette tension de référence à la tension produite à partir du diviseur de tension entre la photorésistance et la résistance 33KΩ. C’est un concept très simple. Lorsque la photorésistance est exposée à une lumière vive, sa résistance tombe bien en dessous de 30KΩ. Par conséquent, la majeure partie de la tension est allouée à la résistance 33KΩ et peu traverse la photorésistance. Ainsi, la tension produite par le diviseur de tension est inférieure à la tension de référence. Par conséquent, la sortie est tirée sur GND, ce qui signifie que la LED n’est pas alimentée. Cependant, pendant l’obscurité, la photorésistorea une résistance très élevée, de sorte que la majeure partie de la tension est allouée à travers elle. Ainsi, la tension produite à partir du circuit diviseur est supérieure à la tension de référence. Ainsi, la sortie est tirée haut sur Vcc et la LED s’allume.
Et c’est la base de notre circuit comparateur de tension.
Pour voir dans ce circuit en vrai, voir la vidéo ci-dessous.