Dernière mise à jour le 04/10/2015

Présentation


Ce montage électronique permet d’amplifier un courant qui circule dans un phototransistor (ou diode réceptrice). Avant toute chose, il faut procéder par des mesures pertinentes afin de connaître les différents niveaux de courant qui circule dans cette diode réceptrice qui reçoit un rayonnement lumineux infrarouge venant bien évidemment de la diode émettrice. La récupération de ce signal infrarouge peut soit être fait en direct (diode l’une en face de l’autre), ou bien par un miroir, c’est d’ailleurs ce dernier cas que nous allons regarder.

Schéma


Diode émettrice L-7113
L’alimentation pour la diode réceptrice type L-7113 est faite sous une tension de 9V avec une résistance talon de 400 Ohms afin de faire circuler un courant typique de 20mA pour être dans le spectre à son maximum. (9-1,2)/400=19,5mA.


Diode réceptrice LTR-4208
En ce qui concerne notre diode réceptrice, celle-ci est positionnée côte à côte de la diode émettrice, et nous allons utiliser un miroir afin de renvoyer la lumière infrarouge sur la diode réceptrice.
Les tests sont les suivants :
Sans miroir (absence de l’infrarouge) = 1,1µA
Miroir situé à environ 4cm = 2µA
Miroir situé à environ 3cm = 3,3µA
Miroir situé à environ 2cm = 10µA
Miroir situé à environ 1cm = 40µA

On voit très bien que plus le miroir est éloigné et plus le signal infrarouge est faible (courant très faible proche de µA).

Transistor 2N2222A
J’ai retrouvé dans le fond d’un tiroir un pauvre transistor 2N2222 qui était caché.
En consultant le datasheet que je vous laisse retrouvé sur votre navigateur internet, on peut observer les différentes valeurs de gain en fonction du courant Ic.
Pour un courant Ic de 0,1mA, le gain et pour une température de 25°C est d’environ de B=90, et il est à son maxi lorsque le courant est proche de 50mA (gain > B=200) .
Pour un gain de B=90 théorique et d’un courant Ic=0,1mA le courant de base serais de Ib=Ic/B=0,0001/90=1,1µA Tiens !! Proche voir même très proche du courant lorsque nous nous situons en l’absence d’un signal infrarouge.
Prenons cette fois-ci un courant Ib= 3,3µA quel serais l’intensité du collecteur et par la même façon quel gain nous allons obtenir ?
Tout d’abord, pour un courant Ic de 0,3mA le gain est d’environ de 125 Ib=Ic/B=0,0003/125=2,4µA.
Si nous avons le miroir qui se situe à environ 4cm, le courant qui circule dans la diode émettrice serais d’environ de 2µA, et le but est de rendre 100% passant le transistor. L’alimentation est faite sous une tension de 9V, le transistor 2N2222 doit être passant avec une chute de tension de Vce=0,3V on peut donc en déduire la résistance à mettre en œuvre pour que celle-ci est une chute de tension de 8,7V (9-0,3) et que l’on va diviser par le courant Ic qui est de 0,3mA (Ic=Ib*B=0,000002*125=0,25mA proche des 0,3mA). La résistance est donc égale à R1=8,7/0,0003=29K ohms (prenons 30K).
Bon Maintenant, il faut vérifier une chose, c’est que si le courant Ic=0,3mA nous avons une chute de tension dans cette résistance de 8,7V soit Vce=9-8,7=0,3V transistor 2N2222 est bien saturé, mais si maintenant nous nous retrouvons dans un configuration ou le miroir est absent, dans ce cas Ib=1,1µA ce qui correspond à un gain de 90 pour obtenir un courant Ic=0,1mA. La chute de tension aux bornes de la résistance serais donc d’envions de 3V !! Vce=9-3=6V, le transistor 2N2222A n’est donc pas saturé.


Le montage est-ce qu’il peut fonctionner en 5V ?
La réponse est Oui !!! Mais encore une fois il faut recommencer tous nos calculs…. Alors pourquoi ne pas commencer maintenant ?
Pour une alimentation de 5V, il faut utiliser un régulateur de tension comme le 79L05 du schéma électronique ci-dessus. Les résultats concernant le courant avec ou sans miroir reste bien évidement inchangés. Ce qu’il faut revoir maintenant c’est les choix des résistances de protections de ces deux diodes.
R2=(5-1.2)/0.020=190 Ohms (prenons 200 Ohms)
R3=5/0,001=5K Ohms (mettons 2 résistance de 10K en parallèle)
En ce qui concerne maintenant la résistance R1, procédons de la même façon que précédemment :
R1=(5-0,3)/0,0003=15K6 (je décide de mettre 20K)
Pour un courant Ic de 0,1mA (pas de présence du miroir), la chute de tension dans la résistance est de UR1=20000*0,0003=2V Vce=5-2=3V (transistor non saturé)
Pour un courant Ic=0,23mA (oui 0,23mA car la résistance est de 20k soit (5-0.3)/20000=0,23mA), la chute de tension aux bornes de la résistance est de UR1=20000*0,00023=4,7V. Vce =5-4,7=0,3V le transistor est bien saturé 100%.
56.5UA

Prototype


Oui un petit prototypage avec pour la photo de gauche sans miroir, et la photo de droite avec miroir. Les tests ont été réalisés sur une tension de 5Vdc, à l’aide d’une pile de 9V une pile de 9V.


proto-27 proto-28

 

proto-29 proto-30 proto-31

 

Circuit(s) imprimé(s)


Aucun

Historique


– 04/10/15
Première mise à disposition.