Dernière mise à jour : 17/06/2009
Présentation
Cette page pose quelques points de départ pour les
débutants en
électronique, surtout pour ceux qui sont nuls. Comment regarder son premier composant
électronique ? Comment lire un schéma électronique
? Par quel type de
schéma commencer ? Quels composants standards mettre en stock ?
Comment faire les soudures ? Comment faire un circuit imprimé ?
etc...
Comment regarder son premier composant électronique ?
Avant d'aller plus loin, j'aimerais citer ici le courrier d'une maman
qui souhaite que ses enfants, qui étudient l'électronique
à l'école, abordent cette activité avec un regard
plus "compréhensif" :
**************************************************************
Bonjour Remy,
merci beaucoup pour votre site, une
mine d'or expliqué clairement pour des débutants comme
nous. Mes enfants font beaucoup de kits electroniques au collège
, ils savent souder des kits compliqués mais sans jamais
comprendre ce qu'ils font ! Du coup ils n'y trouvent pas plus d'interet
que dans une recette de cuisine. C'est pourquoi j'ai recherché
par moi même sur internet, ce qu'il y avait d'intéressant
là dedans. Je vous avoue je n'y connaissais rien de rien avant
la semaine dernière... Juste
un petit bémol concernant votre site : il manque les tous
premiers chapitres (ceux qu'on trouve nulle part sur internet, quand on
est un VRAI débutant COMPLET), à savoir :
1 - comment illuminer ma toute
première led sur ma plaque à essai, sans qu'elle grille,
et sans qu'il soit indiqué quoi que ce soit sur l'emballage des
leds (emballages faits pour les initiés il faut croire) !
2 - idem pour mon premier transistor
3 - idem pour mon premier condensateur
4 - voir ma première led clignotante
Ca pourrait vous servir pour votre
bouquin.
Bon pour vous ça n'a rien de
palpitant, mais pour mes enfants, je vous prie de croire que le point 1
suffit à ce qu'ils soit mordus (et non pas
démoralisés).
Bonne continuation pour votre site et
votre bouquin, et si vous
voulez qu'ils participent à vos illustrations il suffit de leur
demander je pense.
cordialement,
une maman perseverante
**************************************************************
Ce courrier résume fort bien la situation et un des
questionnements récurrents posés par les débutants
: l'assemblage sans acquisition parfaite des connaissances de base
est-il une bonne méthode pour commencer l'électronique ?
Peut-on s'en sortir avec les informations minimales fournies à
gauche et à droite ? Pour ce point je suis très
partagé, mais je pense, par expérience personnelle
vécue, que c'est tout à fait possible. J'ai
réalisé mon premier montage électronique sans rien
connaitre des composants, et j'ai dès cet instant
été conquis par ces deux petites ampoules qui
clignotaient alternativement. Oui mais... j'étais assisté
de mon papa, qui connaissais bien tout ça et m'a bien
aidé. Quid de ceux qui veulent commencer et qui n'ont personne
dans leur entourage qui peut les appuyer, au moins au début ?
Internet ? Les livres ? C'est le sujet principal de la page relative
à mon ouvrage L'électronique pour les débutants,
où je souhaitais aborder tous ces points qui me paraissent
essentiels pour partir du bon pied. Les exemples cités dans le
courrier qui précède sont flagrants : une LED est un
composant polarisé qui grille facilement si on ne l'utilise pas
correctement, et le manque d'informations peut facilement amener
à ce genre de désagrément, qui fait pourtant
partie d'une des expériences "ludique et volontaire" que je
propose dans mon livre ! Parce que pour moi, faire griller une led
volontairement ne donne pas les mêmes joies que de voir griller
une led par accident. Vous n'avez pas envie de dépenser 10
centimes pour voir une led griller ? Je vous comprend tout à
fait, et c'est pourquoi j'ai déjà prévu (j'en
parle un peu en avance) d'envoyer quelques composants à
maltraiter à qui m'en ferait la demande... mais uniquement pour
appuyer les textes de mon livre, sinon je n'ai pas fini ! Je voudrais
aussi revenir sur deux phrases de la maman en question :
Du coup ils n'y trouvent pas plus
d'interet que dans une recette de cuisine
J'adore faire la cuisine, et pourtant je n'y connais quasiment rien !
J'ai appris à faire de la sauce béchamel à partir
d'une recette dans un bouquin, personne ne m'a donné de conseil.
La première fois, grumaux et brulures... complètement
ratée ! Puis au fil du temps, j'ai appris, en suivant toujours la
même et unique recette dont je disposais. Pour moi, le texte (la
recette) était bon(ne), mais la pratique nécessitait
quelques ajustements. Maintenant je sais faire parfaitement cette sauce
;-)
Bon pour vous ça n'a rien de palpitant
Ne croyez pas cela. Pour moi, chercher à faire comprendre les principes
de base à des vrais
débutants est bien plus palpitant - car bien plus difficile -
que de donner des cours à des amateurs avertis. Bien sûr
on ne trouve pas tout sur mon site. Connaissez-vous d'ailleurs un seul
site qui contient toutes les réponses à un sujet
donné ? Pour ma part, j'attache une grande importance à
la façon dont ce que j'écris est perçu, car je
n'ai aucune envie d'écrire dans le vide et j'aime que les
lecteurs apprennent quelque chose en prenant du plaisir. Une faute
d'ortographe, une tournure incompréhensible, un manque
d'information, sont pour moi autant de choses à améliorer
et à corriger, et cela demande évidement un temps fou
(pour expérience, recopiez cette page et chronométrez le
temps que vous avez mis - sans compter le temps de réflexion et
le temps pris pour les dessins ou photos). Votre texte n'est pas
tombé dans l'oreille d'un sourd, je peux vous l'assurer ! Vous
vous en rendrez compte dans les prochaines mises à jours des
pages Théorie et Bases.
Comment lire un schéma électronique ?
Un
schéma électronique peut paraître complexe quand on l'aborde la
première fois. Il faut dire qu'il peut comporter beaucoup de petits
symboles, des valeurs, des annotations, des renvois... Mais bien
souvent pourtant, un schéma complexe n'est ni plus ni moins qu'un
assemblage de
plusieurs parties de schéma simples. Cette "simplicité cachée" se
dévoile au fil des lectures et des expérimentations, même si certains
schémas sont moins clairs que d'autres. Il ne faut pas oublier que les
personnes qui les dessinent sont comme vous et moi - humaines, et on a
chacun notre façon de faire... Cela peut paraître évident, mais pour
s'habituer à lire des schémas, il vaut mieux commencer avec des schémas
simples, dotés d'une ou deux fonctions seulement. Essayer de plonger
tête baissée dans une grosse réalisation fait peur et même avec
beaucoup de courage, on risque de se tromper en plusieurs endroits.
Auriez-vous l'idée de laisser entre les mains d'un enfant de 4 ans qui
apprend tout juste à lire, un livre de Stephen King, condensé de petite
lettres sur plus de 700 pages ? Non bien sûr, on commence avec Petit
ours brun ou avec Léo et popi.
Savoir lire un schéma électronique, c'est avoir connaissance des
points suivants :
-
Chaque symbole d'un schéma représente un composant ou une partie d'un
composant : un composant physique (réel) tel qu'une résistance, un
condensateur ou un transistor, est représenté par un symbole
électrique. Parfois, un seul et même composant physique est représenté
en deux morceaux, à deux endroits différents dans un même schéma (cas
de certains circuits intégrés ou de relais par exemple). Il faut
donc apprendre à reconnaitre les symboles des schémas pour savoir
à quels composants électroniques ils correspondent. Reconnaitre un
composant d'après son symbole.
-
Pour
qu'un montage électronique fonctionne, il faut raccorder entre eux
plusieurs composants, en soudant entre elles leurs pattes de connexion.
Les liaisons entre pattes peuvent être réalisées "en l'air" - c'est à
dire directement et sans aucun support, ou être assurées par des pistes
de cuivre - ou même des fils électriques - sur un circuit imprimé. Mais
quelque soit le mode de raccord choisi, il faut savoir quelles
pattes de composant doivent être raccordées entre elles. Et pour
celà, il faut (re)connaitre les conventions de dessin
utilisées par le dessinateur.
Exemple de correspondance entre un schéma et une réalisation
pratique
Pour
vous aider à comprendre comment faire le lien entre
schéma et
réalisation, j'ai pensé qu'un petit exemple
volontairement "éclairci"
serait le bienvenu. Je vous laisse regarder les schéma et photo
qui suivent, qui correspondent à un petit clignotant double
où deux leds s'allument alternativement.
Sur le schéma de gauche, on trouve 10 symboles de composants, en
plus de la pile de 9V dénommée BAT1. Nous avons en effet
4 résistances (R1 à R4), 2 condensateurs (C1 et C2), 2
transistors (Q1 et Q2) et 2 leds (D1 et D2). Ces 10 composants sont
interconnectés aux endroits du schéma où il y a
des points rond. On peut assimiler ces points ronds à des
soudures, et ainsi aisement faire la correspondance avec la
réalisation pratique montrée sur la photo de droite,
où l'on retrouve nos 10 composants, cablés selon les
indications du schéma.
Par quel type de
schéma commencer ?
Ne
pas commencer avec un schéma complexe ou présentant des
dangers élevés, même si la réalisation est
un
vieux rêve auquel on attache une grande importance. Quand
j'étais
enfant, j'ai trouvé le schéma d'un instrument de
musique
électronique dont le principe de fonctionnement était
génial. J'avais
grande envie de le réaliser, mais je ne comprennais pas
grand
chose au schéma. J'ai attendu bien des années avant de le
réaliser (il
s'agissait d'un Theremin)
!
Je déconseille de débuter en
électronique avec les montages du type suivant :
-
amplificateurs de puissance BF à lampes, principalement parce
que des tensions élevées sont mises en oeuvre.
- amplificateurs de puissance RF à transistors, trop de risque de
crâmer des composants coûteux.
-
alimentation secteur de forte puissance, parce qu'une erreur de
manipulation peut provoquer de graves dégats matériels et/ou physique.
-
montages "avancés" à microprocesseurs, parce qu'il faut déjà avoir de
bonnes bases sur les règles générales de l'électronique de base.
J'invite fortement
le débutant à commencer avec des montages simples, pour se faire la
main tant pour la lecture des valeurs et références, que pour
l'apprentissage des soudures. Parmi les montages simples, citons par
exemple :
- les sirènes modulées (exemple)
- les petits émetteurs FM (exemple)
- les jeux de lumière à leds, tels les chenillards (exemple)
- les petits orgues musicaux monodiques
De
préférence commencer avec un montage qui touche au son ou à la lumière,
on crie plus facilement sa joie quand ça fonctionne ;-)
Une amie m'a donné il y a peu, un petit livret qu'elle a
retrouvé dans un vieux Spirou de 1960, destiné aux
enfants :
(cliquer pour aggrandir)
Un poste récepteur OC (Ondes Courtes) à lampes, à faire soi-même.
Interressant, non ?
Quels composants standards mettre en stock ?
Quand on découvre qu'il existe plusieurs centaines de milliers
de références dans le monde des composants
électroniques, on peut prendre peur. Mais soyez rassurés,
car avec seulement quelques composants "typiques" très connus,
bien distribués et peu onéreux, on peut
déjà faire pas mal de choses. Vous trouverez ci-dessous
quelques références que vous reconnaitrez très
vite si vous aimez bien "lire" les schémas électroniques.
Transistors
Il existe tant de transistors
de tout genre... des petits, des gros, en plastique, en métal.
Les modèles proposés ci-après sauront se rendre
utiles dans plus de 90 % des applications.
Transistors bipolaires de petite
puissance
- NPN : BC237, 2N2222, 2N1711
- PNP : BC307, 2N2907, 2N2905
Transistors bipolaires de moyenne et
forte puissance
- NPN : BD241C, BDX53C, 2N3055, BDV65B
- PNP : BD242C, BDX54C, (2N2955), BDX18, BDV64B
Transistors FET
- Canal N : 2N4416, 2N3819
- Canal P : aucune référence proposée, très peu de montages en font
usage.
Circuits intégrés (CI)
Et que dire du nombre de circuits intégrés
disponibles, toutes catégories confondues !
Amplificateurs opérationnels (AOP ou
ALI)
- AOP simples : LM741, TL071, TL081, NE5534
- AOP doubles : TL072, TL082, NE5532
- AOP quadruples : TL074, TL084
Circuits logiques CMOS
CD4011 (portes NAND), CD4013 (bascules D), CD4017 (compteur
décimal 10 sorties), CD4060 (compteur binaire), CD4066 (portes
analogiques)
Régulateurs de tension
- Régulateurs positifs : LM7805 (+5V), LM7812 (+12V), LM317 (ajustable +1,25V à +30V)
- Régulateurs négatifs : LM7905 (-5V), LM7912 (-12V), LM337 (ajustable
-1,25V à -30V)
Diodes
Pour assemblage de fonctions logiques, pour se faire sa petite
alimentation secteur, la diode
est très demandée elle aussi.
Diode usage général (diodes signal)
1N914, 1N4148
Diodes de redressement "individuelles"
- petite puissance : 1N4001 à 1N4007
- moyenne puissance : BY251, BY255
Ponts de diodes moulés
B80C1000 (80V / 1A), B250C1500 (250V / 1,5A)
Résistances
Il faut tenir en stock quelques résistances
de chaque valeur (5 ou 10 de chaque). Mais certaines valeurs servent
plus que d'autres, telles les suivantes (en prendre 10 ou 20 de chaque)
:
- 220 ohms (résistance limitation courant led sous 5V) et 560 ohms
(résistance limitation courant led sous 12V)
- 1 KO ou 2,2 KO (résistance limitation courant base transistor courant
petite puissance)
- 10 KO (résistance de charge collecteur transistor)
- 100 KO (résistance polarisation base transistor courant petite
puissance)
Condensateurs
Les valeurs normalisées des condensateurs
commencent par 1 pF et vont jusqu'à plus de 1 F (1000000 uF).
Dans les montages de base, on emploie plus rarement des condensateurs
inférieurs à 100 pF (valeurs surtout utilisées en
HF) et supérieurs à 1000 uF (valeurs plutôt
utilisées dans les montages de forte puissance).
Condensateurs film plastique non
polarisés
100 pF à 1 uF / 63 V ou 100 V - MKH
Condensateurs chimiques polarisés
1 à 1000 uF / 40 V ou 63 V
Potentiomètres
Dans beaucoup de montages, la valeur exacte d'un potentiomètre
n'est pas critique. Bien souvent, un potentiomètre de 47 KO peut
être remplacé par un potentiomètre de 100 KO
(valeur normalisée directement supérieure), même si
cela peut bien entendu affecter la facilité de réglage
puisque la plage de manoeuvre initiale se trouve concentrée sur
une surface plus réduite. C'est pourquoi la liste des valeurs
que je propose ci-après pour les potentiomètres de
tableau ne comporte pas toutes les valeurs possibles.
Potentiomètres de tableau
1 KO - 4,7 KO - 10 KO - 47 KO - 100 KO - 470 KO - 1 MO (piste carbone
ou plastique)
Potentiomètres ajustables
1 KO - 2,2 KO - 4,7 KO - 10 KO - 22 KO - 47 KO - 100 KO - 220 KO - 470
KO - 1 MO (marque Piher ou sfernice, montage horizontal)
Optoélectronique
L'optoélectronique regroupe tout ce qui à trait à la lumière, tels les leds, les afficheurs à leds
ou les photorésistances. Je vous suggère de tenir en
stock au moins un afficheur 7 segments de type anode commune et un
autre de type cathode commune.
Afficheurs 7 segments
- Anode commune : HD1131, TIL701, DL507, MAN6760, HDSP5301
- Cathode commune : HD1133, TIL702, DL500, MAN6780, HDSP5303
Leds
Au moins 5 leds rouges, autant de vertes et de jaunes.
Relais
Le relais peut sembler
à certains un composant dépassé, mais il est
encore pratique dans nombres d'applications, surtout quand il s'agit
d'avoir une excellente isolation entre deux parties électriques.
Les modèles les plus classiques sont ceux disposant de un
ensemble de contacts (1 RT) ou de deux ensembles de contacts (2 RT). A
moins de vous lancer dans des circuits de forte puissance, les tensions
de service des relais dont vous pourrez avoir besoin seront
certainement 5V, 6V ou 12V. Choisissez de préférence des
marques connues telles que Siemens, Omron, Clare, NTE, Magnecraft ou
SDS.
Exemples de relais 1 RT 5 V
- Omron : G2R-14-DC5, G2R-1E-DC5
- Magnecraft : W172DIP-1
- NTE : NTE-R22-5
Exemples
de relais 1 RT 12 V
- Omron : G2R-14-DC12, G2R-1E-DC12
- Magnecraft : W172DIP-145
- NTE : NTE-R22-12
Exemples de relais 2 RT 5 V
- Omron : G2R-24-DC5, G2R-2S-DC5
- Magnecraft : W172DIP-17
- NTE : NTE-R40-5
Exemples de relais 2 RT 12 V
- Omron : G2R-24-DC12, G2R-2S-DC12
- Magnecraft : W172DIP-13
- NTE : NTE-R40-12
Comment faire les soudures ?
C'est un vaste sujet, mais ce n'est finalement pas si compliqué. Faire
de bonnes soudures exige deux choses :
- avoir du bon matériel (bon fer à souder, bonne soudure, composants
pas rouillés);
- pratiquer !
J'ai écrit quelques lignes à ce sujet, voir pages suivantes :
Fer à souder
Tutoriel
soudure
Mon fiston de
5 ans sait
souder
Comment faire un circuit imprimé ?
Il
existes plusieurs méthodes, plus ou moins professionnelles. Fabriquer
un circuit imprimé tel que ceux que l'on le voit dans les réalisations
commerciales (radios, télés, ordinateurs) demande un minimum de
matériel, qu'il vaut mieux posséder si on s'engage dans la réalisation
d'un grand nombre de circuits, mais qui est loin d'être indispensable
pour des réalisations ponctuelles et espacées dans le temps. Pour
débuter et pour des montages simples et non critiques, un petit circuit
imprimé de type "expérimentation", appelé aussi "circuit à bandes",
"circuit à pastilles" ou "Veroboard" peut amplement suffire.
Moi-même
en utilise encore après plus de 30 ans d'expérience dans le domaine,
aucune raison d'avoir honte de ce type de support ! Car ce type de
circuit convient très bien tant qu'on ne travaille pas à des fréquences
élevées ou avec signaux électriques de faible amplitude. Plus de détails à la page Plaques d'expérimentations.
Notez
qu'avec ce genre de support, on peut souder les composants autant côté
"composants" que côté "cuivre", même s'il parraît plus "professionnel"
de ne pas faire comme je l'ai fait sur la photo ci-avant (j'ai
toutefois un argument de défense : la longueur des liaisons qui devait
être faible pour ce circuit, qui travaille en haute fréquence).
Voir aussi page Réalisation
d'un circuit imprimé.
Rangement des composants
C'est plus important qu'on ne le pense.
Je vous invite à lire ma page Rangement des
composants.
