Lors du tournoi de robotique de Nîmes 2017, l’attraction principale, en dehors des compétitions, sera le robot humanoïde « Pepper« , présenté par IMERIR, l’école de robotique de Perpignan.
Vous pourrez interagir avec ce robot de compagnie, tout au long des 2 journées du tournoi, les 13 et 14 mai 2017.
Amplificateur à 3 transistors, Classe AB, Push-Pull, P=0,5W
Document AM1 ( pour les étudiants GEII, semestre 1)
L’idée de départ est de permettre à un débutant de réaliser un amplificateur audio simple. Ce montage est parfait pour amplifier le son d’un smartphone. Il n’est pas très performant, mais il est largement suffisant pour découvrir l’électronique de façon agréable.
Les explications données sont une information complémentaire pour ceux qui veulent comprendre son fonctionnement. Les débutants auront besoin de consulter des documents généralistes expliquant le fonctionnement des transistors dans les montages de base, avant d’aborder celui-ci.
Le schéma est l’un des plus simples qu’il soit possible de trouver. Il utilise 3 transistors très classiques.
L’explication doit se faire en 3 parties. En premier, il faut comprendre la structure choisie, ensuite le fonctionnement du montage en statique, c’est-à-dire lorsqu’il n’y a pas de signaux en entrée, et pour finir, analyser le fonctionnement en dynamique avec un signal à amplifier en entrée.
Sa structure peut être décomposée en 2 parties. A gauche, T1 est un transistor en mode Émetteur Commun pour amplifier la tension d’entrée. A droite, T2 et T3 sont montés en Collecteur Commun pour amplifier le courant. C’est l’association des 2 étages en cascade qui permet d’obtenir de la puissance en sortie, P=UI . T2 et T3 forment une structure de type Push-Pull, étage de sortie typique d’un amplificateur de puissance. Les 2 diodes en série permettent une polarisation en classe AB de ces 2 transistors pour réduire la distorsion de croisement.
Les valeurs des résistances permettent de régler les courants au repos. Les condensateurs limitent la bande passante au domaine audio.
Le but de cette analyse est de comprendre le choix des valeurs pour les résistances. Pour cela, on simplifie le montage en supprimant les condensateurs équivalent à des circuits ouverts en continu. Le haut-parleur est une charge négligeable, car elle est en série avec R3 de valeur très supérieure.
La règle n°1 dans ce type de montage, c’est d’obtenir une tension en sortie du montage égale à la moitié de la tension d’alimentation, entre les 2 transistors T2 et T3. Pour obtenir cela, il faut que ces 2 transistors soit légèrement passant. Pour rendre ces 2 transistors passants, il faut que la tension entre leur base soit égale à 2 fois 0,65V environ. C’est le rôle des 2 diodes D1 et D2, en faisant passer un courant dans ces diodes, on obtiendra cette valeur de 1,3V. C’est le transistor T1 qui va gérer ce courant dans les diodes, lorsqu’il va être passant.
Un équilibre sera obtenu entre tous ces transistors par le choix des 2 résistances R1 et R2.
Pont diviseur de tension : 
Cette équation est insuffisante pour choisir un couple de valeur pour R1 et R2. On va faire intervenir la valeur des courants en commençant par dimensionner R3.
Un courant de l’ordre de 1 à 2mA suffit pour polariser les diodes, mais il faut savoir que R3 définit aussi le courant de base de T2. On reviendra sur T2, plus tard.
Donc on calcule: R3 = 3,85/0,002=1925Ω, soit une valeur pratique de 1,8kΩ.
Donc, le courant dans le collecteur de T1 est de l’ordre de 2mA. T1 est un transistor de gain en courant de l’ordre de 200, c’est un modèle B. Le courant de base est de 10µA. Pour pouvoir régler la tension à 0,65V sur la base de T1, il faut un courant dans R1 au moins 5 fois plus grand. Donc on choisit 50µA et on calcule R.
R1 = 0,65/0,00005=13kΩ, soit une valeur pratique de 12kΩ.
D’où une valeur pour R2 de 6 fois 12kΩ, soit 72kΩ, on prendra la valeur pratique de 68kΩ.
Mais on aurait pu choisir d’autres couple de valeurs pour R1 et R2 (4,7k et 27k ou 10k et 56k). Cela augmente un peu la consommation, mais permet de tolérer des transistors de gain plus faible pour T1..
On y a ajouté une Del rouge pour vérifier la présence de la tension 9V. Mais vous pouvez souhaitez faire l’économie de ce courant, dans ce cas, ne placer pas les 2 composants, R4 et D3.
Il est très important d’apparier les 2 transistors T2 et T3. C’est-à-dire que le gain en courant de ces 2 transistors soit le même. Cela garanti une amplification identique des 2 alternances du signal. Un tri par référence des transistors est insuffisant, il faut absolument mesurer plusieurs transistors et sélectionner ceux qui ont un gain proche.
La puissance annoncée est de 0,5Watt, mais quelle est la puissance maximale théorique ?
En réalité, il est difficile d’obtenir une tension en sortie dont l’amplitude serait maximale (4,5V). Les transistors se saturent pour une tension de l’ordre de 1V.
De plus il faut tenir compte de la tension de 0.6V entre la base et l’émetteur et de la chute de tension dans la résistance R3. C’est surtout cette résistance qui limite tout et le gain en courant du transistor T2.
La tension maximale disponible est obtenue lorsque la diode D1 n’est plus passante. Le courant de 2mA est amplifié par T2. Le gain de ce transistor est de l’ordre de 175. Soit une tension aux bornes de la charge de :
Mais, là aussi, la réalité est différente car le gain en courant des transistors diminue au delà de 100mA. Donc la puissance réelle, sans nuire à la qualité est encore un peu inférieure.
Les transistors choisis sont des modèles TO92 en plastique, de puissance maximale de l’ordre de 600mW. Avec des pointes de courant à 350mA sous presque 3V, on atteint sa limite, mais comme ce n’est pas en continu et que ce n’est vrai que pour une seule alternance, la valeur moyenne de la puissance dissipée par chaque transistor est plus proche des 100mW au maximum.
Le gain en tension du montage est le gain en tension du 1er étage autour de T1, dont la charge est l’impédance du 2ème étage. On rappelle que le gain du 2ème étage est de l’ordre de 1, car les 2 transistors sont montés en collecteur commun.
Le montage de la charge (le haut-parleur) entre le plus de l’alimentation et le point milieu du push-pull avec un condensateur en série est un montage type bootstrapp, permettant d’améliorer la dynamique du signal de sortie. En son absence, les alternances positives du signal de sortie seraient plus petites. Le petit inconvénient de ce montage original, c’est que l’on entend le condensateur se charger à la mise sous tension et qu’il y a 2mA qui passe dans le haut-parleur au repos.
Pour réaliser ce montage sur un circuit imprimé, il vous faudra réaliser le circuit imprimé en copiant l’image suivante, ou en téléchargeant le fichier associé. Puis percer et souder les composants indiqués dans la nomenclature.
Les dimensions du circuit imprimé sont de 62,2mm de long sur 25,4mm de large.
On a veillé à ne pas avoir de boucle de masse dans le circuit imprimé. La fixation du circuit sur un boitier devra se faire avec des entretoises isolées.
R1 : 12kΩ (marron, rouge, orange, or) C1 : 10µF (25V vertical)
R2 :68kΩ (bleu, gris, orange, or) C2 : 150pF
R3 :1,8kΩ (marron, gris, rouge, or) C3, C4 : 220µF (25V vertical)
R4 : 4,7kΩ (jaune, violet, rouge, or) D1, D2 : 1N4148
T1 : BC547B D3 : Del rouge 3mm
T2 : BC337 K1, K2 : connecteur femelle 1×02
T3 : BC327 K3 : connecteur mâle 1×02
Circuit imprimé : IU_614
Le premier test est optique. Vérifier que vos soudures sont bien brillantes et qu’elles ne sont pas en court-circuit avec d’autres. Les soudures doivent ressembler à un volcan (pas de boules ou trop peu de soudure). Que les composants sont branchés dans le bon sens.
Dans les conditions normales, on doit utiliser une alimentation de laboratoire réglée sur 9Volts avec limitation d’intensité. Mais il est possible de faire un test simple en utilisant une pile 9Volts connectée à K3. Le haut-parleur est remplacé par une résistance de test de 8 Ohms. La Del rouge doit s’allumer.
Vérifier avec un multimètre, en mode voltmètre, les tensions entre les 2 transistors T2 et T3. Si la tension est de l’ordre de 4,5Volts, vous pouvez remplacer la résistance de test par un haut-parleur et brancher la prise pour le téléphone.
Si la Del ne s’allume pas, il est possible que la pile soit vide ou que vous ayez un problème de soudures.
Si la tension entre les transistors T2 et T3 n’est pas correcte, il est fort probable qu’un ou plusieurs composants sont soudés à l’envers ou détruits, ou bien qu’il y a un court-circuit.
Il s’agit de modèles très classiques qui peuvent être remplacés par d’autres en faisant attention à leurs broches. Même si ce n’est pas obligatoire ici, il est conseillé que les 2 transistors T2 et T3 soient des modèles complémentaires; c’est-à-dire que leurs caractéristiques soient identiques. Les paires BC337 et BC327 sont complémentaires, les paires 2N3904 – 2N3906 et 2N2222 – 2N2907 aussi.
T1 : BC547, BC548, 2N2222, PN2222 (broches inversées), 2N3904 (broches inversées)
T2 : BC337, 2N2222, PN2222 (broches inversées), 2N3904 (broches inversées)
T3 : BC327, 2N2907, 2N3906 (broches inversées)
On préfèrera les modèles 2N2222 et 2N2907 en boitier métal (TO18) pour une meilleure dissipation.
Il ne faut pas hésiter à tester le montage sur une plaque d’essai. Cela permet de tester divers transistors pour chercher ceux qui ont le meilleur gain. En fonction des transistors choisis et en changeant les résistances, il faut régler la tension entre les transistors T2 et T3 à la moitié de la tension d’alimentation.
Pendant le mois de septembre 2016, 80 étudiants (en binôme) ont réalisés ce montage en 3h, avec une explication préalable de 45mn. Le résultat est très positif, puisque 95% des étudiants ont fini et testé cet amplificateur sur leur smartphone.
Pour certaines marques de smartphone, il n’a pas été possible d’utiliser le câble avec une prise jack un peu trop large. Mais en utilisant une liaison Bluetooth, leur montage a pu être testé aussi.
Cette année, le tournoi de robotique se déplace à coté de Nîmes, à Milhaud.
Organisé sur 2 jours, avec une conférence sur la robotique sous-marine le samedi matin , cette compétition accueillera plus de 60 robots venant de toute la France.
le samedi après-midi est consacré aux enfants et aux homologations des catégories reines, les robots mini-sumo et suiveurs de ligne.
Le dimanche matin, ce sera les poules qualificatives et les finales l’après midi.
Plusieurs ateliers libres autour du même thème avec cartes Arduino et Raspberry. Ainsi que des démonstrations de professionnels.
Combats de robots humanoïdes, drones, imprimantes 3D.
Deux très belles journées à ne pas manquer pour les inconditionnels des nouvelles technologies, Open source et plus simplement curieux de comprendre l’avenir qu’on nous réserve.
Dans le cadre du module d’enseignement AM1 (Aide & Méthodologie), les étudiants par groupe de TP peuvent découvrir certains aspects pratiques de l’enseignement dispensé pendant l’année.
Concernant l’électronique, il s’agit de savoir réaliser une carte électronique, de savoir reconnaitre les composants électroniques, de savoir tester le montage. Ces compétences pratiques sont nécessaires assez tôt dans l’année.
Voici donc le montage qui doit être réalisé pendant une séance de 3h. Après une présentation du montage par l’enseignant, en utilisant la fiche de fabrication, chaque étudiant reçoit un petit circuit imprimé, des composants et un peu de soudure. Il devra percer, limer et souder les composants, puis tester sa carte. A la fin de la séance, l’étudiant peut garder sa carte.
Au vu des nombreuses lectures et questions sur ce montage, j’ai décidé de proposer une nouvelle version du document. Elle sera augmentée au fur et à mesure de vos remarques et questionnements.
Cette nouvelle version inclut une explication plus détaillée de certains calculs de base pour aider l’amateur à dimensionner sa propre version. De même, le circuit imprimé a été redimensionné en double face pour une réalisation par des sociétés. Celui-ci est disponible auprès de l’auteur.
La 11ème édition du tournoi national de robotique a eu lieu le samedi 16 mai à l’IUT de Nîmes.
Plus de 100 personnes et 60 robots étaient présents cette année. Une nouvelle catégorie a été ajoutée, exclusivement pour les enfants : Le « Défi Lego ».
Dans la catégorie phare, les mini sumo, c’est plus de 20 robots qui se sont rencontrés, pour le titre 2015. Et pour fêter le 10ème anniversaire, tous les candidats ayant participé aux précédentes éditions, ont présenté les anciennes gloires. cela a permis d’observer l’évolution des techniques sur 10 ans. Avec, pour le plaisir, un match gagné du vainqueur 2014 sur celui de cette année.
Article de presse dans le midi libre
Article de presse dans Objectif Gard
Cédric Villani, médaille Fields en 2010, (c’est l’équivalent du prix Nobel en Mathématiques), fera une conférence à l’IUT de Nîmes le Jeudi 7 mai 2015 à 14h. L’entrée est libre, mais il est conseillé de réserver auprès des services de l’IUT.
Le thème abordé sera : Pour faire naître une idée
Avec une idée, dans la tête d’un chercheur, d’un ingénieur ou d’un inventeur, on peut changer le monde, un peu ou beaucoup. Favoriser l’émergence des idées, voila le vrai de de l’enseignement, surtout dans le domaine de la recherche… Mais une idée, cela ne pousse pas comme cela dans la tête des gens ; il en faut, des ingrédients et des engrais, pour l’amener jusqu’a la naissance !
Un mathématicien de renom à Nîmes, ce n’est déjà pas courant. Mais, Cédric Villani est aussi un conférencier très demandé partout dans le monde. Il multiplie les interventions sur les grands médias où son discours fait autorité. Il nous fait le plaisir de venir partager avec nous ses réflexions sur un de ses thèmes préférés.
Hubert Reeves est astrophysicien, médiateur scientifique, écologique et libre penseur. Auteur de nombreux livres et connu pour ces nombreuses communication à la télévision, il est le créateur de la nuit des étoiles. Titré de la médaille Albert-Einstein, il continue à 82 ans à faire des conférences scientifiques.
Invité par la fondation Van-Allen qui finance les projets étudiants dans le domaine spatial, il fera une conférence à Montpellier, le mardi 3 février à partir de 14h30, sur le thème du Big Bang.
Tous les étudiants de l’IUT de Nîmes qui sont associés à ces projets, sont invités à assister à cette conférence. Un bus partira à 12h45 devant l’IUT pour revenir vers 18h.
Ce projet est étudié au 1er semestre en ER Électronique. Il s’agit de l’étude et la réalisation d’un robot suiveur de ligne (RSL), en anglais : Line Follower Robot (LFR).
Il existe de nombreux sites Internet qui traitent de ce montage car c’est souvent la première étape pour un débutant qui veut s’initier à la robotique et à l’électronique de façon ludique.
Même si le but de ce projet est de réaliser un montage avec la découverte des composants électroniques et la fabrication d’un circuit imprimé, il permet aussi de découvrir le schéma électronique et ses règles de conception.
Un des éléments clés pour un bon apprentissage de l’électronique est la réalisation rapide et le test d’une fonction. Pour cela, on utilise des plaques d’essai sans soudures.
Synoptique : Le schéma du montage doit être décomposé en bloc fonction.
Documents de fabrication :
Fonction Principale 1 : Carte Châssis
Fonction Principale 2 : Carte capteur
Fonction principale 3 : Carte gestion V4.6.1
script pour dimensionner le circuit imprimé : RSL_ERS1_V1.9.zip
Animation 3 : RSL ERS1
Trame pour le rapport : Trame.pdf
Pour la 2ème année consécutive, notre IUT se présente à Biscarrosse au rendez-vous 2014 des clubs Espace internationaux. 50 fusées expérimentales et autant de mini-fusées doivent être lancées représentant une année de travail pour tous ces étudiants et lycéens.
23 aout : Arrivée au C’Space et installation
24 aout : Némo’Space et une mini fusée qualifiée dès la 1ère journée, bravo aux étudiants qui sont opérationnels dès le 1er jour, mieux que la plupart des équipes présentes.
25 aout : Lancement de Némo’Space et de la minif. Vol nominal pour les 2 fusées. Encore une fois bravo aux étudiants qui ont parfaitement assuré la pression de leur 1er lancement. Les premiers relevés donnent, pour la minif nommée « Aérofast » est montée à 620m en 10s et la fusex « Némo’Space » est montée à 2045m en 19,5s.
26 aout : Qualification de Nim’Rocket pour un vol le lendemain matin. Encore une grosse journée qui vient de s’achever pour les étudiants.
27 aout : Tout le monde est détendu pour le lancement. La fusée est prête pour le lancement, les télémesures sont nominales, Go pour le lancement. Mais contre toute attente, la trappe s’ouvre très vite après le décollage, arrachant le parachute. La fusée atteint une altitude de 1200m et est détruite à l’atterrissage. C’est un vol balistique.
28 aout : Journée VIP sur la base, le matin. Présentation des projets au public. Rangement du matériel. Après ces grosses journées et soirées de travail, une ballade sur la dune du Pyla s’impose dans l’après midi.
Nous serons présents, le 14 juin 2014, sur l’aérodrome de Candillargues pour vous montrer les réalisations de cette année.
Les 23 et 24 mai 2014, au lycée A. Daudet de Nîmes, auront lieu la 10ème édition du tournoi de robots mini-sumo.
C’est l’occasion de parler d’autres thèmes très porteurs comme l’espace avec la présence en conférences de M. Michel Tognini, astronaute français.
Deux conférences sont programmées le vendredi 23 mai. la 1ère à 10h est réservée aux élèves du lycée A. Daudet. La 2ème, à 18h, est ouverte à tous, gratuite, mais sur réservations auprès du secrétariat du lycée.
Le samedi 24 mai se déroulera la 10ème édition du tournoi de robotique avec des robots mini sumo, suiveur de ligne, labyrinthe et des démonstrations d’imprimantes 3D.
Venez nombreux assister à ce tournoi, l’entrée est libre.
