Technologies numériques/Arduino/Arduino- Débutant/Introduction à l'électronique et aux circuits
Introduction aux circuits
Un circuit est une voie où l'électricité peut circuler à travers un chemin fermé de l'extrémité négative (cathode) à l'extrémité positive (anode) d'une source d'énergie. Les éléments d'un circuit peuvent soit fournir soit dépenser de l'énergie. L'énergie se mesure en Joules (J). Les fournisseurs d'énergie sont appelés sources ; ils fournissent une tension ou chargent des électrons avec de l'énergie. Le nombre d'électrons qui circulent dans un circuit est appelé courant, mesuré en ampères (A). Une source de tension courante est une batterie chimique, qui est un exemple de source d'énergie à courant continu (CC). Elle fournit aux électrons une quantité fixe d'énergie (c'est-à-dire une tension fixe) par le biais d'une réaction chimique au sein d'une pile. La résistance est une valeur qui décrit la facilité avec laquelle les électrons se déplacent dans un matériau lorsqu'une tension est appliquée. Les résistances sont des dispositifs qui peuvent être ajoutés au circuit pour empêcher le passage du courant.
La loi d'Ohm
Il existe plusieurs façons de calculer les valeurs requises pour chaque composant, mais l'une des méthodes de base est la loi d'Ohm.
La relation qui représente le rapport entre la tension, le courant et la résistance est la loi d'ohm, représentée par : V=IR. La source d'alimentation d'un circuit détermine la tension fournie et le courant disponible. Les composants connectés tirent du courant de la source d'alimentation.
Il existe trois dispositions de circuits, la série, le parallèle et la combinaison.
Circuits en série
Dans un circuit en série, la quantité de courant qui circule est la même en tout point du circuit, tandis que la tension fournie par la batterie est égale à la chute de tension aux bornes de chaque composant. Un circuit en série n'a qu'un seul chemin pour le passage de l'électricité, donc si un composant tombe en panne dans le circuit, tous les autres composants cesseront également de fonctionner, car le circuit est maintenant ouvert.
Circuits parallèles
Dans un circuit parallèle, la tension est la même dans toutes les branches, alors que le courant est différent dans chaque branche.
Introduction aux composants électroniques
Planche de prototypage
Une planche de prototypage est utilisée pour prototyper un circuit temporaire. L'utilisateur peut construire, tester et analyser un circuit sans aucune connexion permanente. Elle est composée de barrettes de connexion et de rails d'alimentation. Les barrettes de connexion sont utilisées pour maintenir un nombre quelconque de composants en place et effectuer des connexions électriques sur une rangée horizontale. Les rails d'alimentation sont de longues bandes verticales et sont utilisés pour faciliter les connexions d'alimentation (+) et de terre (-) en les plaçant toutes dans une colonne.
LED
Une diode électroluminescente, ou LED, est un dispositif semi-conducteur qui s'allume lorsqu'un courant électrique le traverse. Elles existent dans de nombreuses couleurs et formes différentes, et sont très polyvalentes. Les LED sont des diodes, ce qui signifie que le courant ne circule dans l'élément que dans un seul sens, de l'extrémité positive à l'extrémité négative. Sur une LED, l'extrémité cathodique peut être identifiée soit par un bord plat sur le corps, soit par la branche la plus courte. L'anode est donc l'autre extrémité (la branche la plus longue de la LED).
Bouton Tactile
Un bouton-poussoir est un composant d'interrupteur électronique qui ne complète le circuit que lorsqu'il est enfoncé. Dans un circuit électrique, l'électricité doit circuler en permanence dans le circuit pour que toutes les pièces fonctionnent. Le bouton-poussoir interrompt ce circuit et forme un espace, de sorte que l'électricité ne circule pas de l'autre côté du bouton-poussoir. Lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir, un petit ressort en matériau conducteur est activé, de sorte que l'électricité circule à travers le ressort jusqu'à l'autre côté du bouton-poussoir.
Résistance
Une résistance est un composant électrique qui crée une impédance électrique, ou résistance au passage du courant. La quantité de résistance fournie par une résistance peut être lue à partir des bandes de couleur sur la résistance, qui sont lues de gauche à droite. Pour les résistances à quatre bandes, la première et la deuxième bande représentent des chiffres, tandis que la troisième bande représente un multiplicateur par lequel il faut multiplier les chiffres de la première et de la deuxième bande. La quatrième bande est la tolérance, elle représente de combien la résistance peut s'écarter de la valeur indiquée par les bandes. La valeur de la résistance peut également être déterminée à l'aide de la fonction ohmique d'un multimètre.
Les résistances sont souvent utilisées en série avec des composants pour réduire la quantité de courant circulant dans un circuit, souvent pour protéger des composants prévus pour des quantités de courant plus faibles. Les résistances pull-up et pull-down sont utilisées pour polariser une entrée sur l'Arduino pour qu'elle soit respectivement HIGH ou LOW. Ceci est nécessaire car le niveau de repos de l'entrée n'est pas nécessairement 0. Ceci est particulièrement utile lorsque l'on travaille avec des capteurs qui ont une sortie analogique.
