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SOUS CONTRÔLE

Projet d'interfaçage pour les débutants, partie 3, par Daren Grant

Nous avons déjà vu comment piloter des LED avec les GPIO du Raspberry Pi, mais il n'est pas possible de piloter directement quelque chose de plus gros à cause des limitations des puissances. Dans cette troisième partie, nous allons voir comment utiliser un transistor pour contrôler des périphériques demandant plus de puissance.

Qu'entend-on par faible puissance quand on parle des ports GPIO du Raspberry Pi ? La puissance se mesure en Watt, et est le produit de la tension disponible et du courant disponible. Par défaut, le Raspberry Pi fournit en sortie une tension de 3,3 Volts (V) et jusqu'à 8 milliampères (mA). Ce qui veut dire que la puissance disponible en sortie est de 3,3 V x 0,008 A = 0,0264 W, soit 26 milliwatts. Tandis qu'il est possible de façon logicielle de pousser le courant de sortie à 16 mA, cela donne seulement un maximum de 0,05 W pour une seule broche GPIO, et par ailleurs il n'est pas recommandé de fonctionner à ce niveau trop longtemps en particulier si vous utilisez plusieurs broches d'entrée/sortie. Je vous conseille donc de prendre les valeurs par défaut comme un maximum.


26 mW est une toute petite quantité de puissance qui n'est pas adaptée aux besoins de périphériques gourmands en électricité comme des moteurs ou des lampes à filament qui nécessitent généralement plusieurs watts. Cependant, il est possible d'utiliser les sorties afin qu'elles agissent comme des signaux de contrôle pour activer électroniquement des commutateurs, rendant faisable le contrôle de virtuellement tout ce qui existe à condition d'avoir le bon équipement. Il existe un grand nombre de composants qui peuvent être employés comme dispositif de commutation d'alimentation, cela qui sera choisi dépendra de l'application et de l'équipement à contrôler.


Le transistor


Nous allons nous intéresser à un circuit de commutation à basse consommation. Vue la grande quantité de transistors disponibles dans les catalogues d'électronique, vous imaginez sans doute que c'est compliqué. Cependant, les transistors peuvent servir de deux façons, soit comme amplificateur, soit comme interrupteur. Pour ce que nous voulons faire, les utiliser comme interrupteurs électroniques simplifie les choses.


Un transistor possède trois pattes appelées Collecteur, Base et Émetteur. Quand un courant faible est appliqué à la Base, cela permet à davantage de courant de passer entre le collecteur et l'émetteur.


La quantité de courant qu'il est possible de faire passer dépend du transistor choisi et du courant disponible sur la base. Il s'agit du gain en courant CC, aussi nommé hFE dans les fiches techniques de transistors. Pour le transistor PN2222A, la valeur de hFE est 100, pour faire passer une charge de 150 mA, nous avons besoin d'envoyer seulement 1,5 mA sur la base, ce qui est bien des les capacités du GPIO du Raspberry Pi et nous donne la possibilité de passer jusqu'à 0,5 W.


Un transistor typique est un composant relativement peu puissant qui à lui seul n'est pas en mesure d'être utilisé pour allumer un phare de voiture de 5O W par exemple, mais il peut aisément allumer un ensemble de DEL à haute luminosité ou un petit buzzer.


Les transistors ne peuvent être employés qu'avec des tensions CC (courant continu), et par conséquent PAS avec l'électricité du secteur CA (courant alternatif). Un des avantages clés du transistor est qu'il ne possède pas de parties mobiles et peut commuter très rapidement, des milliers de fois par seconde si nécessaire, et que sa durée de vie est très longue comparée à celle d'un relais mécanique.

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