Nomenclature et description des composants électro

0 - Introduction

Cette page a pour but d'aider à reconnaître les composants lors du montage de nos kits. Le principe de fonctionnement ou le rôle de ces composants ne seront pas décrits.

Chaque composant possède des caractéristiques qui permettent de l'identifier, et si besoin est de l'orienter, sans aucun doute : nombre de pattes, forme, marquage et/ou couleurs, détrompeurs. Les composants orientés ne doivent en aucun cas être montés à l'envers.

Les sérigraphies des circuits imprimés et les composants montrés ici correspondent à ceux que nous utilisons pour nos kits. Leur aspect n'est pas obligatoirement le même chez tous les fabricants ni chez les autres fournisseurs de kits.

1 - Résistances (resistors)

a - Résistances ordinaires

Composant

Les résistances (ou resistors) utilisés dans nos kits obéissent au code des couleurs. Elles ont 4 anneaux de couleur, le dernier étant doré. L'anneau doré indique une tolérance de 5% et donne le sens de lecture des couleurs.

Anneaux 1 et 2 : valeur (possibles : 1.0 / 1.2 / 1.5 / 1.8 / 2.2 / 2.7 / 3.3 / 3.9 / 4.7 / 5.6 / 6.8 / 8.2)

Anneau 3 : multiplicateur, nombre de zéros à placer après la valeur

Anneau 4 : doré

                                 Exemple de résistance.

Résistances de valeurs 10 kiloOhms, 220 Ohms, 3,3 kiloOhms et 330 Ohms.

Mise en place d'une résistance sur un circuit imprimé.

Résistance soudée en bonne position.

Un réseau de résistances est un composant qui regroupe plusieurs résistances (8 par exemple) en étoile en une seule barrette. La première patte correspond à un point communentre ces résistances et est repérée par un petit point, un petit carré ou un trait sur le composant. Le réseau de résistances est donc orienté et il ne faut pas se tromper de sens en le soudant.

Réseaux de 8 résistances + 1 commun. Valeurs courantes dans nos kits : 1,5 / 2,2 / 4,7 kOhms.

Le carré du bout correspond au point sur le réseau de résistances et permet d'orienter le composant.

Réseau de résistances 4,7 kiloOhms soudé en bonne position.

Les potentiomètres utilisés dans nos kits peuvent être séparés en deux catégories : les "ajustables" ou "potentiomètres ajustables" et les "potentiomètres" tout court (rotatifs monotour ici). Ce sont des résistances dont la valeur est variable. Ce que nous utilisons sont munis de trois pattes. Ces composants sont orientés. La disposition des pattes des ajustables permet de ne les mettre que dans une seule position. Les ajustables sont souvent choisis pour des réglages permanents et les potentiomètres avec axe pour des variations plus fréquentes.

Sur fond jaune : potentiomètre rotatif ;

Sur fond rouge : potentiomètres ajustables verticaux ;

Sur fond orange : potentiomètres ajustables horizontaux.

A gauche, représentation de potentiomètre, à droite représentation d'ajustable vertical.

Potentiomètre ajustable horizontal soudé.

Deux potentiomètres ajustables verticaux soudés.

Potentiomètre rotatif soudé, orienté avec l'axe vers l'extérieur de la carte.

2 - Condensateurs

a - Condensateurs non orientés = non polarisés

Composant

Quelques condensateurs non orientés.

Certains marquages sont directs : 22p pour 22 picoFarads, 100n pour 100 nanoFarads.

Un soulignage indique des picoFarads.

D'autres marquages utilisent un code : les deux premiers chiffres représentent la valeur, le troisième le nombre de zéros à ajouter (comme pour les couleurs des résistances), le tout s'exprimant en picoFarads.

Ainsi 104 indiquent 100 nF, c'est-à-dire 10 x 10000 pF, 473 indiquent 47 nF = 47 x 1000 pF.

Les condensateurs les plus fréquemment trouvés dans nos kits sont :

- 22 pF, marqués 22p ou 22 souligné, toujours placés par deux à proximité d'un quartz ;

- 47 nF, marqués 473 ou 47n ;

- 100 nF, marqués 104 ou 100n ;

- 220 nF, marqués 224 ;

- 470 nF, marqués 474 ou 470n.

Pour de plus amples détails sur les capacités, vous pouvez consulter : http://etronics.free.fr/dossiers/analog/analog06.htm, chapitre Condensateurs.

Représentations sur circuit imprimé de condensateurs non orientés de capacités 22 pF, 100 nF et 47 nF. Un marquage de type C1 ou C2 (voire Cdec) indique un condensateur dont la valeur est comprise entre 47 nF et 1 microF. Si cette valeur est critique, elle est indiquée dans la documentation spécifique, sinon elle correspond aux valeurs fournies avec le kit. C1 / C2 ne représentent jamais des picoFarads.

Condensateur 220 nF soudé.

Condensateurs 47 NF et 100 nF soudés.

Deux condensateurs 22 pF soudés près d'un quartz.

Les valeurs des condensateurs orientés que nous utilisons dans nos kits varient entre 1 et 1000 microFarads (µF). Ils se partagent en deux familles : les électrochimiques (en forme de bidon) et les Tantale goutte (en forme de goutte...). Il ne faut pas les monter à l'envers, sous risque de destruction des composants.

Quelques condensateurs orientés, électrochimiques et Tantale goutte.

Les marquages indiquent la valeur, directement en microFarads, la tension maximale suportée, en Volts, et l'orientation +/-.

Pour les condensateurs électrochimiques :

Le corps du composant est bicolore. Une bande verticale marquée de (-) ou de flèches indique la patte (-). L'autre couleur, où sont inscrits la valeur et le voltage maximal, est du côté de la patte (+).

Les condensateurs électrochimiques les plus fréquemment trouvés dans nos kits sont de valeurs 10, 22, 220, 680 ou 1000 microFarads.

Pour les Tantale gouttes :

La valeur est inscrite d'un côté, ainsi qu'un (+) ou une barre ou un gros point indiquant la patte (+).

Les condensateurs Tantale trouvés dans nos kits sont de valeurs 3,3 ou 4,7 microFarads.

A gauche : Représentations sur circuit imprimé de condensateurs électrochimiques orientés de capacités 100 µF (ou uF) et 2200 uF. Le (+) indique la patte (+)... Un marquage de type C1 ou CReg indique un condensateur dont la valeur est indiquée dans la documentation. En absence de documentation ou de valeur spécifique, sachez que CReg est proche du régulateur 7805 et doit supporter le plus grand voltage maximal disponible.

A droite : Représentations sur circuit imprimé de condensateurs Tantale goutte orientés. Les valeurs fournies peuvent être indifféremment 3,3 ou 4,7 microFarads.

Condensateur Tantale soudé. La barre verticale indique la patte (+).

Condensateur Tantale soudé. Le gros point indique la patte (+).

Condensateur électrochimique 22 µF soudé. La barre verticale claire indique la patte (-).

Condensateur électrochimique 220 µF soudé. La barre verticale claire indique la patte (-).

3 - Diodes et LED

a - Généralités sur les diodes

Une diode laisse passer le courant dans un sens (sens dit "passant") et pas dans l'autre (sens dit "bloqué"). Le courant circule de l'anode à la cathode. La diode est un composant orienté.

Les diodes ne doivent pas être montées à l'envers !

Représentation d'une diode.

Diodes variées.

Dans le cercle jaune : diodes de signal.

Dans le cercle violet : diodes de redressement.

Dans le cercle vert : diodes de roue libre.

Pour de plus amples détails sur les diodes, vous pouvez consulter les pages : http://alain.canduro.free.fr/diodes.htm ouhttp://www.chez.com/xizard/Cours/Diode_composant2.htm.

Ce sont des diodes de puissance lentes.

Ces diodes servent à assurer une alimentation de type continu et non alternatif. Ce sont elles qui permettent d'alimenter la plupart de nos modules avec n'importe quel bloc secteur de basse tension (entre 9V et 24 V).

Les diodes de redressement sont groupées par 4 sur nos montages (circuit dit "pont de diodes"). Une tension alternative arrivant sur le pont de diodes est transformée en tension redressée et polarisée de manière compatible avec le reste de l'électronique. Une tension continue en entrée reste continue. Ce montage permet de ne pas avoir de polarité à respecter au niveau du connecteur.

Les diodes livrées peuvent être indifféremment des 1N4001 à 1N4007, ou des 1N4937.

Sur nos sérigraphies, les diodes de redressement sont situées près de l'alimentation et sont représentées par un rectangle avec une barre transversale d'un côté. La bague de la diode doit être placée du même côté que cette barre.

Mise en place d'une diode de redressement orientée correctement. La seule chose importante est l'orientation des diodes sur le circuit : l'anneau sur la diode doit être du même côté que la petite barre transversale dans le rectangle sur la sérigraphie. Le non respect de ces orientations peut être destructif.

Quatre diodes de redressement soudées.

Ce sont des diodes de puissance rapides.

Elles sont toujours présentes sur des montages risquant de contenir des bobines, des électro-aimants ou des moteurs. Tous ces montages ont tendance à provoquer des surtensions très élevées (allant jusqu'à des étincelles de rupture) si l'on coupe brutalement leur alimentation. Or la coupure d'alimention périodique, à rythme rapide, est à la base du principe utilisé sur les cartes 8 Transistors pour faire varier la puissance fournie aux actionneurs. La diode de roue libre empêche ces surtensions, qui seraient destructives pour la carte sinon.

Les diodes livrées sont des 1N4148. Elles sont petites, rouges, avec un anneau noir d'un côté. Ce sont des diodes très rapides, aussi rapides que les diodes de roue libre mais de faible puissance.

Sur nos sérigraphies, les diodes de signal sont représentées par le symbole classique de la diode : un triangle (plat du côté de l'anode) suivi d'une barre (côté cathode). La bague de la diode doit être placée du même côté que cette barre.

Mise en place d'une diode de signal dans le bon sens.

Diode de signal soudée.

Les LED sont des diodes luminescentes. Il en existe de différentes tailles et couleurs. Elles sont utilisées soit en tant qu'actionneurs (dans ce cas pilotables par cartes dédiées en gradation d'intensité), soit utilisées comme témoins lumineux sur des montages électroniques.

LED variées

Sur nos marquages, les LED sont représentées par un cercle. L'une des pattes est marquée d'un signe (+).

Orientation des LED : Dans le cas des LED que nous fournissons avec les kits, la patte (+) est la plus longue des deux et le côté (-) est repéré par un méplat sur le bord en plastique de la LED.

Exemple de LED en place : le replat/patte courte est du côté (-), la pattelongue/bord rond est du côté (+).

Lorsque vous achetez des LED en magasin d'électronique, vous constatez qu'elles sont très variées : il existe des boîtiers de LED différents de celui cylindrique à méplat. Très généralement la patte longue identifie le (+). Vérifiez dans le catalogue ou avec le vendeur la polarité de la LED.

4 - Supports DIL et composants enfichables

a - Orientation et montage des supports DIL

Les supports DIL sont des éléments qui facilitent la mise en place et l'échange de composants enfichables. Il vaut mieux en effet planter ces composants dans un support plutôt que de les souder directement sur le circuit imprimé. Le terme DIL désigne un type de boîtier de composants électroniques.

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Les supports tulipe ont des trous ronds, les supports double lyre ont des trous carrés. Ces supports permettent à la fois de maintenir en place le composant enfichable et de faire contact électrique pour le relier au circuit imprimé. Cela permet aussi de changer facilement le composant en cas d'accident.

L'orientation du support lui-même est surtout importante pour faciliter l'orientation du composant enfichable.

Les supports DIL ont un repère en forme d'encoche ronde ou de creux sur l'un des petits côtés. Cette encoche est représentée sur la sérigraphie du circuit imprimé et correspond à un repère sur le composant enfichable.

Attention aux pattes torduées : il faut vérifier avant de souder le support que toutes les pattes sont bien passées à travers la plaque du circuit imprimé.

Une fois que les soudures sont terminées pour une carte électronique, les composants enfichables être mis en place. Ces composants sont orientés, il ne faut pas les placer à l'envers sous risque de destruction du composant (voire du reste des composants fragiles de la carte).

Attention aux pattes tordues ! Vérifiez qu'il n'y a pas de pattes tournées vers l'intérieur du support, sinon le montage risque de ne pas marcher...

Le repère permettant d'orienter le composant enfichable souvent une encoche (demi-disque creux), comme sur la photo ci-dessus.

Il arrive que ce repère soit un point brillant ou creux plutôt qu'une encoche, par exemple sur certains 6N137. Attention aux composants AD, le triangle dans un carré est le logo du fabricant, pas le repère du composant.

5 - Régulateurs de tension

Composants

Un régulateur de tension permet d'obtenir une tension précise et continue dans un montage électronique. Par exemple un régulateur 7805 permet d'alimenter une carte en 5 Volts. En pratique dans nos montages, le régulateur le plus souvent utilisé est le 7805. Il faut cependant que la source de tension soit de plus de 5 V pour que le montage fonctionne, en particulier à cause des diodes de redressement présentes sur la plupart de nos cartes.

Pour plus de renseignement sur le régulateur de tension, vous pouvez consulter la page : http://etronics.free.fr/dossiers/analog/analog40.htm. 

Les régulateurs de tension susceptibles de se trouver dans nos kits sont :
- en boîtier TO220 : 7805, 7809, 7812 ;
- en boîtier TO92 : 78L05.

Exemple de régulateurs de tension : un 78L05, un 7809 et un 7805. Ils possèdent trois pattes.

Ces deux groupes correspondent à des formes différentes. Les TO220 sont plats, avec un radiateur métallique percé plat sur une face. Les TO92 sont arrondis d'un côté et plats de l'autre.

Les régulateurs TO220 peuvent se monter soit droits soit couchés. La sérigraphie pour le montage droit représente deux rectangles : un vide du côté noir du composant et un strié du côté du radiateur.

Pour le montage couché, les trois pattes doivent être pliées à 90° avant de souder le composant. Le radiateur métallique doit être plaqué contre le circuit imprimé et le côté noir doit être sur le dessus. Dans ce cas, la sérigraphie montre l'orientation du radiateur métallique par rapport aux pattes du composant.

Exemple de montage couché de 7805, avec le radiateur vers le circuit imprimé.

5 - Quartz et composants associés

a - Les différents quartzs

Le quartz sert à créer une horloge qui donne la cadence au microcontrôleur.

Valeurs de fréquence

La fréquence d'un quartz est choisie en fonction du programme intégré dans le microcontrôleur et du protocole choisi pour communiquer avec l'extérieur de la carte électronique.

Pour le protocole Midi, les fréquences des quartzs utilisés sont des multiples de 1 MHz (mégaHertz). Pour le protocole RS232, ce sont des multiples de 3,6864 MHz.

Sur nos cartes Midi, les fréquences rencontrées sont 4, 12, 20, 24 et 30 MHz.

Les différences de valeurs s'expliquent par le type de microcontrôleur et les nécessités de vitesse d'exécution des instructions du programme. Nous choisissons toujours nos quartzs de manière à ce que le contrôleur soit capable de supporter une transmission Midi full speed (flot d'informations ininterrompu) tout en réalisant les opérations prévues pour la carte.

Aspect et marquages

Sur nos montages, les deux boîtiers les plus fréquemment utilisés sont le HC49S (bas profil) et le HC33U (haut). Ces composants sont métalliques, argentés et ont deux pattes.

Le marquage est en général la fréquence en MHz (4 MHz, 20.0000 par exemple). Il arrive cependant que certains marquages soient peu compréhensibles (19ABOL pour du 12 MHz par exemple).

Sur nos montages, le quartz est représenté par un octogone étiré.

C'est un composant non polarisé, il n'y a pas d'orientation particulière à respecter.

Un quartz est associé à deux condensateurs, de capacités de l'ordre de la dizaine de picoFarads.

Sur nos montages, il s'agit de capacités de 22 pF.

Les marquages possibles sont 22 (souligné), 220, 22p.

Près d'un quartz, on trouve deux ovales marqués 22P.

Deux condensateurs 22 pF soudés près d'un quartz.