Détectez les Variations de Tension avec un Schmitt Trigger : Simple et Efficace

 Découvrez comment détecter les variations de tension avec un Schmitt Trigger. Un circuit simple et efficace utilisant un amplificateur opérationnel et un relais pour des applications diverses.

Un Circuit Simple pour Détecter les Variations de Tension : Le Schmitt Trigger

Vous cherchez un moyen simple et efficace pour détecter les variations de tension dans un circuit ? Le Schmitt Trigger est votre solution ! Ce circuit utilise un seul amplificateur opérationnel (op-amp) et se déclenche à deux niveaux de tension différents. Découvrons ensemble comment fonctionne ce dispositif ingénieux et comment l'implémenter facilement.

Schéma du Circuit

Le circuit du Schmitt Trigger est construit autour d'un seul amplificateur opérationnel LM741, dont la sortie est tamponnée par un transistor, qui à son tour active un relais. Vous pouvez remplacer le relais par une LED rouge si vous le souhaitez. Le LM741 peut également être remplacé par un LF411 ou tout autre op-amp à entrée JFET avec de meilleures caractéristiques de basculement.

Fonctionnement Théorique

Un amplificateur opérationnel idéal aurait un gain en boucle ouverte infini, serait capable de faire osciller sa sortie jusqu'aux rails d'alimentation complets, et aurait une vitesse de basculement, une bande passante infinie, etc. En pratique, les op-amps peuvent osciller leurs sorties à moins de 0,5V du rail d'alimentation, mais ont un gain en boucle ouverte, une bande passante et une vitesse de basculement finis.

La sortie de l'op-amp sera haute lorsque la tension d'entrée est basse. Lorsque la sortie de l'op-amp est haute, le transistor 2N2222 est polarisé en direct et le relais sera activé. À mesure que la tension d'entrée augmente, la sortie reste haute jusqu'à ce que l'entrée atteigne environ 8V. Cette tension est présente à l'entrée "+" en raison de l'effet des résistances R1, R2 et R3. Ces trois résistances forment un diviseur de tension avec R2, R3 à travers l'alimentation et R1 connecté à la sortie de l'op-amp, qui sera proche de l'alimentation complète.

Seuils de Déclenchement

Un op-amp idéal basculerait ses états à 8V et 12V, mais comme le LM741 ne peut pas faire osciller sa sortie jusqu'au rail d'alimentation complet, le circuit se déclenche à 7,8V. La sortie de l'op-amp changera alors d'état en oscillant vers le rail 0V. La sortie de l'op-amp restera dans cet état jusqu'à ce que la tension d'entrée "-" tombe en dessous de 4,4V.

La tension de 4,4V à l'entrée "+" est produite par la combinaison de R1, R2 et R3. Lorsque la sortie de l'op-amp est basse, R1 et R3 sont connectées à 0V tandis que R2 est connectée au rail +12V. Cela produit 4V à l'entrée "+", ou environ 4,4V dans le LM741 car la sortie est légèrement au-dessus de 0V.

Utilité du Schmitt Trigger

Le but d'un Schmitt Trigger est de détecter et de répondre à un signal qui a de grandes variations d'amplitude. La différence entre les seuils d'activation et de désactivation est connue sous le nom d'hystérésis. Cela permet au Schmitt Trigger de filtrer les bruits et d'assurer une commutation propre entre les états, rendant le circuit idéal pour diverses applications de détection et de contrôle.

Applications Pratiques

Ce circuit peut être utilisé dans divers systèmes où la détection précise des variations de tension est cruciale. Par exemple, il peut être utilisé pour :

• Contrôler un système d'alarme à 6 zones : Chaque zone peut être surveillée par un Schmitt Trigger, déclenchant une alarme lorsqu'une certaine tension est atteinte.
• Automatiser des dispositifs électromécaniques : Le relais peut être utilisé pour activer des moteurs, des lumières ou d'autres appareils en réponse à des changements de tension.
• Améliorer la précision des systèmes de mesure : Le Schmitt Trigger peut filtrer les bruits et les fluctuations indésirables, assurant des lectures de tension stables et précises.