Circuits à détecteurs photosensibles pourlumière visible

Deux versions d´un circuit de détection des trainspour lumière visible sont présentées sur cette page. Le premier utilise des photorésistances au sulfure de cadmium (CdS), et le second desphototransistors au silicium..

Les deux circuits sont conçus pour qu´une leds´allume lorsqu´un train est détecté (et masque ledétecteur), mais l´inverse est aussi possible : ceci sera expliqué dans la section « Notes » de la page.

Les circuits utilisent un circuit LM339, quadruple comparateurpermettant 4 détections simples par boîtier.

Les circuits représentés sur les schémasmontrent la présence de leds utilisées comme organes de sortie, mais de nombreuses autres options peuvent être retenues : relaisé lectromécaniques, relais statiques ou gros transistors pour des charges plus importantes encourant. Ces options, tout comme les généralités concernant les comparateurs peuvent être consultées sur les pages« Comparateur de tension » et « Relais statiques » de cesite. Les liens vers ces pages sont en bas de cette page ou peuvent êtreaccessibles par « l´INDEX des CIRCUITS ».

Détection par photorésistances

Le premier circuit de détection utilise desphotorésistances au sulfure de cadmium. Elles sont d´usage peu courant car pluschères et habituellement plus grosses que les phototransistors. De plus elles sont facilement abîmées si on les ôte de leur boîtier en vue d´en réduire l´encombrement.

De bonnes affaires peuvent être parfois réalisées chez les revendeurs de surplus, ce qui peut les rendre intéressantes pour des applications en dehors des zones de passage comme p.ex. les parties cachées d´un circuit.

Détecteurs à à photorésistances etLM339

Le circuit comporte quatre détecteurs identiques qui partagent lamême référence de tension. Cette référence de tension prise entre R1 et R2 est égale à la moitié de latension d´alimentation.

Fonctionnement du circuit

Quand une cellule est masquée par un train, la lumière est interrompue et la résistance de la cellules´accroît.
Lors d´un accroissement de la résistance de la cellule,la tension entre la cellule et ses résistances séries (R3, 5, 7, 9)augmente.
Lorsque la tension arrive à la tension deréférence, la sortie du comparateur devient passante et la led s´allume.
Lorsque la cellule est démasquée, le processus inverses´engage et la led s´éteint.

Notes sur les cellulesphotoélectriques

Compte tenu de la grande variété de tailles etde résistances internes de ces cellules, il faudra déterminer la valeur convenable des résistances séries.
Le plus pratique pour le faire est d´installer les cellulesdans la position et sous les conditions d´éclairage réels.
Un ohmmètre sera utilisé pour faire la mesure de larésistance de la cellule.
Une valeur de résistance de 4 fois la résistance decellule est sélectionnée pour être utilisée commerésistance série pour la cellule considérée. Par exemple sil´on trouve une cellule dont la résistance mesure 400 ohms, onchoisira alors une résistance série comprise entre 1500 et 1800ohms.
L´augmentation de la valeur de la résistancesérie a pour effet la diminution de la sensibilité de la cellule. Ceci est utile quand la lumière tombant sur la cellule est faibleou quand des ombres peuvent atteindre cette cellule.
Pour assurer l´extinction de la led quand la cellule estobturée, les connections aux entrées « plus » et« moins » de l´un ou de tous les comparateurs sont inversées.
Ce circuit peut être adapté à un usage nocturne en plaçant une petite ampoule au-dessus de la cellule.

Détection par phototransistors

Le second circuit de détection utilise des phototransistorssensiblespour lumière visible. Il sont tout à fait répandus etexistentdans un grand nombre de tailles et de boîtiers.

Détecteur à phototransistors et LM339

Le circuit est constitué de 4 circuits de détectionidentiques,qui partagent la même référence de tension. Celle-ci,priseentre R1 et R2 est les deux tiers de la tension d´alimentation.

Fonctionnement du circuit

Quand un phototransistor est masqué par un train, lalumière est interrompue et le transistor laisse passer moins de courant.
Lors de la diminution de la conductivité, la tension auxbornes du transistor augmente.
Lorsque la tension arrive à la tension deréférence, la sortie du comparateur devient passante et la led s´allume.
Lorsque le phototransistor est démasqué, le processusinverse s´engage et la led s´éteint.

Notes sur le détecteur àphototransistor

Il y a plusieurs tailles et boîtiers de phototransistors parmi lesquels choisir. Les boîtiers les plus petits sont plus faciles à cacher, mais la connection des pattes risque d´être plus difficile.
La plupart des phototransistors peut-être montée en perçant un trou entre les rails, à travers le support de voie.
La diminution de la valeur de la résistance RxA augmentera lasensibilité de la cellule photoélectrique. Cela peut êtrenécessaire lorsque l´éclairement incident sur la cellule esttrès fort..
Pour assurer l´extinction de la led quand la cellule est obturée, les connections au entrées PLUS et MOINS de l´un ou de tous les comparateurs sont inversées.

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© Traduction française effectuée parl´équipe technique de "Ptitrain" : Jean-Marie Quidet, Alain Mionnet, JiDé et T.T.T.