À mesure que les appareils électroniques deviennent de plus en plus sophistiqués et intégrés dans notre vie quotidienne, il est essentiel de comprendre les éléments fondamentaux qui les composent. L'un des composants clés de tout appareil électronique est le circuit imprimé (PCB), qui abrite et relie divers composants électroniques. Dans cet article, nous allons explorer les composants les plus courants des circuits imprimés qui jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des appareils électroniques, leur utilité et leur interaction.
Introduction aux cartes de circuits imprimés
Une carte de circuit imprimé (PCB) est une fine carte fabriquée à partir d'un matériau composite laminé, généralement un substrat non conducteur sur lequel sont gravés ou imprimés des circuits en cuivre. Ces circuits en cuivre, ou pistes de signal, relient électriquement et soutiennent mécaniquement les composants électroniques montés sur la carte. Les PCB sont un élément essentiel de l'électronique moderne, servant de base à divers appareils, tels que les smartphones, les ordinateurs et les appareils électroménagers.
Composants courants des cartes de circuits imprimés
Pour vous aider à démarrer, voyons les 12 composants les plus courants que l'on trouve sur les cartes de circuits imprimés.
Résistances
Les résistances sont l'un des composants les plus utilisés dans les circuits imprimés. Leur fonction principale est de contrôler le flux de courant électrique dans un circuit en dissipant l'énergie électrique sous forme de chaleur. Il existe différents types et matériaux de résistances, qui sont codées par couleur pour indiquer leur valeur de résistance. Elles sont généralement marquées de la lettre « R » sur les circuits imprimés. Pour déterminer avec précision les valeurs de résistance, utilisez un calculateur de code couleur des résistances.
Condensateurs
Les condensateurs sont les deuxièmes composants les plus courants sur les circuits imprimés. Ils stockent temporairement la charge électrique et la libèrent lorsque cela est nécessaire ailleurs dans le circuit. Les condensateurs sont souvent marqués de la lettre « C » et leur fonction est de collecter des charges opposées sur deux couches conductrices séparées par un matériau isolant, tel qu'un diélectrique. Il existe différents types de condensateurs, notamment les condensateurs électrolytiques, céramiques et polymères. Pour en savoir plus sur les types spécifiques, découvrez ce qu'est un condensateur non polarisé.
Inductances
Les inductances, marquées de la lettre « L », sont des composants passifs qui stockent l'énergie sous forme de champs magnétiques lorsqu'un courant les traverse. Il s'agit généralement de bobines de fil enroulées autour d'un noyau magnétique. Elles sont utilisées pour filtrer ou bloquer des signaux, tels que les interférences dans les équipements radio, ou en combinaison avec des condensateurs pour manipuler les signaux de courant alternatif (CA) dans les alimentations à découpage.
Diodes
Les diodes, désignées par la lettre « D », sont des dispositifs semi-conducteurs qui permettent au courant de circuler dans un seul sens. Elles ont une résistance nulle dans un sens et une résistance élevée dans l'autre, empêchant ainsi le courant de circuler dans le mauvais sens et de causer des dommages potentiels. Les diodes électroluminescentes (LED) sont un type de diode très répandu utilisé pour émettre de la lumière dans divers appareils électroniques. Pour plus de détails sur un exemple courant, consultez la section consacrée à la diode 1N4148.
Transistors
Les transistors, marqués de la lettre « Q », sont considérés comme les composants fondamentaux de l'électronique moderne. Ils fonctionnent comme des amplificateurs et des commutateurs électroniques et existent en plusieurs types, les transistors bipolaires étant les plus courants. Les transistors bipolaires sont ensuite classés en versions NPN et PNP, chacune comportant trois broches : la base, le collecteur et l'émetteur.
Circuits intégrés (CI)
Les circuits intégrés (CI), également appelés micropuces, sont des assemblages compacts de composants électroniques sur une seule puce fabriquée à partir d'un matériau semi-conducteur. Ils sont utilisés pour remplir diverses fonctions dans les appareils électroniques et sont généralement logés dans un boîtier en plastique protecteur avec des contacts ou des fils visibles. Les CI sont marqués de la lettre « U » sur les circuits imprimés.
Oscillateurs à quartz
Les oscillateurs à cristal, marqués des lettres « X » ou « Y », sont utilisés pour fournir des éléments de synchronisation précis et stables dans les circuits électroniques. Ils génèrent des signaux électroniques périodiques en faisant osciller physiquement un matériau piézoélectrique, tel qu'un cristal de quartz. Les oscillateurs à cristal sont couramment utilisés dans les microcontrôleurs et les montres-bracelets à quartz en raison de leur stabilité, de leur économie et de leur faible encombrement.
Commutateurs et relais
Les commutateurs et les relais sont des composants basiques mais essentiels dans tout circuit imprimé. Un commutateur est un bouton d'alimentation qui contrôle le flux de courant dans un circuit en ouvrant ou en fermant le circuit. Il existe différents types de commutateurs, tels que les commutateurs à glissière, rotatifs, à bouton-poussoir et à bascule. Les relais, marqués de la lettre « K », sont des commutateurs électromagnétiques actionnés par un solénoïde et peuvent fonctionner comme des commutateurs ou des amplificateurs pour des courants faibles à élevés.
Capteurs
Les capteurs sont des dispositifs qui détectent les changements dans les conditions environnementales et génèrent des signaux électriques correspondants envoyés à d'autres composants du circuit. Ils peuvent détecter divers stimuli, tels que l'humidité, la lumière, la qualité de l'air et le mouvement.
Les potentiomètres, marqués des lettres « POT » ou « VR », sont des résistances variables utilisées pour contrôler la tension dans un circuit. Ils existent sous forme rotative ou linéaire et sont utilisés pour régler avec précision les appareils électroniques.
Les transformateurs, marqués de la lettre « T », transfèrent l'énergie électrique d'un circuit à un autre en augmentant ou en diminuant la tension. Ils se composent d'un noyau en fer doux autour duquel sont enroulées au moins deux bobines de fil : la bobine primaire pour le circuit source et la bobine secondaire pour le circuit récepteur. Pour comprendre le fonctionnement de ce composant essentiel, renseignez-vous sur les transformateurs monophasés.
Fusibles
Les fusibles, marqués de la lettre « F », protègent les circuits électroniques en coupant le courant lorsqu'une intensité trop élevée les traverse. Ils sont généralement de forme cylindrique et peuvent être fabriqués en verre ou en céramique.
Identification des composants d'un circuit imprimé : conseils et astuces
Pour comprendre le fonctionnement des appareils électroniques, il est important de pouvoir identifier les différents composants qui constituent un circuit imprimé. Ces composants peuvent être classés en deux grandes catégories : les composants électriques et les composants mécaniques.
Composants électriques
Les composants électriques sont les principaux éléments d'un circuit imprimé qui dépendent de l'énergie électrique. Ils sont généralement placés sur le circuit imprimé à l'aide de la technologie de montage en surface (SMT) ou de la technologie à trous traversants (THT), qui sont des technologies de processus utilisées dans la conception et la configuration des circuits imprimés. Ces composants peuvent être soudés directement sur le circuit imprimé ou connectés à l'aide de fils.
Composants mécaniques
Les composants mécaniques, quant à eux, utilisent un processus mécanisé impliquant le type de métal utilisé dans leur construction. Ils sont généralement fabriqués en aluminium ou dans d'autres matériaux conducteurs et sont montés sur des circuits imprimés à l'aide de diverses méthodes de fixation.
Pour identifier rapidement les composants d'un circuit imprimé, tenez compte des conseils suivants :
- Familiarisez-vous avec les classifications générales des composants (électriques et mécaniques).
- Apprenez les désignations (lettres ou symboles) utilisées pour marquer les composants sur les surfaces des circuits imprimés.
- Identifiez d'abord les composants courants, tels que les résistances, les condensateurs et les diodes.
- Recherchez les marquages sur les composants, tels que les numéros de pièce ou les logos des fabricants, pour vous aider à identifier les composants plus spécialisés.
Conclusion
Il est essentiel de comprendre les différents composants des cartes de circuits imprimés et leurs fonctions pour toute personne travaillant avec des appareils électroniques ou cherchant à développer de nouveaux produits. En vous familiarisant avec ces composants, vous pourrez mieux comprendre le fonctionnement des appareils électroniques et résoudre les problèmes lorsqu'ils surviennent. N'oubliez pas que c'est en forgeant qu'on devient forgeron, et avec le temps, vous deviendrez plus habile à identifier et à manipuler les composants des cartes de circuits imprimés.
