L’électronique a joué un rôle extrêmement important dans toutes les branches de l’industrie moderne pendant de nombreuses années. Il permet l’automatisation des processus de production, le contrôle précis des machines et des équipements, la collecte et l’analyse d’énormes quantités de données et la mise en œuvre de systèmes basés sur l’intelligence artificielle.
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Introduction à l’électronique industrielle
Afin de concevoir et de construire des lignes de production intelligentes modernes et des systèmes industriels robotisés, une connaissance approfondie des composants et des circuits électroniques de base est essentielle. Cet article complet examine de plus près les principaux composants électroniques utilisés quotidiennement dans l’industrie et décrit leur construction, leurs paramètres, leurs propriétés et leurs applications typiques.
Principaux circuits et composants électroniques dans l’industrie
Composants électroniques de base
Le groupe des composants électroniques de base comprend :
- Résistances – éléments passifs utilisés pour limiter le courant dans les circuits électriques. Ils se caractérisent par une résistance mesurée en ohms. Avec les résistances, c’est possible, entre autres. Limiter les courants et les tensions, diviser les tensions et protéger les autres composants contre les surcharges.
- Condensateurs – éléments passifs utilisés pour stocker de l’énergie dans un champ électrique. Leur taille la plus importante est leur capacité, mesurée en farads. Les condensateurs permettent, entre autres. pour filtrer les signaux électriques, lisser les tensions d’alimentation et façonner les caractéristiques de fréquence des systèmes.
- Bobines – éléments passifs utilisés pour stocker de l’énergie dans un champ magnétique. Leur paramètre de base est l’inductance, mesurée en henries. Les bobines sont utilisées dans des applications telles que. Dans les systèmes résonants, les filtres passe-bas et les systèmes d’inductance mutuelle.
- Diodes – éléments semi-conducteurs qui conduisent l’électricité dans une seule direction. Les diodes sont utilisées, par exemple, pour redresser le courant alternatif, stabiliser et limiter les tensions, détecter les signaux à haute fréquence et générer des oscillations électriques.
- Transistors – éléments semi-conducteurs utilisés principalement pour amplifier les signaux électriques et agir comme des commutateurs électroniques. Grâce aux transistors, c’est possible, entre autres. Construction de circuits logiques, d’amplificateurs, de générateurs et de stabilisateurs de tension.
Circuits électroniques
En plus des composants énumérés ci-dessus, un groupe important de composants électroniques sont divers circuits intégrés, qui contiennent de plusieurs à plusieurs milliards de composants électroniques dans un seul boîtier. Des exemples de tels systèmes sont :
- Microcontrôleurs – ordinateurs miniatures sur un seul circuit intégré qui contiennent, entre autres. Cœur du processeur, mémoire flash, RAM et circuits d’entrée/sortie. Ce sont les éléments de base des systèmes de contrôle et d’automatisation industriels.
- Processeurs – circuits intégrés de signaux contenant des cœurs de processeur intégrés optimisés pour le traitement à grande vitesse de signaux analogiques et numériques. Ils sont utilisés, entre autres. Dans les systèmes de mesure et de diagnostic.
- Convertisseurs analogiques-numériques – circuits intégrés utilisés pour convertir des signaux continus (tension et courant) sous forme numérique. Ils permettent le traitement numérique et l’analyse des signaux des capteurs.
- Amplificateurs opérationnels – circuits intégrés utilisés, entre autres. Pour amplifier les signaux de capteurs faibles, construire des filtres analogiques et des comparateurs de tension.
Composants électroniques de base – applications industrielles
Composants électroniques industriels
Les composants électroniques de base, tels que les résistances, les condensateurs et les inductances, ont un très large éventail d’applications dans l’électronique industrielle. Ils permettent, entre autres. sur:
- Limitation et division des tensions et des courants dans les systèmes d’alimentation et de contrôle.
- Filtrage des signaux pour éliminer les interférences et le bruit.
- Adaptation d’impédance et élimination des interférences dans les lignes de signal.
- Construire des circuits de synchronisation et des générateurs de fonctions.
- Couplage et transmission de signaux entre différents circuits électriques.
Applications des composants électroniques de base
Les éléments semi-conducteurs de base tels que les diodes et les transistors, à leur tour, permettent :
- Rectification des tensions alternatives et génération de tensions et de courants avec certains paramètres.
- Amplifier et façonner les formes d’ondes électriques.
- Traitement et amplification des signaux faibles des capteurs.
- Commutation et modulation de circuits électriques.
- Circuits logiques du bâtiment et automates industriels numériques.
Composants et circuits électroniques dans l’industrie
Les circuits intégrés modernes, tels que les microcontrôleurs, les processeurs de signaux et les PLD, permettent :
- Contrôle intelligent des machines, des équipements et de lignes de production entières.
- Collecte, traitement et analyse automatisés des données de mesure.
- Réponse rapide des systèmes de contrôle aux événements en temps réel.
- Communication et échange de données entre les composants du système industriel.
- Autodiagnostic et signalement des erreurs par les appareils.
Circuits et composants électroniques – liste pour l’industrie
Voici un exemple de liste étendue des composants et circuits électroniques les plus importants, ainsi que de leurs applications dans l’industrie :
- Résistances – courants et tensions limites, diviseurs de tension, protection contre les surcharges.
- Condensateurs – filtrage et lissage de la tension d’alimentation, correspondance de circuits, mémoires sur batterie.
- Bobines et transformateurs – séparation galvanique, couplage de circuits, filtres passe-bas.
- Diodes redresseuses – redresseurs de tension et de courant, alimentations à découpage.
- Diodes Zener – stabilisation et limitation de tension, protection contre les surtensions.
- Transistors – amplificateurs, commutateurs et contrôleurs de puissance, circuits numériques et logiques.
- Thyristors et triacs – contacteurs électroniques et régulateurs de puissance.
- Optoéléments – séparation galvanique des systèmes de contrôle et de mesure.
- Microcontrôleurs – systèmes de commande de machines, contrôleurs logiques programmables (API).
- Processeurs de signal – traitement à grande vitesse des signaux analogiques et numériques.
- Convertisseurs A/C et N/A – systèmes de mesure électroniques, systèmes d’acquisition de données.
Composants électroniques et circuits électroniques – exemples d’applications
L’électronique dans l’industrie automobile
Les voitures et les camions modernes contiennent un grand nombre de composants et de systèmes électroniques qui permettent, entre autres :
- contrôle précis du moteur (microcontrôleurs contrôlant l’injection de carburant, l’allumage)
- Boîtes de vitesses et systèmes de freinage automatisés (vérins hydrauliques et pneumatiques à commande électronique)
- Systèmes de sécurité et d’aide à la conduite (capteurs, caméras, radar, ABS, ESP)
- systèmes multimédias et de navigation numériques (écrans LCD et TFT, lecteurs audio et vidéo)
La microélectronique en médecine et diagnostic
L’électronique joue également un rôle extrêmement important dans les équipements médicaux et de diagnostic modernes. Des composants tels que des capteurs, des transducteurs de signaux et des microcontrôleurs de commande permettent, entre autres :
- Analyse numérique rapide d’échantillons de sang et d’autres fluides corporels
- Mesure précise des signes vitaux des patients
- Utilisation et contrôle de techniques d’imagerie avancées (échographie, tomodensitométrie)
- Programmation et personnalisation d’organes artificiels et de prothèses
Composants électroniques – autres applications
D’autres exemples d’utilisation de l’électronique dans l’industrie comprennent :
- systèmes d’automatisation et de contrôle pour les lignes de production et les machines
- systèmes de mesure électroniques et capteurs de paramètres de processus
- Compteurs intelligents et systèmes de comptage de l’énergie
- serrures électroniques et systèmes de contrôle d’accès aux bâtiments
Résumé et avenir de l’électronique industrielle
Les composants et circuits électroniques de base sont à la base des systèmes et équipements modernes utilisés quotidiennement dans l’industrie. Ils permettent d’augmenter l’efficacité et la flexibilité des lignes de production, de réduire les pannes de machines et d’améliorer les processus technologiques. Avec les progrès de l’électronique, de l’informatique et de l’intelligence artificielle, les systèmes industriels automatisés deviendront de plus en plus complexes et autonomes.