Une pile 9 V neuve délivre un peu plus de 9 V. À moitié usée, 7,5 V. En fin de vie, 6 V — et vos montages, eux, reçoivent tout cela sans prévenir. Beaucoup s’en accommodent ; d’autres non, et tout ce qui contient de la logique préfère une tension fixe. Cette alimentation régulée 5V règle la question une fois pour toutes : quelle que soit l’humeur de la pile, la sortie reste à 5 V. C’est aussi le premier projet de la série qu’on ne démonte pas — on le soude, on l’étiquette, et il sert pour tout ce qui vient après.
Le cœur du montage tient en un composant à trois pattes : le 7805, un régulateur. En plomberie, c’est un réducteur de pression — l’appareil vissé sur les arrivées d’eau des maisons : quelle que soit la pression du réseau en amont, il délivre en aval une pression constante. Le 7805 fait exactement cela avec la tension, à une condition près que nous verrons — et avec un prix à payer que nous calculerons.
Ce qu’il vous faut
| Composant | Valeur | Prix indicatif |
|---|---|---|
| Régulateur 7805 (boîtier TO-220) | — | 0,50 € |
| Diode | 1N4007 | 0,10 € |
| Condensateur chimique | 100 µF / 25 V | 0,20 € |
| Condensateur chimique | 10 µF / 16 V | 0,15 € |
| Condensateur céramique | 100 nF (× 2) | 0,10 € |
| Résistance | 1 kΩ | 0,05 € |
| LED | verte, 5 mm | 0,10 € |
| Plaque à pastilles + bornier ou fils | — | 1,50 € |
Prototype en breadboard d’abord, soudure ensuite : la règle du testeur reste la règle.
Le schéma expliqué
Le voici — un trajet en ligne droite, de la pile à la sortie :
- La diode D1, juste après la pile : elle ne laisse passer le courant que dans un sens. Branchez la pile à l’envers un jour de fatigue — cela arrivera — et rien ne passe, rien ne grille. C’est l’une des protections simples de l’étape 13, en application. Son loyer : elle retient environ 0,7 V au passage.
- Le 7805 au centre : patte 1 l’entrée, patte 2 la masse, patte 3 la sortie — vu de face, inscription lisible, pattes vers le bas. Retenez ce brochage, c’est le montage à l’envers qui alimente la moitié des pannes.
- Les condensateurs, deux par côté : un gros chimique et un petit céramique en entrée, un chimique moyen et un céramique en sortie. En plomberie, ce sont des ballons tampons plantés sur la conduite : ils absorbent les à-coups. Le gros lisse les variations lentes de la pile, les petits céramiques — placés au plus près des pattes — étouffent les oscillations rapides que le régulateur peut produire s’il se sent seul. Attention au sens des chimiques, comme toujours.
- La LED témoin et sa 1 kΩ : elle dit « la sortie est vivante » d’un coup d’œil, et elle offre au régulateur la petite charge minimale qui l’aide à rester stable à vide.
La condition, maintenant. Un réducteur de pression exige plus de pression en amont qu’en aval — le 7805 aussi : il lui faut au moins 7 V en entrée pour garantir 5 V en sortie (ses 2 V de marge, plus les 0,7 V de la diode : visez 7,7 V au total). Une pile 9 V neuve convient ; en dessous, la régulation décroche.
Et le prix à payer. Le surplus de tension ne disparaît pas : il se dissipe en chaleur dans le régulateur. La facture se calcule : P = (tension d’entrée − 5 V) × courant débité. Sous 9 V à 100 mA : 0,4 W, le boîtier tiédit, tout va bien. À 500 mA : 2 W — brûlant, et il faut visser un dissipateur sur la languette métallique. Retenez le seuil pratique : au-delà de 1 W, dissipateur obligatoire.
Le montage pas à pas
- En breadboard d’abord. Placez le 7805, face inscrite vers vous, et câblez sa patte 2 au rail −.
- L’entrée : borne + de la pile → diode (bague vers le régulateur) → patte 1. Les deux condensateurs d’entrée entre la patte 1 et le rail −, le céramique collé aux pattes.
- La sortie : les deux condensateurs de sortie entre la patte 3 et le rail −, puis la branche témoin : patte 3 → 1 kΩ → LED → rail −.
- Alimentez et mesurez au multimètre entre la patte 3 et la masse : 5,0 V, à ±0,2 V près. Pas de mesure, pas de suite.
- Le circuit validé, reproduisez-le sur plaque à pastilles, soudure par soudure, en recopiant votre breadboard zone par zone. Terminez par un bornier ou deux fils de sortie clairement repérés + et −.
Le bon réflexe : avant la toute première mise sous tension soudée, contrôlez au multimètre en continuité qu’il n’y a pas de bip entre + et − de sortie. Un pont de soudure se voit mal et se mesure très bien.
Ça ne marche pas ?
Méthode de l’étape 14, en remontant depuis la sortie :
0 V en sortie. Mesurez l’entrée (patte 1) : si elle est à zéro aussi, le problème est en amont — diode à l’envers, le cas d’école. Si l’entrée est bonne, cherchez le court-circuit en sortie ou le 7805 monté à l’envers.
La sortie suit la pile au lieu de rester à 5 V. Mesurez l’entrée : sous 7,7 V, c’est le décrochage normal d’une pile fatiguée. Changez-la — le montage vous prévient, c’est son travail.
5 V au multimètre, mais le montage alimenté se comporte bizarrement. Suspectez les céramiques : absents ou trop loin des pattes, le régulateur oscille à des fréquences que votre multimètre ne voit pas. Rapprochez-les.
Le régulateur chauffe très fort puis la sortie s’effondre. Le 7805 embarque une protection thermique : trop chaud, il se coupe, refroidit, repart. Refaites le calcul de dissipation — la réponse s’appelle probablement dissipateur.
Pour aller plus loin
Le même boîtier existe en d’autres pointures : 7809, 7812… même brochage, autre tension. Et montez le module dans un petit boîtier avec un interrupteur : vous venez de fabriquer le premier instrument de votre atelier — le suivant, au prochain projet, se soude aussi et tient dans la poche.
Ce qu’il faut retenir
Une alimentation régulée 5V, c’est un réducteur de pression à trois pattes entouré de ses ballons tampons : au moins 7,7 V en entrée, 5 V stables en sortie, et le surplus dissipé en chaleur — P = (Vin − 5) × I, dissipateur au-delà de 1 W. La diode d’entrée pardonne l’inversion, la LED témoin dit que tout va bien, et le module soudé rejoint définitivement votre atelier.
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