Le sabre laser, symbole de la puissance d’un Jedi

Comment fabriquer un sabre laser ? Dans ce cours de physique chimie en ligne collège spécial Star Wars, toutes les instructions te sont données pour t’armer comme un jedi.

Karine, e-prof en sciences physiques va vous décrire comment fabriquer un simple sabre laser même si c’est une arme fictive de la Saga Stars Wars !  Elle vous fera des rappels niveau collège sur les symboles électriques afin de réaliser le schéma du circuit électrique contenu dans le sabre. Un soutien scolaire en ligne pas comme les autres, pour apprendre en s’amusant.

Matériel pour fabriquer ton sabre

Poignée :

• 1 tube en PVC de 25 cm de long et de 4 cm de diamètre,
• 1 bouton poussoir,
• 1 batterie avec 2 piles de type AA ou LR06 (1,5 V),
• 1 petit moteur supportant une tension variant de 1,5 à 4,5 V (qui permet de créer des vibrations dans la poignée qui simulent les effets sonores du sabre laser).
• fils rouges et noirs

Lame :

• 1 tube de polycarbonate translucide de 70 cm de long et de 3 cm de diamètre,
• 25 DEL (diodes électroluminescentes) de même couleur
• 25 résistances R adaptées suivant la couleur des diodes choisies,
• 2 allumettes,
• 1 grande feuille de calque de longueur 70 cm
• 1 plaquette de circuit imprimé de 70 cm de long et de 2,5 cm de diamètre,

• 1 appareil de soudure de composants électroniques,
• 1 colle forte pour matériaux plastiques

Fabrication du sabre

Fabrication de la poignée :

• Percer un trou dans le tube en PVC à l’endroit choisi pour placer le bouton poussoir
• Couper une fente à l’autre extrémité afin d’y insérer la batterie.

Fabrication de la lame :

• Si le tube en polycarbonate est transparent au lieu d’opaque, mettre du papier de verre blanc sur toute la longueur afin que la lumière se diffuse mieux.
• Fixer sur chaque extrémité une allumette en ne dépassant pas les bords,

Création du sabre laser en créant une “guirlande” de DEL

• Disposer au milieu du circuit imprimé et sur toute la longueur et en parallèle (l’ensemble DEL + résistance) suivant le montage ci-dessous en alternant dessus et dessous de la plaquette et en s’assurant que toutes les résistances seront reliées au même fil “rouge” ainsi que toutes les bornes négatives des DEL à l’autre fil “noir.

  

• Souder l’ensemble des composants,
• Fixer la plaquette servant “guirlande”de DEL obtenue aux allumettes se situant aux extrémités du tube en polycarbonate avec la colle forte.
• Souder un fil d’entrée “rouge” et de sortie “noir” à la plaquette

Montage électrique du sabre laser

• Souder 2 fils au bouton poussoir et fixer celui-ci au tube en PVC servant de poignée,
• Fixer la lame à l’intérieur de la poignée en utilisant la colle forte en s’assurant que les fils de la guirlande de DEL dépasse du fond de la poignée,
• Souder le fil noir du bouton poussoir au fil rouge (borne positive) de la batterie,
• Souder le fil rouge du moteur et le fil rouge de la guirlande de DEL au fil rouge du bouton poussoir,
• Souder tous les fils noirs du moteur et de la guirlande au fil noir de la batterie,
  
• Placer tous les fils et composants à l’intérieur de la poignée, enrouler les composants avec du ruban adhésif si nécessaire …,

Ton sabre laser est enfin fonctionnel… Enfin la force est avec toi !

Physique niveau collège : Schématisation du circuit électrique

Au niveau collège, les symboles des composants électriques sont vus progressivement ainsi que la schématisation d’un montage électrique. En vous aidant des symboles, réaliser le schéma électrique du montage précédent :

Rappel des symboles des composants utiles :

Réponse :

A quelle tension est soumise chacune des DEL ?

Réponse : 3 Volts

Complément : choix de la couleur de la guirlande de DEL

Une diode électroluminescente (DEL ou LED en anglais) ne conduit le courant que dans un seul sens. Dans l’autre sens, elle est bloquée et ne supporte pas plus de 5V

Les caractéristiques (courbes intensité du courant en fonction de la tension électrique) d’une DEL rouge, d’une DEL verte et d’une DEL bleue sont regroupées dans le graphique ci-contre.

Dans notre circuit, la branche (moteur + résistance) permet de réduire l’intensité du courant à l’entrée de la guirlandes. Les DEL étant nombreuses, il n’est pas nécessaire d’y ajouter une résistance de protection en série avec chacune des DEL car le courant est réparti dans les 25 branches. (loi des noeuds)

Par contre, il sera nécessaire d’ajouter une autre résistance en série entre la branche (moteur + résistance) et la guirlande afin d’abaisser la tension aux bornes de la guirlande si l’on opte pour des DEL rouges ou vertes. Si on choisit des DEL bleues, il serait mieux d’utiliser une batterie de 4,5 V et également d’insérer une résistance en série entre la branche (moteur + résistance) et la guirlande.