Module MOSFET avec micro:bit

Qu'est-ce qu'un transistor ?
Un transistor est un composant électronique très utilisé, qui agit le plus souvent comme un interrupteur, mais peut aussi être utilisé pour contrôler ou amplifier la tension de circuits électriques (dits de haute puissance) à partir d'un signal électrique de faible puissance (dit circuit logique), comme un microcontrôleur par exemple. Il existe deux types de transistors :

• les transistors bipolaires : ce sont eux qui permettent d'amplifier le courant dans un circuit.
• les transistors à effet de champ : ce sont eux qui permettent de contrôler le courant et d'agir comme un interrupteur. Ce sont eux qui nous intéressent ici.

Un transistor à effet de champ possède trois broches :

• la source et le drain, qui sont les deux broches reliées au circuit de puissance. Les deux bornes peuvent être utilisées de manière interchangeable, à la manière des bornes d'un interrupteur.
• la grille, qui est la broche reliée au circuit logique. En faisant varier le voltage sur la grille, il est possible de faire varier le voltage du circuit de puissance.

Différents transistors (titre original : Transistors in different housings, auteur : Benedikt.Seidl, domaine public, source)

Un transistor à effet de champ peut donc se rapprocher d'une résistance variable et d'un interrupteur à la fois, tout en pouvant être contrôlé électroniquement.
Le transistor MOSFET
Le transistor MOSFET est un type particulier de transistor à effet de champ (FET de MOSFET). Le MOS de MOSFET vient quant à lui de la méthode de fabrication du transistor (Metal-Oxide-Semiconductor). La particularité des transistors MOSFET, hormis leur méthode de fabrication spécifique, est que leur petite taille, leur faible coût de fabrication  et leur capacité de fonctionner à haute fréquence (de basculer de l'état haut à l'état bas et inversement très rapidement, plusieurs milliers, millions voire milliards de fois par seconde) les rend très adaptés à l'utilisation dans des circuits électroniques comme de circuits de puissance.

Instructions de montage
Afin de connecter le boitier de piles et la pompe à eau au module MOSFET, et le module MOSFET à la micro:bit, il faudra connecter cette dernière dans le port prévu à cet effet du shield Grove, puis connecter le module MOSFET au shield Grove sur le port P0/P14 du shield. Ensuite, il faudra respectivement connecter les fils noir et rouge du boitier à piles aux terminaux - et + du module MOSFET, et visser les vis des terminaux pour bloquer les fils. Enfin, il faudra respectivement connecter les fils noir et rouge de la pompe aux terminaux  GND et OUT du MOSFET, et visser les vis des terminaux pour bloquer les fils : 

Programme
Le programme suivant va allumer et éteindre la pompe par intervalles d'une seconde. Lors des tests, il est nécessaire de s'assurer que la pompe est bien dans de l'eau, au risque d'abîmer cette dernière.

Instructions de montage
En reprenant le montage de la partie précédente, il faudra connecter le tube de la pompe à eau à la sortie de cette dernière.

Exercice
 Cet exercice a pour objectif de créer une fontaine à jet d'eau, c'est-à-dire une fontaine avec un jet d'eau vertical dont la hauteur peut être contrôlée :

Animation d'une fontaine à jet d'eau (titre original : Фонтан, auteur : Олег Михайлович, Creative Commons Attribution 2.5 Generic license, source)

Ce programme va créer une animation de jet d'eau, en définissant la puissance de la pompe à 25, 50, 75, 100 et 0%, afin de faire varier la hauteur du jet d'eau à la sortie de la pompe.


Manipulation
Pour tester le programme, plonger la pompe à eau dans le récipient large, et immerger le tuyau dans l'eau. Il faudra ensuite mettre sous tension la micro:bit en faisant bien attention à ce qu'elle soit bien à l'abri des projections d'eau que le jet d'eau pourrait occasionner.
Ensuite, redresser l'extrémité du tuyau le tenir le plus verticalement possible afin d'éviter les projections d'eau en dehors du récipient.