/image%2F0649552%2F20241206%2Fob_deea2d_bloghead.jpg)
Bonjour!
Je vous reviens aujourd'hui avec quelques circuits électroniques.
Les circuits dont je vais vous parler
sont des chenillards à diode électroluminescente (DEL), en anglais LEDs chaser.
Je vais vous expliquer les méthodes qu'ils utilisent
pour inverser la direction du mouvement apparent de la DEL allumée.
Pour le premier circuit,
un 4011 (Quadruple porte NAND) est le coeur du changement de direction.
Le compteur 40193 à 2 entrées d'horloge : Clock Up et Clock Down.
Une seule entrée peut-être active à la fois.
Aussi pendant qu'une entrée d'horloge est activée,
l'autre entrée d'horloge est maintenue à un niveau logique haut pour la désactiver.
Table de vérité d'une porte NAND
| Entrée Sortie A B S 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 |
 |
La table montre que si l'entrée A :
est au niveau logique bas (0),
la sortie S est toujours au niveau logique haut (1)
quel que soit l'état logique de l'entrée B,
est au niveau logique haut (1),
la sortie S sera au niveau logique inverse de celui de l'entrée B.
Ainsi, en faisant passer le signal de la broche 3 du Timer 555,
au travers de 2 portes du 4011 pour atteindre le compteur 40193,
on peut laisser passer le signal du 555 dans une porte
et le bloquer dans l'autre porte simplement en gardant l'autre entrée de
chacune des 2 portes (broche 2 et 6 du 4011) sur des niveaux logiques opposés :
une entrée sur un niveau haut et l'autre entrée sur un niveau bas.
Lorsque le décodeur 4515 active sa sortie Q0 (broche 11) ou sa sortie Q15 (broche 15)
> Les niveaux logiques sur les broches 10 et 11 du 4011 basculent
> La sortie haute devient basse et vice-versa.
L'entrée d'horloge du compteur 40193 qui était active devient désactivée.
L'entrée d'horloge qui était désactivée devient active.
Ce qui provoque le changement de direction dans le mouvement apparent des DELs.
Les 2 portes NAND (broche 8,9, 10 et 11, 12,13 du 4011) forment
un verrou RS (SR NAND latch) qui mémorise les niveaux logiques
sur ses sorties Q et Q barre.
Quand un pulse négatif arrive sur l'une des 2 entrées du verrou RS
(les broches 8 et 12 du 4011 dans notre circuit)
les valeurs sur ses 2 sorties (les broches 10 et 11 du 4011)
basculent (Q prend la valeur de Q barre et vice-versa).
Voici une page Wikipédia qui explique les bascules et les verrous RS.
Ci-dessous une image montre ce chenillard assemblé
sur une plaquette de montage sans soudure (breadboard solderless).
========================================================
Le second circuit utilise un 4013 (Double bacule D)
et un XOR 4030 (Quadruple porte Ou Exclusif)
Pour comprendre le fonctionnement de ce circuit,
il faut connaître la table de vérité d'une porte "ou exclusif".
| Entrée Sortie A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 |
 |
En observant cette table nous voyons que si l'entrée A est maintenue à 0,
la sortie S a le même niveau logique que l'entrée B.
Par contre, si on maintient l'entrée A à 1
le niveau logique de la sortie S sera inversée par rapport à l'entrée B.
Ainsi dans ce circuit le compteur 40161 ne fait que compter.
Il ne compte jamais à rebours.
La valeur sur ses sorties 14, 13, 12 et 11 sont inversées sur les sorties 3, 4, 10 et 11
du XOR 4030 lorsque les entrées 2, 6, 9 et 13 du XOR 4030 sont maintenues
au niveau logique 1.
Le signal de retenu (Carry out), broche 15 du compteur 40161,
sert de signal d'horloge à la bascule D du 4013.
Chaque fois que le compteur 40161 atteint 16, le signal de retenu
fait basculer la sortie Q barre (broche 2 du 4013) de la bascule D.
Si Q barre (broche 2 du 4013) est sur un niveau logique bas,
il passe à un niveau logique haut et vice-versa.
Ci-dessous, Les chiffres binaires sur les sorties Q3, Q2, Q1 et Q0 du compteur 40161
pour ceux qui ne connaissent pas le binaire.
Un zéro (0) sur une sortie est un niveau logique bas.
Un un (1) sur une sortie est un niveau logique haut.
Les sorties du 40161 Les sorties du 4030
quand elles sont inversées
Q3 Q2 Q1 Q0 11 10 4 3 (# des broches)
8 4 2 1 8 4 2 1 <---- valeur décimale
de chaque sortie
0 = 0 0 0 0 1 1 1 1 = 15
1 = 0 0 0 1 1 1 1 0 = 14
2 = 0 0 1 0 1 1 0 1 = 13
3 = 0 0 1 1 1 1 0 0 = 12
4 = 0 1 0 0 1 0 1 1 = 11
5 = 0 1 0 1 1 0 1 0 = 10
6 = 0 1 1 0 1 0 0 1 = 9
7 = 0 1 1 1 1 0 0 0 = 8
8 = 1 0 0 0 0 1 1 1 = 7
9 = 1 0 0 1 0 1 1 0 = 6
10 = 1 0 1 0 0 1 0 1 = 5
11 = 1 0 1 1 0 1 0 0 = 4
12 = 1 1 0 0 0 0 1 1 = 3
13 = 1 1 0 1 0 0 1 0 = 2
14 = 1 1 1 0 0 0 0 1 = 1
15 = 1 1 1 1 0 0 0 0 = 0
Les sorties du 4030 quand elles ne sont pas inversées
sont identiques aux sorties du compteur 40161.
========================================================
Le troisième circuit utilise une bascule D
pour inverser la direction du mouvement apparent des DELs.
Lorsque le 4028 active sa sortie Q9 (broche 5)
il fait faire un Reset (mise à 0) sur la bascule D (broches 1, 3, 4, 5, 6 du 4013).
Ceci place un niveau logique bas sur la sortie Q (broche 1 du 4013)
et du coup sur la broche 10 (Up/Down) du compteur 4510.
Le compteur 4510 est alors en mode décompte ou compte à rebours si vous préférez.
Par contre lorsque le 4028 active sa sortie Q0 (broche 3)
il fait faire un Set (mise à 1) sur la bascule D.
La sortie Q (broche 1 du 4013) passe à un niveau logique haut amenant
la broche 10 du compteur 4510 sur un niveau logique haut.
Le compteur 4510 passe alors en mode de comptage normal.
Comme vous pouvez le constater,
De plus puisqu'un circuit 4013 contient 2 bascules D, la bascule D qui serait inutilisée si
on utilisait un Timer 555 par exemple, est ici utilisée comme un oscillateur pour fournir
le signal d'horloge au compteur décimal 4510.
La bascule D peut osciller car le temps de charge des 2 condensateurs de 220nF
n'est pas parfaitement identique.
Le premier condensateur sur le Reset se charge
au travers de 2 résistances, une 47K plus un potentiomètre de 1M.
Tandis que le second condensateur sur le Set se charge
au travers d'une résistance de 200K.
Le potentiomètre de 1 mégaohm perme
t de faire varier la vitesse de mouvement apparent des DELs.
========================================================
Le quatrième circuit est un peu plus complexe.
Il utilise une bascule D pour inverser la direction du mouvement apparent des DELs.
Mais sur sa sortie, ce n'est pas un décodeur 1 parmi 16 mais 2 décodeurs 1 parmi 8.
Quand le décodeur pour allumer les 8 premières DELs est actif,
le second décodeur est désactivé en maintenant sa broche 6 à un niveau logique haut.
Quand le compteur atteint les chiffres 9 à 16 c'est au tour du premier décodeur d'être
désactivé pendant que le second décodeur affiche les nombres de 9 à 16.
De plus, pour produire le signal d'horloge du compteur, trois portes NAND du 4011
cablées en oscillateur sont utilisées.
La dernière porte NAND du 4011 (broche 11, 12 et 13) sert uniquement
à inverser le signal de la broche 2 du compteur 4516.
Le signal de la broche 2 du compteur 4516 sert contrôler l'activation ou la désactivation
des 2 décodeurs 4051 en fonction de son état logique.
Mais il ne faut pas désactiver les 2 décodeurs en même temps.
C'est pour cette raison qu'on inverse le signal de cette broche sur le second décodeur
4051 en le faisant passer au travers d'une porte NAND cablée comme un inverseur
(broche 12, 13 et 11 du circuit 4011).
Ainsi on a toujours un décodeur activé pendant que l'autre décodeur est désactivé.
========================================================
Ci-bas les datasheets des circuits intégrés utilisés dans les 4 chenillards :
Noter que pour les liens ci-dessus peuvent fonctionner ou non car l'internet est un
monde toujours en mouvement, Il suffit simplement de mettre dans Google le mot
datasheet suivi par le numéro désiré, exemple datasheet 40161.
En tout dernier pour ceux qui n'aiment pas se casser la tête,
ici un kit pour construire un chenillard à 16 DELs.
On peut l'acheter en kit et l'assembler soi-même (15 dollar US)
ou bien l'acheter complètement assemblé et testé (28 dollar US).
Il y a aussi des options disponibles comme choisir des DELs plus grosses
ou bien plus petites, un transfo, etc.
Quelques liens pour augmenter vos connaissances en électronique.
TTL = Transistor Transistor Logic
La technologie TTL utilise des transistors bipolaires.
CMOS = Complementary Metal Oxyde Semiconductor
La technologie CMOS utilise des transistors à effet de champ.
On contrôle la conduction d'un transistor bipolaire par un courant sur sa base.
On contrôle la conduction d'un transistor à effet de champ par un voltage
sur sa gâchette.
La technologie CMOS est très sensible à l'électricité statique.
Les composants CMOS exige d'être manipulé avec prudence pour ne pas les détruire
avec une décharge d'électricité statique.
Voilà! Bon bricolage!
Mes amis!
À la prochaine!
