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L´intérêt de
l´électronique “personnelle”, c´est d´éviter le secret de fabrication et
l´utilisation de pièces rares ou chères ou introuvables ; c´est donc la possibilité
pour le lecteur de comprendre et d´améliorer, sans frais, et donc de devenir de plus en plus intelligent
 — c´est ce que
nous ont prouvé deux lecteurs perspicaces du Meccano
électronique qui ont réussi à élaguer 6 des 20 diodes
de notre schéma précédent (un tiers de moins) ! Et en même temps à
rendre encore plus compréhensible le principe de fonctionnement ! Bravo !
Ce dernier schéma était pourtant le plus simple que nous ayons vu en vingt ans (certains occupant jusqu´à
quatre circuits imprimés !)...
Rappelons les données du problème qui
nous occupait la dernière fois : soit une avenue qui coupe une rue, et un feu routier
tricolore. |
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Principe |
Pratique |
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(Ne tenez pas compte, pour l´instant,
du circuit de sortie avec les triangles verts ; lisez seulement les petits cartouches marqués “FEU
ROUGE AVENUE”,“FEU VERT RUE”, etc.)
Avec le schéma simplifié, on continue
d´allumer en dix étapes les feux verts et jaunes, (voir notre
page précédente), mais on ne se préoccupe plus des rouges. Car, réfléchissons
bien : le feu rouge de l´avenue est allumé lorsque la rue est verte ou
orange. Et le feu rouge de la rue est allumé lorsque l´avenue est verte ou
orange. Suivez donc ce schéma crayon à la main !
Quand on trouve du courant sur la sortie 4 (feu vert
rue), ce courant franchit la diode D4 et active la lampe verte de la rue, et en même temps franchit la diode
D12 pour activer la lampe rouge de l´avenue !
Quand on trouve du courant sur la sortie 5 (feu orange
rue), ce courant franchit la diode D5 et active la lampe orange de la rue, et en même temps franchit la diode
D11 pour activer la lampe rouge de l´avenue !
Les diodes D11 et D12 matérialisent ce ou :
le rouge de l´avenue est allumé en même temps que le vert ou l´orange
de la rue...
Le seul hic, c´est que le courant qui va vers
certaines lampes franchit deux diodes, et pour certaines autres une seule diode... À chaque fois qu´un
courant franchit une diode, il perd un peu de sa tension (0,6 à 0,7 volt à peu près — voir
notre page “Ralentir un moteur avec des diodes”). Et donc les rouges recevront
moins d´énergie que les autres. Certes on sait que les leds rouges sont par nature plus lumineuses que
les jaunes et vertes et donc on se moquera pratiquement de cette différence d´élergie. Mais on
va profiter de ce fait pour introduire à l´usage du tampon de puissance
(les professionnels utilisent les mots buffer ou amplificateur
ou driver ou interface de puissance).
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| Le tampon de puissance CMOS 4050 |
Un circuit CMOS standard ne peut délivrer que
très peu de courant, juste de quoi alimenter une led “basse consommation” à 2 mA (voir
le nota bene de la page “Chenillard”). Si l´on veut allumer une “grosse”
led, voire une ampoule, voire un relais pour un vrai feu rouge à l´échelle 1, en 220 volts (!),
on doit muscler le courant via un amplificateur. Le circuit utilisé aujourd´hui est un 4050 :
il comporte six tampons indépendants (les petits triangles verts ci-dessus). Chacun peut fournir 50 mA
(maxi) sous 15 volts (maxi). On peut mettre deux ou plusieurs amplis (appartenant au même boîtier) en
parallèle pour en tirer un courant plus important (p. ex. trois amplis en parallèle = 150 mA).
Chaque boîtier peut dissiper jusqu´à 0,8 W (watt). 
Le 4050 est présenté dans le boîtier standard (dit “D.I.L.”) des circuits CMOS, ici
avec seize “pattes”. L´encoche permet de repérer la patte n° 1.
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 Ci-dessous, le brochage des
seize pattes
(nc veut dire inutilisé). Le “plus” est sur la broche 1, la masse sur la 8 (ce qui
est très rare comme disposition, attention !).
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Principe |
Pratique |
Matériel |
Photos |
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Le courant entre dans
le tampon (le triangle a la forme d´une flèche, c´est justement le sens du courant) et en ressort
“grandi” en direction de la charge (led, lampe, relais...). L´autre extrémité de la
charge va à la masse.
À gauche : on branche une led à
consommation normale (environ 20 mA) avec sa résistance de limitation de courant (470 ohms serait la
limite minimale à ne pas dépasser ; 1 k ,
comme sur le schéma, représente la sécurité).
Au milieu, on alimente une ampoule.
À droite, c´est la bobine d´un
relais* (résistance de la bobine : 240 ohms minimum) en parallèle avec une diode “anti-étincelles”
(1N4000). De la même façon, un 4050 peut alimenter un petit moteur (avec aussi une diode en parallèle). |
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Principe |
Pratique |
Matériel |
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| 1 |
Circuit intégré CMOS 4017 |
| 1 |
Circuit intégré CMOS 4050 |
| 6 |
Résistances de 470 à 1000 ohms |
| 14 |
Diodes 1N4148 |
| 12 |
Leds 20 mA, vertes, rouges, oranges (4 x 3) |
+ alimentation 12 volts (alim020 du Meccano
électronique), horloge à 555 (ast555m du Meccano
électronique)...  Références,
prix : voyez notre page “Composants”. |
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Ptitrain
