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Un “bistable” est un montage qui peut prendre et garder indéfiniment deux états. Par exemple, un relais à deux bobinages électro-magnétiques “traditionnel” (Roco, Jouef, Fleischmann...) fonctionne naturellement en bistable, avec un gros interrupteur. La différence d´avec nos montages d´aujourd´hui sera la taille, le coût, le bruit et la consommation électrique, qui sont tous les quatre nuls ou quasi nuls. On a déjà abordé un tel montage avec le bst555 qui nécessitait un bouton-poussoir “marche” et un second bouton-poussoir “arrêt” et qui avait la puissance nécessaire pour actionner la plupart des accessoires du réseau (ce qui rendait ce circuit totalement autonome).
 Alors pourquoi proposer d´autres bistables ? D´abord pour élargir le champ de vos connaissances !  Ensuite pour avoir la possibilité d´utiliser des circuits logiques Cmos, plus facilement panachables avec d´autres de la même série ; enfin, comme par exemple aujourd´hui, pour pouvoir remplacer les deux commandes d´un bistable mécanique (Roco, Jouef...) ou à 555 par un seul poussoir : un appui allume, un 2e appui éteint ( voir fig. ci-contre). Cela nous a été réclamé à cor et à cri par nos lecteurs et pour l´heure seul un montage vous était proposé par Ptitrain : un schéma pas très lisible, pas pédagogique, dont nous avions déconseillé carrément l´utilisation aux néophytes !
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C´est Daniel Roverch, un lecteur de Ptitrainmatique et un ancien collaborateur d´Électronique pratique, qui nous propose le schéma d´aujourd´hui, utilisant la moitié d´un circuit “bascule D” Cmos 4013. Voici le brochage de ce circuit :
Chaque moitié du 4013 comporte  une entrée d´horloge (clock), une entrée de données D, une entrée “mise à un” et une “remise à zéro” et enfin deux sorties (Q et Q, prononcé non-q ou q-barre), l´une étant toujours l´inverse de l´autre. Le plus 12 volts est appliqué à la broche 14, la masse à la 7, comme (presque) toujours. Rappelons que les circuits Cmos ne consomment aucune énergie, mais qu´en revanche ils ne fournissent que de quoi allumer une petite led basse consommation.
 Sur ce dessin d´après D. Roverch, le réseau de résistances et condensateur R1-R2-C1 garantit le montage contre les parasites ambiants (engendrés par les moteurs, bobinages d´aiguilles, néons...) que pourrait “ramasser” le fil conduisant au bouton-poussoir, et R3-C2 assure l´anti-rebond (voir notre page sur la “maladie du rebond” ).
 On cherchera évidemment à profiter de la présence de deux bascules dans le 4013 pour fabriquer d´un seul coup deux bistables (indépendants), actionnant deux relais ! Le second sera câblé à l´identique mais selon le schéma ci-dessus où l´on voit que les numéros de broches ont changé...
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Au démarrage, quand on applique le 12 volts notre circuit prendra une position aléatoire, soit relais activé ou non. C´est bien ennuyeux dans la plupart des cas de figure. Pour pallier ce défaut, on “initialise” le circuit au démarrage, en reliant la borne 4 d´une moitié du 4013 à la masse  via une résistance R9 de 10 kΩ, et au plus via un condensateur C5 de 1 nF. Idem pour l´autre ràz, borne 10, avec une autre R et un autre C. |
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Voici notre Veroboard (si vous n´avez pas encore travaillé le Veroboard, voyez nos pages de formation accélérée !). Prenez une plaque de 14 sur 26 trous, regardez-la côté cuivre et fraisez les coupures marquées ici  en hachures vertes (les quatre schémas qui suivent sont “cliquables” afin que vous puissiez les copier et les imprimer).
Placez et soudez les 13 cavaliers (straps) en fil dénudé de 0,5 mm  . S´il en vient deux dans un seul trou (une solution qui fait gagner plein de place — c´est le cas à deux endroits sur ce Veroboard), vous pourrez être amenés à d´abord agrandir légèrement avec un foret le trou qui les recevra.
Puis soudez les supports (barrettes tulipes à 40 broches) de C.I. et de relais (ce sont les gros points verts). Forez deux trous pour les vis de fixation du circuit. Les sorties vers l´extérieur sont matérialisées par les losanges colorés : plus, masse, boutons poussoirs, sorties vers une led (qui matérialisera au T.C.O. la position du relais ; n´oubliez pas la résistance de 10 kΩ à insérer n´importe où entre la led et la masse !)... Nous utilisons des cosses rondes ou “poignards” (voir catalogue Selectronic) ou bien des soudures définitives ; nous détestons les dominos et bornes à visser !...
 
Enfin, voici deux vues, l´une du circuit fini vu du côté des composants et l´autre du même circuit vu du côté cuivre — les deux vues sont utiles pour l´implantation et le soudage mais... ne les confondez pas ! |
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| C.I. |
double bascule D, Cmos 4013 |
| R1 - R8 |
résistances carbone, 5 pour cent, quart de watt |
| C1 - C4 |
condensateurs |
| T1, T2 |
transistors mosfet BS170 |
| ou T3, T4 |
transistors BC547 avec résistance de base de 10 kΩ |
| Et aussi : relais 12 volts, led basse consommation, boutons-poussoirs, alim 12 volts continus genre alim020 du Meccano électronique. |
Coût généralement constaté pour un circuit simple (moitié de 4013); : composants seuls à partir de 1,50 euro ; plus le relais (1,90 euro), le Veroboard et la connectique.
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À côté de la traditionnelle pièce d'un euro qui donne l'échelle, le schéma d'implantation imprimé en vraie grandeur pour aider au soudage, et le Veroboard terminé, occupé ici par un demi-circuit :
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Nous choisirons, nous, le branchement d´un relais deux RT via un transistor Mosfet BS170, histoire de simuler, à bas prix et basse consommation, les relais mécaniques du comerce...
