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Montage 12 |
Le Cimec |
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Dans les pages précédentes,
nous présentions le montage que nous avons baptisé “super-4017”, “super” à
cause de quelques importantes améliorations par rapport au vétéran 4017 : 16 sorties
au lieu de 10, ces sorties pouvant devenir entrées selon notre bon vouloir...
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 Nous allons
appliquer ces qualités à un ensemble au nom effroyable (multiplexeur démultiplexeur)
mais dont le fonctionnement est, nous vous le promettons, d´une simplicité biblique. Pour des raisons
de commodité nous utiliserons une abréviation spéciale Ptitrain :
MixDemix.
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Soit, à gauche du schéma ci-dessous 
un “super4017” qui tourne à une vitesse donnée : c´est comme un sélecteur
manuel à 16 positions qui met en rapport successivement 16 interrupteurs ou leds basse consommation
(ou sons, ou... n´importe quoi) avec une sortie unique.
Soit, à droite du schéma ci-dessous 
un autre “super4017” qui tourne exactement à la même vitesse. Ce second contacteur met en
contact, successivement, son entrée avec seize leds ou interrupteurs ou autres.
 À un moment donné, l´interrupteur A de gauche allume l´ampoule
A de droite. À l´instant d´après, l´ampoule B de gauche est en contact avec l´inter B de droite. Si la vitesse est
suffisamment grande, notre oeil n´a pas le temps de voir éteintes les ampoules A et B (ni nos oreilles de percevoir
des “trous” dans les sons). Entre les deux “super4017”, un fil unique transmet donc,
successivement, seize informations, dans l´un et l´autre sens. S´il faut commander autre choses que des leds et des
hauts-parleurs, qui bénéficient de la persistance rétinienne ou auditive, il faudra ajouter en série des petites
mémoires qui conserveront l´info pendant les courts instants de creux (voir la suite de notre série). Ces
mémoires sont à la fois petites et bon marché, il ne s´agit pas de composants informatiques sophistiqués.
Précisions : a) avec la capacité de chaîner les “super4017” vue
dans notre page 4 , il n´y a pas de limites théoriques au nombre d´infos que ce fil
transmettra et recevra... b) pour une précision extrême, l´horloge qui anime les circuits en fixant la vitesse de
“rotation” sera commune à tout notre ensemble électronique... c) en pratique, et par sécurité, un “top” de synchronisation
sera envoyé à tous les circuits à chaque “tour”. Horloge et synchro nécessitent certes deux fils de plus,
mais des fils qui sont communs à toute l´électronique de notre réseau.
Nota bene. — Pour accélérer le dessin
et la mise au point de ce montage “MixDemix”, nous sommes partis d´un schéma publié dans un livre spécialisé,
les Cinquante Principaux Circuits intégrés par M. Robert KNOERR au éditions E.T.S.F.,
Paris 1990. Que l´auteur et l´éditeur se voient ici remerciés. Nous ferons bientôt la critique de ce livre dans
notre page Bibliothèque électronique.
N.B. 2. — Nous n´avons pas eu l´occasion de tester les capacités
du “super4017” de transmettre des sons et des bruits. Mais cette capacité est universellement reconnue et utilisée
ailleurs qu´à Ptitrain ! |
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Montage 12 |
Le Cimec |
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Dans
ce schéma  , on voit à l´oeuvre le “super4017”
dans les conditions que nous avons déjà décrites dans nos pages précédentes.
Un 4029 (nommé ci1) commande un 4067 (ci2) ; ce dernier a ses seize pattes reliées à
des composants donneurs d´infos (interrupteurs) ou bien à des composants récepteurs d´infos
(leds, relais, sorties de puissance... jusqu´au
220 volts inclus !). Des “mémoires” simples peuvent être ajoutées
aux sorties.
Un circuit ci3 de type 4093 (quatre portes non-et trigger,
voir notre page Techno) est ajouté :
l´horloge est confiée à une paire de portes non-et a et b (les portes étant vendues
par 4, il serait dommage d´ajouter un autre circuit comme par exemple notre bon vieux 555), la vitesse
de l´horloge étant fixée par R1 et C1 selon la formule t (en millisecondes) = 1,5 x R1
(en kΩ) x C1 (en nF).
Une troisième porte non-et (c) sert d´ampli et le
tic-tac qui en sort est appliqué à l´entrée horloge du 4029 ; ce tic-tac part
également dans le reste du réseau vers des cartes “super4017” disséminées
sur celui-ci.
Le compteur 4029 passe par zéro à chaque fois qu´il
a “fait un tour”, ce zéro étant matérialisé par du zéro volt simultanément
sur ses sorties A, B, C, et D. Quand ces quatre sorties sont à  ,
un signal franchit les quatre diodes (faisant fonction d´un “et” logique), est amplifié
par la dernière porte (d) du 4093 et part vers le reste du réseau comme une info de “ràz”,
de remise à zéro. Cette info est destinée à faire “marcher au pas” toute
l´électronique qui y est reliée, ce qui assure la sécurité des communications.
En résumé — et vous serez évidemment
d´accord avec moi : un schéma bien plus long à dessiner qu´à comprendre !
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Montage 12 |
Le Cimec |
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Nous allons inaugurer notre circuit “Cimec”, qui peut recevoir
tous les composants de nos montages Meccano électronique, par simple transfert
des éléments d´un montage testé sur une plaque de breadboard (si ces mots vous
sont inconnus, voyez nos pages Techno).
Voici donc l´implantation que nous avons choisie (pas excessivement
compressée pour ne pas réserver la fabrication aux seuls experts du fer à souder !). Cliquez
sur le dessin pour télécharger la version haute définition, imprimez-le
sur votre imprimante — il devra faire exactement 83 millimètres de large. Puis retournez-le (fonction
miroir de votre logiciel de dessin favori) et re-imprimez-le, cette fois de telle sorte
que vous le voyiez côté cuivre au-dessus. Ces deux dessins, juxtaposés, vous permettront de marquer
les trous à percer, de plier les queues des composants, de préparer et couder les cavaliers...
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 Et
voilà, juste à titre de curiosité, le montage testé sur une plaque d´essais
sans soudure (breadboard), étape emm*rdante que Ptitrain vous épargne
dorénavant.
Et enfin,
la sortie réelle, définitive, sur un Cimec. Là encore, une impression à l´échelle
exacte (83 mm, cliquez sur le dessin pour importer la version à imprimer) peut vous servir à déboguer
votre montage. |
| Les opérations de perçage, pliage,
soudage, débogage doivent être faites sans précipitation, et plusieurs
fois, et sérieusement : la moindre erreur (une diode à l´envers) et rien ne fonctionnera
et le dépannage a posteriori sera une galère. PRENEZ VOTRE TEMPS ! |
Le fil reliant les “super4017” entre eux restera d´une
longueur raisonnable ; s´il doit absolument être très long ou longer des néons ou
des gros moteurs ou être sujet à des perturbations anormales, les résultats pourront être
erronés ; il faudra remplacer le fil par un dispositif “sécurisé” (par exemple
une boucle de courant), ce que nous verrons en temps utile. La distance entre le 4067 et les interrupteurs sera,
elle, très courte. Notez que des infos erronées sur quelques millièmes de seconde d´allumage
d´une led n´ont aucune importance ; si en revanche le fil doit servir à compter les essieux
d´un train, une seule info erronée serait intolérable.
Doit-on mettre, ou non, des supports de circuits intégrés ?
Moi, j´en mets parce que a) c´est pas cher, à notre échelle ; b) ça facilite
la phase de tests (on place et vérifie le fonctionnement du 4093, OK ; on place et vérifie le
4029, OK ; on place et vérifie le 4067, OK) ; c) ça permet de prendre tout son temps pour souder ;
d) la place sous le support peut servir à autre chose (cavaliers, condos)... Mais si l´on met des supports,
ça doit être des supports de qualité. |
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Montage 12 |
Le Cimec |
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Matériel |
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Ne figurent pas sur le schéma les condensateurs de découplage*
qui relient la borne “plus” des circuits intégrés et la masse : on met en général
de 10 à 100 nanofarads. Vous pouvez souder ces condos côté cuivre, avec les fils les plus courts
possibles. De plus, certains ajoutent un autre condo, de 10 à 47 microfarads, commun à une carte
entière, mettez-le où vous voulez, entre le plus et la masse.
Les cavaliers qui relient les bornes 1-2-11 et 3-8-9 de ci1 ont été
soudés côté cuivre, parce que ça fait plus joli ; vous pouvez les placer sous le support de C.I.
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| Ci1 |
circuit CMOS 4093, quatre portes non-et à trigger |
| Ci2 |
circuit CMOS 4029, compteur |
| Ci3 |
circuit CMOS 4067, multiplexeur |
| diodes |
4 diodes 1N914 |
| R1 |
résistance ; pour une vitesse de 1 centième de seconde, p. ex. 15 kΩ |
| R2 |
résistance “de tirage*”, p. ex. 220 kΩ |
| C1 |
condensateur NON POLARISÉ ; pour une vitesse de 1 centième de seconde, p. ex ; 470 nF |
| Prix des composants :
3,70 euros ; le Cimec (module taille moyenne) : à partir de 4,50 euros. Et aussi :
alimentation 12 volts (p. ex. alim020 du Meccano électronique),
condensateurs de découplage*, inters, leds, amplis, fil, relais... selon vos besoins et vos fonds de tiroir. |
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Ptitrain 
