| But |
Principe |
Pratique |
Matériel |
Expérience |
 |
|
|
|
|
 |
Nos rubriques le
Meccano électronique et la Télécommande du troisième type
vont faire un usage intensif de circuits logiques CMOS. Il est donc temps d´éclaircir sur ce sujet l´esprit
de nos lecteurs... Ces circuits, aussi complexes soient-ils, sont un empilage de composants exécutant des fonctions
ultra-simples — que l´on peut en fait résumer à deux : fonction et,
fonction ou...
La notion de ou et la notion
de et sont extrêmement faciles à appréhender par n´importe quel
être humain ayant un jour bricolé une prise de courant, mijoté un boeuf bourguignon, créé
un tableau Excel ou, en fait, exercé n´importe quelle autre activité intelligente... Commençons
par le commencement : le et... |
|
| But |
Principe |
Pratique |
Matériel |
Expérience |
|
|
|
|
|
|
Soit une pile électrique, une
ampoule et deux boutons-poussoirs ( figure à gauche,
ci-dessous). Il saute à vos yeux que la lumière ne jaillira que si on appuie sur les deux boutons-poussoirs
en même temps. Pour vous en convaincre, posez votre souris sur une des quatre lignes
du bas du tableau  et regardez
la position des boutons-poussoirs et l´ampoule. D´accord ?
Mettons-nous aussi d´accord sur le vocabulaire :
la fonction “et” comprend donc deux entrées (entrée a, entrée b) et une sortie (s). Cette
sortie s (ici une lampe) n´est “active” (la lampe n´est allumée) que si a et b sont “actifs”
(interrupteurs enfoncés). On a coutume de représenter une “action” par le chiffre un
et une “inaction” par le chiffre zéro. Une lampe allumée, c´est
une action, un  . Un poussoir enfoncé, c´est
une action, un aussi. L´absence de courant dans
l´ampoule, ou le fait de ne pas appuyer sur les interrupteurs sont des inactions, des  .
Les couleurs bleue ou noire sont souvent employées pour le ,
l´inaction, la masse d´un circuit ; la couleur rouge souvent employée
pour l´action, le plus, le .
|
|
 |
|
s = a ET b
|
| poussoir a |
poussoir b |
lampe s |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
— 1re ligne : aucun des interrupteurs
a et b n´est actionné : ampoule éteinte :
et égale
.
— 2e ligne : interrupteur a non actionné
et interrupteur b enfoncé : ampoule éteinte :
et égale
.
— 3e ligne : interrupteur a enfoncé
et interrupteur b non actionné : ampoule éteinte :
et
égale .
— 4e ligne : les deux interrupteurs
sont enfoncés, le courant passe, la lampe éclaire :
et égale
. (Et non 2 !) |
|
| |
| But |
Principe |
Pratique |
Matériel |
Expérience |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
La fonction “et” est assurée par une “porte logique” qu´on schématise comme
ci-contre. Pour la câbler comme l´était notre petit film de tout à l´heure, on a mis
deux boutons-poussoirs, un sur chacune des entrées, et une ampoule est prise sur la sortie. (Attention, ce schéma
est seulement théorique, voir plus bas.)
On trouve quatre de ces portes et
dans le circuit 4081, qui possède 14 pattes (
en bas à gauche, un circuit 4081 posé sur une pièce d´un euro). |
|
Comme on le voit sur ce
schéma interne du 4081 la première “porte
et” a une entrée sur la patte 1, l´autre entrée sur la patte 2, sa sortie est sur la patte
3. La 2e porte a ses entrées en 5 et 6, sortie sur 4. La 3e, entrées sur les pattes 8 et 9, sortie en
10. La 4e a ses entrées en 12 et 13 et sa sortie en 11. La patte 14 du circuit 4081 est reliée au plus
12 volts, la patte 7 est reliée à la masse de l´alimentation. Notez bien (voir les flèches)
l'encoche qui permet d'orienter correctement le boîtier. |
| |
| But |
Principe |
Pratique |
Expérience |
Matériel |
|
|
|
|
|
Expérimentation : nous allons monter une des portes d´un circuit 4081 pour la faire fonctionner réellement
comme dans notre petit film du haut de la page. Le schéma, dans la “vraie vie”, est un peu plus touffu :
d´abord, une entrée CMOS ne doit jamais rester en l´air, c´est-à-dire reliée
à rien — ce qui serait le cas quand le bouton-poussoir n´est pas enfoncé. Une résistance
de forte valeur (par exemple 220 kΩ) doit toujours relier cette entrée à quelque chose, dans le
cas présent à la masse. Quand le bouton est enfoncé l´entrée est au plus (à
un) ; quand le bouton n´est pas enfoncé, l´entrée est à
la masse (à zéro) via la résistance de 220 kΩ. Deuxième
aménagement : toutes les portes inutilisées doivent voir leurs entrées reliées à
la masse (ici les pattes 5, 6, 8, 9, 12, 13) ou reliées au plus. Enfin, ça n´est pas une vraie
ampoule que l´on branche à la sortie (car un circuit CMOS ne fournit quasiment aucune puissance) mais juste
un témoin, une led à faible consommation (2 milliampères) via une résistance de 4700 ohms.
Du plus 12 volts est amené à la patte 14 du circuit CMOS, et la masse à sa patte 7.
NE VOUS EN FAITES PAS : Dans la “vraie vie” encore, ces aménagements
qui vous semblent tatillons deviennent un réflexe anodin et ne posent guère de problèmes... |
| |
| But |
Principe |
Pratique |
Expérience |
Matériel |
|
|
|
|
|
|
|
| led |
basse consommation, 2 mA, couleur indifférente |
| R |
2 résistances de 220kΩ, une résistance de 4,7 kΩ |
| CI |
Circuit CMOS "quadruple ET" 4081 |
| Et aussi : deux boutons-poussoirs, alimentation 12 volts (p. ex. alim020
du Meccano électronique) |
|
Ptitrain
