Electronique > Réalisations > Jeux de lumière > Chenillard 014

Dernière mise à jour : 02/02/2014

Présentation

Les schémas proposés sur cette page montrent comment chaîner plusieurs CD4017 en vue d'augmenter le nombre de sorties séquencées. Simple extension du chenillard 001, sans faire appel à un seul composant programmé (qui ceci dit simplifierait sacrément la tâche, surtout si on n'y connait rien en programmation).

Schéma 014 - chenillard 16 sorties

Pour le besoin, on se contente d'ajouter une porte ET (CD4081) à deux CD4017 pour disposer de 16 sorties.

Chenillard 014

Horloge
L'horloge qui permet de séquencer le tout n'est pas montrée sur ce schéma. Mais rien de plus simple que de reprendre les exemples proposés à la page Chenillard 001.

Remise à zéro à la mise sous tension
Afin que tout se passe bien à la mise en route, il est préférable que les CD4017 soient bien mis à zéro dès le début, de sorte que ce soit leur première sortie (Q0) qui soit activée. Cette "sécurité" est confiée au réseau RC constitué de R1 et de C1, qui fournit une impulsion positive juste à la mise sous tension. Comme les CD4017 sont aussi remis à zéro quand il le faut par une des sorties de l'autre CD4017, il faut utiliser des diodes qui assurent le double rôle "d'isolement entre les commandes" et de "fonction logique ET". Ces diodes sont des diodes de commutation classiques de type 1N4148, il y en a quatre en tout.

Résistances de limitation de courant sur les sorties
Comme j'ai l'habitude de le faire, j'ai mis une seule résistance de limitation de courant pour l'ensemble des leds, sachant qu'une seule sortie n'est active à un instant donnée. Oui mais voilà, cette fois ça ne fonctionnait pas correctement : après un fonctionnement correct sur un cycle complet, tout se bloquait sur la première sortie (led D1 allumée en permanence). En y regardant de plus près, la tension en sortie Q0 de U1 était devenue insuffisante pour actionner la remise à zéro du second compteur CD4017. Elle était en effet voisine de 6 V (avec alim gnérale de 9 V), et après la diode D20, qui prenait sa commission légale de 0,6 V, il restait environ 5,4 V. En offrant à la led D1 sa résistance individuelle R3 de 390 ohms, la sortie Q0 de U1  remontait à 7 V environ et cette fois tout était bon. J'adore l'électronique, on en apprend tous les jours...

Nombre de sorties différent en conservant deux CD4017
Ce schéma permet d'utiliser un nombre de sorties compris entre 10 et 17.

Pour 10 sorties
Soyons raisonnable, et contentons-nous du schéma du chenillard 001, qui permet d'obtenir les 10 sorties avec un seul CD4017.

Pour 12 sorties
Il faut procéder comme suit :
- supprimer les leds D13 à D16
- débrancher la sortie Q8 de U2 qui va sur l'anode de la diode D18
- brancher la sortie Q4 de U2 sur l'anode de la diode D18 ainsi libérée.

Pour 17 sorties
Il faut procéder comme suit :
- débrancher la sortie Q8 de U2 qui va sur l'anode de la diode D18
- brancher la sortie Q9 de U2 sur l'anode de la diode D18 ainsi libérée.
- brancher une led supplémentaire sur la sortie Q8 de U2

Pour un nombre de sortie autre (entre 11 et 17)
Vous réflechissez avec les deux exemples précédents, et je suis sûr que vous vous en sortirez sans moi.

Schéma 014b - chenillard 25 sorties

25 sortie en ajoutant seulement un CD4017 au schéma précédent. La seconde porte AND nécessaire à ce nouveau circuit peut être piochée dans le circuit CD4081 placé auparavant, puisque ce dernier comporte quatre portes dont une seule était alors utilisée.

chenillard_014b

Pour ce qui est du fonctionnement général, il est similaire à celui du schéma précédent. Et ce qui est drôle, c'est qu'on peut chaîner autant de "bloc à CD4017" qu'on le souhaite ! Quand vous en aurez fini avec votre version à 80 leds, merci de m'envoyer une ou deux photos, ça me fera plaisir et cerise sur le gateau - pour vous, ça me rendra jaloux.

Chenillard 014c - Et si la sortie #1 faisait comme les autres...

Petit soucis de timing...
Bonjour Rémy, je souhaite utiliser le montage 014 pour réaliser un temporisateur à 12 positions, chaque passage d'une sortie à l'autre devant s'effectuer toutes les 15 minutes. Pas de soucis pour l'oscillateur, un NE555 et un diviseur de type CD4060 font l'affaire. Mais je me suis aperçu que le premier temps en sortie du 4017 (sortie Q1, la sortie Q0 étant inutilisée) avait une durée moitié des autres temps (sorties Q2 et suivantes). J'ai donc modifié le montage en attaquant le 4017 par sa broche 13 (Enable) d'après votre schéma 001b et j'ai ainsi des temps égaux en sortie du premier 4017. Le problème est que, maintenant, le 4081 ne convient plus pour chaîner les 4017, puisque il est attaqué par un front descendant venant du 4060 et par le front montant de la sortie du 4017 précédent. Une petite idée pour résoudre ce problème ?
Eh bien on va essayer de voir ce qu'on peut faire... Déjà, un petit graphe qui confirme vos dires (Out1 = Q0, oscillateur 10 Hz, période 100 ms) :

chenillard_014_graphe_001a

Si la sortie Q0 (inutilisée dans votre application) reste activée pendant un temps moitié moindre que les autres sorties, cela est du au fait qu'elle réagit au premier front montant de l'horloge. Or, la périodicité et la polarité dépendent de votre oscillateur : si ce dernier est à l'état bas à la mise sous tension, le premier front montant arrive plus tôt que les suivants. Pour avoir la même périodicité, il faudrait que l'oscillateur délivre tout de suite un front montant mais que ce dernier ne soit pas pris en compte par le compteur CD4017. Comme dans votre cas on ne peut pas inverser la polarité de sortie de l'oscillateur de façon "native", une solution consiste à ajouter un inverseur logique entre la source d'horloge et le CD4017. Ainsi, la seconde sortie (Q1) sera activée lors du prochain front descendant de la source d'horloge, elle est retardée d'une demi période d'horloge. Mais cette inversion de polarité ne convient pas au CD4081 (porte AND), que l'on peut alors remplacer par une porte NAND de type CD4093 (ou CD4011), laquelle, pour retrouver sa fonction d'origine, sera suivie d'une autre porte NAND montée... en inverseur logique.

chenillard_014c

Aucun scrupule à utiliser trois portes logiques, puisqu'elles font partie du même circuit intégré (pour usage de 3trois CD4017, on peut conserver deux portes logiques pour les deux CD4017, et ajouter un transistor NPN monté en émetteur commun pour jouer le rôle d'inverseur logique à l'entrée du premier CD4017). Voici le chronogramme obtenu avec ce nouveau schéma, cette fois Q0 (Out1) s'active aussi longtemps que les autres sorties.

chenillard_014c_graphe_001a

Historique

02/02/2014
- Ajout schéma 014c.
22/11/2009
- Première mise à disposition