Electronique > Réalisations > Jeux de lumière > Chenillard 023

Dernière mise à jour : 19/05/2013

Présentation

Ce chenillard est un modèle 2 x 10 voies apte à piloter dix LED bicolores et fonctionne avec une petite pile 9 V rectangulaire (6F22).

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L'effet visuel est des plus comiques : deux LED tournent en sens inverse, donnant l'illusion de ne pas tourner dans le même sens. Quand elles se rencontrent, rien n'explose. Pour ce montage, je me suis basé sur une idée de Guy Isabel développée dans la revue Electronique Pratique N°113 de mars 1988 (réalisation appelée Gadg'LED). J'ai simplifié son montage d'un côté, et l'ai compliqué de l'autre pour rétablir l'équilibre. Là où Guy utilise des portes NAND traditionnelles de type CD4011, j'utilise des NAND à trigger de Schmidt de type CD4093 (parce que 4093 - 4011 = 82, et que 82 est un multiple entier de 41). Et au lieu de ne mettre qu'une résistance par paquet de 10 LED, j'en ai mis 10, j'expliquerai pourquoi après avoir bu ma tisane. En résumé, le circuit fait appel à des composants très courants et peu onéreux. Un seul schéma est proposé puisqu'il n'y en a pas plus.

Schéma

Un double chenillard à LED avec CD4017, voilà donc de quoi il s'agit... Et pour faire le lien entre les deux, dix LED bicolores.

chenillard_023

Les dix LED seront de préférence montées en cercle ou en rectangle, parce qu'assemblées en carré ou en triangle, pfff...

Fonctionnement général
Les deux chenillards travaillent chacun à leur vitesse, qui est ajustable par l'utilisateur au moyen de potentiomètres. Les puces rouges des LED bicolores sont pilotées par le premier chenillard, tandis que les puces vertes de ces mêmes LED bicolores sont pilotées par le second chenillard, en sens inverse. Dit autrement, la première puce lumineuse (rouge) de la première LED bicolore est pilotée par la première sortie du premier chenillard, alors que la seconde puce lumineuse (verte) de cette même première LED est piloté par la dernière sortie du second chenillard. En réalité, c'est le contraire, mais comme vous vous êtes dit que c'était le monde à l'envers, j'ai inversé l'ordre des choses pour vous mettre plus à l'aise (la lecture du schéma vous montrera si besoin était que je n'ai tort que là où je n'ai pas raison). En disposant les LED en cercle, cela donne l'impression de deux billes qui tournent en sens inverse, et qui quand elles se téléscopent changent de couleur (en lumière, vert + rouge = jaune).

Oscillateur / source d'horloge
Une simple porte NAND à trigger de Schmidt avec un condensateur et une résistance, et hop on a un oscillateur. Ici, veuillez applaudir U1:A et U1:B. La fréquence d'oscillation est fixée par la valeur de C1, R1 et RV1 pour le premier oscillateur, et C2, R2 et RV2 pour le second oscillateur. Détails à la page oscillateur rectangulaire avec CD4093. La valeur cumulée de R1 et RV1 (ainsi que R2 et RV2) permet de spécifier les limites de vitesse min et max. Pour ralentir encore plus, augmenter la valeur de C1 et/ou C2, ou donner aux potentiomètres RV1 et/ou RV2 une valeur plus élevée, par exemple 470 kO voire 1 MO (on peut se permettre d'utiliser une valeur aussi élevée uniquement parce que la porte est de type CMOS, avec une porte TTL ça ne fonctionnerait pas bien du tout). Pour faire tourner les LED encore plus vite, diminuer la valeur de ces composants, où déclencher à proximité un aboiement de chien.

Compteur
CD4017, vu, revu, re-revu... et on a pas fini. Dans un montage chenillard simple, et vu que le CD4017 a toujours une seule sortie active à la fois, on peut se contenter d'une seule résistance pour limiter le courant dans les LED. Ici, on se trouve dans un cas un peu particulier quand une même LED bicolore reçoit en même temps une tension en provenance des deux CD4017. Si on utilisait une seule résistance pour toutes les LED, le courant serait partagé de façon inéquitable entre les deux puces de couleur (rappelez-vous que les LED sont de type à cathode commune, même si je ne l'ai pas encore dit). Ce ne serait bien sûr pas dramatique, mais comme le CD4017 est un circuit CMOS qui ne peut délivrer beaucoup de courant, autant profiter de tout son potentiel et conserver une luminosité égale en toutes circonstance (même courant dans les puces, qu'une seule ou deux soient allumées). L'avantage supplémentaire de procéder ainsi est d'avoir un "flash" plus lumineux quand les deux billes se rencontrent, c'est mignon comme tout.

Choix des LED
Attention, il existe deux sortes de LED bicolores : celles à deux broches (allumage en rouge ou en vert selon la polarité de la tension appliquée) et celles à trois broches (une broche commune et deux indépendantes). Modèle requis ici : LED à trois broches avec cathode commune, comme sur la photo qui suit (A1-C-A2 ou A2-C-A1, dépend du nombre de verres ingurgités avant d'aller sur mon site).

Led bicolore trois pattes

Si vous trouvez des LED bicolores à anode commune, faites comme si vous ne les aviez pas vu car elles ne sont pas faites pour ce montage.

Circuit imprimé

Non réalisé en simple face.

chenillard_023_pcb_composants

Le typon sera mis en ligne quand il sera réalisé en simple face... je vous préviens tout de suite, je prévois un certains nombre de straps !

Mise en coffret

Le montage n'étant pas relié au secteur 230 V, la plus grande prudence ne s'impose pas. Ce qui n'implique pas qu'on peut faire n'importe quoi. Le boîtier sera de préférence en plastique pour un usinage plus facile, mais il pourra aussi être en métal, en bois ou en caramel (toujours pour des questions d'usinage). Dans tous les cas, son épaisseur ne devra pas excéder 3 mètres pour faciliter son rangement dans une trousse d'écolier. La pile pourra être interne ou externe, le principal étant qu'elle soit à l'intérieur. En temps normal, je préconise l'utilisation de supports pour circuit intégré. Ici, je le déconseille, à moins que vous n'ajoutiez une étiquette "Attention, ce jouet comporte des pièces pouvant être ingérées par des enfants de 0 à 9 ans" (couleurs normalisées CE, texte rouge sur fond jaune, avec symbole d'un éclair).

Historique

19/05/2013
- Première mise à disposition.