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> Robot 002 (tête clignotante)
Dernière mise à jour : 03/12/2017Présentation
Une tête avec autant de cheveux que j'en ai, et des LED qui clignotent quand la nuit tombe.
Proposé en kit à mes enfants, parce que Noël approche et que j'adhère à l'auto-dérision.
Schéma
Le circuit est basé sur des composants classiques, quelques portes logiques dans un boîtier à 14 broches (CD4093) et une cellule photo-résistive (LDR) pour reconnaître le jour de la nuit.
La photorésistance LDR1 (LDR = Light Dependant Resistor) est à la limite le seul composant qu'on pourrait qualifier d'exotique. En cas d'allergie, n'hésitez pas à en parler avec votre revendeur virtuel de composants.
Principe de fonctionnement
Basée sur la LDR (type LDR03, LDR05 ou autre), la détection de lumière s'articule autour de la porte logique U1:B. Pour rappel, une LDR est une résistance dont la valeur est d'autant plus faible que la quantité de lumière qui l'atteint est élevée. Un tel composant peut par exemple présenter une résistivité de plusieurs centaines de KO dans l'obscurité, et présenter une résistivité de quelques centaines d'ohms ou quelques KO en pleine lumière. Ici, nous l'utilisons dans un pont diviseur résistif composé de LDR1 et R1, qui délivre une tension proportionnelle à l'éclairement de la LDR (tension au point commun R1 et LDR1). Quand cette tension est de valeur suffisante, la porte U1:B se met à osciller, grâce à R2 et C1. Cette porte logique U1:B est en effet de type trigger de schmidt, il n'en faut pas plus pour la faire fonctionner en mode astable. A cause de (ou grâce à) l'hystérésis de la porte, le seuil de déclenchement quand il y a de la lumière n'est pas le même que le seuil de déclenchement dans l'obscurité. La porte U1:A inverse l'état logique de la porte U1:B, car au repos cette dernière présente un état haut. On dispose donc sur la sortie de U1:A d'un état logique bas en présence de lumière et un état logique haut dans la pénombre. Les deux portes suivantes U1:C et U1:D travaillent selon le même principe. U1:C travaille en oscillateur et la porte U1:D en inverseur logique. En fin de compte, on obtient un clignotement des LED quand la LDR est plongée dans l'obscurité, et une extinction complète quand le circuit est éclairé. Le fait d'inverser les deux composants LDR1 et R1 (LDR coté pôle positif d'alimentation et R1 côté masse) provoquerait l'effet inverse. Contrairement au mode de fonctionnement adopté dans mon coeur clignotant, le clignotement se fait ici par salves et non pas de manière continue :
Dans la pénombre, les LED clignotent rapidement, s'arrêtent momentanément, se remettent à clignoter, etc. Si vous préférez un clignotement permanent dans l'obscurité, il suffit de relier la borne "gauche" de R4 sur la broche 3 du CD4093 (point marqué X) au lieu de la brancher sur la broche 11 comme indiqué sur le schéma.
Circuit imprimé
Réalisé en double face, ça coûte désormais le même prix (ou quasiment le même prix) qu'un simple face...
Le circuit est très simple et peut même paraître "luxueux". Mais il fallait un minimum de place pour les trous de fixation et les cheveux. L'interrupteur de mise en/hors fonction est en bas à droite (double inverseur pour circuit imprimé).
Prototype
Circuit imprimé réalisé en 6 exemplaires, un seul assemblé par mes soins pour vérification du bon fonctionnement.
Les grosses pastilles carrées situées au-dessus de l'interrupteur marche/arrêt (photo du milieu) servent à retenir les fils d'alimentation, pour les empêcher de se casser (au niveau des soudures) si on tire dessus. Le rythme de clignotement varie quand on approche la main de la LDR, phénomène que j'avais déjà constaté sur mon coeur clignotant. Les LED sont des modèles haute luminosité, les résistances série de 4,7 kO du schéma ont été remplacées par des 10 kO sur ce premier proto. Mais cela éclaire encore bien trop fort, même avec une alim de 4,5 V. Pour les circuits finaux, j'ai donc décidé de mettre des 100 kO, pour un courant de LED de 15 uA (0,015 mA) environ.
Historique
03/12/2017- Première mise à disposition.