Electronique > Réalisations > Selecteur 007

Dernière mise à jour : 22/04/2009

Présentation

Le présent sélecteur permet de sélectionner une voie parmi 8 par le biais de touches sensitives. Il n'emploie que des composants très courants et ne nécessite aucun réglage. Il peut servir pour commuter des sources audio ou n'importe quel autre type de donnée.

Le schéma

Le schéma est de moi mais l'idée ne l'est pas ;-)

selecteur_007

Principe de fonctionnement
Le fonctionnement global repose sur l'utilisation d'un circuit intégré CMOS de type CD4017, bien connu pour ses capacités "chenillard" (exemple). Ce circuit, qui est un compteur décimal, dispose en effet de dix sorties Q0 à Q9 exclusives (une seule sortie peut être active à un instant donné) et d'une entrée d'horloge CLK. Le circuit dispose en outre d'une entrée de validation E (Enable), laquelle doit être à l'état logique bas si l'on veut que les sorties changent d'état à tour de rôle quand des impulsions d'horloge sont envoyées sur l'entrée horloge. C'est là que la particularité du montage entre en jeu. Le CD4017 reçoit en permanence un signal d'horloge sur son entrée CLK. Mais si on ne fait rien de particulier, rien ne se passe car l'entrée Enable est à l'état logique haut du fait de la présence de la résistance R3, même si cette dernière est de forte valeur. Tout est donc bloqué, une des sorties du CD4017 est active et le reste. Pour modifier cette situation, il suffit de toucher du doigt une des touches sensitives TS1 à TS8. Voyons par exemple ce qui se passe si la sortie actuellement active est la sortie Q0 (sortie à l'état logique haut, soit +9V), et que l'on met le doigt sur la touche sensitive TS4, qui est reliée sur la sortie Q3 du CD4017, sortie qui se trouve à cet instant à l'état bas (0V). En touchant du doigt TS4, on établi un contact résistif entre la sortie en question et l'entrée Enable du compteur. Du fait que ce contact offre une résistance ohmique moindre que celle de R3, l'entrée Enable se retrouve à un niveau logique bas, ce qui permet au compteur d'avancer au rythme des impulsions d'horloge arrivant sur CLK. La sortie Q0 se désactive et la sortie Q1 s'active. Comme l'entrée Enable du compteur est toujours à l'état bas, l'impulsion d'horloge suivante désactive la sortie Q1, et active la sortie Q2. A l'impulsion d'horloge suivante, même combat : la sortie Q2 est désactivée et c'est la sortie Q3 qui prend la relève. Ah ! La sortie Q3 est justement celle sur laquelle on a fait "pression". Cette sortie passe à l'état haut et transmet cet état haut sur l'entrée Enable, ce qui a pour conséquence de bloquer aussi sec le compteur. La sortie Q3 est donc activée et le reste, même si on enlève le doigt de la touche TS4. Pour activer une autre sortie, il suffit de toucher la toucher correspondante. Le condensateur C3 et la résistance R13 constituent juste un petit réseau différentiateur qui envoie une courte impulsion positive sur l'entrée de remise à zéro (MR) du compteur CD4017, au moment de la mise sous tension. Cela permet de s'assurer que la sortie Q0 soit toujours celle qui est activée à la mise en marche.

Oscillateur
L'oscillateur peut être de n'importe quel type, cela n'a absolument aucune importance. Vous pouvez utiliser un NE555 comme je l'ai fait ici, mais vous pouvez aussi utiliser une porte CD4093, un couple de transistors bipolaires ou un transistor unijonction (UJT) genre 2N2646 (exemples d'oscillateurs). La fréquence d'oscillation n'est pas critique, elle peut se situer entre 100 Hz et 10 KHz, pour donner un ordre de grandeur. Rappelez-vous simplement que le temps qui s'écoule entre deux sorties actives dépend de la fréquence de l'oscillateur : si la sortie Q0 est activée et que vous souhaitez activer la sortie Q7, il faut sept impulsions d'horloge pour passer de la première à la dernière. Avec une fréquence de 1 KHz (cas du schéma proposé), il faut 1 ms pour commuter d'une sortie à la suivante, le temps maxi reste donc dans tous les cas de 7 ms pour deux sorties "éloignées". Remarque à ce sujet : entre deux sorties non adjacentes, les sorties s'activent, même brièvement. Pour une sélection de source audio, cela ne porte pas à conséquence, mais il est sans doute des applications où cela ne pourra pas être toléré.

L'étage de sortie
Là, on ne peut pas faire n'importe quoi. Pour un bon fonctionnement du système, il est important que le courant drainé sur les sorties du CD4017 reste faible dans tous les cas de figure. C'est pourquoi j'ai ajouté un réseau de 8 transistors darlington, de type ULN2804, qui isole très bien les sorties du compteur des sorties utilisation. A la place de ce réseau de transistors, vous pouvez aussi mettre des portes logiques CMOS quelconques ou des buffers style CD4049 ou CD4050 par exemple.