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Dernière mise à jour : 09/12/2012Présentation
Le présent montage permet de commander un appareil parmi huit, par le biais de quelques boutons poussoirs. Chaque bouton poussoir correspond à une sortie distincte, et l'appui sur l'un de ces boutons active la sortie correspondante tout en désactivant la sortie précédement active. Deux schémas fonctionnellement identiques sont proposés :- Schéma 001 : utilise une porte logique à 8 entrées dans la section méméorisation;
- Schéma 001b : utilise des diodes en remplacement de la porte logique à 8 entrées.
- Schéma 001ba : exemple d'utilisation du circuit 001b pour sélection d'un effet audio (1 entrée / 1 sortie) parmi huit.
- Schéma 001bc : amélioration du montage autour du 74273.
Une version similaire et un peu plus évoluée, mettant en oeuvre un PIC, est présentée à la page Selecteur 001c.
Schéma 001
Si le schéma vous semble complexe, c'est de ma faute. J'ai en effet cablé des leds sur les sorties pour indiquer la sortie en cours de sélection.
Principe général
Le principe général repose sur l'emploi d'un circuit intégré de type 74HCT273, contenant huit verrous (latches) individuels. Ces huit verrous disposent chacun d'une entrée et d'une sortie. La sortie de chaque verrou prend l'état de son entrée au moment où l'entrée d'horloge (CLK) est portée à l'état logique haut, et seulement à ce moment (quand l'entrée CLK repasse à l'état logique bas, les verrous ne prennent pas l'état de leur entrée, et ce changement d'état n'a donc pas d'influence). Si par exemple l'entrée d'horloge passe à l'état haut alors que les entrées de U1 sont toutes à l'état bas sauf l'entrée D4 (parce que le bouton poussoir SW5 est enfoncé), alors la sortie Q4 passe à l'état haut et les autres sorties restent à l'état bas. Il n'y a donc qu'à activer l'entrée d'horloge à chaque fois que l'on souhaite modifier la sélection en cours, c'est à dire à l'instant même où l'on appuie sur un des boutons poussoirs. Pour celà, on peut utiliser des diodes ou une porte OU à huit entrées (retenue ici), pour constituer une information de type "état logique haut dès qu'on appuie sur un des boutons". Le transistor Q1 inverse l'état logique de la sortie de la porte OU à huit entrée (circuit U3), qui est malheureusement active à l'état haut et non à l'état bas. On ne gagne pas à tous les coups. Si maintenant on appuie sur le bouton SW2, l'entrée D1 de U1 passe à l'état logique haut, ainsi que la broche 11 de U3, dont la sortie fournit alors un état logique bas, aussitôt inversé par qui vous savez. On retrouve donc bien un état logique haut sur l'entrée CLK de U1, et la sortie Q1 du verrou numéro deux (le premier verrou commence avec le numéro 0) passe à l'état haut. Comme à cet instant l'entrée D4 n'est plus active (parce que le bouton poussoir SW5 a été relaché entre temps), la sortie Q4 de U1 passe à l'état bas. Nous avons donc basculement de la sortie Q4 vers la sortie Q1.Schéma 001b
La porte OU à plein d'entrées me fait vraiment peur...J'ai pour ma part utilisé une porte OU incluse dans un circuit intégré de type 4078 pour rappeler que ce genre de composant existe, mais rien ne vous empêche de la remplacer par huit diodes de type 1N4148 avec toutes les cathodes reliées ensemble, aboutissant d'une part sur l'entrée CLK de U1, et d'autre part à la masse par une résistance de 10 kO (pour figer le potentiel à une valeur connue quand aucun bouton poussoir n'est actionné). Allez, je vous simplifie la tâche et vous propose le schéma en question.
Oui, tiens, après tout, pourquoi pas...
Le condensateur C1 permet de mémoriser pendant une fraction de seconde l'appui sur une touche quand elle vient juste d'être relâchée. On dispose ainsi d'un état logique haut sur l'entrée d'horloge du 74HCT273 qui perdure un peu lors du relâchement de la touche, et la mémorisation par l'octuple verrou se fait bien dans tous les cas. Cela fonctionne car la prise en compte des nouvelles valeurs sur les entrées de données s'effectue lors d'un front montant sur l'entrée d'horloge et non sur un front descendant. Attention avec les boutons poussoir de mauvaise qualité qui présentent plein de rebonds mécaniques. Si vous supprimez le condensateur C1, la prise en compte de la nouvelle entrée sélectionnée peut être aléatoire (vous pouvez le faire à titre d'essais).
Utilisation des sorties
Ces schémas donnent un exemple d'exploitation des sorties par un simple affichage de LED, mais vous pouvez aussi, grâce à la présence du circuit intégré ULN2803 (U2), attaquer directement des relais, comme celà est décrit à la page Interfaces logique 001. Ou encore plus proche de vous, dans le paragraphe suivant.Schémas 001ba et 001bb
Variation sur le schéma 001b, où les LED sont remplacées par des relais double contacts (DPDT pour double inverseur ou DPST pour double interrupteur).
On branche un effet (1 entrée / 1 sortie) par relais, et c'est le relais qui est activé qui envoit le signal audio (arrivant sur le jack In) dans l'effet qui lui correspond, et qui en récupère le signal traité (et le ressort via le jack Out). Les autres effets, pendant ce temps, sont déconnectés. Le schéma montre trois relais installés mais vous pouvez bien en installer jusqu'à 8. Les relais montrés ici sont des modèles DPDT (double inverseur) mais des modèles DPST (double interrupteurs) suffisent. Notez le côté répétitif du câblage des relais, qu'il suffit de disposer en parallèle pour une partie des contacts (à gauche sur le schéma) et auxquels on relie les entrées / sorties pour connexion effet sur les autres contacts (à droite sur le schéma).
Remarque : on peut alimenter le montage de façon un peu différente, avec un régulateur de tension qui délivre une tension de +5 V juste pour le 74HCT273, avec une tension non régulée en amont du régulateur qui elle sert à l'alimentation des relais et de l'interface de commande ULN2803. C'est ce que montre le schéma qui suit.
Les diodes zener D9 à D11 ont été ajoutées en série avec les relais pour conserver des relais de tension nominale 5 V (il est moins aisé de trouver des relais 9 V). Si la tension principale du montage est de 12 V, on peut se passer de ces diodes zener et adopter des relais 12 V. Dans ce cas les résistances R9 à R11 devront être portées à une valeur comprise entre 510 ohms et 1 kO.
Schéma 001bc - Amélioration
Un ami, qui a réalisé mon schéma 001b, me fait part de ses déconvenues. Ca ne fonctionne pas, les sorties ne sont pas mémorisées, ou alors elles le sont de façon hasardeuse. Nous pensons pouvoir résoudre le problème en ajoutant un condensateur entre chaque entrée de donnée du 74273 et la masse.
09/12/2012
Comment ça "nous pensons pouvoir résoudre le problème" ? Ce montage n'est pas certifié "ISO 9000 je ne sais combien" ?
Oulà, que vous êtes pointilleux... Je vous tiendrai informé, indiquez moi simplement votre mail, numéro de téléphone et heures d'ouverture.
16/12/2012
Ca fonctionne !
Corrections et remarques
09/12/2012
- Ajout schéma 001bc, version améliorée qui a plus de chances de fonctionner avec les circuits 74273 "récents".
19/02/2012
- Ajout schéma 001ba - sélection d'un effet audio (1 entrée / 1 sortie) parmi 8.
27/03/2011
-
Dans schéma 001b, ajout d'un condensateur de 100 nF entre l'entrée
horloge 74HCT273 et la masse. Ce condensateur n'était pas obligatoire
avec le circuit que j'ai utilisé (marque Motorola) mais peut
l'être avec d'autres (il l'est pour la marque NXP). Comme dans
tous les cas il ne peut pas faire de mal, autant l'ajouter de façon
systématique (façon élégante de dire que j'aurais dû y penser avant et
que je l'avais oublié).