Electronique > Réalisations > Sequenceur 009
Dernière mise à jour : 11/01/2015Présentation
Ce séquenceur dispose de 16 sorties et par défaut pilote des LED. Mais il peut aussi piloter un synthé doté d'une entrée CV/Gate ou autre type de générateur sonore, moyennant quelques modifications décrites ici même.
Deux montages sont proposés :
- schéma 009 : prévu pour piloter des LED - montage ludique dont on ne se lasse pas, surtout en fin d'année ;-)
- schéma 009b : montage adapté pour piloter l'entrée CV/gate d'un synthé monodique (ou n'importe quel VCO 0-5 V).
Dans les deux cas, uniquement des composants courants et bon marché, et tant mieux car on a assez dépensé comme ça dans les chocolats.
Schéma 009 (pour LED)
Le schéma peut se décomposer en deux sections, l'oscillateur à base de NE555 et le séquenceur à base de CD4015.
L'oscillateur délivre un signal périodique à un quartet de registres à décalage mis en cascade (en série). Le principe de fonctionnement est identique à celui adopté pour le chenillard MK107 de Velleman, la différence réside dans le fait que ce dernier comporte un seul CD4015 (deux registres à quatre sorties) et ne dispose de ce fait que de 8 sorties.
Oscillateur (avec NE555)
Un classique du genre. On retrouve notre bon vieux "timer" NE555 câblé en multivibrateur astable, avec ses deux broches 2 et 6 reliées ensemble et son arsenal limité de composants pour le faire tourner. La fréquence des impulsions délivrées sur sa sortie (broche 3) dépend de la position du curseur du potentiomètre RV1 et de la valeur des composants R1, R2 et C1. Avec les valeurs adoptées ici, on couvre une plage de 0,6 Hz (période 1,6 sec) à 66 Hz (période 15 ms). Autant dire qu'à la vitesse max, nos yeux ne sont plus en mesure de distinguer grand chose. Il est possible, bien sûr, de réduire la plage à des valeurs plus "séquençable à la main", en donnant à C1 une valeur plus élevée (par exemple 10 uF) et en remplaçant RV1 par un modèle de moindre valeur (par exemple 470 kO). Notons au passage la courte durée des impulsions délivrées sur la broche 3, qui est voisine de 5 ms. C'est la raison pour laquelle la LED D17 est reliée de cette façon (par rapport au +9 V, cathode sur la sortie) : elle s'allume en faisant des flashes. Si on l'avait câblée par rapport à la masse (anode sur la sortie), elle aurait semblée quasiment toujours allumée, les périodes d'extinction étant trop courtes pour pouvoir être distinctement perçues par l'oeil.Registres à décalage (avec CD4015)
Un seul circuit intégré CD4015 comporte deux registres à décalage à quatre bits. Ici on utilise deux circuits CD4015 et on dispose donc de quatre registres à quatre bits, ce qui nous permet de bénéficier de seize sorties individuelles. Les deux registres U2:A et U2:B font partie du premier CD4015 et les deux registres U3:A et U3:B font partie du second CD4015. Les quatre registres fonctionnent de la même façon, on peut donc se concentrer sur le premier (U2:A) pour comprendre comment le tout fonctionne. A chaque fois que l'entrée d'horloge CLK (broche 1) du registre à décalage reçoit une impulsion positive (front montant du signal périodique issu du NE555), l'état logique présenté sur l'entrée Data (D, broche 15) se retrouve sur la première sortie Q0 (broche 13). En même temps, l'état qu'on avait juste avant sur cette même sortie Q0 se trouve décalé vers la sortie Q1 (broche 12), tout comme l'état qu'on avait juste avant sur la sortie Q1 se trouve décalé vers la sortie Q2 (broche 11). Idem pour l'état qu'on avait sur la sortie Q2 qui se retrouve décalé vers la sortie Q3 (broche 2). Si on applique un état haut seulement pendant la première impulsion d'horloge (pression du bouton-poussoir SW2/Prog) et qu'ensuite on applique un état bas lors des impulsions suivantes (bouton-poussoir SW2/Prog relâché), alors l'effet obtenu est celui d'un classique chenillard à une LED (déplacement d'un unique point lumineux). En chaînant quatre registres à quatre bits, le décalage s'effectue sur 16 sorties consécutives. Si on ne faisait rien d'autre, plus aucune LED ne s'allumerait après les seize premières impulsions d'horloge. Pour assurer un automatisme de répétition, on effectue un rebouclage de la dernière sortie du dernier registre (sortie Q3 de U3:B) vers l'entrée Data du premier registre (U2:A). Ce rebouclage (qui se fait à travers R4) permet de répéter à l'infini la séquence de programmation, au bout de 16 impulsions d'horloge. Le seul rôle de la résistance R4 est de protéger la sortie Q3 du dernier registre quand on presse le bouton-poussoir SW2/Prog (une sortie de circuit intégré n'aime pas qu'on lui injecte une tension de façon aussi brutale). Le but du jeu est de presser le bouton-poussoir SW2/Prog quand on veut ajouter une étape "active" sur les sorties. La LED D17 sera bien utile pour "sentir" les moments où il faut presser SW2/Prog. Le bouton-poussoir SW1/RAZ permet de désactiver d'un coup toutes les sorties.Schéma 009b (pour application musicale)
Le schéma est structuré de la même façon, on soigne juste l'alimentation et, pour faire simple, on remplace les LED par des potentiomètres.
On ne revient pas sur l'oscillateur à base de NE555 qui reste inchangé, ni sur la partie registres à décalage à proprement parler. Chaque LED a été remplacée par un potentiomètre de 10 kO et une diode "anti-retour" câblé sur son curseur. Grâce à ces potentiomètres, on peut injecter sur la sortie CV une tension différente pour chaque pas de la séquence en cours de jeu. On aurait très bien pu s'arrêter là, mais j'ai poussé un peu le bouchon et ai ajouté une sortie Trig/Gate qui permet de donner aux notes une durée déterminée. Le signal Trig/Gate vient d'un monostable de type CD4538 (un seul des deux monostable que comporte ce CI est utilisé) dont la largeur de l'impulsion de sortie dépend de la position du curseur du potentiomètre RV18. Selon le réglage de ce dernier, les notes jouées peuvent être courtes ou longues. Le voyant LED19 s'allume pendant la durée de chaque impulsion, il est facultatif mais bien pratique quand il fait nuit et que toutes les ampoules de la maison viennent de griller.
Imperfection quand tu nous tiens...
Le bricoleur attentif que vous êtes ne manquera pas de lever le doigt :"Mais monsieur, si deux sorties des registres sont activées en même temps, on va se retrouver avec deux tensions superposées, non ?"
Eh oui, c'est une limite du système présenté ici. Avec un classique CD4017, on disposerait d'une seule sortie activée à la fois et les réglages des potentiomètres seraient bien indépendants les uns des autres. Ici c'est différent car en effet plusieurs sorties peuvent être actives au même moment. Dans la pratique, on arrive tout de même à faire des choses rigolotes, il faut juste penser à ne pas activer trop de sorties à la fois, en d'autres mots ne pas avoir la main trop lourde sur le bouton SW2/Prog. Mais bon, on est sur terre pour expérimenter, et puis il y a un bouton SW1/RAZ au cas où... Notez que si une seule sortie des registres est activée à la fois (pression de SW2/Prog juste après une RAZ et pendant une seule impulsion d'horloge), vous vous trouvez en face d'un séquenceur basique 16 voies qui fait déjà très bien l'affaire. Bien sûr on pourrait encore compliquer les choses en prévoyant deux lignes de séquencement séparées, une pour les basses et une pour la mélodie. Pour cela il suffirait de doubler le circuit des potentiomètres et d'ajouter des interrupteurs pour router les signaux de commande sur la ligne désirée. Pas de schéma à proposer maintenant, mais je suis sûr que vous voyez l'idée.
Extrait sonore
Extrait obtenu avec un VCO (signal rectangulaire) plage 200 Hz (pour 0 V) à 1500 Hz (pour +5 V) avec les valeurs Trig et CV suivantes (échelle verticale en volts et échelle horizontale en secondes), bouton SW2/Prog pressé au hasard :
Ecouter l'extrait :
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Alimentation
Régulation de tension d'alimentation obligée si on veut que les notes jouées par le VCO (orgue électronique, synthé ou tout autre rigoletterie qui vous tombe sous la main) soient stables. Ici, un simple régulateur de tension à trois pattes de type 7806 (par exemple LM7806) convient très bien. Pourquoi un régulateur de 6 V et non de 5 V ? Parce que les diodes en série avec le curseur des potentiomètres apportent une chute de 0,6 V environ, alors on compense comme on peut. Oui, il est exact qu'une tension de 6 V à laquelle on retranche 0,6 V donne 5,4 V. Mais ce n'est peut-être pas pour rien que j'ai laissé les résistances R5 à R20 en place...Prototype
Réalisé sur plaque sans soudure. Oscillateur à base de NE555 à gauche, registres à décalage CD4015 au centre et LED à droite.
Les premiers tests ont été réalisés avec des LED rangées par huit dans des boîtiers au format DIL16 (pas très lumineuses sous 5 mA, il leur faut vraiment leur 20 mA pour donner correctement).
Tests suivants réalisés avec des LED bleues plus classiques et bien plus lumineuses (résistances de 1 kO en série avec chaque LED et pile 9 V usée, courant de 5 mA environ).
Allez, une petite vidéo vite faite avec mon APN, déposée sur YouTube :
Circuit imprimé
Non réalisé, vue 3D juste pour faire joli.Historique
11/01/2015- Ajout photos et petite vidéo (très vite faite avec mon APN) de mon prototype.
21/12/2014
- Première mise à disposition.