Le CD4017

      Salut Jacky
Hou la Nicolas... C'est carnaval ou quoi ?
      Hé non...
Tu as la scarlatine alors?
     Non plus...
Alors bas le masque et dis moi ce qui t'arrive !
J'ai vu ce truc amusant sur internet, cela représente un visage avec des diodes LED simulant les yeux, le nez et la bouche, celle-ci s'anime en fonction du bruit, par exemple la voix ou  la musique.
- Ne pourrais tu pas m'en faire un ?
  Rien que cela... Hum...
 - Bon d'accord, mais c'est bien parce que c'est toi.
 - Hum... Cela demande réflexion quand même.
 - Bon pour simuler la bouche, les diodes LED doivent s'allumer à tour de rôle. Donc un compteur décimal comme le CD 4017 fait parfaitement l'affaire. Le CD 4017 est un  compteur décimal à 10 sorties.
- Donc si l'on veut que cela fonctionne avec le son, il faut un pré-ampli-micro. Si l'on veut également que ce montage fonctionne aussi par pile, il est judicieux de choisir pour ce pré-ampli micro un AOP fonctionnant sous une  tension la plus basse possible, le LM 358 me semble bien. En effet il peut être alimenté de 3 à 32 Volts.
 - Et bien voila un cahier des charges vite fait.
Bon allez, au boulot...
Oh la... Tu es bien pressé Monsieur je sais tout.
- Auparavant  je vais te parler un peu du CD 4017, bien qu'il soit savamment décrit sur internet.



  Rien de plus simple que ce composant. C'est un circuit intégré en logique CMOS. Il dispose de 10 sorties numérotées de Q0 à Q9.
Celles-ci prennent un état logique Haut à tour de rôle. Ces sorties sont commandées par un signal carré appliqué sur l'entrée CLK (ou Clock broche 14). Ce signal s'appelle  "Signal d'horloge".

- D'autres entrées de commandes existent.
- Bon plutôt qu'un long discourt, voici de visu le fonctionnement du CD 4017


- Pour que le compteur fonctionne, tu vois que les entrées RAZ et Clock Inibit (broches 13-15) sont à l'état Bas (Reliées à la masse). Les sorties Q0 à Q9 passe de l'état L à l'état H à tour de rôle. Le signal d'horloge est lui appliqué sur CPO, (cet appellation est spécifique au simulateur).
- Pour ce qui est de la sortie Carry out, tu remarques que la fréquence d'horloge est divisée par 10.
- Pour info les sorties sortent suffisamment d'intensité pour commander une diode LED, mais dès qu'il y a plusieurs Led un transistor s'impose.

- Voila pour ce qui est du CD 4017...

Le schéma relatif aux sorties du 4017:



- Les diodes D2 à D14 protègent les sorties du CD 4017. Les diodes D4-D6-D8 forment des portes AND.
Voila pour la commande des diodes LED.

- Comme il faut un signal carré pour incrémenter le 4017, et que tu veux que cela fonctionne avec le son, il me faut construire un pré-ampli micro.

Le schéma du préampli micro:


He bien, Monsieur je sais tout, tu m'expliques le schéma.
Tu oublies encore que j'ai 8 mois d'électronique dans les baskets. Cela compte dans la vie d'un homme...
- Je commence par le haut. La pile 9 volts alimente le montage via la diode D1, celle-ci protège le circuit contre toute inversion de polarité. Parce que tel que je te connais Jacky, tu es encore bien capable de la brancher à l'envers cette pile.
  ???
Tu es une vraie tête en l'air.
Hou... Purée...
Il va de soi que la capacité C4 découple cette alimentation. Je vois à côté, le réseau C5-R9, ces deux composants génèrent une impulsion positive à la mise sous tension. Si tu ne te rappelles pas comment l'on fait pour générer une impulsion RAZ, tu vas ICI. Cela met à zéro le compteur, donc à la mise sous tension Q0= H et toutes les autres sont à l'état bas.
- Je vois également que tu as alimenté le micro électret avec une résistance de 8,2 K découplée avec un condensateur de 10µ, c'est bien...
- Le diviseur de tension constitué par R3-R4 de même valeur, découplé par le condo de 10µ, sert à fournir la tension continue égale à U/2 aux AOP.
- Le signal du micro est amplifié par A1 et A2, le potentiomètre P1 réglant la sensibilité...
 Hou... Ma tête...

- Le gain de A1 est déterminé par le rapport R19/R2 soit 46 fois. Pour ce qui est A2 le gain est de R6/R5= 46 fois également. Soit en tout 2116fois. Ce qui fait  66 Décibels de gain.
Maman... Bobo le ciboulot...

Hou la dis donc... Cela fait beaucoup comme amplification ?.

Hein !

- Tu as mauvaise mine ?... En plus tu es dur de la feuille... Tu as les portugaises ensablées ou quoi là...
 - Je te disais... Cela fait beaucoup comme gain ?

 Ha... Heu ... Ben... Bof...

Quoi bof ?
- Ben... Non... Que ça que c'est fait exprès. Que le CD4017 a besoin d'un signal carré à l'entrée de l'horloge. Vu la grande amplification, le signal alternatif du micro (à la sortie de A2), dépasse l'excursion autorisée par l'alimentation, ainsi il est  écrêté. Ce qui donne un signal "presque carré".

- Tu vois que si l'on amplifie de trop, le signal alternatif est tronqué en haut et en bas, celui-ci ne pouvant dépasser la tension 9 Volts de la pile. C'est ce signal qui arrive à l'entrée du CD 4017.
- Si le potentiomètre est bien réglé, l'animation de la bouche se fera de manière aléatoire. Ce qui n'est pas le cas quand tu regardes le GIF de la tête.

Bon, voici le circuit imprimé avec les composants:

   Le circuit imprimé de la tête