ELECTRONIQUE 3D
L'ELECTRONIQUE FACILE ET AMUSANTE
Minuteur électronique
La poule qui caquette
- Nicolas, voici un montage sortit tout droit des cartons. Celui-ci a été publié dans la revue Elektor en 1979 sous le titre "un sablier qui caquette". Ce montage m'a à l'époque fortement amusé, car il imite à si méprendre le chant de la poule après la ponte. Jamais un montage m'a autant amusé. Je l'avais doté d'un ampli pour voiture et installé comme klaxon. C'était amusant de voir les gens se retourner...
Figure 1
Figure 2
Forme donde de sortie des trois oscillateurs du générateur de caquettement.
Figure 1, Synoptique du sablier, la partie entourée de pointillés est le générateur de caquettement.
La figure 1 en donne le synoptique. La section minuterie est parfaitement classique. Une décade reçoit les impulsions d'un générateur d'horloge. Comme la période du générateur d'horloge est d'une minute, le compteur compte effectivement des minutes.
Le compteur démarre lorsqu'on presse le bouton 'reset'. Lorsque le temps sélectionné par le contacteur à plusieurs positions s'est écoulé, il se produit deux choses: le générateur d'horloge est bloqué, ce qui arrête le comptage, et l'interrupteur électronique (S) se ferme. Cet interrupteur alimente la seconde partie du circuit, entourée en pointillé. Le "circuit caqueteur" qui imite le chant plein de suffisance, de la poule satisfaite.
Ce circuit se compose de trois générateurs de signaux carrés, la fréquence de deux d'entre eux étant commandée par une tension (VCOs).
Les trois générateurs sont appelés suivant la fréquence qu'ils produisent: "L" pour la fréquence basse (low), "M" pour la fréquence moyenne, et "H" pour la fréquence haute , ces appréciations étant bien entendu toutes relatives.
Le signal audio est délivré par le troisième VCO "H". L'autre VCO, "M", fournit la modulation de base nécessaire pour l'effet de "cot-cot-cot". Le premier générateur ajoute deux autres effets, la cadence de répétition du caquètement et la durée de chaque cycle. Ces deux effets combinés, déterminent également le nombre de gloussements par cycle. Si l'on considère le caquètement caractéristique d'une volaille domestique qui vient de pondre un oeuf, il apparaît que trois ou quatre "cot" normaux sont suivis d'un long "code-e-e-e t" appuyé, tandis que la fréquence monte progressivement.
Dans le circuit de caquètement, on obtient cet effet en envoyant le signal de sortie du génerateur "L", à travers un réseau RC, à l'entrée du générateur "H". Le mélange de ces trois générateurs produit une imitation d'un réalisme surprenant, d'une mère poule fière d'elle-même.
La figure 2 représente les signaux en divers points du générateur de caquètement.
Le compteur démarre lorsqu'on presse le bouton 'reset'. Lorsque le temps sélectionné par le contacteur à plusieurs positions s'est écoulé, il se produit deux choses: le générateur d'horloge est bloqué, ce qui arrête le comptage, et l'interrupteur électronique (S) se ferme. Cet interrupteur alimente la seconde partie du circuit, entourée en pointillé. Le "circuit caqueteur" qui imite le chant plein de suffisance, de la poule satisfaite.
Ce circuit se compose de trois générateurs de signaux carrés, la fréquence de deux d'entre eux étant commandée par une tension (VCOs).
Les trois générateurs sont appelés suivant la fréquence qu'ils produisent: "L" pour la fréquence basse (low), "M" pour la fréquence moyenne, et "H" pour la fréquence haute , ces appréciations étant bien entendu toutes relatives.
Le signal audio est délivré par le troisième VCO "H". L'autre VCO, "M", fournit la modulation de base nécessaire pour l'effet de "cot-cot-cot". Le premier générateur ajoute deux autres effets, la cadence de répétition du caquètement et la durée de chaque cycle. Ces deux effets combinés, déterminent également le nombre de gloussements par cycle. Si l'on considère le caquètement caractéristique d'une volaille domestique qui vient de pondre un oeuf, il apparaît que trois ou quatre "cot" normaux sont suivis d'un long "code-e-e-e t" appuyé, tandis que la fréquence monte progressivement.
Dans le circuit de caquètement, on obtient cet effet en envoyant le signal de sortie du génerateur "L", à travers un réseau RC, à l'entrée du générateur "H". Le mélange de ces trois générateurs produit une imitation d'un réalisme surprenant, d'une mère poule fière d'elle-même.
La figure 2 représente les signaux en divers points du générateur de caquètement.
Figure 3
Les diodes DUS = 1N4148, diode DUG = AA116 où OA95 Very important
Figure 4
Cliquer sur les images pour agrandir
- Le circuit:
Les figures 3 et 4, donne le schéma complet du circuit. La section minuterie occupe la moitié supérieure du schéma: en dessous ce qui constitue le générateur de caquètement. Le générateur d'horloge de la minuterie comprend les parties NI , , , N3, et les composants associés. Il produit un signal rectangulaire asymétrique dont la période (réglée par P2) est d'une minute.
Cet oscillateur ne peut produire un signal de sortie que si la sortie de N4 est un l logique, c'est-à-dire si l'entrée de N4 est un 0 logique . Si l'on suppose que le compteur, IC2, a été initialement remis à zéro, il va compter les impulsions d'horloge, et ses sorties vont prendre successivement la valeur logique 1.
Lorsque la sortie sélectionnée par Sl est atteinte , l'entrée de N4 va donc devenir un 1 logique, ce qui arrête l'oscillateur. Le comptage s'arrête , et simultanément T1 devient passant. Ce transistor est l'interrupteur électronique S, indiqué sur la figure 1: il applique la tension d'alimentation sur le circuit intégré IC3 du générateur de caquètements, permettant à la poule de donner de la voix.
La moitié inférieure du circuit, le générateur de caquètement peut paraître assez confuse au premier coup d'œil. On pourra se reporter au synoptique pour en comprendre plus facilement le fonctionnement.
L'oscillateur libre "L' se compose de N5 et N6; les circuits des VCOs "M'et 'H' sont semblables, et ils utilisent respectivement les couples N7/N8 et N9/N10. Une diode, D2 a été incorporée dans le générateur 'L' pour obtenir un signal de sortie asymétrique.
Ce signal est appliqué, via C9 et R7, à l'entrée du VCO "M". La sortie du VCO 'M' contient alors la plupart des informations nécessaires pour obtenir l'effet de "co t-cot-cot-code-e-e-et".
Comme le montre la figure 2, le nombre et la longueur des 'cot', la durée des temps morts et le glissement (vers les aigus) de la fréquence sont tous détermines, à une seule exception près, la modulation correspondant au "code-e-e-et" final, long et bien appuyé.
Ce signal est dérive de la sortie du générateur 'L' à travers un réseau RC composé de R10, R11,R12, C6, C7, et de trois diodes. Le groupement de condensateurs C6 et C7, et des diodes D3 et D4 est équivalent à un condensateur électrolytique non polarisé. D5 limite l'excursion négative de tension aux bornes de R11.
Les signaux de sortie du générateur 'M'et du réseau RC sont ajoutés puis appliqués à l'entrée du générateur 'H', qui produit le véritable signal audio. Un étage tampon à un seul transistor (T2), attaque le haut-parleur. On peut régler le volume à l'aide de P1.
Construction:
- La tension d'alimentation (9V) et la faible consommation de courant appellent plutôt une alimentation par pile. Si l'on préfère utiliser une alimentation secteur, on pendra grand soin d'isoler parfaitement, et de façon sûre l'appareil complet, car il sera souvent utilisé dans un environnement humide, vraisemblablement à côté de l'évier de la cuisine.
Il n'y a que deux réglages. Comme nous l'avons déjà indiqué, P1 permet de régler le volume sonore. P2 sert à calibrer la minuterie. La façon la plus simple de faire cette calibration consiste à placer S1 sur la position '1' et à régler P2 de telle sorte que la durée de la minuterie (c'est-à-dire le temps s'écoulant entre le moment où l'on presse le bouton 'reset' et le premier cri) soit d'une minute exactement.
Les positions du contacteur correspondent alors à des intervalles de temps exprimés en minutes. Il n'y a bien entendu aucune objection à ce que le réglage de P2 corresponde à un intervalle de temps de valeur différente. Par exemple, si la période initiale est réglée sur 1,5 minute les positions du contacteur vont correspondre aux multiples de cette durée. La position 2 correspondra à 3 minutes, la position 3 à 4,5 minutes, etc. La position 9 correspondrait alors à 9 x 1,5=13 ,5 minutes (l'idéal pour les amateurs d'oeufs durs).
Quel que soit le réglage de P2 , la position 0 correspondra toujours à 0 minute, la poule chantera dès que l'on aura pressé sur le bouton 'reset'. Cette option est surtout utile pour faire des démonstrations.
Nota: On peut également remplacer le circuit minuteur par un simple monostable qui fera chanter la poule pendant un lapse de temps sur appuit d'un poussoir. Le circuit de la poule (IC3) étant alimenté par le transistor Q1.
La constante de temps est fonction des composants R2 RV1 C2. La formule est T= R*C*1,1 avec R en ohms et C en farads. ce qui donne ici, un temps variant de 2 à 8 secondes.
- Exemple: Temps maxi= (100000+220000)*0,000022*1,1= 8 secondes.
Le circuit est prévu en 9 V mais fonctionne également en 12 V.
Les figures 3 et 4, donne le schéma complet du circuit. La section minuterie occupe la moitié supérieure du schéma: en dessous ce qui constitue le générateur de caquètement. Le générateur d'horloge de la minuterie comprend les parties NI , , , N3, et les composants associés. Il produit un signal rectangulaire asymétrique dont la période (réglée par P2) est d'une minute.
Cet oscillateur ne peut produire un signal de sortie que si la sortie de N4 est un l logique, c'est-à-dire si l'entrée de N4 est un 0 logique . Si l'on suppose que le compteur, IC2, a été initialement remis à zéro, il va compter les impulsions d'horloge, et ses sorties vont prendre successivement la valeur logique 1.
Lorsque la sortie sélectionnée par Sl est atteinte , l'entrée de N4 va donc devenir un 1 logique, ce qui arrête l'oscillateur. Le comptage s'arrête , et simultanément T1 devient passant. Ce transistor est l'interrupteur électronique S, indiqué sur la figure 1: il applique la tension d'alimentation sur le circuit intégré IC3 du générateur de caquètements, permettant à la poule de donner de la voix.
La moitié inférieure du circuit, le générateur de caquètement peut paraître assez confuse au premier coup d'œil. On pourra se reporter au synoptique pour en comprendre plus facilement le fonctionnement.
L'oscillateur libre "L' se compose de N5 et N6; les circuits des VCOs "M'et 'H' sont semblables, et ils utilisent respectivement les couples N7/N8 et N9/N10. Une diode, D2 a été incorporée dans le générateur 'L' pour obtenir un signal de sortie asymétrique.
Ce signal est appliqué, via C9 et R7, à l'entrée du VCO "M". La sortie du VCO 'M' contient alors la plupart des informations nécessaires pour obtenir l'effet de "co t-cot-cot-code-e-e-et".
Comme le montre la figure 2, le nombre et la longueur des 'cot', la durée des temps morts et le glissement (vers les aigus) de la fréquence sont tous détermines, à une seule exception près, la modulation correspondant au "code-e-e-et" final, long et bien appuyé.
Ce signal est dérive de la sortie du générateur 'L' à travers un réseau RC composé de R10, R11,R12, C6, C7, et de trois diodes. Le groupement de condensateurs C6 et C7, et des diodes D3 et D4 est équivalent à un condensateur électrolytique non polarisé. D5 limite l'excursion négative de tension aux bornes de R11.
Les signaux de sortie du générateur 'M'et du réseau RC sont ajoutés puis appliqués à l'entrée du générateur 'H', qui produit le véritable signal audio. Un étage tampon à un seul transistor (T2), attaque le haut-parleur. On peut régler le volume à l'aide de P1.
Construction:
- La tension d'alimentation (9V) et la faible consommation de courant appellent plutôt une alimentation par pile. Si l'on préfère utiliser une alimentation secteur, on pendra grand soin d'isoler parfaitement, et de façon sûre l'appareil complet, car il sera souvent utilisé dans un environnement humide, vraisemblablement à côté de l'évier de la cuisine.
Il n'y a que deux réglages. Comme nous l'avons déjà indiqué, P1 permet de régler le volume sonore. P2 sert à calibrer la minuterie. La façon la plus simple de faire cette calibration consiste à placer S1 sur la position '1' et à régler P2 de telle sorte que la durée de la minuterie (c'est-à-dire le temps s'écoulant entre le moment où l'on presse le bouton 'reset' et le premier cri) soit d'une minute exactement.
Les positions du contacteur correspondent alors à des intervalles de temps exprimés en minutes. Il n'y a bien entendu aucune objection à ce que le réglage de P2 corresponde à un intervalle de temps de valeur différente. Par exemple, si la période initiale est réglée sur 1,5 minute les positions du contacteur vont correspondre aux multiples de cette durée. La position 2 correspondra à 3 minutes, la position 3 à 4,5 minutes, etc. La position 9 correspondrait alors à 9 x 1,5=13 ,5 minutes (l'idéal pour les amateurs d'oeufs durs).
Quel que soit le réglage de P2 , la position 0 correspondra toujours à 0 minute, la poule chantera dès que l'on aura pressé sur le bouton 'reset'. Cette option est surtout utile pour faire des démonstrations.
Nota: On peut également remplacer le circuit minuteur par un simple monostable qui fera chanter la poule pendant un lapse de temps sur appuit d'un poussoir. Le circuit de la poule (IC3) étant alimenté par le transistor Q1.
La constante de temps est fonction des composants R2 RV1 C2. La formule est T= R*C*1,1 avec R en ohms et C en farads. ce qui donne ici, un temps variant de 2 à 8 secondes.
- Exemple: Temps maxi= (100000+220000)*0,000022*1,1= 8 secondes.
Le circuit est prévu en 9 V mais fonctionne également en 12 V.
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