[Validation montage] horloge à LEDs

[Flyingsquirrel]

Salut à tous,

J'ai pour projet de réaliser une horloge a LEDs (uniquement à but didactique/ludique) qui fonctionnerait selon le principe suivant:

Les leds sont disposées en cercle comme sur ce shéma attaché au message d'HULK28, posté sur un autre fil. Un cercle de LEDs sert à représenter les minutes (60 LEDs), un autre les secondes (60 LEDs) et un autre les heures (12 LEDs). La diode allumée sur chaque cercle permet de connaître l'heure actuelle en la lisant comme sur une horloge à aiguilles classique.

Idéalement, l'horloge aura une taille inférieure à 20cm par 20cm, sera radiopilotée par DCF77 (c'est peut être un peu ambitieux mais on verra bien...) et l'heure pourra être reglée via 3 boutons poussoirs.

J'ai choisi de réaliser ceci en utilisant la logique cablée car le but est plutôt la mise en pratique de mes connaissances (c'est mon premier montage) que l'apprentissage de l'utilisation d'un micro-contrôleur.

Pour l'instant la partie récepteur DCF77 n'est pas encore présente (j'y travaille) et je souhaite avoir vos avis sur le montage joint qui s'occupe de la partie affichage de l'heure. Le comportement est sensé être le suivant :

• L'alimentation se fait en courant continu de 9V fourni par une pile (mais l'autonomie sera faible ) ou par un convertisseur 220V/50Hz->continu (caractéristiques à déterminer, il sera acheté dans le commerce), on utilise un pont de resistances pour fabriquer une alimentation symétrique (des AOPs seront utilisés par la suite pour la réception DCF77)
• On se fabrique une base de temps en divisant par 15 la fréquence du signal issu de l'oscillateur à quartz
• On envoie ce signal sur un compteur décimal qui... compte les secondes de 0 à 9. La première des sorties active un autre compteur décimal qui, lui, compte les dizaines de secondes. À eux deux ils activent une seule LED de la matrice de diode qui est celle correspondant aux secondes.
• L'activation de la première LED des secondes active le compteur des minutes, l'affichage se faisant ensuite selon le même principe.
• Idem pour l'affichage des heures.
• Le réglage se fait en passant les trois inverseurs sur la position 2 (leur commande se fera via un autre interrupteur non représenté) et en appuyant sur les boutons poussoirs qui incrémentent l'heure, les minutes ou les secondes

Maintenant quelques questions:

• Le montage va-t-il fonctionner comme je le souhaite ?
• Des capacités en sortie de l'alimentation (pour limiter les variations de courant) sont elles nécessaires ?
• Les cellules RC sont elles correctement dimensionnées pour jouer leur rôle d'anti-rebond ?

Pour vous donner une idée de mon "niveau" en electronique je suis en première année d'école d'ingénieur (bac +3), plutôt orientée vers la physique donc j'ai des connaissances sur tout ce qui est AOP, filtres, logique, j'ai aussi quelques notions sur les transistors mais, dans tous les cas, ça reste bien plus théorique que pratique.

En espérant que la longueur ne vous a pas effrayé
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[invitee86643f9]

Une petite remarque: 4060 = 4020 + deux portes inverseuses

[Gérard]

Bonjour,
Je ne vois pas bien le rapport entre des AOP et DCF77.
Pour décoder DCF, la plus simple solution est un µC.
La sortie du 4017 ne peut pas piloter des LED --> ULN2803.

[Flyingsquirrel]

Bonjour,

C'est noté pour le 4060 et l'ULN2803. Pour le rapport entre les AOP et la reception DCF77 c'est simple : je ne connais pas les microcontrôleurs donc à priori, pour moi, la solution la plus simple était de le faire en logique cablée. Ceci dit j'ai parcouru quelques cours sur les microcontrôleur pour me faire une idée et c'est vrai que, pour la gestion du temps, (durée des impulsions DCF77) ça simplifierait pas mal les choses. Je vais approfondir ça.

Merci à vous.

EDIT: et dans le premier post, à la fin, lire

Des capacités en sortie de l'alimentation (pour limiter les variations de tension) sont elles nécessaires ?

et pas

Des capacités en sortie de l'alimentation (pour limiter les variations de courant) sont elles nécessaires ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gérard]

Bonjour,
Juste une remarque concernant le ULN2803, il ne peut que absorber du courant.
En clair, tu mets l'entrée à 1, la sortie sera à 0 et la LED (plus résistance de limitation de courant) s'allumera. La LED (+R) doit être branchée entre le plus et la sortie de l'ULN.
Avec la cathode vers l'ULN.

[Gérard]

Pour les capas :
Les condos sont nécessaire pour filtrer l'alim.
Si tu mets un régulateur style 78xx, les specs demmandent une capa à l'entrée et une en sortie pour le bon fonctionnement du régulateur.
Vu la conso des LED, tu peux mettre 1000µF en entrée (+ un 100nF près du régulateur).

[Flyingsquirrel]

Bonsoir,

J'ai modifié le montage (pièce jointe) pour remplacer le 4020 par un 4060 et pour inclure les ULN2803. Les ULN avec les portes ET "alourdissent" pas mal le circuit mais bon... Sinon j'utilise les 4017 comme dans le premier montage sauf que le comptage se fait en base 8, ça simplifie le cablage.

Pour la réception DCF77 j'abandonne l'idée de le faire en logique cablée, il ne me reste plus qu'à me documenter sérieusement sur les microcontrôleurs...

Question : comment faites-vous pour savoir qu'il faut mettre une capacité de 1mF en sortie de l'alimentation ? (j'imagine que c'est grâce à l'expérience mais on ne sait jamais )

[invite42dae262]

Sinon , moi , pour avoir l'heure , j'utiliserai un pic et un DS1307 de maxim , j'ai pas encore pu le tester ( je dois encore faire ma commande pour acheter un quartz )

Le + : grasse au DS1307 qui est une horloge en I2C ( 1 petite pile , et tu n'auras jamais a la mètre a l'heure )

Puis pour les régulateur ,le condo s'est se qu'on place régulièrement , s'est un condensateur de filtrage ....

Sinon , j'ai crus voir que tu as oublier les condensateur de découplage ( condensateur au plus prêt de tes CI pour découpler l'alimentation)

Si tu as une question n'hésite pas

[invitee86643f9]

Les ULN avec les portes ET "alourdissent" pas mal le circuit

Pourquoi des portes ET ?

[Flyingsquirrel]

Bonsoir,

Sinon , j'ai crus voir que tu as oublier les condensateur de découplage ( condensateur au plus prêt de tes CI pour découpler l'alimentation)

Il y a déjà des condensateurs à la sortie de l'alimentation pour jouer ce rôle, (limiter les variations de tensions) non ?

Pourquoi des portes ET ?

Je ne vois pas vraiment comment je pourrais faire sans ? Vu que les ULN2803 ne conduisent le courant que dans un sens je ne peux agir que sur l'anode et pas à la fois sur la cathode et l'anode comme je le faisais dans mon premier montage. (Je ne comprend pas trop pourquoi vous posez cette question, le montage en pièce jointe post #7 ne parle pas de lui même ? ou alors on peut faire le même montage sans ET ?)

[invitee86643f9]

Je ne comprend pas trop pourquoi vous posez cette question, le montage en pièce jointe post #7 ne parle pas de lui même ? ou alors on peut faire le même montage sans ET ?

Non, le montage en pièce jointe post #7 ne parle pas de lui même. Pour moi en tout cas .. l'âge peut être

[Gérard]

Et dire que ce serait tellement simple avec un µC !

[invitee86643f9]

Vu que les ULN2803 ne conduisent le courant que dans un sens je ne peux agir que sur l'anode et pas à la fois sur la cathode et l'anode comme je le faisais dans mon premier montage.

Des 4049 sont mieux adaptés que les ULN, pour ton cas.. il me semble.

[Gérard]

Bonjour,
ULN2803 : la charge doit être connecté entre le + et le circuit
UDN2981 : la charge doit être connecté entre le circuit et le -

Ces 2 circuits peuvent fournir (ou absorber) plus de courant que le 4049.
Le 4049 peut fournir et absorber du courant ce que les circuits cités ci-dessus ne savent pas faire.

On ne gagne pas à tous les coups.

[invitee86643f9]

Les buffers non inverseurs des 4050 amplifient le 4017 unités.
Les buffers inverseurs du 4049, celui des dizaines.

[Flyingsquirrel]

Bonjour,

Les buffers non inverseurs des 4050 amplifient le 4017 unités.
Les buffers inverseurs du 4049, celui des dizaines.

Je ne peux faire ceci que si un 4049 est capable d'absorber le courant fourni par un 4050 or, dans la datasheet, il y a écrit (pour Vcc=15V, à 25°C, valeur typique, dans le tableau page 3)

Output low sink current : 48mA
Output high source current : -8mA

Si je veux allumer la première LED des secondes, par exemple, il faut que la première sortie du 4050 des secondes (voir la pièce jointe) soit à l'état haut et la première sortie du 4049 des secondes à 0... si ma LED demande 20mA il y a un problème.
Si c'est le cas je vais me tourner vers le couple UDN2981/ULN2803 proposé par Gérard, même s'ils sont surdimensionnés pour mon montage... (500mA !)

En tout cas merci pour vos propositions.

[invitee86643f9]

Avec 8mA une led peut fournir une lumiere correcte. En tout cas 20 mA est une limite extrême pour une led (generalement 10 à 15 mA max).

[Gérard]

Bonjour,

Il me semble que tu n'auras toujours qu'une seule LED allumée.
Si c'est le cas, le couple 4049/4050 fera l'affaire.

[Flyingsquirrel]

Bonsoir,

J'ai ressaisi le montage avec un autre logiciel, plus pratique que celui que j'utilisais avant, et j'ai aussi corrigé quelques erreurs. Tous les composants du montage final sont désormais sur le schéma et, normalement, ça devrait fonctionner. Je commanderai certainement les composants la semaine prochaine et je vous donnerai des nouvelles quand le montage fonctionnera. (ou plutôt quand je n'arriverai plus à trouver ce qui fait que le montage ne marche pas )

Sur ce,

[invitee86643f9]

Bonjour;
Quelques remarques :
- Pour éviter les états indéterminés, mettre une résistance pull up 10k aux entrées de commande 4053 (9-10-11).
-la sèrie 74HC4000 debite plus mais se limite à 6v.
-la partie alimentation n'est pas bien claire: regulateur 9v in et 15v out ?

[Flyingsquirrel]

Bonjour,

- Pour éviter les états indéterminés, mettre une résistance pull up 10k aux entrées de commande 4053 (9-10-11).

Pourquoi les états des entrées seraient-ils indéterminés ? Ce n'est pas un interrupteur ON/OFF mais un "switch" dont les entrées sont reliées à +Vcc et à la masse.

-la sèrie 74HC4000 debite plus mais se limite à 6v.

Effectivement un 744017 peut débiter +/- 25mA donc c'est parfait pour alimenter mes LEDs avec 10mA sans avoir de 4050/4049

-la partie alimentation n'est pas bien claire: regulateur 9v in et 15v out ?

C'était un LM7815 supposé fournir 15V quand il est alimenté en 9V mais, après relecture de la datasheet, ça reste à inventer Ceci dit, en prenant tout mes composants dans la série 744***, ça règle ce problème.

Je n'ai plus qu'à aller corriger mon schéma.

[invitee86643f9]

Pourquoi les états des entrées seraient-ils indéterminés ?

le swich peuvt lâcher même brievement, laissant ainsi les entrées cmos (très sensibles) "en l'air"

Effectivement un 744017 peut débiter +/- 25mA donc c'est parfait pour alimenter mes LEDs avec 10mA sans avoir de 4050/4049

10mA c'est bien. Sans 74HC4050 ok, mais pour le 74HC4049 ?
Pour l'alimentation un classique 7805.
Dans ce cas tu peux mettre une alimentation secteur 220/5v. + Une "alimentation secours" par pile 4,5v pour les cmos seulement (très utile s'il y a coupure secteur). Deux 1N4002 pour faire la commutation secteur / pile de secours.

[Flyingsquirrel]

Montage corrigé ! J'ai retiré les 4050 (pas les 4049 ), remplacé tous les autres composants par leur équivalent dans la série 744***. Des resistance de tirage ont été ajoutées à tous les interrupteurs qui remplacent désormais les switchs.

Pour la pile de sauvegarde de l'heure je ne sais pas si ce sera très utile vu que l'horloge pourra se mettre à l'heure seule via DCF77. Ceci dit si la reception d'une trame complète et sans erreur est trop longue, ça peut être utile... je verrai le moment venu.

L'image a été validée, mais, pour des images, l'extension jpg est à privilégier, comme le lien suivant à consulter le mentionne:

http://forums.futura-sciences.com/thread163927.html

[invitee86643f9]

Pour la pile de sauvegarde de l'heure je ne sais pas si ce sera très utile vu que l'horloge pourra se mettre à l'heure seule via DCF77.

Complètement oublié ce côté - là ..
De toute façon, ce signal nous ignore.. Monnaie rendue donc

[invite9b7c7ff9]

Deux 1N4002 pour faire la commutation secteur / pile de secours.

Bonjour à tous,

Je cherche à comprendre comment placer les diodes pour obtenir une commutation entre deux sources de tension??

Merci

[Gérard]

Bonjour à tous,

Je cherche à comprendre comment placer les diodes pour obtenir une commutation entre deux sources de tension??

Merci

Anodes vers les sources, cathodes réunies vers l'utilisation.

Pourquoi ne pas avoir ouvert une nouvelle discussion ?

[invite9b7c7ff9]

Oui, je pensais que ça vallait pas un nouveau topic.

Donc pour le petit montage, quelle source est privilégiée? Celle qui a la plus forte fem?

Merci

[Antoane]

Bonjour,
http://www.sonelec-musique.com/elect...s_bat_001.html

[invite9b7c7ff9]

Grande ressource, j'avais même pas pensé à regarder.

Merci bien