Un circuit multivibrateur de 5 heures ou plus !

[DAUDET78]

Vu le nombre de question sur le sujet « je voudrais allumer une LED 50 secondes toutes les 3 heures, j’ai décidé de faire ce projet qui permet de générer une fréquence ayant une période maximale de 5 heures (et si ça n’est pas suffisant, avec un deuxième CD4060, je vous offre une période de 2730 jours …….. soit un peu plus de 7 ans)

Certains diront, avec le microcalculateur machin ou truc, je fais la même chose avec un boîtier DIL8 et pour pas cher. Je suis entièrement d’accord sur ce point. Sauf que ce projet ne s’adresse pas aux cracheurs de ligne en C ou C++++++, mais au débutant en électronique qui voudrait bien faire un truc qui marche avec une plaque d’essais et un fer à souder. Et ceci, sans attaquer le microcalculateur Machin, avec le compilateur Truc et l’IDE Ad hoc avec le debuggeur Stroufh qui permet avec un linker de faire une compilation conditionnelle en fonction des variables externes. Vous avez rien pigé ? confidence pour confidence, moi non plus !

[Billet d’humeur ON]
Alors messieurs les MicroCalculatériciens, restez en haut de vos tours et laissez la plèbe se fourvoyer avec des composants et de la soudure. Grâce à ces expériences, ils sauront comment faire une liaison entre un moteur et un microcontroleur …. Ce qui est loin de votre portée. Quand à pisser de la ligne de code, tremblez sur vos tours d’ivoire, ce n’est pas si difficile que ça et c’est aussi faisable par tout bon électronicien … mais pas débutant.
[Billet d’humeur OFF]

Donc on se propose de faire un multivibrateur astable qui génère une impulsion de “X” minutes toutes les “Y” minutes. Pour cela , on va utiliser un composant bas de gamme, le CD4060 qui contient un oscillateur (avec quartz ou réseau RC) et 14 diviseurs par 2 soit une division de la fréquence de base par 16384. Ce circuit est alimenté entre 3V et 15V (sauf la version 74HC4060 qui fonctionne de 2V à 6V)
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[DAUDET78]

Cahier des charges (1)
Soit à faire un pulse de 25 secondes toutes les 5 Heures (soit 18000 secondes)

réalisation
On calcule la période de l’oscillateur
Tosc= 18000/16384 = 1,098 seconde
Sachant que Tosc = 2,4 * R2 * C2 on obtient R2 * C2 = 1,098/2,4 = 0,458

Une infinité de couple résistance et capacité peuvent convenir. Mais il faut se limiter :
Pour les capacités : à une valeur inférieure à 1µF sachant qu’il faut utiliser une capacité plastique, stable, faible fuite (électrochimique interdit !)
Pour les résistances : à une valeur inférieure à 1 Mohm

Donc on pourra prendre C2 = 1µF et R2 = 458Ksoit, en valeur normalisée, R2= 470K ou R2 = 390K+68K . La stabilité de la période dépend de la stabilité des composants. La précision de la période dépend de la précision des composants. Si on veut avoir exactement 18000 secondes, on peut prendre pour R2 une résistance de 390K en série avec un ajustable de 100K.
NB : prendre Rs = 1 Mohm

Maintenant, il faut déterminer la sélection des sorties Q1 à Q13 pour la durée de l’impulsion. Malheureusement, les sorties Q1, Q2, Q3 et Q11 ne sont pas accessibles et il faudra faire des concession.
La valeur du pulse est donnée par la formule Tpulse= Tosc * Select
Donc Select = Tpulse/Tosc = 25/1,098 = 22,7 qui donne en valeur entière 23 soit 0x17 en Héxa. Comme malheureusement Q3 Q2 et Q1 sont inaccessibles, il faut utiliser la valeur 0x18 (en binaire 1 1000), donc mettre une diode de sélection sur Q4 et Q5 (et donc on obtient un pulse de valeur réelle Tosc * Select = 1,098 * 0x18 = 1,098 * 24 = 26,35 secondes)


Cahier des charges (2)
Soit à faire un pulse de 37 minutes 30 secondes (soit 2250 secondes) toutes les 5 Heures (soit 18000 secondes)

réalisation
Le calcul de la période de l’oscillateur est identique pour obtenir 5 Heures

La valeur du pulse est toujours donnée par la formule Tpulse= Tosc * Select
Donc Select = Tpulse/Tosc = 2250/1,098 = 2049,18 qui donne en valeur entière 2049 soit 0x801 en Héxa. Comme malheureusement Q3 Q2 et Q1 sont inaccessibles, il faut utiliser la valeur 0x800 (en binaire 1000 0000 0000), donc mettre une diode de sélection sur Q12 (et donc on obtient un pulse de valeur réelle Tosc * Select = 1,098 * 0x800 = 1,098 * 2048 = 2248,7 secondes)

Remarque
A la mise sous tension, le 4060 et le 4013 sont mis à zéro par un réseau RC (et un OU à diode pour le 4013). Donc le premier pulse apparaît au bout de 2H30, le second au bout de 7H30 puis 12H30 …. Etc

[DAUDET78]

Mise au point et réglage

Evidemment, faire un réglage d'une temporisation qui dure 5 Heures …… Il faut attendre 5 heures et c’est long ! On peut vérifier le bon fonctionnement du montage en remplaçant la capacité C2 par une 1nF on augmente la vitesse par 1000 et passer la résistance R2 à 47K, on augmente encore la vitesse par 10.

Avec ce facteur de 10000 d’accélération, la période de 5 heures devient 1,8 secondes et les deux pulses calculés respectivement 2,6 ms et 0,23 seconde , ce qui s’observe très bien à l’oscilloscope. Attention, vue la tolérance sur la capacité et sur la résistance, les valeurs peuvent être légèrement différente.

Ensuite, on peut se remettre avec les R2 et C2 d’origine et ajuster R2 pour avoir une période de 1,098 seconde sur l’oscillateur (avec un oscilloscope ou un périodemètre numérique branché sur la broche 9 ou 10 du CD4060 )

[DAUDET78]

Simulation
Pour simuler le fonctionnement, J’ai diminué la valeur de la capacité à C2 = 1nF et la valeur de la résistance à R2 = 45,8K ….. soit une augmentation de vitesse de 10000 !
Et comme on peut tout faire avec un simulateur, j’ai simulé les deux cahiers des charges sur le même circuit !

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

FAQ 1

Et si je veux avoir plus de temporisation (5 heures semble être le maximum) ?

Il suffit de rajouter un autre CD4060 . Je vous laisse le soin de calculer les diodes à mettre pour obtenir un pulse de longueur donné !

FAQ 2

Et si je veux avoir plus de stabilité ? mieux que 30 secondes par jour ?

Il suffit de rajouter un quartz sur le CD4060 (voir la spécification) de préférence en utilisant le deuxième schéma. Par contre, la période de répétition est obligatoirement un sous-multiple par 2 de la fréquence du quartz . Par exemple, avec un quartz « horloger » de 32768 Hz, la sortie Q14 du premier est à 0,5 seconde et la période du pulse est de 16384 * 0,5 = 8192 secondes.
Pour obtenir une période plus petite, on peut brancher l’entrée 11 du CD4060 du haut sur la sortie Q13 de celui du bas (période de 4096 secondes) . Avec Q12 ? 2048 secondes. Etc etc

[Qristoff]

Excellente initiative Daudet ! félicitations
le nec plus ultra serait de proposer en plus une petite calculatrice fait sous Visual Basic comme tu aimes bien et qui aiderait nos amis utilisateurs dans le choix de la fréquence et des sorties pour obtenir le bon timing associé à ton schéma

[DAUDET78]

le nec plus ultra serait de proposer en plus une petite calculatrice fait sous Visual Basic

Si j'ai une autre nuit d'insomnie !

[DAUDET78]

le nec plus ultra serait de proposer en plus une petite calculatrice fait sous Visual Basic comme tu aimes bien et qui aiderait nos amis utilisateurs dans le choix de la fréquence et des sorties pour obtenir le bon timing associé à ton schéma

Qristoff l'a rêvé ... Daudet l'a fait.
Voila mon élucubration..... en ZIP, a décompresser, il crée son répertoire . Je l'ai testé un peu dans tous les sens (sous XP), Il doit bien rester un bug que je n'ai pas vu ! Si vous pouvez l'essayer, surtout sur un PC qui n'a jamais vu un programme VB6, il manque peut être un fichier .....

PS: Pour le gentil modo qui valide les pièces jointes
Tout est Copyright Daudet, sauf VB6FR.DLL et MSVBVM60.DLL qui sont des DLLs MicroSoft indispensables pour faire marcher l'EXE (et qui sont libres de diffusion)

[Qristoff]

Bien joué Daudet !
Je suis en train de le tester, (c'est mon coté Bêta !)
Mes premières remarques:
- Peut être rappeller sous forme d'une figure simplifiée, le schéma de référence, à coté du graphe des temps.
- Les décimales ne sont acceptées dans aucun des contrôles (c'est normal ?)
- Dans quelle gamme de fréquences fonctionne le soft ? > 1s ?
A+

[DAUDET78]

Je suis en train de le tester, (c'est mon coté Bêta !)

Plus on le teste, moins il y aura de bug !

Peut être rappeller sous forme d'une figure simplifiée, le schéma de référence,

J'ai remis le schéma dans le ZIP. Au besoin, je peux l'afficher dans une feuille qui s'ouvre avec un bouton, c'est noté

- Les décimales ne sont acceptées dans aucun des contrôles (c'est normal ?)

Oui, c'est l'objet de la Rev 1.02. Je travaille en flottant et j'ai une "erreur 13" si on utilise un "." ou une "," comme séparateur et ceci en fonction du pays que connait Windows. Je ne sais pas comment résoudre "proprement" ce bug.

• Pour les capacités, ce n'est pas grave
• Pour les résistances, on tourne toujours autour de 100K pour R2 .... et comme elles sont à 5%, c'est moins grave. Par contre, si tu prend une résistance qui a une décimale (dans la sélection avec la ComboBox), tu peux la garder !

- Dans quelle gamme de fréquences fonctionne le soft ? > 1s ?

Comme c'est pour de la "longue durée", je n'ai pas mis de décimal pour les tempos. Tu peux toujours, pour une tempo de 1s et un pulse de 50ms (par exemple), faire le calcul 1000s/50s et diviser par 1000 la capacité en réalisation (en vérifiant que le CD4060 ou le 74HC4060 supporte la fréquence pour l'oscillateur!)

PS: Ton PC avait déjà fait tourner un programme VB6 ? Quel OS? W95 ou Seven?

[Qristoff]

Je ne me rappelle plus s'il a déja gouté à VB6 car il n'est plus sur mon pc et je pense avoir rechargé depuis. Je suis en XP pro.
Je continuerais ce soir la phase de test... bonne journée

[Qristoff]

Je continue mon bêta test....
- Dans la fenêtre Tempo réelle, une résolution de quelques décimales ne serait pas du luxe !
- dans la fenétre composants réels, je ne comprends pas comment fonctionne le contrôle "potentiométre", a t-il un effet sur la fenètre tempo réelle ?
- aide en ligne: Pourquoi "aide de diaporama ?"
- aide en ligne: troisiéme tiret: faute de frappe, CD4060 au lieu de 4061
- aide en ligne: quatrième tiret, flêche au lieu de fléché
Voila pour aujourd'hui ...

[DAUDET78]

Suite à quelques remarques et commentaires en MP et en direct (un grand merci à tous et surtout à Qristoff) et après quelques heures de plaisir solitaire, voilà la dernière version 1.03 de la calculatrice (voir l'historique dans le fichier Calculatrice_CD4060_Historique .txt)

PS: il doit bien y avoir encore un bug qui traine ....

[DAUDET78]

Il y en avait ......

[Qristoff]

après quelques heures de plaisir solitaire

la manière dont tu occupes tes soirées ne nous regarde pas !