Sommaire - Musiques -
MAO - Connectique
- Electronique - Logiciels - Divers
- Contacts - Liens
- Glossaire - Historique
Dernière mise à jour : 06/05/2008
Présentation
Le présent sélecteur / commutateur permet le routage de
une entrée audio parmi dix, vers une sortie unique, via l'appui
sur un bouton poussoir unique (modèle pour doigt ou
modèle pour pied). Comme les élements de commutation
audio sont de simples relais, le routage est réversible, c'est
à dire que l'unique sortie peut être utilisée comme
une entrée, et les entrées comme des sorties multiples.
Le schéma présenté ici montre le circuit en usage
"3 entrées", car il est en fait possible de limiter le nombre de
voies commutables à une valeur quelconque comprise entre deux et
dix.
Le schéma
Un schéma simple, mais qui pourra tout de même poser un
petit problème physique si vous souhaitez l'intégrer dans
un boitier style "pédale d'effets". Le plus simple à mon
avis est de ranger ce petit montage dans un petit boitier à
part, quitte à lui raccorder une pédale
n'intégrant que le seul bouton poussoir de sélection de
voie.
Principe général
Le coeur du montage repose sur l'emploi d'un circuit
intégré CMOS de type CD4017, qui est un compteur
doté de une entrée d'horloge et de dix sorties dont une
seule ne peut être active à un instant donné. Si
à un instant T la première sortie (Q0, borne 3) est
active, le fait d'appliquer une impulsion sur l'entrée d'horloge
(CLK, borne 14) désactive la sortie en cours de sélection
et active la sortie suivante (Q1, borne 2). Une nouvelle impulsion sur
l'entrée d'horloge (CLK) désactive la sortie en cours de
sélection (Q1) et active la sortie suivante (Q2, borne 4). Etc.
Comme le compteur dispose de 10 sorties, on peut le laisser compter
jusqu'au bout, c'est à dire que pour dix impulsions d'horloge
les dix sorties auront été activées à tour
de rôle. A la onzième impulsion, le circuit repart
à zéro et réactive la première sortie (Q0).
Si l'on ne souhaite pas utiliser les dix sorties, mais seulement trois
comme c'est le cas ici, on peut utiliser la sortie qui suit la
dernière sortie à utiliser, pour forcer le circuit
à revenir sur la première sortie. Cela se fait via
l'entrée de remise à zéro (MR, borne 15) : si une
impulsion positive est appliquée sur cette entrée, le
circuit se repositionne sur la sortie Q0. Si on applique sur cette
entrée de remise à zéro une tension continue et
non une brêve impulsion, le circuit reste bloqué sur la
sortie Q0 et y reste même si des impulsions d'horloge sont
appliquées sur l'entrée CLK. Dans notre cas, le fait de
brancher la quatrième sortie sur l'entrée de remise
à zéro (au travers de la diode D2, on verra plus loin
à quoi elle sert), provoque une impulsion brêve, puisque
sitôt la sortie Q3 activé, le circuit revient sur Q0.
Sachant cela, il suffit d'amener sur l'entrée d'horloge, une
impulsion positive provoquée par l'appui sur un bouton poussoir,
à chaque fois que l'on veut basculer sur la sortie suivante du
circuit intégré CD4017.
Le bouton poussoir et ses tracasseries
Un bouton poussoir simple de type NO (normalement ouvert) est un
interrupteur qui se ferme quand on appuie dessus, et qui s'ouvre quand
on le relache. On peut donc à priori se contenter de "faire
passer" une tension positive au travers de ses contacts, pour
bénéficier d'une impulsion lors de l'appui. Oui mais...
un bouton poussoir présente la facheuse tendance à
"rebondir" quand on l'actionne. Au lieu de se fermer ou de s'ouvrir
proprement, il va s'ouvrir et se fermer plusieurs fois, rapidement,
pendant un certain temps (qui peut atteindre plusieurs dizaines de
millisecondes). Au final, on a non pas une seule impulsions bien
propre, mais plein d'impulsions qui se suivent et qui nous
embêtent bien, car notre pauvre compteur CD4017, qui obéit
bêtement aux sollicitations externes, passe d'une sortie à
la suivante à chaque nouvelle impulsion ! Il ne faut pas
être expert pour imaginer que le résultat obtenu risque
fort d'être décevant, et il faut donc trouver une parade.
Cette parade est heureusement fort simple, puisqu'elle consiste
à ajouter un condensateur en parallèle sur le bouton
poussoir, et à connecter les deux parties à la masse au
travers d'une résistance (C1 et R1 sur le schéma). En
opérant ainsi, l'action manuelle (ou pédestre) sur le
bouton poussoir ne produit qu'une seule impulsion au CD4017, et ce
dernier n'avance que d'un cran à la fois. Ce petit ensemble R1 /
C1 est appelé un circuit anti-rebond (il existe d'autres
façons de faire, avec un monostable ou une bascule par exemple,
mais ici le couple R/C suffit amplement).
Remise à zéro à la mise sous tension
Nous avons vu une partie du fonctionnement en régime
établi (montage sous tension), mais nous n'avons pas encore vu
ce qui se passait au moment même de la mise en marche du
système. Quelle importance allez-vous dire ? Que la sortie en
cours soit n'importe laquelle au moment de la mise en route vous
importe peu ? Certes, je vous comprend. Mais imaginez que c'est la
sortie Q4 qui est active à la mise en route. Dans ce cas, il
vous faut appuyer six fois sur le poussoir pour activer la
première sortie... Pas très élegant. Mais il
existe encore un aspect encore plus drôle du CD4017 : celui
d'activer plusieurs sorties en même temps.
J'ai dit auparavant que cela était impossible ? Oui, c'est vrai,
c'est impossible en situation établie et nominale. Mais je vous
assure que cela arrive bien plus souvent qu'on ne le pense ! Il est
évidement hors de question de laisser se produire une telle
chose, qui est contraire à bien des règlements
intérieurs. Là encore, la parade est fort simple, il
suffit d'ajouter un condensateur (C2) et une résistance (R2) qui
produiront à eux deux une impulsion positive que l'on
transmettra à la broche de remise à zéro du CD4017
(MR), au travers d'une diode D1 dont il est grand temps de parler. La
présence des deux diodes D1 et D2 est justifiée par le
fait que l'entrée MR peut recevoir un ordre de remise à
zéro via plusieurs chemins : celui de la remise à
zéro assurée au démarrage (via C2 et R2), et
remise à zéro quand la sortie adéquate est
activée (Q3 dans notre cas). La diode D2 évite que
l'impulsion positive produite par C2 et R2 n'arrive sur la sortie de
"remise à zéro" (ici Q3) et ne grille le circuit
intégré. On fait un grand sourire et on se dit que cette
diode est finalement bien sympathique. La présence de la diode
D1 est moins justifiée dans le sens où il y a moins de
risque de griller C2 ou R2 quand la sortie Q3 s'active. Mais il est bon
parfois de prendre certains reflexes, et de se dire que si C2 et R2
avaient été remplacés par la sortie d'un autre
circuit intégré, le problème aurait
été identique. On trouvera toujours à redire sur
cette façon de voir les choses, mais c'est la mienne et je fais
comme ça. Pour résumer, le circuit CD4017 se repositionne
toujours sur la première sortie (Q0) quand on met le montage
sous tension.
Le routage des voies audio
Nous avons donc plusieurs sorties logiques qui s'activent à tour
de rôle, à chaque fois qu'on appuie sur le bouton poussoir
SW1. Bien. Mais que faire de ces sorties, maintenant ? A question
simple, réponse simple : ces sorties vont activer des relais.
Un relais peut être considéré comme un interrupteur
commandé, et on va donc en utiliser plusieurs, dont un seul
à la fois sera activé pour laisser passer un signal audio
parmi plusieurs. La seule chose qui est gênant ici, est que les
sorties du CD4017 sont bien faibles et ne sont nullement capable de
commander directement dun relais. C'est comme si on me demandait de
porter en même temps deux bouteilles d'eau de 100 litres chacune.
On a donc besoin d'un petit soutien, qui prend ici la forme d'un
circuit intégré d'interfaçage spécialement
étudié pour l'occasion : un ULN2804. Ce petit circuit est
formidable : il dispose de huit entrées "sensibles", et à
chacune de ces entrées correspond une sortie "costaude" (en
électronique, on parle de sortie de puissance - quelle
drôle d'idée). Des entrées qui comprennent ce que
leur disent les menues sorties du CD4017, et des sorties qui sont
capable de piloter directement des bobines de relais. Je vous disais
que ce circuit ULN2804 était merveilleux. Je l'adore pour cette
raison.
Choix des relais
Tel que le montage est présenté ici, vous pouvez utiliser
les relais basse puissance qui vous font le plus envie. Le circuit est
alimenté sous une tension de 9V, et vous pouvez utiliser des
relais de 5V en série avec des leds vertes ou jaune. Vous pouvez
aussi utiliser des relais dont la tension nominale de commande est de
12V, si l'alimentation du montage est de 12V. Vous pouvez aussi
utiliser une alim de 5V et des relais 5V sans led en série.
Bref, faites comme vous le sentez, mais restez cohérent dans vos
choix... pas de relais 5V avec une alim 12V, n'est-ce pas ?
Le circuit imprimé
Pas réalisé, mais juste histoire de voir que tout
ça n'est pas horrible, voici un aperçu rapide de ce que
ça pourrait donner.
