Bonsoir Marmadou,
Ce post va être un peu long mais comme tu as envie de savoir, le voici !
L'avantage (aujourd'hui) de la "vieille et bien lente" série de circuts logiques CMOS CD4000 est la possibilité de les alimenter de 3v à 15v (et même 18v pour certains fabricants).
Un panorama assez complet est donné par
https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_circuits_int%C3%A9gr%C3%A9s_de_la_s%C3%A9rie_4000.
Un autre avantage est que, pour une tension d'alimentation Vcc donnée, les tensions de basculement des portes suivent la tension d'alimentation et sont toujours assez proches de Vcc/2 (sauf portes trigger de schmitt éventuellement).
Dans un premier test,
tu pourras monter sur breadboard le premier schéma qui va te permettre de voir les seuils de basculement des 2 portes A et B (comme le décrit la datasheet ON page 7, fig.10). La porte C permet ensuite d'inverser la sortie A afin d'avoir une Led qui retourne à la masse.
La variante [A+C et B] (qui sera celle du montage final) permet d'utiliser éventuellement des diodes LED bicolores à cathode commune reliée au 0v (Pour des LED à anode commune, c'est le montage B qu'il faut faire suivre d'une porte inverseuse C avec la LD connectée comme sur A).
L'alimentation des circuits est réglée à 14.8V (batterie auto bien chargée) mais tu peux aussi prendre 13.8V qui est la valeur classiquement utilisée.
Tu règles alors le potentiomètre 10 tours (en mesurant la tension sur ta pointe de touche) afin de mettre en évidence le basculement des 2 LEDs:
Sur MON(*) breadboard:
- la verte est allumée tant que la tension d'entrée V < VA = environ 8.06v, puis s'éteint. La rouge est éteinte.
- la rouge s'allume pour une tension d'entrée V > VB de l'ordre de 8.13v.La verte est toujours éteinte.
Entre ces deux tensions 8.06V et 8.13v les deux LED sont soit éteintes(*), soit dans un état erratique (scintillement car la tension d'entrée + bruit est à environ la moitié de la pente de la figure 10).
Tu as donc 3 zones avec des états différents:
- V < VA : Zone: Verte ON, Rouge Off
- VA < V < VB: Zone: "indéterminée"... où les deux Leds sont plutôt éteintes (*)
- V > VB : Zone: Verte Off, Rouge ON
(*) Sur MON breadboard, si j'inverse les 2 portes A et B, la zone indéterminée devient une zone où les 2 leds sont plutôt allumées simultanément, c'est tout simplement lié au fait que les deux portes ne basculent pas pour exactement la même valeur de tension, et tu pourrais avoir cet effet sur ton test (une chance sur deux...).
L'objectif de la version finale est alors de :
- Modifier VA et VB de manière à élargir la zone intermédiaire => diminuer VA et augmenter VB
- S'assurer que la zone indéterminée se transforme en une zone où les 2 LEDS seront éteintes, corollaire de l'objectif précédent.
Pour cela il suffit de passer VA à VA-(environ 2v) et VB à VB+(environ 2v): la LED verte sera allumée jusqu'à VA-2v et s'éteindra ensuite,la led rouge, initialement éteinte, va s'allumer pour VB+2V.
Entre VA-2v et VB+2V, les deux Leds seront alors éteintes.
Pour réaliser cela 2 leds (rouges) supplémentaires sont alimentées en permanence et décalent la tension présente sur la pointe de touche de + ou - environ 2 volts. Ces Leds n'ont pas besoin d'être visibles et seront avantageusement des 3mm pour des raisons d'encombrement. Quand la pointe de touche est en l'air, la tension présente sur cette touche sera d'environ Vcc/2 donc dans la zone leds éteintes.
Si tu souhaites un écart moins important que +/- 2V tu mets des diodes Silicium type 1N4148 (ca te fera +/-1.2v avec 2 * 2 diodes )
Note bien le croisement des entrées des portes par rapport au 1er schéma (ça permet de garder les mêmes portes et mêmes Led sur ton breadboard).
Une question intéressante est: quelle est la résistance maximale possible entre l'entrée de la sonde et la masse ou le +12V pour obtenir une réponse "positive" c'est la masse ou le +12v ?
La réponse est écrite sur le schéma 2 si tu utilises des Leds rouge. Test intéressant à faire par toi même avec des diodes Si et avec la solution diodes Zener de Jean Louis.
Pour info, le CI utilisé est un CD4011B de chez Harris Semiconductors (aujourd'hui TI) daté 9232 soit 27 ans...
Cordialement
Yffig