Conrad 10197 Operation Manual [fr]

Avant-propos

Comme déjà lors des années précédentes, il y a aussi en 2016 un nouveau calendrier Conrad-Elektronik
avec 24 expériences allant du 1er au 24 décembre. Le thème est l’électronique numérique. Il s’agit de
compteurs numérique avec le composant CMOS 4060. Ce JC contient 14 diviseurs à bascule numériques
et en plus un oscillateur polyvalent. Il permet des utilisations très différentes et polyvalentes qui ne
sont pas seulement instructives, mais aussi amusantes. À la fin se trouve un circuit qui peut être
accrochée à l’arbre de Noël comme représentation d’un feu de bois et d’étoiles filantes.

Ce calendrier électronique peut être utilisé de diverses manières. Une personne voudrait peut-être tout
monter exactement d’après les plans et profiter de son succès, un autre veut comprendre exactement.
Les descriptions d’expériences devraient satisfaire les deux. C’est pourquoi le montage et la fonction
sont décrits de façon succincte, comme cela est nécessaire pour un montage réussi. À la fin, les
motivations techniques sont brièvement expliquées. Vous trouvez ainsi des remarques décisives avec
lesquelles il est possible aussi d’aller à la recherche d’autres informations. Le expériences sont
particulièrement divertissantes quand on y travaille avec une autre personne. Les parents et les grands­parents peuvent peut-être transmettre des expériences précieuses et éveiller l’intérêt des enfants et des
adolescents.

Les composants existants permettent non seulement de construire beaucoup plus de circuits que ce qui
est montré ici. Ceux qui étudient les expériences indiquées trouveront rapidement d’autres variantes de
circuit et applications similaires. Sans parler des circuits complètement nouveaux que l’on peut
développer. Votre richesse d’invention ne connaît aucune limite !

Nous vous souhaitons beaucoup de plaisir et de Joyeuses Fêtes de Noël !

1 Le test LED

La première expérience de l’Avent devrait amener à l'allumage d’un LED. Un LED ne doit jamais être
placé près d’une source de tension, une résistance est toujours néessaire. Sans cette résistance, le LED
serait détruit par un excès de courant ! Les LED doivent être montés dans la direction correcte. Il est
doté de deux bornes différentes. Le fil court est le pôle négatif (cathode C), le fil plus long est le pôle
positif (Anode A). Le bord inférieur large est aplati sur le côté e la cathode. En outre, pour tous les LED
de ce calendrier, le plus grand support à l’intérieur du LED est connecté à la cathode.

Derrière la première porte se trouve un LED rouge et une résistance adaptée. Vous avez en outre besoin
d’une batterie de 9-V. La première expérience doit être exécuté avec une prudence particulière.
Attention, évitez de regarder directement un LED allumé d’un distance inférieure à unmètre. Les LED
clairs peuvent causer des dégâts à la rétine. Évitez que les deux bornes LED touchent en même temps
les bornes de la pile ! La résistance doit toujours être connectée en série, sinon le LED brûle. Laissez les
deux composants dans la batterie comme le montre l’illustration. Le LED a une lumière claire.

Les circuits électroniques sont clairement représentés clairement sur les illustrations. Chaque
composant a son symbole. Le LED est constitué d’un triangle pour l’anode et d’une rainure droite pour
la cathode. Cela détermine la direction du courant. Deux courtes flèches vers l’extérieur représentent la
lumière apportée. La résistance est dessinée sous forme de case rectangulaire. Chaque résistance a une

valeur déterminée. Ici : 10.000Ohm = 10 Kiloohm (10 kΩ, dans le schéma 10k). Le composant réel est
caractérisé par des anneaux de couleur (brun, noir, orange pour 10.000 et or pour d’éventuelles
déviations jusqu’à+/–5%).

Le schéma montre un circuit en série. Le courant se déplace à travers les batteries, résistance et LED. La
résistance a aussi la tâche de limiter l’intensité du courant à une valeur raisonnable. Plus la résistance

est grosse, plus l’intensité du courant est petite. Avec 10 kΩ, le LED est certes encore de beau‐

coup en dessous du courant maximum autorisé, mais elle éclaire de façon nécessaire.

2 Changement de la batterie

La deuxième petite porte cache un clip de batterie pour une batterie de 9-V. Montez l’expérience du
premier jour encore une fois d’une autre manière. Utilisez le clip de batterie et veillez à ce que le fil de
connexion noir soit sur le pôle négatif et le rouge sur le pôle positif. Évitez absolument un court-circuit
de la batterie, c’est à dire une connexion directe des deux pôles. En effet, la batterie pourrait devenir
très chaude et pourrait même exploser en cas de court-circuit prolongé. En outre, les court-circuits
limitent la durée de vie de la batterie.

La résistance de 10 kΩ détermine le courant à travers le LED. Dans ce cas, on peut supposer qu’environ 2 V

sont portés par le LED et donc 7 V par la résistance. Il en résulte un courant de seulement 0,7 mA. En
comparaison : Les LED sont conçus pour la plupart pour des courants de 20 mA. Ce LED rouge
fonctionne cependant déjà avec moins de 1 mA pour produire une lumière déjà clairement visible.

3 Montage enfiché

Ouvrez la troisième petite porte et retirez la platine enfichable du compartiment. Cela facilite le
montage de circuits compliqués. La platine enfichable avec un total de 270 contacts dans une grille de
2,54 mm (0,1 pouce) fournit une connexion plus sûre des composants.

Le panneau de connexion a en son milieu 230 contacts qui sont chacun liés par des bandes verticales
avec cinq contacts. En plus, le bord compte 40 contacts pour l’alimentation en courant qui consistent
en deux bandes de contacts horizontales avec chacune 20 contacts. Le panneau de connexion dispose
ainsi de deux rails d’alimentation indépendants qui sont utilisés ici pour le pôle positif et le pôle
négatif de la batterie.

L’utilisation de composants nécessite une force assez considérable. Les fils de connexion se tordent
facilement. Il est important que les fils soient introduit exactement depuis le haut. Pour cela, une petite
pince ou une tenaille peuvent aider. Tenir le fil possiblement au-dessus de la platine enfichable et
l’enfoncer perpendiculairement vers le bas. Manipulez de la même manière les fils de connexion
sensibles comme les extrémités en zinc des clips de batteries sans les tordre.

Montez le circuit du la première expérience encore une fois sur la platine enfichable. Il s’agit à nouveau
d’un circuit en série avec une résistance et un LED. Le schéma montre le même circuit mais avec un
autre ordre des composants qui est possiblement similaire à l’expérience réelle.

4-Commutateur de lampe

Derrière la quatrième porte le fil nécessaire à toutes les expériences suivantes. Montez une lampe LED
avec contact de commutateur. Coupez un morceau de fil adapté sur une longueur de 4 cm et dénudez­le aux extrémités sur une longueur de 5 mm. Ce fil doit être monté comme raccordement au LED. Un
fils plus court d’une longueur de 2 cm est monté comme réducteur de tension, afin de préserver les fils
de connexions souples. Le clip de batterie doit toujours rester connecté pour que les connexions ne
s’usent pas démesurément.

Le commutateur simple est constitué de deux morceaux de fil dénudés qui se touchent d’abord avec
une pression des doigts. Coupez des segments de fils d’une longueur de 2 cm et dénudez-les complète­ment.

5-Une diode de protection

Vous trouvez un autre LED rouge derrière la porte n° 5. Montez ce deuxième LED avec le circuit
électrique. Pour cela, la direction doit être correcte, sinon aucun courant ne circule. Quand tout est
monté correctement, les deux LED s’allument. Et bien que seuls deux LED soient en série, la luminosité
du premier LED est restée presque la même.

Le nouveau LED a une fonction importante pour les expériences suivantes. Il sert de diode de
protection et doit empêcher un mauvaise polarité de la batterie. Le composant à utiliser réagit en effet
de manière très sensible à une mauvaise polarité et doit être protégé contre de possibles erreurs. Par
ailleurs, le LED est un simple afficheur de courant avec lequel il est possible de reconnaître la fonction
correcte d’un circuit.

6-Circuit numérique

Ouvrez la porte n° 6. Derrière se trouve un composant important de ce calendrier, le CMOS-IC 4060. Ce
JC avec 16 pattes de connexion contient au total 14 diviseurs à bascule et un circuit oscillateur
polyvalent. Les connexions 1 et 16 se trouvent du côté gauche et sont caractérisés par une encoche. Une
indication supplémentaire vient de l’inscription que l’on peut lire sur la série inférieure (broche n° 1 à
broche n° 8). Avant la première utilisation des IC, les connexions doivent être installées en parallèle
parce qu’elles regardent encore trop à l'extérieur après la production. Appuyez sur toutes les pattes
d’un côté sur une surface de table dure pour les orienter de manière adaptée. Fixez alors l’IC correcte­ment sur la platine enfichable. Attention, si elle est mal insérée, les connexions 8 (GND, négatif) et 16
(VCC, positif) sont inversées, de sorte que la tension de fonctionnement est connectée selon une
mauvaise polarité et le JC sera détruit. Dans ce cas, une diode de protection est inutile au pôle positif
car elle ne protège pas contre une batterie connectée à l’inverse.

La première tentative utilise une partie du circuit oscillateur aux connexions 10 et 11. L’entrée OSC1 est

insérée sur GND (pôle négatif, logiquement nul). À la sortie OSC2 se trouve le LED avec sa résistance. Si
tout est monté correctement, le LED s’allume. Le JC a aussi la tension activée à la sortie (logiquement Un) et
a ainsi inversé l’état d’entrée. Pour la plupart des tentatives avec le 4060, il faut en plus l’entrée Reset (RES)
sur le GND. Le LED rouge à la connexion VCC montre le courant de fonctionnement et protège le JC. Si tout
est correct, les deux LED s’éclairent.

7-Une entrée ouverte

Ouvrez la septième porte et prenez la résistance. Il a 22 MΩ (22 Megaohm, Rouge, Rouge, Bleu) et sera
utilisé en permanence dans les expériences suivantes avec le circuit oscillant. La résistance n’est connectée
que d’un côté à l’entrée OSC1. On obtient ainsi une entrée ouverte. Il n’est pas déterminé si on est sur la
position un ou zéro, le LED est soit allumé soit éteint. Le résultat est aléatoire et peut être influencer en
approchant les doigts. Déjà avec une distance de quelques centimètres, on peut changer l’état de la grille.
Cela est dû aux charges statiques et aux champs électriques qui y sont liés.

Il suffit de toucher brièvement avec les doigts pour allumer ou éteindre la sortie. Si elle est allumée, les
deux LED s’allument, s’il est éteint, les deux LED sont éteints. Le JC lui-même n’a pratiquement pas besoin
de courant. Il peut néanmoins y avoir des états dans lesquels la sortie est certes encore éteinte mais le JC
a quand même besoin de courant. C’est le cas quand la tension d’entrée n’est ni à zéro ni à la tension de
fonctionnement. Mais quelque part entre ces deux tensions. Tout le temps que l’entrée est touchée, une
demi-luminosité peut survenir mais où les LED vacillent très vite. Cela est dû au champs alternatifs de
50-Hz du réseau de courant qui conduisent à ce que le propre corps possède une faible tension
alternative.

8-Rétroaction

Une résistance avec 10 kΩ (Brun, Noir, Orange) se trouev derrière la porte n° 8. Elle est utilisée cette fois
comme résistance de protection de l’IC. La résistance de 22-MΩ-relie la deuxième sortie avec l’entrée du

circuit oscillateur. Le LED est soit allumé soit éteint, on ne peut pas le prévoir. Un état existant reste
conservé de manière arbitraire. Cependant pouvez modifier l’état en tenant la connexion libre à l’entrée
sur le positif et ensuite sur le négatif. En outre, avec un peu de chance, vous pouvez éteindre le LED en
touchant la résistance simplement avec les doigts ou la touchez avec un morceau de fil que vous tenez
dans la main.

Ce circuit contient deux inverseurs successifs. Un état d’entrée de zéro passera après le premier
inverseur sur un et après le deuxième inverseur à nouveau sur zéro. Avec la rétroaction, l’état à zéro
reste conservé à l’entrée. À l’inverse, l’état Un apparaît à la sortie à nouveau comme Un et le reste.
Mais quand l’entrée est portée même brièvement dans l’autre état, le circuit bascule. Pour cela il suffit
souvent d’une impulsion aléatoire qui provoque un toucher parce qu’elle sont chargées
électriquement.Un tel circuit s’appelle aussi circuit à bascule ou FlipFlop. Le circuit est ainsi aussi une
mémoire numérique avec une capacité de mémoire de 1 Bit. Si vous retirez le LED droit à la sortie OSC3
hors du circuit, celui-ci est dans un état pratiquement d’absence de courant. Le LED gauche est lui aussi
éteint. Le courant ne circule que dans les moments de commutation. Si vous touchez l’entrée, le LED