Utilisation d'un 4050 pour abaisser un niveau logique (5 V à 3,3 V)

Comme vous le savez, les sorties logiques de l'Arduino se mettent à 5 volts lorsqu'elles sont dans l'état logique "Haut".  Toutefois, il est fréquent de devoir brancher à l'Arduino un périphérique fonctionnant à 3,3 volts (par exemple un lecteur de cartes SD, un module RF, etc.).  Il est alors fortement recommandé d'abaisser à 3,3 volts les signaux de 5 volts émis par l'Arduio avant qu'il n'atteignent les entrées du périphérique.

L'utilisation d'un circuit intégré 74HC4050 (ou à peu près n'importe quel circuit intégré comportant "4050" à l'intérieur de son numéro) constitue alors une solution simple et efficace.  Un seul de ces circuits intégrés vous permet d'abaisser 6 signaux différents.

Sur le schéma ci-contre, les broches "A" sont des entrées, et les broches "Y" sont des sorties.  Ainsi, si le signal à l'entrée "A1"  est de 0 V, le signal à la sortie "Y1" sera également nul.  Si le signal à l'entrée "A1" est supérieur ou égal à Vcc, le signal à la sortie "Y1" sera égal à Vcc.   Les pins NC ne servent à rien ("not connected").

Supposons, par exemple, que je désire brancher à l'Arduino un lecteur de carte SD.  Les signaux qui vont de l'Arduino vers la carte SD sont CLK (clock), MOSI (master out slave in) et CS (chip select).  On peut les abaisser à 3,3 V en les faisant d'abord passer par le 4050 de la façon illustrée ci-contre (comme vous le constatez, la broche 1 "Vcc" est alimentée à 3,3 volts, ce qui limitera tous les signaux de sortie à 3,3 V).


Le signal MISO (master in slave out) est acheminé du lecteur de cartes vers l'Arduino et ne doit donc pas être abaissé (il est de 3,3 V et l'Arduino l'interprétera sans problème comme un signal logique haut). Le la broche MISO de la carte SD est donc directement branchée à la broche 12 de l'Arduino, sans passer par le 4050.

Il est souvent recommandé de brancher les entrées non-utilisées à la masse (GND) (mais vous laissez déconnectées les sorties non-utilisées).

Yves Pelletier (Twitter, Facebook) 

Transmission de son par une LED infrarouge

Utiliser la lumière pour transmettre un son?  L'idée peut sembler audacieuse si on oublie que, tout comme les ondes radio utilisées de façon routinière en télécommunications, la lumière est, elle aussi, une onde électromagnétique.

Pour cette expérience très facile à réaliser, j'ai reproduit les deux circuits proposés par le néo-zélandais Denis Burchill.

Pour le circuit émetteur, j'ai utilisé une LED infrarouge du genre qu'on retrouve dans les télécommandes de téléviseur, car le phototransistor dont je disposais pour construire le récepteur est plus sensible aux longueurs d'onde infrarouges qu'aux longueurs d'onde visibles.  En bon nord-américain, j'ai aussi remplacé le transistor BC548 par un 2N3904.

Quant au récepteur, il est essentiellement constitué d'un amplificateur audio LM386, d'un phototransistor, et d'un haut-parleur.

Quelques dizaines de minutes ont été suffisantes pour monter un circuit fonctionnel:  de la musique provenant d'un lecteur mp3 fait osciller l'intensité lumineuse émise par la LED infrarouge.  Cette lumière variable, captée par le phototransistor, se transforme en signal électrique qui sera amplifié par le LM386 avant de faire vibrer le haut-parleur.

La qualité sonore du signal émis par le haut-parleur est évidemment inférieure à celle de la source initiale (le lecteur mp3), mais ça fonctionne bien en autant que l'émetteur ne soit pas trop éloigné du récepteur (dans mon cas, à 30 cm, le son devenait très faible).

Cette faible portée limite à mon avis les possibilités d'application pratique de ce circuit:  il s'agit d'abord et avant tout d'une expérience amusante et instructive, facile à réaliser avec du matériel très commun.

Pour une plus grande portée, il faut songer à remplacer la LED par un laser.  Ce sera peut-être le sujet d'une prochaine rubrique...

(Le schéma de circuit détaillé pour l'émetteur et le récepteur sont disponibles sur la page de Denis Burchill).

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)

Livre: Make: Analog Synthesizers par Ray Wilson

On peut difficilement trouver meilleur auteur que Ray Wilson pour écrire un livre destiné aux néophytes qui désirent s'initier au fonctionnement et à la construction des synthétiseurs analogiques.  Wilson est l'artisan du réputé site Music From Outer Space dans lequel il documente ses nombreuses créations dans le domaine des instruments de musique électroniques à fabriquer soi-même.

La pierre angulaire du livre est probablement la marche à suivre pour construire votre premier synthétiseur analogique: le "Noise Toaster".  Un peu comme le "Weird Sound Generator" (conçu par Ray Wilson également) que j'avais expérimenté il y a quelques mois, il s'agit plus d'un bidule faisant des sons amusants que d'un véritable instrument de musique (voir la démonstration qu'en fait Ray Wilson dans la vidéo ci-dessous).   Malgré tout, le noise toaster comporte les principaux modules d'un synthétiseur complet:  générateur de bruit blanc, oscillateur contrôlé en tension (VCO), filtre passe-bas contrôlé par tension (VCF), amplificateur contrôlé en tension (VCA), oscillateur basse fréquence (LFO), générateur d'enveloppe (AREG), amplificateur.  Le principe de fonctionnement de ces différents modules est clairement vulgarisé, sans équation complexe, pour les synthétiseurs analogiques en général et pour le noise toaster en particulier.




Et se doutant bien que ses lecteurs voudront ensuite réaliser autre chose que le noise toaster, Wilson nous présente en annexe différentes façon d'utiliser un amplificateur opérationnel, ainsi que les diverses façons possibles d'utiliser des circuits intégrés CMOS dans un synthétiseur analogique fait maison.

Le livre est passionnant.  Bien sûr, comme c'est souvent le cas en électronique, à peu près toute l'information est disponible sur internet (même les instructions détaillées pour la construction du Noise Toaster se trouvent sur le site Music from Outer Space).

Make: Analog Synthesizers
par Ray Wilson
O'Reilly Media


Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)