Circuits courts : compteur/décompteur binaire

À l'époque où je fabriquais et expédiais des projets de circuits à souder, je disposais de nombreuses boîtes contenant les produits en stock. Je rêvais alors d'un petit dispositif présent dans chaque boîte qui serait mis à jour chaque fois que j'ajouterais ou retirerais un article. Il devait être bon marché, conserver son état sur une longue durée, être capable de compter ou décompter par milliers et disposer d'un mode de comptage rapide et lent pour être plus convivial. J'ai donc conçu le circuit illustré par la figure 1. Il utilise un 555 pour générer une horloge et un circuit intégré 4020 de compteur asynchrone 14 bits pour mémoriser les états. Le comptage binaire ne me dérangeait pas ; il permettait de réduire les coûts en évitant l'affichage des chiffres et faisait travailler le mental. Pouvoir choisir de façon dynamique si le compte était croissant ou décroissant semblait trop complexe pour le périmètre du projet. J'ai donc choisi de concevoir le circuit pour pouvoir compter ou décompter selon la façon dont on le construit et en utilisant des cavaliers de soudure.

  J'ai réglé le 555 pour qu'il émette une fréquence rapide ou lente en fonction du choix d'un bouton-poussoir momentané à double état - en l'occurrence, un merveilleux interrupteur à dôme Snaptron - qui reliait deux résistances de contre-réaction différentes. Un autre bouton-poussoir à dôme commandait la disponibilité de l'alimentation pour certaines parties du circuit, et limitait ainsi au minimum la consommation d'énergie. En appuyant sur ce bouton momentané, les DEL s'allumaient et le 555 était activé. En l'absence d'action sur ce bouton, le 555 était en mode réinitialisation et les DEL n'avaient aucun moyen de s'allumer. Enfin, un bouton-poussoir à dôme servait à réinitialiser la valeur de comptage du 4020.
 
(Après avoir construit le circuit, j'ai découvert un problème mineur. Si j'actionnais le bouton de comptage, le compte changeait même si je n'appuyais pas sur le bouton d'alimentation. Ceci tenait au fait que le 555 modifiait l'état de la sortie là où il s'arrêtait lorsque la réinitialisation était activée).
  Théoriquement, tant que le bouton d'alimentation n'est pas enfoncé et à température ambiante, le 74HC4020D consomme 8 μA et le TLC555 consomme 10 pA en mode réinitialisation. En arrondissant à 10 μA avec une capacité CR2032 de 200 mAh, nous obtenons plus de deux ans de fonctionnement. Mais le circuit qui consomme le plus en opération, c'est le 555 : 250 μA (plus environ 10 μA pour les DEL et le compteur), ce qui a donc un réel impact sur la longévité.

J'aime bien ce circuit, mais je ne suis pas sûr qu'il soit pratique pour ce à quoi je le destinais, car en pratique sa durée de fonctionnement est insuffisante et n'aboutirait qu'à un gaspillage de piles (et à la perte du comptage). Un crayon, du papier dans la boîte et un zeste de discipline permettraient d'atteindre et de dépasser les spécifications que j'ai décrites ci-dessus ! Mais peut-être pourriez-vous améliorer ce circuit ?
 

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Traduction : Pascal Godart