viernes 11 de marzo de 2011
circuito visualizador con lm 7447
El “display de 7 segmentos” es un dispositivo usado para presentar información de forma visual. Esta información es específicamente un dígito decimal del 0 (cero) al 9 (nueve), por lo que se intuye que que el código BCD está involucrado. El caso que nos atañe consta de 7 LED's (Light Emisor Diode), uno por cada segmento, que se encenderán o apagarán dependiendo de la información que se les envíe (dije que en este caso ya que existen también display 7 segmentos de cristal líquido, incandescentes, etc.).
El display 7 segmentos tiene una estructura similar a:
donde los 7 led's vienen indicados por las letras a, b, c, d, e, f y g. Con éstos pueden formarse todos los dígitos decimales. Por ejemplo, para formar el número tres deben activarse los led's a, b, c, d y g y desactivar los e y f. Para el uno se usan los led's b y c (ojo, esta es la combinación correcta no e y f). De forma análoga se procede para el resto de los casos. Veamos como queda:
Estos dispositivos pueden ser de tipo “Ánodo Común” o “Cátodo Común”
En el caso de los display de ánodo común todos los ánodos (+) de los led's comparten la conexión. Estos display requieren un cero (una tierra) a la entrada de cada segmento para encenderlo. En el caso de los display de cátodo común todos los cátodos (-) de los led's comparten la conexión. Estos display requieren un uno (Vcc) a la entrada de cada segmento para encenderse. Todas las conexiones deben ser hechas a través de una resistencia para regular la cantidad de corriente que pasa a través de los led's.
Existen casos donde aparece un octavo segmento que suele usarse como punto decimal (ver el DP):
En la figura pueden verse también una de las configuraciones de pines más popular que contienen los display 7 segmentos y lo que representan. Los pines 3 y 8 son el ánodo común ó el cátodo común (dependiendo de cual sea el caso del 7 segmentos elegido) y aunque regularmente es indiferente cual de ellos conecten existen casos de modelos de displays en los que, por sus especificaciones, se requieren ambos conectados (o también quizá porque requieran cumplir alguna condición de manejo de corriente en su circuito). El encapsulado de este mismo display luce algo como:
la versión que contiene sólo un dígito pero existen algunas para más dígitos como por ejemplo el de dos dígitos que es bastante usado o los de X dígitos y medio donde el medio viene dado por el hecho de que él sólo puede representar el número uno (tiene únicamente dos segmentos).
Existen circuitos integrados a nivel MSI que pueden realizar la tarea de manejar estos displays. Estos IC's son decodificadores, específicamente los conocidos como decodificadores de BCD a 7 segmentos, como son los casos de los IC 7446, 7447 y 7448 de la familia TTL. El 7446 y 7447 tienen salidas con lógica negativa por lo que enviarán un cero al segmento que se desea encender. Esto quiere decir que manejan Displays 7 segmentos de ánodo común. Ambos son Open Collector (bueno para el manejo de corriente necesario en algunos casos) y se diferencian únicamente en la salida que pueden manejar (30v para el 7446 y 15v para el 7447). Nuestros circuitos generalmente estarán construidos con tecnología TTL a 5V y por ello lo más seguro es que empleemos el 7447. En el caso del 7448 las salidas son de lógica positiva por lo que son usados con los dispositivos cátodo común. Todos comparten una característica: esperan a la entrada un número en BCD y es para cada una de ellas que desplegarán el dígito decimal correspondiente. Pero aún así, estos IC tienen respuestas para otras combinaciones a la entrada distintas de BCD. En el siguiente dibujo se muestran las salidas reflejadas en los display de 7 segmentos para todas las combinaciones binarias de 4 bits posibles:
Aparte de los dígitos decimales, se ven las salidas para cuando el decodificador tiene entrada de 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 y 1111. Este último caso apaga todos los segmentos y por ello no se ve nada.
A continuación se muestra una implementación típica usada para la prueba de los dislay de 7 segmentos:
El display mostrará el dígito decimal que corresponda con el número binario seleccionado por los interruptores 1, 2, 3 y 4 del dip switch. En esta configuración se ve que las resistencias delimitadoras de corriente se colocan en el ánodo común (sabemos que son ánodo común por el uso del 7447) pero dependiendo de la implementación, e incluso a veces del display, en algunos casos pueden requerirse el uso de una resistencia por cada segmento y la conexión directa de los ánodos a Vcc.
A continuación veremos la implementación de un circuito decodificador de BCD a 7 segmentos usando tecnología SSI. Hallaremos sólo las funciones y no haremos el esquemático debido a lo grande del mismo. Asumiremos que la entada será única y exclusivamente un número BCD válido por lo que el resto de los casos no nos interesan (dont care). Asumiremos también que nuestro circuito será destinado a un display de cátodo común (por lo que tendrá salida con lógica positiva). Para ello empecemos con la tabla de la verdad. Sabiendo que la entrada será I (formada por I3I2I1I0) y las salidas serán los siete segmentos posibles a, b, c, d, e, f y g (como ya se ha mostrado), tenemos que:
I3 | I2 | I1 | I0 | a | b | c | d | e | f | g |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
1 | 0 | 1 | 1 | X | X | X | X | X | X | X |
1 | 1 | 0 | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
1 | 1 | 0 | 1 | X | X | X | X | X | X | X |
1 | 1 | 1 | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
1 | 1 | 1 | 1 | X | X | X | X | X | X | X |
Ahora bien. En este caso tenemos 7 funciones de salida que llamaremos a(I), b(I), c(I), d(I), e(I), f(I) y g(I). Éstas vienen dadas por:
a(I)=∑(0,2,3,5,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
b(I)=∑(0,1,2,3,4,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
c(I)=∑(0,1,3,4,5,6,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
d(I)=∑(0,2,3,5,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)
e(I)=∑(0,2,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)
f(I)=∑(0,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
g(I)=∑(2,3,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
que luego de hacer las respectivas simplificaciones por mapas de Karnaugh nos queda:
a = I3 + I2I0 + I2'I0' + I2'I1
b = I1I0 + I1'I0' + I2'
c = I0 + I2 + I1'
d = I1I0' + I2'I1 + I2I1'I0 + I2'I0'
e = I1I0' + I2'I0'
f = I3 + I2I0' + I2 I1' + I1'I0'
g = I3 + I2 I1' + I2I0' + I2'I1
Partiendo de estas funciones simplificadas se realiza la implementación.
Como ejercicio implemente el circuito anterior con un decodificador de salida con lógica negativa y con compuertas AND ó NAND. Dibuje el esquemático.
También como ejercicio haga la implementación con tecnología SSI para cuando la salida es con lógica negativa.
Montaje en el protoboard
RESISTENCIAS
Son componentes electrónicos que tienen la propiedad de oponerse al paso de la corriente eléctrica. La unidad en la que se mide esta característica es el Ohmio y se representa con la letra griega Omega.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Esta propiedad de oponerse al paso de la corriente, la poseen todos los materiales en mayor o menor grado. El valor de la resistencia eléctrica, viene determinada por tres factores: el tipo de material que define una constante denominada resistividad ’p’, la sección ’s’ y la longitud ’l’, de forma que a mayor sección menor resistencia, y a mayor longitud mayor resistencia, tal y como se ve en la fórmula siguiente:
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CODIGO DE COLORES
Consiste en unas bandas que se imprimen en el componente y que nos sirven para saber el valor de éste. Hay resistencias de 4, 5 y 6 anillos de color.
Para saber el valor tenemos que utilizar el método siguiente: el primer color indica las decenas, el segundo las unidades, y con estos dos colores tenemos un número que tendremos que multiplicar por el valor equivalente del tercer color y el resultado es el valor de la resistencia. El cuarto color es el valor de la tolerancia. Este sistema se utiliza para resistencia de cuatro colores.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Para resistencias de cinco o seis colores sólo cambia que en vez de dos colores se utilizan los tres colores primeros para formar el número que hay que multiplicar por el valor equivalente del cuarto color. El quinto es el color de la tolerancia; y el sexto, para las de seis colores, es el coeficiente de temperatura.
PROCEDIMIENTO
1. Inicialmente realizaremos el diagrama del circuito para ubicar exactamente la disposición y forma del circuito que vamos a construir también debemos realizar la tabla de verdad del mismo. no tengan en cuenta el integrado 7447 este se montara después de haber visualizado la primera parte
| TABLA DE VERDAD | | ||||||||||
| ENTRADA | SEGMENTOS | | |||||||||
| A1 | B1 | C1 | D1 | a | b | c | d | e | f | g | Nº |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 9 |
2. Posteriormente seguimos con el alistamiento y colocación de los componentes de acuerdo a nuestro diseño , este procedimiento se realizara componente por componente.
3. Los componentes iniciales serán los led`s que formaran los segmentos del display, se organiza segmento por segmento de acuerdo al procedimiento del diagrama.
4. Consecutivamente se hará lo mismo con el porta integrados en primera instancia, después las resistencias y en nuestro caso un micro switch para seleccionar los estados lógicos; recuerde que las resistencias deben ir a la entrada del display para protegerlo.
5. Seguidamente del paso de verificación, colocamos nuestro integrado 7447 en el porta integrados; y por supuesto colocamos la fuente que alimentara nuestro circuito, siempre comprobando el voltaje para no afectar nuestro circuito.
8. Por último concluimos con la verificación de los datos que nos mostrara nuestro display y para eso utilizamos la tabla de verdad que hemos realizado inicialmente.
MANUAL DEL USUARIO
Después de conocer detalladamente las especificaciones técnicas expedidas en este taller acerca del funcionamiento de los componentes, diseño del circuito y creación del mismo los pasos a seguir del usuario para su funcionamiento son:
1. Coloque el circuito sobre una superficie aislante para evitar un corto.
2. Conecte la fuente de poder o pila segun sea el caso y verifique el voltaje a utilizar (aproximadamente de 9v)
3. A continuación coloque el cable amarillo (vcc) a la corriente de la fuente y el cable negro (ground) a la tierra de la fuente, recuerde que en todo el circuito se emplea el mismo color para vcc y para la tierra.
4. Si utiliza el micro switch los datos de entrada a, b, c y .... corresponden a los numerados como 1, 2, 3 y .... respectivamente; la parte superior da un estado lógico de cero y la parte de abajo un estado de uno.
5. En caso de ingresar los datos manualmente el cable de color verde blanco es la entrada b, el cable de color verde es la entrada c, el cable de color blanco cafés la entrada d y el cable de color naranja es la entrada a.
Después de haber realizado el taller, elaborado el circuito con su respectivo diagrama y la tabla de verdad llegamos a la conclusión de que los datos suministrados durante el mismo son exactamente correspondientes y cumplen con nuestras expectativas tanto en la parte teórica como en la parte practica al utilizar un integrado decodificador 7447 y su respectiva visualización en el display.
http://eats.wordpress.com/2007/06/13/simuladores-de-circuitos-electricos/ Peguen esta dirección en el internet para ver los del protoboard
Le relaciono unas páginas donde podrán encontrar datos importantes sobre el trabajo a realizar solo se le da click en el enlace :http://www.palcoelectronica.es/led/led/display7segmentos/display7segmentos.html en esta encontraran la confifuracion de los pines
http://es.wikipedia.org/wiki/Visualizador_de_siete_segmentos en este linck encon
traran teoria
http://www.futureworkss.com/tecnologicos/electronica/softwaresimuladordigital.htm en esta direccion encontraran un tutor de protoboard simula los circuitos como si fueran montajes reales http://www.taringa.net/posts/info/5493050/Conoce-el--ProtoBoard-y-Descargate-el-Simulador-de-Circuito.html
NO OLVIDEN TOMAR NOTAS EN SUS CUADERNOS DE APUNTES
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