Montaje cu circuite integrate CMOS

Montaje cu circuite integrate CMOS

Circuitele integrate CMOS (MMC, CD) sunt preferatele mele tensiune de alimentare in plaja destul de mare, consum mic, sunt destule 'specializate', deci numar ce componente redus, etc.

In aceasta pagina voi prezenta diverse scheme cu CMOS-uri, care nu se incadreaza in aplicatii audio, acest domeniu fiind tratat la CMOS-uri in audio , sau in domeniul 'optic' ( joc de lumini). Alte scheme puteti gasi la Module de numarare cu integrate CMOS si aplicatii.

Prima schema care o prezint, am conceput-o vazand un 'post' la forumul electronistilor. Este vorba de o aplicatie care la alimentarea montajului sa aprinda de 2 ori un LED la 1 secunda si apoi LED-ul sa ramana stins.

schema este compusa dintr-un oscilator comandat (blocare/activare) si un numarator
Am utilizat 2 circuite integrate CMOS:
- MMC4093/CD4093 (4 porti SI-NU cu intrate Schmitt)
- MMC4017/CD4017 (numarator zecimal/divizor cu 10 iesiri)

O poarta a lui 4093 este configurata ca oscilator (cu R1 si C1) care are un pin de comanda: la 1 logic oscilatorul 'lucreaza', iar la 0 logic este blocat. Iesirea oscilatorului este conectata direct la pinul de ceas CLK a lui 4017.
Pentru a fi siguri ca la alimentarea montajului, 4017 'porneste' pe Q0 se realizeaza o resetare cu R4 si C2 (la pornire condensatorul este descarcat, deci pe pinii ENA si RES este 1 logic, dupa incarcarea condensatorului, pe acei pini va fi 0 logic).
Dupa resetare, 4017 incepe sa numere, trecand de la Q0 la Q1, de la Q1 la Q2, de la Q2 la Q3.. in acel moment, fiind 1 pe Q3 la iesirea portii conectate direct la el va fi 0 (pana atunci fiind 1) si oscilatorul realizat cu prim apoarta se blocheaza
Iesirile Q0 si Q2 ale lui 4017 sunt legate prin cate o dioda la 2 porti ale lui 4093.. ele sunt configurate ca inversoare si in paralel pentru dublarea curentului de iesire.Cand pe cele doua iesiri (Q0 si Q2) este 1 la iesirea celor 2 porti este 0, deci LED-ul se va aprinde cand sunt active alte iesiri ale lui 4017, intrarea portilor este pus ala masa prin R2, deci este 1 pe iesirea lor, LED-ul nu va lumina, nefiind diferenta de potential

Pentru ca am inceput asa de brusc cu schemele sa prezint si anumele 'smecherii' utile montajelor cu CMOS-uri.

Prima este resetarea integratelor

cum am descris si mai sus, aceasta resetare este utila pentru a aduce la starea 'normala' CMOS-urile. Schema din stanga este folosita pentru cele care au RESET-area (aducerea la zero) este activata pe 0, iar cea din dreapta pe 1 (cea mai utilizata).

Alta 'smecherii' sunt:
- montarea unor condensatoare de 10..100nF la fiecare integrat (intre plus si minus).. in cel mai rau caz la toata schema un condensator;
- in cazul in care montajele necesita semnale externe, intai se alimenteaza montajul si apoi se aplica semnalalele, la oprire, se deconecteaza semnalele si apoi alimentarea
PS: lista ramane deschisa, pe parcurs ce-mi aduc aminteo mai completez

Un integrat specializat pentru comanda afisajelor cu LED-uri sau cristale lichide (LCD) este CD4543; mai exista si CD4511, dar nu asa 'flexibil' ca 4543
O schema cu care putem comanda un afisaj cu 7 segmente cu LED-uri, fie cu catod comun, fie cu anod comun, este urmatoarea:

iar realizarea practica se poate face astfel:

Desenul cablajul la scara 1:1 (in format pdf) il gasiti AICI

In schema, notatiile sunt urmatoarele:
- VDD=PLUS: borna pozitiva de alimentare (intre 5 si 18V)
- VSS=MINUS: borna negativa de alimentare
- IA: intrarea binara A
- IB: intrarea binara B
- IC: intrarea binara C
- ID: intrarea binara D
- 1A: iesirea decodificata A
- 1B: iesirea decodificata B
- 1C: iesirea decodificata C
- 1D: iesirea decodificata D
- 1E: iesirea decodificata E
- 1F: iesirea decodificata F
- 1G: iesirea decodificata G
- S1: comutator activare/stingere afisaj
- S2: comutator afisaj catod/anod comun

In locul comutatoarelor se pot monta jumper-i (dintr-o placa de baza de calculator), deoarece nu schimbam toata ziua tipul afisajului sau aprinderea sau stingerea afisajului.

Daca aceast montaj se realizeaza pentru teste, trebuie montate rezistente pe intrari (IA, IB, IC, ID) de 47-470k, pentru mentinerea intrarilor in 0 logic.. afisajul ar indica '0'; daca 4543 este comandat de un CMOS (de ex: 40192), aceste rezistente numai sunt necesare.

Valoarea rezistentelor se calculeaza tinand cont ca prin fiecare LED din afisaj sa treaca 7mA (5-10mA), rezultand pentru 5V o valoare de 430 ohm, pentru 12V 1k5, pentru 15V 1k8 aceste valori pot vari ain limite mici, dar este indicat sa fie identice ca valoare, pentru a aparea variatii de luminozitate intre LED-uri.

Schemele rezultate pentru teste, cand se cunoaste tipul afisajului si se mentine afisajul permanent aprins, sunt urmatoarele:

- afisaj cu anod comun:

- afisaj cu catod comun:

In cazul in care nici o intrare nu este legata, afisajul va indica cifra '0'.

Acum sa 'pictam' si o schema care sa comande acest afisaj folosim un 40192, numarator reversibil, cu posibilitate de aducere la o anumita valoare, etc

Circuitul numara 'inainte' de cate ori se cupleaza la minus borna SUS, respectiv 'inapoi' cu JOS de fapt el numara la tranzitia de la 0 la 1 :-)
Aceatsa schema, are dezavantajul ca la numararea in sens crescator, la atingerea nivelului maxim trece la zero, respectiv la numararea inapoi se trece la numarul maxim, deci trebuie sa eliminam aceste situatii.

In cartea 'CIRCUITE INTEGRATE CMOS - Manual de utilizare', scrisa de I. Ardelean, H. Giuroiu si L.L. Petrescu (Editura Tehnica, 1986) este prezenta o schema, care adaptata la cea descrisa de mine mai sus arata astfel:

Sa descriem un pic, 'artificiile':
- la numararea inainte, cand se atinge valoarea maxima, semnalul CARRY devine activ, determinand incarcarea in permanneta tocmai a acestei valori (1001 pentru 40192, respectiv 1111 la 40193); singura posibilitate de a iesi din aceast astare este de a numara inapoi;
- daca se nmara inapoi, circuitul se 'agata' la starea 0000 (prin BORROW si RESET/CLEAR)

In cazul cand avem nevoie de 8 trepte, deci numarare de la 0000 la 1110, putem utiliza urmatoarea schema, adaptata din cea dinainte:

Cuplarea celor 2 montaje se face foarte simplu, unindu-se bornele cu acelasi nume: PLUS, MINUS, IA, IB, IC, ID.