LABORATORIO N° 11 CONTADOR EN ANILLO Y MATRIZ DE LEDS

LABORATORIO N° 11

CONTADOR EN ANILLO Y MATRIZ DE 

LEDS

CAPACIDAD TERMINAL:

Ø  Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

Ø  Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

Ø  Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESION:

Ø  Implementación de Registros en Serie

Ø  Contador en Anillo con Registro serie

Ø  Identificación de terminales y prueba de Matriz de Leds

MARCO TEORICO:

MATRIZ DE LED’S:

Parece que los LEDs se fabrican en todos los tamaños y formatos imaginables, y este componente que os presentamos hoy, hace gala de esa creatividad. Las matrices de LEDs (o LED arrays) son, como su nombre indica, una matriz de diodos LED normales y corrientes que se comercializa en multitud de formatos y colores.

Desde las de un solo color, a las que tienen varios colores posibles, e incluso las hay de una matriz RGB (Os dejo imaginar la de pines que tiene).

Por lo demás, son diodos LED totalmente normales, organizados en forma de matriz, que tendremos que multiplexar para poder iluminar uno u otro punto, tal y como hicimos en la sesión del teclado matricial. 

Este componente se presenta con dos filas de 8 pines cada una, que se conectan a las filas y las columnas.

Si los diodos se unen por el positivo, se dice que son matrices de Ánodo común (El nombre pedante del positivo) y se se une por el negativo decimos que son de  Cátodo común.

Dependiendo del fabricante podemos encontrar de ambos tipos. 

Si ponemos HIGH en una columna, digamos la 2, no se iluminara nada aun. Pero cuando hagamos LOW en, digamos la fila 4, se cerrara el circuito a GND (con una resistencia de limitación, por supuesto) y el pin col 2 x fila 4, se encenderá.

CD4017BC:

Integrado CD4017BC es un decodificador con 10 salidas basado en tecnología CMOS,también tiene una versión en tecnología TTL llamado 74HC4017. 

Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final del ciclo.

"Habil. Reloj" si está a tierra, hará que se inicie un nuevo ciclo. si está a VDD se consigue solo un ciclo de funcionamiento.

"Carry-Out" Este terminal proporciona un ciclo completo a cada 10 pulsos de entrada, pudiendo usarse para excitar otro 4017 para división sucesiva de frecuencia o recuento por un número superior a 10

"Reset" Si se le aplica un nivel alto, lleva ese nivel al terminal "S0", volviendo a iniciar el recuento. Eso significa que si conectamos este terminal a cualquier salida, cuando ésta se lleve a nivel alto se iniciará un nuevo ciclo. Es decir que si conectamos "S4" a la entrada "Reset" tendremos un recuento sólo hasta 4.

FUNCIONAMIENTO:

Con solo 16 pines, contiene en su interior un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9 los pulsos que se ingresan por una de sus entradas, llamada CLOCK (reloj). En efecto, si tenemos una etapa de reloj que sea capaz de entregar un tren de pulsos regulares, y los ingresamos por el pin 14 (CLOCK) del CD 4017, podremos obtener en sus salidas un pulso por cada 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 que se apliquen en la entrada.

Esta propiedad, unida a la facilidad de uso que brindan características como un RESET y un pin de habilitación (ENABLE), hace que sea muy sencillo implementar circuitos contadores, luces para fiestas, etc. utilizando muy pocos (o ningún) componentes externos.

Para comprender mejor su funcionamiento lo haremos utilizando el diagrama de funciones.

Con las entradas "Habil. Reloj" y "Reset" a tierra, el contador avanza una etapa a cada transición positiva de la señal de entrada (Reloj). 

Partiendo entonces de la situación inicial en que "S0" se encuentra a nivel alto y todas las demás a nivel bajo. Con la llegada del primer pulso de entrada tenemos la primera transición. "S0" pasa a nivel bajo y "S1" a nivel alto, todas las demás permanecen en cero.

Con el segundo pulso, "S1" pasa a nivel bajo y "S2" a nivel alto, y así sucesivamente hasta la última.

A las salidas del circuito integrado, se suele conectar diodos LED para monitorear, el estado de estas. Entre las aplicaciones posibles del CD4017, podemos encontrar al circuito integrado suministrando corriente (modo source) o drenando corriente (modo sink). 

En ambas aplicaciones, el circuito se comporta de manera eficiente, siendo el modo source, el más utilizado.

SIMULACIÓN PROTEUS :

EVIDENCIA DEL LABORATORIO:

VÍDEO DEMOSTRATIVO:

OBSERVACIONES 

• Se observó que nuestro display de 5x7 tenía 14 pines para conectar de los cuales 2 funcionaban como repuestos, es decir la matriz de leds contenía 12 pines para ser utilizados.

• Se observó que para realizar la conexión previamente se tenía que verificar si los ánodos estaban conectados a las filas o columnas, de igual manera en los cátodos de la matriz el nuestro resulto ser una matriz con entrada de ánodo común.

• Se observo que después de identificar los ánodos y cátodos se procede a conectaron el chip 4017.

• Se observó que hay diferentes tipos de matrices en los cuales antes de conectar se de debe saber cual es su ánodo y cátodo

CONCLUSIONES

• Se logró realizar el circuito correctamente verificando su funcionamiento.

• Se logró concluir que el sentido en el cual se encendían los leds podía varía de acuerdo a la conexión que realicemos

• Se logró también modificar el circuito y convertirlo en una matriz de 5x5 e incluir compuertas lógicas NOT para su funcionamiento el cual encendía una luz en sentido diagonal.

• Se llego a la conclusión de que no todas la matrices tienen el mismo diagrama interno, para ello se debe comprobar sus terminales.

• Se logro concluir que para que la matriz tenga una dirección opuesta, se debe negar algunas entradas.