Gruppo:Casarin Nicola, Ferrari Marco , Perazzolo Fabio

Scorrimento led avanti/indietro SUPER CAR

Ipotesi progettoIl circuito deve fare in modo che i 16 led si accendano uno alla volta prima in un senso e poi nell'altro con la frequenza di accensione regolabile.Nello specifico deve generare un clock di frequenza regolabile, contare quante volte dal clock arriva un segnale alto e selezionare un led alla volta e quando arriva all'ultimo led fare in modo che si riaccendano nell'ordine contrario al precedente.

Schema a blocchi

REGOLATORE DI FREQUENZA

GENERATOREDI

CLOCKCONTATORE

DEMULTIPLEXER16 lED

LACH SR

Tesi progettoIl circuito innanzitutto deve essere in grado di generare il clock, per fare questo abbiamo utilizzato l'integrato 555 che un astabile in grado di generare fonti d'onda. In questo caso deve generare un'onda quadra e per fare questo abbiamo collegato opportunamente all'integrato 2 condensatori (1µF; 100nF), 2 resistori (1,2kOhm; 10kOhm) e un trimmer (resistenza variabile), quest'ultimo serve per regolare la frequenza.

R210k

C31uF

C4100nF

220k 40%

R11.2k

+V5V

GndTrgOutRst Ctl

ThrDisVcc

U1555

CLOCK

Il clock poi va all'ingresso del contatore

+V5V

74LS169ACEPCETCP

D3D2D1D0

PEU/D

TCQ3Q2Q1Q0

U2

Per il contatore abbiamo usato l'integrato il 74LS169 al quale va collegata l'uscita del clock.Il contatore è costituito da un circuito sequenziale, cioè, ha degli elementi di memoria che sono i flip-flop. All'ingresso U/D va collegata l'uscita del lach per fare in modo che quando l'ultimo led si accende cominci a contare all'incontrario, quindi quando si riaccende il primo led ricominci a contare in ordine crescente. Il lach è un elemento di memoria ed è stato ottenuto con 4 porte NOR (7402) : le prime 2 porte logiche avevano gli ingressi collegati fra di loro, quindi funzionano da porte NOT, e sono collegate rispettivamente al catodo del primo e del secondo led. Le loro uscite funzionano da SET e RESET per il lach che mandava un segnale al contatore. Il contatore dà in uscita un numero in binario in modo crescente (o decrescente) quando dal clock arriva un segnale alto. Questo numero funziona poi da selettore per il demultiplexer.

CLOCKLACH

USCITE

PRIMO LED

SECONDO LED

Il DEMUX (74154) è un integrato costituito da un circuito combinatorio (senza memoria) che dato l'ingresso è in grado di riportarlo nell'uscita selezionata. La selezione avviene mediante 4 selettori ai quali va dato in ingresso un numero in binario che corrisponde a una sola uscita. In questo caso il numero binario viene fornito dal contatore. Il DEMUX utilizzato ha 4 bit di selezione e di conseguenza 16 uscite. Le uscite sono attive al livello basso, quindi vanno collegate ai catodi dei led, così quando un'uscita veniva selezionata andava a 0V e il led veniva attraversato da una corrente e si accendeva.

D1LED1

+V5V

74LS154

E1E0

A3A2A1A0

1514131211109876543210

Esempio

0100

USCITE DELCONTATORE

CORRENTE

Dimensionamento L'alimentazione del circuito è di 5V. La resistenza collegata agli anodi dei led è stata dimensionata affinché su di essi passi una corrente di circa 20mA e ne è sufficiente una perché si accendono uno alla volta. Sapendo che i led hanno γ=1,7V circa la resistenza deve essere di 150Ohm.E=γ+R*I 5=1,7+R*0,02 R=(5-1,7)/0,02=165Ω Viene usato il valore commerciale di 150Ω.Le resistenze collegate al 555 sono state dimensionate per avere una determinata frequenza, minore è la resistenza e maggiore è la frequenza.

RealizzazioneIl circuito è stato prima disegnato con OrCad e poi simulato con Multisim per verificarne il funzionamento. Dopo questo è stato montato su una basetta millefori, i componenti sono stati saldati alla basetta e poi collegati con i fili metallici cercando di occupare il minor spazio possibile e in maniera ortogonale fra loro con una disposizione accettabile, ossia, senza posizionarli per famiglie di componenti. Le distanze da rispettare sono: 3mm di distanza dal bordo, 2mm di distanza da un componente e l'altro e i reofori piegati a non meno di 3mm dall'origine.Le saldature sono state effettuate con lo stagno e in modo che siano lucide. Gli integrati sono inseriti su degli zoccoli per non saldarli direttamente e quindi poterli togliere facilmente. Per i led e i condensatori elettrolitici si è dovuto rispettare la polarizzazione altrimenti i led non si accendono e i condensatori si rovinano.

CollaudoPer il collaudo il circuito è stato alimentato a 5V, la frequenza di accensione dei led regolata a piacere attraverso il trimmer e i led si accendevano uno alla volta, dopo che si accendeva l'ultimo led l'ordine di accensione si invertiva. Se veniva tolto l'integrato delle porte NOR i led si accendevano solo in un verso. Con l'oscilloscopio abbiamo verificato l'andamento delle uscite del contatore, l'uscita del lach quando si accendeva l'ultimo led, l'uscita del clock ossia l'onda quadra e la carica e la scarica del condensatore C3 per la squadratura dell'onda

Ricerca commerciale

Distrelec

Denominazione componenteResistenza1,2kOhm 1/4W

Resistenza150Ohm 1/4W

Resistenza10kOhm 1/4W

Trimmer220kOhm 1/4W

Condensatore100nF

Condensatore10µF Condensatore1µF LED rosso LED verde74HC154 74HC02 74LS169 N555 Zoccolo 8 piedini Zoccolo 14 piedini Zoccolo 16 piedini Zoccolo 24 piedini

Quantità Codice articolo

Prezzo cadauno

Prezzo complessivo

1

1

1

1

4

1

1

8811111111

714312

714361

714334

740127

810176

802959

802976

254463254478643723645504

640019678905678034678036678040

Non disponibile

0,03€

0,03€

0,03€

0,51€

0,36€

0,06€

0,04€

0,09€0,07€3,80€0,10€

0,26€0,46€0,51€0,53€0,58€

0,03€

0,03€

0,03€

0,51€

1,44€

0,06€

0,04€

0,72€0,56€3,80€0,10€

0,26€0,46€0,51€0,53€0,58€

Basetta millefori

1 451588 6,05€ 6,05€Totale = 15,71€

Denominazione componenteResistenza1,2kOhm 1/4W

Resistenza150Ohm 1/4W

Resistenza10kOhm 1/4W

Trimmer220kOhm 1/4W

Condensatore100nF

Condensatore10µF Condensatore1µF LED rosso LED verde74HC154 74HC02 74LS169 N555 Zoccolo 8 piedini Zoccolo 14 piedini Zoccolo 16 piedini Zoccolo 24 piedini

Quantità Codice articolo

Prezzo cadauno

Prezzo complessivo

1

1

1

1

4

1

1

8811111111

386569

473483

824294

216665

117987

590547590553306493442909

268052403998403551402863402759

0,03€

0,03€

0,03€

0,28€

0,38€

0,84€

0,67€

0,06€0,06€2,15€0,26€

0,37€0,08€0,10€0,12€0,15€

0,03€

0,03€

0,03€

0,28€

1,52€

0,48€0,48€

0,26€

0,08€0,10€0,12€0,15€

Basetta millefori

1 533279 6,05€ 4,10€Totale = 13,34€

RS

386589

386759

0,84€

0,67€

2,15€

640119 0,84€ 0,84€0,37€

La marca scelta è la RS per il minor costo e per la disponibilità dei componenti

ConsiderazioniIl montaggio di questo circuito è stato impegnativo per il fatto che oltre alla pedinatura degli integrati e dei led bisognava rispettare anche la polarizzazione dei condensatori. Un altro aspetto su cui abbiamo puntato per la semplificazione dei componenti è stata la disposizione degli integrati, il 74154 ad esempio è stato disposto in modo da avere le uscite il più vicino possibile ai led. I led sono stati messi in fila per collegare meglio gli anodi tra di loro, un analogo procedimento è stato fatto per le resistenze e i condensatori.Un circuito analogo si poteva ottenere sostituendo il 74154 con un DM74150 e al posto del 74169 e del 7402 un contatore 7493, 4 porte EXOR, 2 NOT e un FFJK

+V

U1E

U1DS

JCPK

RQ_Q

U5A

74LS154

E1E0

A3A2A1A0

1514131211109876543210

U4

74LS93MR1MR2CP0CP1

Q3Q2Q1Q0

U2

CLOCK

PECAFE

pecafe@hotmail.it