jueves, 16 de julio de 2009

Leds deslizantes ( Auto fantastico)

Contestando un correo desde Argentina:
hola : me llamo rafa queria pedirte si entendes este circuito es para mi hijo y no lo entiendo me podrias dar una mano
gracias
El circuito es el siguiente

Luces coche fantástico



Utilice R2 para ajustar la velocidad

C1 se puede sustituir por un valor más grande para una velocidad mas lenta

Alimentación:
•v max: simple 12v dc
•I max: 0.1A
Componentes:
U1 CD4011
U2 CD4017
R1 1 mΩ
C1 0.1 µf
R2 100 kΩ
R3 1 kΩ

Esto nos dá la oportunidad de explicar el funcionamiento de un astable con Cmos y el contador 4017.
El circuito tiene dos partes :
Un oscilador astable basado en el cmos 4011 que dará un tren de pulsos de onda cuadrada y un contador Jhonson (4017) que dá una sola salida en alta conforme avanzan los pulsos de entrada. La configuración básica de un astable con el 4011 es esta:

Notar que en el circuito original se incluye R1 pero este valor es 10 veces el valor de R2 (potenciometro) con lo cual su corriente se puede despreciar en la fórmula.

Los multivibradores astables son un tipo de " osciladores" de carrera libre; es decir no tienen ningun estado permanente o estable porque están cambiando continuamente su salida a partir de un estado bajo (" LOW") a otro estado alto (" HIGH") y entonces se mueve hacia atrás otra vez a su estado original. Esta acción continua de conmutación del " HIGH" al " LOW" y del " LOW" al " HIGH" produce una onda cuadrada continua cuyo ciclo de sincronización depende de la constante de tiempo del Resistor-Condensador, (red RC) conectado con ella.
Multivibradores astables hechos con puertas NAND como en la figura funcionan uniendo las dos puertas de cada NAND para que funcionen como inversores. Suponemos que la salida de la puerta del NAND U2 está inicialmente alta , nivel de lógica "1" , entonces su entrada debe por lo tanto ser baja en el nivel de lógica "0" ,pero esta es la salida de la primera puerta NAND U1.

El condensador C está conectado entre la salida de la segunda puerta NAND U2 y a su propia entrada que tiene un nivel de lógica "0" a travez del resistor R. El condensador ahora empieza su carga hacia arriba a una razón determinada por la constante de tiempo de R y de C.
Como el condensador C carga para arriba, la unión entre el resistor R y el condensador, C, que también está a la entrada de la puerta de NAND U1 va decreciendo hasta que alcanza el valor de umbral más bajo de voltaje del NAND U1 lo que hace que este cambie de estado y la salida de U1 pasa a ser alta ahora.
Esto hace la puerta de NAND U2 también cambie su estado pues su entrada ahora ha cambiado de "0" a "1" dando por resultado la salida de la puerta de NAND U2 que se vá hacia baja "0".
El condensador C está polarizado inversamente ahora y se descarga a través de la entrada de la puerta de NAND U1. El condensador C se carga para arriba otra vez pero en la dirección opuesta determinada por la constante de tiempo de R y de C hasta que alcance el valor de voltaje de umbral superior de la puerta del NAND U1.
Esto hace U1 cambiar el estado otra vez y el ciclo se repite.
La constante de tiempo para un multivibrador astable hecho con puertas NAND se da como :

T = 2.2RC en segundos y la frecuencia de la salida dada como f = 1/T.
Por ejemplo: Si deseamos calcular un clock de 1 Khz , muy usado en circuitos de tiempo escogemos el resistor R = 10kΩ y el condensador C = 45nF la frecuencia de la oscilación se calcula como :

siendo muy apróximadamente 1kHz, que significa un periodo T de 1mS .
La forma de onda de la salida aparecería así:

La salida a los leds que deseamos mostrar en secuencia tal como las luces del "auto fantastico" se consigue mediante el contador cmos 4017. En la figura lo vemos alimentado por los pulsos generados por un astable hecho en base del 4093 . Los pulsos entran por el pin 14:

Con las entradas clock-inhibit y reset a tierra, el contador avanza una etapa a cada transición positiva de la señal de entrada (clock) como se muestra en la figura.
Suponiendo que la situación inicial es que la salida "0" se encuentra positiva en el nivel alto y todas las demás en el nivel "0" o con "cero volts" aproximadamente, con la llegada del primer puslo de entrada tenemos la primera transición.
La salida "0" va al nivel bajo y la salida "1" pasa al nivel alto . Todas las demás permanecen en el nivel "0".
Con el segundo pulso, la salida "1" pasa al nivel bajo y la tercera al nivel alto, y así sucesivamente hasta la últimaa .La secuencia de salida del 4017 es facilmente comprensible observando este gráfico , las salidas se van deslizando y como son altas cada una enciende al led conectado a ella .


Finalmente una animación en gif muestra la salida de los leds:

2 comentarios:

raziel dijo...

o muy interesante y conveniente tambien yo tengo un proyecto y se trata de esto.
podrias agregar una lista precisa de todas las partes porfavor :D

esto es de digital, y yo nisiquiera e acabado con electrinica . ademas las "araña" se programa por computadora? gracias

Tec-Integra dijo...

hola mi pregunta es si subo el voltaje de la fuente , tengo que cambiar el valor de las resistencias... con que criterio aumento su valor para no malograr el funcionamiento del circuito