CD4017 integrált áramkör (IC) alkalmazása

2014-07-07

 

Fiam jön diadalmasan, és magyarázza mit gondolt ki, és ugye majd apa segít megcsinálni. Vagyis ő kitalálta, én majd megcsinálom... Ilyenkor szoktam beszólni neki, hogy fiam, rajzold le. Műszaki ember rajzban beszél. Azután próbálok olyan ötleteket adni neki, hagy azt a valamit hogyan tudná itthon található dolgokból összehozni, de legalább is ne kelljen hozzá egy koplett gépműhely, esetleg kohó. Fiam fejébe vette, hogy egy kémcsőveket kezelő automatikát (közelebbiek nem nyilvánosak) fog készíteni. Azért örülök, hogy megjegyezte a korábbi leckékből az RS tárolót, és ügyesen, blokkvázlat szerűen rajzolgatott is belőle minden gomb mellé egyet. Egy-egy LED jelzi melyik kémcső van kiválasztva, és lesznek olyan gombok is, amelyekkel azt lehet meghatározni, hogy mi történjen velük.

Erre mondtam a fiamnak, hogy Levi, van a CMOS IC-k között egy olyan, amire az van írva, hogy CD4017. Ez egy érdekes IC. Van 10 kimenete, mindegyikre rá lehet egy LED-et kapcsolni, és szépen végig lehet léptetni, egyiket a másik után bekapcsolni. Így néz ki fizikai valójában. Ez egy 16 lábú DIP (dual in line) tok, ami azt jelenti, hogy a lábai két sorban vannak. Tulajdonképpen ez a leghagyományosabb tokozás, van ebből 8, 14, 16, 20 sőt több lábú tok is. Az IC egyik vége meg van jelölve, a jelöléstől balra kezdődően vannak a lábak körbe beszámozva. Megjelöltem azt is, hogy melyik lábakra fogjuk majd a tápfeszt rákötni. Ez a leggyakoribb tápfesz bekötés, de előfordul ettől eltérő kiosztás is. Az integrált áramkörök Amerikában születtek meg, ahol teljesen elmaradott módon az angolszász mértékrendszer népszerű. Szóval két egymás melletti láb 1/10", egytized inch, vagyis 2,54 mm távolságra van, amit egy raszternek is nevezünk. A két lábsor 3 raszter, azaz 7,62 mm távolságra van. Szerencsére a panel tervező programokat is valahol ezen a tájon kezdték először használni, így nem kell emiatt túlaggódnunk magunkat.

Az a szép nagy kocka a rajz közepén az a CD4017 IC. Egyszerűbb IC-kre vannak szabványosított rajzjelek, de valahogy gyorsabban találták ki az IC-ket, mint a rajzjeleket, így azután a legtöbb esetben egy téglalappal jelöljük őket. Általánosságban elmondható, hogy bal oldalra szokás bemenő lábakat rajzolni, és jobb oldalra a kimeneteket. A téglalap tetején és az alján kis X-szel jelölve van az IC-hez hozzávezetve a föld, amelyet GND-nek (ground) szokás jelölni. Van olyan IC, amelyik több tápfeszültséget is igényel, ehhez most csak egy +Ut-vel jelölt tápfesz szüksges. Barátságos darab, 3-18 V közötti feszültségről hajlandó működni. Hiba csak ott van, hogy a kimenetei legfeljebb 1-2 mA áramot képesek szolgáltatni, a LED-ekhez meg kellene vagy 10 mA. Nem kell teljesen elkeseredni, az IC 10 mA-t is tud szolgáltatni, csak nem a szabványos kimeneti feszültség mellett (húh az most minket nem zavar). Jobb oldalt vanak a Q0..Q9 jelölésű kimenetek. Számítástechnikai métely, hogy általában 0-val kezdjük a számozást. Bal oldalon vannak a bemenetek. Érdekes, hogy mindhárom máshogyan van jelölve. A C (Clock) jelű, az órajel bemenet. Erre adott impulzusokkal tudjuk az IC-t léptetni. Na most, az a kis háromszög azt jelenti, hogy ez egy élvezérelt bemenet, vagyis a lépés akkor fog megtörténni, amikor a bemeneti feszültség meg fog nőni, vagyis az impulzus felfutó élénél (rising edge). A következő láb egy EN (Enable), vagyis engedélyező bemenet. Azért van egy kis karika odarajzolva, mert ez egy negatív logikájú bemenet, vagyis akkor fogja az IC működését engedélyezni, ha arra 0, vagyis föld van kötve. Az R (Reset), vagyis alaphelyzetbe állító láb normális logikájú, ha 1-et, vagyis tápfeszt kapcsolunk rá, akkor az IC Q0 kimenetére fog kapcsolni. Ha a földre kötjük, akkor nem csinál semmit. Most ebben a kapcsolásban arra használom, mivel lusta voltam és csak 5 LED-et tettem bele, amikor az áramkör a hatodikhoz ér, annak a jelét az R lábra vezetem, amely alapba állíja az áramkört, vagyis Q4 után megint Q0 fog következni. A Cout lábat én még soha nem használtam, elvileg arra jó, hogy C-re érkező impulzusok számát osztja kettővel. Van még két dolog, amivel jó ha tisztában vagyunk. A digitális IC-k nagyon gyorsak, de azt igénylik, hogy lehetőleg a tápfesz lábuk közelében helyezzünk el egy szűrőkondit, mert a panelon a hozzávezető tápcsíkok ellenállása, indukciója is lassítja a működésüket. Olyan 100nF..22uF értékűekből célszerű választani. A kapcsolás másik érdekes a pontja a léptető kapcsoló. Alap helyzetben a 4.7 kOhm ellenállás leföldeli a kapcsoló sarkát. Ha megnyomjuk, tápfeszre húzzuk a sarkot. Azért nem lehetett ezt a pontot közvetlenül az IC C bemenetére kötni, mert az igen gyors, és képes megszámolni, a kapcsoló lenyomásakor a nyelve ugrálását a másik érintkezőn, míg beáll a nyugalmi állapotba. Ezt haljuk kis kattanásként. Tehát a kapcsoló sarkáról nyert jelet egy ellenálláson kersztül egy kondenzátorra vezetjük, amelyik gondoskodik a jel szűréséről. Különben ki kell róbáni, kihagyni a kapcsolásból 10 kOhm, 10 nF szűrőtagot.

Ennyi látszik a megépített áramkörből. A gombot nyomogatva szépen fut a fény a LED-eken.