Matriz de LEDs

noviembre 07, 2018

LABORATORIO 12

MATRIZ DE LEDS

1. OBJETIVOS

Implementación de registros en serie.
Contador en anillo de registro serie.
identificación de terminales y prueba de matriz de LEDs.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 Matriz Dot Display 5x7

En una matriz dot display, multiples LEDs están conectados juntos en filas y columnas. Esto se hace para minimizar los pines requeridos para configurarlos. Por ejemplo, una matriz 5x7 necesitaría 35 I/O pines. Al conectar todos los anodos juntos in una fila, y los catodos en columnas, el numero requerido de I/O pines se reduce a 16. Cada LED está referenciado por su número de fila y columna.

2.2 Contador/Divisor CMOS 4017

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

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.

"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.

Las salidas de este integrado proporcionan corrientes lo suficientemente intensas como para excitar LED's y en aplicaciones de mayor potencia, transistores comunes.

Los leds pueden conectarse de dos maneras:

En modo positivo : Solo el LED que tiene el nivel alto permanece encendido.

En modo negativo: Solo el LED que tiene el nivel alto permanece apagado.

También puedes realizar una secuencia completa con todas las salidas, algo así como lo que se ve en la siguiente imagen.

3. VIDEO:
En el siguiente video se tocaran los siguientes puntos:

Explicación del diseño del circuito.
Simulación del circuito en la plataforma Proteus.
implementación y funcionamiento.

4. CIRCUITOS

Ánodo Común

Cátodo Común

5. OBSERVACIONES

Se observo que debido al empleo una matriz de leds de 5 columnas el reiniciado debe ser en el quinto salto en el caso del circuito integrado 4017 y en el quinto conteo en el caso del contador.
Se observo que para poder ver la letra en este caso la letra “E” en la matriz la frecuencia en las entradas clock (tanto en el circuito integrado 4017 y en el contador 74192) deben ser la misma y alta.
Se observo que se tuvo que hacer modificaciones a la simulación que el profesor establecido en el laboratorio como el contador (74190 a 74192), integrado (7447 a 7448), y poner negados a las columnas de la matriz de leds para poder empezar el funcionamiento.
Se observó que en la matriz de leds se pudo ver la letra “E” que se formó tras terminar de armar el circuito y que cuando al circuito le damos una señal de clock de mayor frecuencia, se observará que la letra “E” será estática porque el periodo era menor.
Se aprecio que el contador presentaba una nueva serie numérica que fueron de 5 estados, ya que eso depende de la cantidad de columnas de la matriz que se utilice, en nuestro caso fue 5 estados por las 5 columnas de muestra matriz leds.

6. CONCLUSIONES

Se concluye que, para el diseño de una letra en la matriz de leds, tenemos que verificar que este bien la combinación de ceros y unos en cada columna de la matriz y así formar un número equivalente en un display de 7 segmentos que se reflejara en cada columna de la matriz de leds.
En conclusión, para poder realizar una letra en la matriz de leds, se debe realizar primeramente una tabla de verdad para resetear el contador 74192 utilizado, considerando que cuando llegué a contar el último estado (4to estado), se realice una carga paralela, reiniciando de esa manera la cuenta.
Concluimos que para crear nuevas condiciones para realizar otras letras en la matriz es necesario realizar la tabla de verdad y analizar que números se deben obtener en la entrada del decodificador.
Se concluye que se tuvo que negar las entradas a la matriz 5x7 y se tuvo que utilizar 7448 así como también el cambio de el contador 74190 a 74192 para que logre funcionar el circuito.
En conclusión, la frecuencia que entraba al clock era inversamente proporcional al periodo que se obtenía al ver la letra “E” en la matriz de leds.
Concluimos que para lograr el funcionamiento del circuito que se realizó durante el laboratorio primeramente se debe realizar una simulación(proteus), para poder establecer una buena conexión y entender el funcionamiento de cada una de los componentes del circuito realizado.