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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

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Mulder_Fox

Sequencial com CI 4017

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Amigos, preciso de ajuda. :help:

Montei um sequencial com 5 CIs HCF4017, ligados desta forma:

Ficou com 40 canais, se é assim que se fala.

Até uma frequência de clock de cerca de 1Khz ele funciona bem, mas, acima desta frequência, somente os LEDs ligados ao CI 1 e ao CI 5 acendem. :(

No datasheet, consta que a frequência de clock máxima está na casa dos MHz.

Não entendo porque não funciona acima de 1kHz.

Preciso que funcione em 3 kHz, pois, usarei em um display de LEDs.

Alguém me esclareça este mistério, por favor.

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Se bem me apercebi o esquema original não corresponde pcbs e diagramas de componentes que colocou.

Circuitos AND do original ?

Coloque os esquemas electrónicos de cada circuito.

As tensoes de alimentação.

O que está a ligar nas saidas dos 4917 ?

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  • Autor do tópico
  • Para as portas AND, usei diodos 1N4148.

    Aqui estão os esquemas:

    Estou usando uma tensão de alimentação de 5v.

    As saídas do 4017 estão ligadas nas colunas de 8 displays de LEDs de 5 colunas por 7 linhas.

    As linhas dos displays são alimentadas por um microcontrolador, que também fornece o sinal de clock e reset.

    Durante o tempo em que cada coluna fica ativa, o microntrolador envia para as linhas os níveis lógicos adequados.

    Cada coluna fica ativa por 320 us. Portanto, uma varredura completa do display ocorre a cada 12,8ms.

    O projeto é de minha autoria, inclusive o software, e tem apenas propósitos didáticos

    Fico muito agradecido pela atenção.

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    O problema pode ser os diodos, o atraso na habilitação do clock (pino 13 CLOCK INHIBIT) está "matando" a borda de subida do clock

    Por que você não usou o pino 12 (Carry Out) para acionar o clock do outro 4017?

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    Esse circuito tem vários problemas.

    1 faltam de condensadores entre Vcc e gnd de cada IC. 100 nF

    2 os diodos introduzem quedas de tensão ao valor dos sinais 0,7 V ou superior

    3 Os valores de pull_up (r2) junto com os díodos podem estar incorrectos

    4 as saídas ligadas a leds com paralelo de resistência e condensador ´

    5 os valores das tensões de saída do controlador são compatíveis ?

    O circuito original , sem os diodos , funciona perfeitamente mesmo a frequências elevadas, MZ

    Mas o seu problema está aqui quase de certeza.

    Os 4017 não tem capacidade de drive para os leds e muito menos com o circuito em série RC .

    Veja no manual quais os valores de Iol e Ioh desses integrados , cerca de 3 Ma.

    Note que usa algumas saídas como entradas para os circuitos seguintes.

    Quando altera as frequências os 4017 não tem tempo para carregar ou descarregar esse esses condensadores.

    Qual o valor de R5 e C2 por exemplo ???

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  • Autor do tópico
  • O problema pode ser os diodos, o atraso na habilitação do clock (pino 13 CLOCK INHIBIT) está "matando" a borda de subida do clock

    Por que você não usou o pino 12 (Carry Out) para acionar o clock do outro 4017?

    Pensei que estes diodos fossem mais rápidos do que o próprio 4017.

    Segui o esquema sugerido no datasheet para inteligar os CIs. Imaginei que não teria problemas.

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  • Autor do tópico
  • Esse circuito tem vários problemas.

    1 faltam de condensadores entre Vcc e gnd de cada IC. 100 nF

    2 os diodos introduzem quedas de tensão ao valor dos sinais 0,7 V ou superior

    3 Os valores de pull_up (r2) junto com os díodos podem estar incorrectos

    4 as saídas ligadas a leds com paralelo de resistência e condensador ´

    5 os valores das tensões de saída do controlador são compatíveis ?

    O circuito original , sem os diodos , funciona perfeitamente mesmo a frequências elevadas, MZ

    Mas o seu problema está aqui quase de certeza.

    Os 4017 não tem capacidade de drive para os leds e muito menos com o circuito em série RC .

    Veja no manual quais os valores de Iol e Ioh desses integrados , cerca de 3 Ma.

    Note que usa algumas saídas como entradas para os circuitos seguintes.

    Quando altera as frequências os 4017 não tem tempo para carregar ou descarregar esse esses condensadores.

    Qual o valor de R5 e C2 por exemplo ???

    Imaginei que o capacitor de 100uF em cada placa seria suficiente.

    Quanto à queda de tensão dos diodos e valor dos resistores de pull-up, também não afetaria seu funcionamento em baixa frequência?

    O circuito funciona até cerca de 1 kHz.

    Vou experimentar retirar os capacitores ligados nas saídas do CI2 para ver o que acontece.

    Estou usando um multivibrador com CI 555 usando a mesma tensão de alimentação dos 4017 para gerar o sinal de clock e testar o display. Por enquanto, o controlador não foi ligado.

    Quanto à capacidade de corrente dos 4017, como cada saída fica ligada por cerca de 320us e desativada por cerca de 12,48ms, ou seja, um duty cycle de cerca de 2,5%, considerei que a corrente eficaz ficaria abaixo do limite. Estou errado? :muro:

    Os capacitores ligados nas saídas, como por exemplo o C2 são de 10uF e os resistores de 470R.

    Coloquei os capacitores para aumentar o brilho dos LEDs, devido ao fato de trabalharem com o duty cycle de 2,5%.

    Os capacitores, não tendo tempo de carregar, funcionariam como uma resistência de baixo valor. Errei no raciocínio? :(

    Não liguei o LEDs direto, pois, em caso de travamento do sequencial, permanecendo somente uma coluna alimentada, os LEDs desta queimariam com a tensão de 5v, levando também o CI, que só suporta 3 mA.

    zurca e Medx, obrigado pela ajuda que estão me dando. :joia:

    Tenho muito o que aprender ainda :unsure:

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    Imaginei que o capacitor de 100uF em cada placa seria suficiente.

    Não é . É aconselhavel usar condensador de 100nF entre vcc e gnd dos ics e colocados de forma que as ligações aos pinos sejam o mais curtas possíveis.

    Note que uma coisa é a frequência de clock outra são os tempos de transição.

    Durante estes podem surgir fenómenos de EMI e ainda as tensões de Vcc nos pinos descer acentuadamente embora por tempos muito curtos. Os condensadores servem para atenuar estes efeitos.

    Quanto à queda de tensão dos diodos e valor dos resistores de pull-up, também não afetaria seu funcionamento em baixa frequência?

    Pode afectar . As tensões de saida e entrada dos ics não são 0 V e 5 V .São valores diferentes que para além diso dependem da corrente . Tem de ver nos manuais.

    Estes ics são desenhados para funcionarem com circuitos da mesma família. Se alterar isso tem de verificar se os níveis são conpatíveis.

    O circuito funciona até cerca de 1 kHz.

    Acretito . Mas tem de se lembrar que todos os circuitos e peças tem capacidades parasitas e qua a velocidade dos circuitos cmos é extremamente afectada por estas e outras capacidades adicionadas.

    No seu caso , como sabe , acrescentou condensadores nas saídas é de valores muito elevados.

    Note ainda que nos circuitos digitais não é só a frequência que tem importância.

    Muito mais critico em alguns circuitos são os tempos de subida e descida dos sinais.

    Vou experimentar retirar os capacitores ligados nas saídas do CI2 para ver o que acontece.

    Faça isso , mas tambem tem de alterar as resistências em série pois está a ultrapassar a capacidade de corrente de saída dos 4017 . Dedia usar um drive entre as saídas e isleds.

    Estou usando um multivibrador com CI 555 usando a mesma tensão de alimentação dos 4017 para gerar o sinal de clock e testar o display. Por enquanto, o controlador não foi ligado.

    Garanta uma tensão de clock 0 V a 5V para quese cumpram os valores VOH e VOL

    Quanto à capacidade de corrente dos 4017, como cada saída fica ligada por cerca de 320us e desativada por cerca de 12,48ms, ou seja, um duty cycle de cerca de 2,5%, considerei que a corrente eficaz ficaria abaixo do limite. Estou errado?

    Não tem a ver com isso mas sim com o tempo que as saídas dos 4017 precisam para carregar os condensadores que tem nas saídas , isto para alem da corente através da resistência e leds.

    Os capacitores ligados nas saídas, como por exemplo o C2 são de 10uF e os resistores de 470R.

    Coloquei os capacitores para aumentar o brilho dos LEDs, devido ao fato de trabalharem com o duty cycle de 2,5%.

    Não deve usar os condensadores como fez. As resisteências são demasiado baixas para as capacidades dos 4017 . Cerca de 3 Ma , a partir daí a tensão vai baixar e o efeito é pior que a solução que pretendia.

    Os capacitores, não tendo tempo de carregar, funcionariam como uma resistência de baixo valor. Errei no raciocínio?

    Não errou .

    Não liguei o LEDs direto, pois, em caso de travamento do sequencial, permanecendo somente uma coluna alimentada, os LEDs desta queimariam com a tensão de 5v, levando também o CI, que só suporta 3 mA.

    Não pode ligar directo. A resistência tem de ser calcuada para que a tensão de saída dos ics nunca desça abaixo de VOH mínimo.

    Como disse atrás devia usar um circuito driver entre as saidas e os leds.

    Tenho muito o que aprender ainda

    Todos temos . Comece por aprender a ler as caractrísticas dos ics, quer as funções quer os parâmetros de oensões correntes etc.

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  • Autor do tópico
  • Problema resolvido :palmas:

    Após retirar do circuito os capacitores ligados nas saídas dos ICs, o sequencial funcionou normalmente. Testei até a frequência de 8 kHz.

    Mas, quando liguei o microcontrolador, apenas a 1ª coluna acendeu. Preciso rever o software. :huh:

    Mas, o sequencial está funcionando.

    Quanto ao resistores da saída vou mantê-los, porém vou trocar os CIs por CD4017, que suportam 20 mA em cada saída.

    zurca, te devo uma :-BEER

    Agradeço muito a ajuda, nunca imaginaria que os capacitores na saída interfeririam no funcionamento.

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    Boa

    Agora atençãp o cd4017 não tem valores de IOL e IOH que sirvam para o que quer.

    Para o circuito funcionat tem de usar um driver nas saídas. pode ser um simples transistor para amplificar a corrente.

    Veja o manual .

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  • Autor do tópico
  • É verdade.

    Com este aqui eu poderia ficar tranquilo?:

    http://www.ti.com/lit/gpn/cd74hc4017

    Não quero partir para o uso de transistores como driver, pois, como são 40 saídas, seriam 40 transistores mais os resistores. Teria que refazer as placas...

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    Note que segundo o manual do mesmo as corentes de saída máxima é de 25mA para cada saída .

    No entanto também tem lá que a corrente max. de Vcc e gnd é de 50mA . logo no maximo poderá ter 1 led ligado de cada vez por ic.

    Mas experimente . Mas não se esqueça que está a levar os CIs aos seus máximos. Isso pode levar os circuitos a falharem.

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  • Autor do tópico
  • OK, vou ver se acho este CI para comprar, limitando a corrente em cada saída a no máximo 20mA.

    Obrigado novamente.

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