Elettronica Digitale (per principianti) parte quinta

555Master [640x320]

Rieccoci con la quinta parte di questa mini-serie sull'elettronica digitale. Intanto ringrazio coloro che hanno seguito le prime quattro parti e vorrei aggiungere altri suggerimenti per assimilare al meglio ciò che abbiamo visto fino ad ora, mischiando tra di loro i vari moduli che abbiamo provato, si riuscirà ad ottenere altri esempi con esperimenti davvero simpatici, oltre a farci capire meglio come progettare i nostri circuiti preparando e separando i vari moduli che ci occorrono. Nello specifico possiamo provare singolarmente i nostri moduli per poi riunirli in un unico progetto. Questo ci renderà il lavoro facilitato perchè non dovremo ragionare su un unico progetto complicato ma su singoli e semplici moduli dove un qualsiasi eventuale problema si può risolvere in breve tempo e con facilità.

Per fare ciò, organizziamoci riunendo i vari schemi presentati fino ad ora e, cerchiamo di trovare un utilizzo diverso abbinandone assieme due o più per ricavarne un'unico schema che esplica una funzione diversa.

Come primo esempio prendiamo lo schema del "Led in sequenza", togliamo tutti i componenti in uscita al 4017, cioè resistenze, transistor e led ed inseriamo gli otto diodi con le relative resistenze, inseriamo anche il 2N4871 (PN Unijunction Transistors), il 2N3055 o equivalente e l'altoparlante, dopo aver ricontrollato i collegamenti in base allo schema sotto elencato, diamo tensione, ascolteremo la famosa melodia del Big Ben.

Come possiamo notare tutte le uscite del 4017 sono collegate al gate dell'UJT che produrrà una nota differente in base ai valori del condensatore C2 e della resistenza selezionata.

Si può provare a cambiare il valore delle resistenze da R1 a R10 da circa 22 kOhm a circa 220 kOhm, mentre per "accordare" meglio le note sarebbe senz'altro utile utilizzare dei trimmer (tutti da 100 kOhm) al posto delle resistenze ma, visto che è solo un esempio faremo un piccolo sforzo ascoltando il motivetto leggermente "scordato".

Vorrei far notare che modificando il valore di C1 (aumentandolo) rallenteremo il motivo, mentre diminuendo il valore verrà accellerata la sequenza; anche variando il valore di R2 si otterrà lo stesso risultato. Consiglierei di fare diverse prove perchè servirà a capire meglio il funzionamento del nostro 555.

Elenco componenti.

  • R1 = 10 kOhm;
  • R2 = 1 MOhm;
  • R3 –  9 = 82 kOhm;
  • R4 – 10 = 120 kOhm;
  • R5 – 8 = 100 kOhm;
  • R6 = 180 kOhm;
  • R7 = 150 kOhm;
  • R11 = 2,2 kOhm;
  • C1 = 470 nF;
  • C2 = 22 nF;
  • C3 = 220 uF 16V;
  • SP1 = Altoparlante 8 Ohm 1/2 watt;
  • D1  – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 = 1N4007;
  • Q1 = 2N4871;
  • T1 = 2N3055;
  • IC1 = 555;
  • IC2 = 4017.

Se, invece, eliminiamo il condensatore elettrolitico C3, noteremo che le tonalità verranno totalmente falsate, tanto che il motivo non assomiglierà più a quello del Big Ben.

Da notare, anche, che nessuno ci vieta di sostituire i valori delle resistenze e, utilizzando anche i pin 10 e 11 che attualmente non sono collegati, si potrà creare un motivetto diverso. L'unico limite è la fantasia ed il nostro "orecchio" nell'accordare le singole note.

Oscillatore al quarzo.

Arricchiamo la nostra esperienza con un piccolo e semplice oscillatore controllato da un quarzo che potrà esserci utile sia per i prossimi esperimenti e per qualche progetto futuro.

Se poi, qualcuno ha già pensato di riunire i vari schemi presentati, per assemblare un "minilaboratorio" da banco, questo è il circuito che si utilizzerà di più.

Come al solito ecco lo schema elettrico insieme all'indispensabile elenco componenti:

Elenco componenti:

  • R1 – 3 = 1,2 kOhm;
  • R2 = 2,2 kOhm;
  • R4 = 220 Ohm;
  • C1 = 4700 pF;
  • C2 = Compensatore 10-60 pF;
  • Q1 = Quarzo 1 MHz;
  • IC1 = 7400 o 4011.

C'è poco da dire su questo circuito, come si legge nell'elenco componenti possiamo utilizzare sia un comune TTL 7400 oppure un CMOS 4011, il piccolo compensatore servirà a regolare l'uscita a 1 MHz esatto.

Occhio ai datasheet mi raccomando, la piedinatura nello schema si riferisce al 7400, quella del 4011 è diversa quindi, pur avendo all'interno ambedue 4 porte nand, non sono intercambiabili pin-to-pin.

Se vogliamo utilizzare questo schema per pilotare il circuito di un orologio, saremo costretti a dividere la frequenza d'uscita per poter arrivare fino a 1 Hz, quindi manderemo questo segnale all'ingresso di un divisore che potrà essere un TTL 7490 se abbiamo utilizzato il 7400 altrimenti possiamo utilizzare un CMOS o ancora, interfacciare come è stato accennato in questo articolo. In seguito vedremo degli esempi pratici che ci farannno capire meglio il giusto metodo di interfacciamento.

Ancora sul 555.

Un altro modulo che sarà sicuramente utile per gli esperimenti futuri è un generatore di onde quadre. Il 555 ci permette di averne uno semplicemene aggiungendo una manciata di componenti discreti, montiamolo in base allo schema in basso e dopo la consueta raccomandazione di ricontrollare i collegamenti effettuati prima di dare tensione, vediamo come si comporta.

Elenco componenti.

  • R1 = 47 kOhm;
  • R2 = 2,2 kOhm;
  • R3 = Potenziometro 100 kOhm;
  • C1 = 68 nF;
  • C2 = 100 nF;
  • c3 = 330 nF;
  • C4 = 100 nF;
  • C5 = 33 nF;
  • C6 = 10 nF;
  • IC1 = 555.

I valori di C3 – 4 – 5 – 6 ci permettono, tramite il commutatore a 4 posizioni ed il potenziometro R2, di variare la frequenza di uscita secondo la tabella seguente:

  • Posizione deviatore su C3 = da 15     Hz  a  50    Hz;
  • "                  "                su C4 = da 50    Hz a 150    Hz;
  • "                  "                su C5 = da 150 Hz  a 500   Hz;
  • "                  "                su C6 = da 500 Hz a 1500 Hz.

Le frequenze elencate sono chiaramente approssimative perchè le otterremo in base alle tolleranze dei condensatori, da notare che a chi servirà solo una gamma di frequenze potrà eliminare il commutatore e gli altri tre condensatori.

L'alimentazione può variare dai 5V ai 12V.

Continuiamo con il 555.

Essendo un musicista non potevo non inserire un metronomo elettronico basato sempre sul 555, ci permetterà di avere da 60 a 300 battute.

Elenco componenti

  • R1 = 1 kOhm;
  • R2 = 270 kOhm;
  • R3 = Potenziometro 1 MOhm;
  • C1 – 2 = 47 uF 25V;
  • C3 = 1 uF Poliestere;
  • SP1 = altoparlante 8 Ohm 1/2 W;
  • IC1 = 555.

L'alimentazione possiamo variarla da 5V a 9V.

Volendo operare su C3 ed R2 c'è da tenere presente che aumentandone i valori la frequenza diminuisce, al contrario diminuendoli la frequenza aumenta ed è una prova che consiglierei di effettuare perchè ci farà capire meglio come funziona questo dispositivo.

Sperando di aver fatto cosa gradita a molti e di avervi interessato, sarò, come sempre, a disposizione nei commenti.

 

Mario Venoso

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6 Comments

  1. Antonello 19 marzo 2014
  2. gfranco78 19 marzo 2014
  3. Piero Boccadoro 20 marzo 2014
  4. Piero Boccadoro 20 marzo 2014
  5. Marven 20 marzo 2014
  6. Boris L. 24 marzo 2014

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