Armate tu Ruleta Digital... si sabes un poco de electronica
Ruleta electrónica Ahora les traigo para armar su propiar ruleta!.. ojo con enviciarse apostando jeje
Eca les traigo para armar una ruleta digital, es chica pero bueno..anda, tiene 10 leds como se ve en la imagen.
Cualquiera de los jugadores oprimirá el S1, para dar inicio al juego, a partir de ese momento los diodos LED se iluminan secuencialmente, a alta velocidad e irá decreciendo conforme pasa el tiempo hasta
detenerse en uno de los diodos indicando en múmero ganador, luego el led se apagará y la tuleta quedará lista nuevamente.
COMO FUNCIONA:
Cuando se acciona el interruptor S1, el oscilador controlado por tensión inicia su funcionamiento, este VCO esta conformado por tres inversores del circuito integrado CD4069, puede usarse también el 74C04. La frecuencia del oscilador esta contralda por el nivel de voltaje que está presente en los pines del capacitor C1, este se carga rápidamente con el voltaje de la fuente de alimentación cuando se pulsa el S1, luego se descargará lentamente a atrevés de R5, con esto la frecuencia varía proporcionalmente de alto a bajo, hasta que la oscilación del VCO llega a 0. La salida del VCO es conectada a la entrada de un contador de décadas IC2, el cual se encarga de controlar el encendido secuencial de los diodos LED. Quien estáencargado de apagar los LED es el Q2, mismo que está manejado en su base por un temporizador conformado con el resto de los inversores del circuito integrado CD4069. Se incluye un
Bueno, manos a la obra!! Lista de componentes Semiconductores:
IC1: 4069 IC2: CD 4017 Q1-Q2: 2N2222 ( NTE 123A ) D1: 1N914 ( NTE 159 )
LEDs: rojos, amarillos, verdes, azules, los que les guste.
Capacitores:
C1: 220 µF 16 V. C2: 1 µF 16 V. C3: 4.7 µF 16 V.
Resistores:
Todos a 1/4 de vatio R1: 1MΩ R2: 100KΩ R3: 470KΩ R4-R7: 10KΩ R5: 3.3MΩ R6: 5.1KΩ
Este es el esquema Circuito:
Circuito impreso
Fuente: http://www.electronica2000.com/especiales/ruleta.htm
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Ruleta Digital con Display Circuito Esquemático
Este circuito es un pequeño juego de "ruleta" digital. Está constituido por un oscilador (IC1) y un contador (IC2), los transistores Q1-7 conducen para que encienda el cátodo común (DSP1) del Display. La fuente es una batería 9V, pero puede usarse también una fuente de alimentación, a partir de los 220 Volts. La regulación de la frecuencia debe estar aproximadamente en +/- 10HZ. Con a la combinación del potenciómetro TR1 con el C1, podemos cambiar la frecuencia del oscilador. Una frecuencia más grande significa una velocidad más rápida. Componentes: R1= 10 Kohms Q1-8= BC550 R2-9= 1 Kohms TR1= 470 Kohms trimer TR2= 100Kohms trimer C1= 0.47 until 2.2uF 16V C2= 100uF 16V C3= 47uF 16V D1-2= 1N4148 IC1= CD4011 IC2= CD4026 DSP1= Display 7 segmentos catodo común S1= Switch S2-3= Pulsador normalmente abierto BATT= Bateria de 9V
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PRÁCTICA 10 Nombre de la práctica: Proyectos: Ruleta Digital y Traga Monedas. Objetivo de la práctica: Realizar dos aplicaciones para jugar mediante el uso demultivibradores biestables J-K, cuando son disparados por flanco negativo(TPN, Transición dePendiente Negativa). Usar circuitos integrados CMOS de alta velocidad. Duración: 2 horas. Material necesario: Una fuente de voltaje de 5V 35 diodos emisores de luz (LED), 16 rojos, 16 verdes y 3 amarillos. Tresexhibidores (display ) de ánodo común Dos interruptores pulsantes NA Las siguientes resistencias: Veinticuatro de 220ohms , dos de 390ohms y siete de 1Kohms 3 tablillas de conexiones ( protoboard ) y 2 tablillas de desarrollo Los siguientes circuitos integrados (TTL): Dos 74Hc132, tres 74HC04, dos 74HC11, cinco 74HC73 o 74HC76 y dos7 4HC154 Un capacitor de 200microFarad, dos de 100microfaradas, dos de 500microf aradas yuno de 5microfaradas Alambre para conexiones. Un desarmador pequeño y pinzas Manual High Speed CMOS de Motorola Autores Teléfono: 5729-6000 Prof. M. en C. Salvador Saucedo Flores extensión: 54632 Prof. Ing. Pablo Fuentes Ramos extensión: 54326 Alumno PIFI: Arión Durán Beltrán extensión: 54632
RUEDA DIGITAL: LOS MULTIVIBRADORES ( flip-flop) J-K EN ACCIÓN El proyecto de la Rueda Digital o Ruleta Digital, mostrado en la Figura 10.1, es una aplicación llamativa para los multivibradores (MVB) tipo J-K. Se ponen 32 diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) distribuidos sobre una circunferencia, colocando un LED más en el centro de la misma. 16 de los LED son verdes y 16 rojos, intercalados de tal modo que los diodo nones sean de color verde y los pares de color rojo. El esquema del proyecto se presenta en la Figura 10.2.
FIGURA 10.1. Arreglo físico de la RULETA DIGITAL
FIGURA 10.2. Esquema del Proyecto de la RULETA (rueda) DIGITAL Cuando se presiona el interruptor S, los LED se encienden en secuencia alrededor del círculo, mientras que el LED del centro se encenderá una vuelta sí y otra no. Al soltar elinterruptor S, los LED del perímetro continúan la secuencia por algunos segundos, parando finalmente con sólo un LED encendido. El circuito consiste de 3 bloques funcionales, según lo sugiere la Figura 10.3. El primer bloquecontiene dos decodificadores hexadecimales 74HC154. El segundo bloque contiene seis MVBJK (tres 74HC73 duales). Un tercer bloque lo forma un reloj implementado a base de compuertas inmunes al ruido, que brinda una señal cuadrada de frecuencia fija y un circuito RC para sostener algunos segundos la operación, una vez que se suelta el interruptor S.
FIGURA 10.3. Diagrama funcional de la RULETA DIGITAL Los multivibradores realizan tres funciones:
primero cuatro MVB proporcionan un conteo binario para los decodificadores. El quinto MVB habilita a uno de los dos decodificadores a la vez. El sexto y último MVB enciende el LED central una vuelta sí y otra no.
1. Los 2. 3.
El decodificador 74HC154, cuya distribución de terminales se ofrece en la Figura 10.4, es conocido como el decodificador de 4 a 16, aunque también funciona como un demultiplexor de 1 a 16. Tiene 4 entradas en binario natural (A0, A1, A2 y A3); dieciséis salidas activas en BAJO ydos señales de habilitación activas en BAJO. Si ambas señales de habilitación están enBAJO, para un código dado de entrada, una y sólo una, de las salidas se activará en BAJO, permaneciendo en ALTO todas los demás. Si una o las dos señales está en ALTO, todas lassalidas son ALTO.
FIGURA 10.4. Decodificador 4 a 16 74HC154, CMOS de alto rendimiento Al avanzar el conteo binario que se aplica a los 74HC154 una de sus 16 salidas se hace BAJOen secuencia, prendiendo un LED cada ocasión (Figura 10.2). Con dos 74HC154, seencienden 32 LED, uno a la vez. Veamos con mayor detalle el esquema dado en la Figura 10.2: El reloj se forma con dos compuertas NO- Y (NAND), A y B, con disparador de Schmitt de un integrado TTL (74HC132). Los resistores R4 y R5 junto con el capacitor C1 determinan la frecuencia de salida. La compuerta NO- Y, C, permite la propagación de los pulsos de reloj cuando S está presionado. Cuando se suelta S, la carga eléctrica almacenada en C2 se fuga a través del resistor R3. Con los valores elegidos, toma como3 segundos hacer que la salida de la compuerta C se haga ALTO, deteniendo así alcontador binario, pues los pulsos de reloj dejan de propagarse. Los seis MVB se conectan para conmutar , esto es, para funcionar como divisores de frecuencia. Como tales, ellos forman un contador binario de 0 a 15 y reciclar . Concuatro MVB (MVB1 a MVB4)
conectados en cascada. Con la salida Q del primeroconectada a la entrada de reloj del segundo y así sucesivamente, podemos tomar el conteo binario de cada salida Q y conectar a las entradas A0 a A3 de ambos 74HC154. Para lograr que los 32 LED se enciendan en secuencia, sólo uno de los 74154debe habilitarse a la vez. Primero habilitamos U1, para encender los LED 1 a 16. después lo deshabilitamos mientras habilitamos a U2. El segundo 74154 enciendelos LED 17 a 32. El ciclo se repite una y otra vez . La función del MVB5 es habilitar a uno de los decodificadores, mientrasdeshabilita al otro. Notar que la salida Q' del MVB5 se conecta a la entrada E1- de U2, y su salida Q se conecta a la entrada E1- de U1. Sabemos que Q y Q' estarán siempre en estados opuestos. Como el 74HC154 tiene dos entradas de habilitación que deben estar en BAJO ambas para que sea habilitado y dado que una de ellas la enviamos aBAJO permanentemente (la entrada E0-) cuando Q es BAJO, Q' será ALTO y U1 estaráhabilitado, mientras que U2 no lo estará. Al revés, cuando Q es ALTO, Q' será BAJO, y será U2 el que esté habilitado. Dado que el MVB, que es el divisor final de la cascadade multivibradores, tiene un LED conectado a su terminal Q'. La mitad del tiempo dicha salida es BAJA y la otra mitad es ALTA. Por ello, para una vuelta de la rueda de los LED(32 pulsos de reloj) D33 se enciende y en la próxima vuelta se apaga.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL •
•
Armar el circuito de la Figura 10.2 y hacerlo funcionar según la explicación dada. Anexar al reporte correspondiente a esta práctica el diagrama de la configuración internade los 3 circuitos integrados utilizados.
El multivibrador 74HC73 La Figura 10.5, muestra la configuración de terminales, el símbolo lógico y la tabla de operación de este MVB disparado con flancos negativos en su entrada de reloj y con señal de borrado activa en BAJO.
FIGURA 10.5. Multivibrador dual J-K, con señal de reinicio, de la familia CMOS a) Símbolo lógico, b) Tabla de verdad
NOTA: El 74HC73 es funcionalmente igual al 74HC107, con distribución diferente de terminales
El circuito integrado 74HC132
FIGURA 10.6. Compuerta NO- Y (NAND) cuádruple, con disparador de Schmitt en la entrada, de la familia CMOS a) Configuración de terminales y b) Características de transferencia de entrada salida, producida por eldisparador de Schmitt
CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son los
tres tipos de disparo de un MVB? 2. ¿Cuántos multivibradores se necesitan para dividir una frecuencia entre 8? 3. ¿Si conectamos J y K a ALTO, qué pasa al ocurrir un disparo del MVB?
4. ¿Qué elementos pasivos determinan el tiempo de giro cuando es soltado S? 5. ¿Cuál es la función del MVB5 y del MVB6? 6. ¿Cómo harías el esquema si no dispones del 74HC154, pero sí de cuatro 74HC138? 7. En base a los conocimientos adquiridos de los MVB, diseñar un contador de 0 a 12 cíclico.
MÁQUINA TRAGA MONEDAS DIGITAL Continuaremos con el tema lúdico (relativo al juego) y daremos atención a un juego más complicado: la máquina traga monedas digital . Este proyecto representa un auténtico reto a los alumnos, aunque es necesario que el estudiante realice este tipo de proyectos, pues cuenta con todos los conocimientos para tal fin. A pesar de que los MVB forman parte pequeña del circuito, los elementos que constituyen el resto del mismo han sido vistos en el curso de Circuitos Lógicos.
OPERACIÓN DE LA MÁQUINA TRAGA MONEDAS La máquina traga monedas digital consiste de 3 módulos de 7 segmentos de ánodo comúnde despliegue visual. Ellos exhiben una C por cereza, una L por lima, una O por oliva y una A por aguacate. Cuando las tres lecturas coinciden (presentan la misma letra) los LED de ganecintilan a una tasa de 4Hz. Al presionar el interruptor S (normalmente abierto) las tres lecturascambian rápidamente. Al soltar el interruptor , la lectura más a la izquierda se detiene primero, luego se detiene la de en medio y por último se detiene la de la derecha. La probabilidad de que salgan tres A es de 1/64, por lo que una de cada 16 veces existe un gane. El diagrama a bloques de la máquina traga monedas digital se muestra en la Figura 10.7. Consiste de tres circuitos de despliegue visual y un circuito de premio. Notar que los cuatro circuitos contienen un oscilador , una sección lógica combinatoria y exhibidores con LED de algún tipo. Los circuitos de despliegue lo hacen con LED en módulos de 7 segmentos, mientras que el circuito de premio lo hace con LED discretos.
FIGURA 10.7. Diagrama a bloques de la máquina traga monedas digital Cada circuito de despliegue es igual, excepto por la velocidad del oscilador . (Se varían lasvelocidades de los osciladores para que el juego sea más azaroso). Además, los circuitos de retardo, que determinan que tanto tarda cada lectura en detenerse, se varían para cadadespliegue. El circuito de gane se dispara para que los LED cintilen a 4Hz cuando las tres lecturas muestren la misma letra. Sólo cuando todas las lecturas son idénticas, la lógica de premiadopermite que la señal del oscilador de 4Hz pase a los diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés).
CIRCUITOS DE EXHIBICIÓN: RELOJ Y RETARDO En la Figura 10.8, se puede apreciar el circuito oscilador que genera la señal periódicaconocida como reloj. Su periodo depende de los resistores R22 y R23, así como del valor delcapacitor C1. También se muestra el circuito de retardo formado por C2 y R24. El capacitor C2 se carga a través del diodo D1 cuando se presiona S1. Al soltar S1, los pulsos de reloj siguen pasando por la compuerta U5A hasta que el capacitor C2 se descarga a través de R24. Cuando esto pasa, la salida de dicha compuerta queda en ALTO.
FIGURA 10.8. Circuitos de reloj, de retardo e interruptor común.
CIRCUITOS DE EXHIBICIÓN: LÓGICA DE DECODIFICACIÓN La salida de reloj de U5A se envía al MVB2, el primero de los dos multivibradores en cascada (MVB1 y MVB2) según ilustra la Figura 10.10. Las cuatro terminales de salida de los MVB son a su vez conectadas a la lógica de decodificación formada por las compuertas U1A, U1B, U1C y U1D, más dos inversores. En su salida, la lógica decodificadora excita un módulo de 7 segmentos de ánodo común. Los LED de segmento se encienden de forma individual para formar las letras A, L, O y Ccuando la lógica decodificadora así se los manda. En otras palabras, la lógica decodificadoradetermina que letra se exhibe en el módulo de 7 segmentos. Los MVB causan que la lógica decodificadora altere su salida cada vez que un pulso de reloj pasa por la
compuerta U5A.Veamos con más detalle el módulo de 7 segmentos, la lógica decodificadora y los MVB, en elorden enunciado. Como sabemos, con un módulo de LED de ánodo común, si cualquier cátodo es puesto enBAJO a través de un resistor para limitar la corriente, el LED se encenderá. Notar que en elesquemático del proyecto, los LED en segmentos e y f están permanentemente aterrizados a través de los resistores R5 y R6, por lo que siempre se encenderán. Ello es necesario pues lasletras A, L, O y C requieren que ambos segmentos (e y f ) estén encendidos. Para formar las letras completas hay que encender otros LED en segmento, llevándolos aBAJO. La función de la lógica decodificadora es llevar los segmentos apropiados a BAJO para formar las letras A, L, O y C, una a la vez. La lógica decodificadora se forma con varias compuertas, según vemos en la Figura 10.9. LosMVB proporcionan a la lógica decodificadora 4 combinaciones de BAJO y ALTO. Ladecodificación de ellas produce BAJOS y ALTOS para encender los LED adecuados para cadacombinación.
FIGURA 10.9. Lógica decodificadora. Por ejemplo, cuando las salidas Q de ambos multivibradores están en BAJO, como en la Figura 10.9, el circuito decodificador hará que aparezca la letra A en el módulo. Recordar que lossegmentos e y f están en BAJO (aterrizados). Se puede hacer un análisis similar para las otras 3 combinaciones, para corroborar las letras de las frutas. En la Figura 10.9, realizada con OrCAD Express, también se consignan puertos jerárquicos,A1, An1, B1, etc, pues dicho paquete permite que un diagrama esquemático tenga otros debajo de él, formando una jerarquía. Dichos puertos jerárquicos permiten la conexión entre hojas diferentes, para su verificación, su documentado o simulación. Las entradas al circuito de decodificación arriban desde dos MVB en cascada (división entre 2y división entre 4). Las salidas Q y su negada, de cada MVB, para una onda de entrada en el reloj , se muestran en la Figura 11.10 b). Las letras correspondientes que se producen en el módulo se dan a la derecha.
FIGURA 10.10. a) Multivibradores, mas lógica decodificadora y módulo de despliegue b) Sucesión de pulsos de reloj y las letras que se forman en el módulo de despliegue.
CIRCUITERÍA DE "GANE" La circuitería de premio, que se ofrece en la figura siguiente del diagrama de OrCAD Express(que constituye la raíz del diseño) actúa para cintilar dos LED cuando los 3 módulos exhiben la misma letra, a una frecuencia de 4Hz. El oscilador que se compone de las compuertas U8B yU8C, además de R31, R32 y C7, envía sus pulsos de onda cuadrada a la entrada de la compuertaU10C. Si las otras dos entradas (terminales 10 y 11) están en ALTO la señal de reloj pasará y seráinvertida por U8D y U8E. Cuando las salidas de éstas van a ABAJO los LED encienden, en caso contrario se apagan. El pin 11 de U10C se hace ALTO cuando la entrada a la compuerta se haceBAJO, lo cual sucede cuando el nivel lógico en el capacitor C6, que es que se tarda más en descargarse, se hace BAJO.
PROCEDIMIENTO 1. 2.
Probar en protoboard el circuito dado en las dos figuras que se anexan, con el diagrama lógico. Armar el circuito ya probado en una tablilla de desarrollo, incluyendo fuente, fusible ylamparita de neón.
Ruleta electrónica He aquí un circuito para los que gustan de los juegos electrónicos, unaruleta electrónica. Está diseñada con integrados digitales CMOS. La simulación de la bola que gira está implementada por 10 diodos LED, los cuales se numeran del 0 al 9. Toda vez que está ensamblada, en determiando momento cualquiera de los jugadores oprimirá el S1, para dar inicio al juego, a partir de ese momento los diodos LED se iluminan secuencialmente, a alta velocidad e irá decreciendo conforme pasa el tiempo hasta
detenerse en uno de los diodos indicando en múmero ganador, luego el led se apagará y la tuleta quedará lista nuevamente. COMO FUNCIONA: Cuando se acciona el interruptor S1, el oscilador controlado por tensión inicia su funcionamiento, este VCO esta conformado por tres inversores del circuito integrado CD4069, puede usarse también el 74C04. La frecuencia del oscilador esta contralda por el nivel de voltaje que está presente en los pines del capacitor C1, este se carga rápidamente con el voltaje de la fuente de alimentación cuando se pulsa el S1, luego se descargará lentamente a atrevés de R5, con esto la frecuencia varía proporcionalmente de alto a bajo, hasta que la oscilación del VCO llega a 0. La salida del VCO es conectada a la entrada de un contador de décadas IC2, el cual se encarga de controlar el encendido secuencial de los diodos LED. Quien estáencargado de apagar los LED es el Q2, mismo que está manejado en su base por un temporizador conform ado con el resto de los inversores del circuito integrado CD4069. Se incluye un amplificador de audio para darle cierto efecto al juego. Clic en la imagen para verla en tamaño real.
Lista de componentes Semiconductores: IC1: 4069 IC2: CD 4017 Q1-Q2: 2N2222 ( NTE 123A ) D1: 1N914 ( NTE 159 ) LEDs: rojos amarillos, verdes, azules, etc. Capacitores: C1: 220 µF 16 V. C2: 1 µF 16 V. C3: 4.7 µF 16 V. Resistores: Todos a 1/4 de vatio R1: 1MΩ R2: 100KΩ R3: 470KΩ R4-R7: 10KΩ R5: 3.3MΩ R6: 5.1KΩ
