[DIY] Licznik punktów 0-99 na układach CMOS 4026

[osek90]

Chciałbym zaprezentować mój ostatni projekt, którym jest prosta, dwucyfrowa tablica wyników dla dwóch drużyn. Zależało mi na stworzeniu urządzenia, które będzie działać natychmiast po włączeniu, bez konieczności pisania kodu i programowania mikrokontrolerów. Czysta elektronika cyfrowa w starym dobrym stylu.

Głównym celem było zbudowanie licznika punktów w zakresie 0-99 dla każdej ze stron. Projekt miał być:

• Maksymalnie prosty w budowie.

• Niezawodny (brak zawieszającego się softu).

• Obsługiwany za pomocą fizycznych przycisków.

Kluczowe elementy:

• Układy scalone: 4x 4026B (po dwa na każdą drużynę).

• Wyświetlacze: 4x wyświetlacz 7-segmentowy (wspólna katoda).

• Zasilanie: Zasilacz 9V. 

Sterowanie: Dwa przyciski „grzybkowe” służące do inkrementacji (dodawania) punktów oraz dwa małe przyciski do resetu punktów poszczególny drużyn.

Zasada działania:

Sygnał z przycisku dodaje kolejną cyfrę  pierwszego licznika (jednostki). Po przekroczeniu 9 sygnał przekazywany jest do wejścia drugiego układu(dziesiątki) co pozwala na automatyczne zliczanie do 99.

Problemy i ograniczenia:

Największym wyzwaniem, a zarazem ograniczeniem przyjętej architektury, jest brak możliwości odejmowania punktów. Układ 4026 jest licznikiem wyłącznie "w górę". W przypadku pomyłki konieczne jest zresetowanie wyniku do zera przyciskiem RESET i ponowne nabicie punktów.

Edytowano 14 stycznia przez osek90

[Christophorus]

Istnieją dwukierunkowe liczniki CD 4510, CD 4516, CD 4529 i dwa 40192 oraz 40193 znane również z rodziny układów TTL (74192 i 74193). Wszystkie te liczniki wymagają dekoderów kodu BCD na kod wyświetlaczy siedmiosegmentowych. W ten sposób liczba układów scalonych dla tego licznika wzrasta do ośmiu.

Co więcej wspomniane liczniki posiadają wejście wprowadzania. Na wejściu tym można ustawić żądaną wartość w kodzie BCD (lub za pomocą klawiatury i dodatkowych układów scalonych) i wprowadzić ją do licznika. W ten sposób w razie potrzeby nie trzeba liczyć od zera do wartości np. 72 tylko ustawiamy taką cyfrę i jednym przyciskiem wprowadzamy ją do liczników.

Niestety w ten sposób prosty licznik rozrasta się o o dużą liczbę układów scalonych. Potrzebna jest duża i skomplikowana płytka drukowana i najlepszym rozwiązaniem jest mikrokontroler.

[_LM_]

18 godzin temu, osek90 napisał:

• Niezawodny (brak zawieszającego się softu).

to nie problem układowy a zdolności programisty

18 godzin temu, osek90 napisał:

Największym wyzwaniem, a zarazem ograniczeniem przyjętej architektury, jest brak możliwości odejmowania punktów.

Na uP - no problem ale rozumiem że miało być na CMOS @Christophorus podaje ciekawe rozwiązania tego problemu, to nie kwestia architektury kiedyś tak się budowało, potem weszły mikrokontrolery.

Jaki pobór prądu? Z pewnością ten układ do najefektywniejszych nie należy, dobrze by było wiedzieć ile to zjada

Ogólnie jeśli jest to projekt kogoś kto zaczyna swoją przygodę z elektroniką to nie wygląda to źle ale fajnie by było zobaczyć nową wersję z liczeniem w górę i w dół, nawet na CMOS

 

[Christophorus]

Same układy cyfrowe CMOS dużo prądu nie pobierają. Gorzej pod tym względem wypadają układy TTL. Przypuszczam, że większość prądu pobierają wyświetlacze. W przypadku liczb 03 - 03 jak na zdjęciu można się pokusić o wygaszenie nieznaczącego zera. Niektóre dekodery kodu BCD na kod wyświetlacza siedmiosegmentowego posiadają specjalne wejścia do wygaszania zer nieznaczących.

Pewnego rodzaju wadą układów scalonych CMOS / TTL jest cena. Układy te powoli znikają z rynku. Niektóre z nich są trudnodostępne, stąd czasami ich wygórowana cena rzędu nawet kilkunastu złotych za układ scalony.

[borabora]

Fajnie, że ktoś jeszcze używa CMOSów i robi z nich pożytek w postaci działającego i przydatnego urządzenia.

Jedną z opcji licznika UP/DOWN wymagającą minimalnej liczby układów jest 40110. Kiedyś robiłem na nim licznik 4-cyfrowy i udało mi się zmieścić w 6 scalakach CMOS: 4 liczniki 40110 plus jakieś bramki sterujące obwodami wejściowymi oraz realizującymi generator do ręcznego ustawiania licznika. Generator aktywował się po dłuższym wciśnięciu switcha.

[Christophorus]

Jeszcze inna możliwość to wykorzystanie dekoderów kodu BCD na kod wyświetlaczy siedmiosegmentowych i dołączonych do nich tak zwanych nastawników (zadajników) kodu. Tymi nastawnikami ustawiamy cyfrę jaka ma być wyświetlana. Tylko rozwiązanie to należy traktować jako ciekawostkę. Tego rodzaju nastawniki w solidnej wersji montowanej na obudowie urządzenia kosztują nawet kilkadziesiąt złotych za 1 sztukę.