4026 + pantalla de 7 segmentos: ¿necesito transistores?

Question

Soy principiante y, como ejercicio, estoy construyendo un reloj digital utilizando un circuito integrado 4026, que cuenta y convierte a formato de led de 7 segmentos.

Los leds en el 7-segmento brillan muy débilmente. Estoy leyendo la hoja de datos del 4026, y trato de entenderlo. El diagrama (reproducido abajo) parece implicar -si estoy leyendo correctamente- que necesitaría un transistor para cada uno de los leds en la pantalla de 7 segmentos. Mi pantalla es de cátodo común.

Dado que estoy construyendo un reloj digital, esto significaría que necesitaría 6*7=42 transistores, lo cual parece excesivo para un proyecto tan simple. También vi algunos proyectos similares en internet que no utilizan los transistores.

¿Debería colocar todos los transistores en el circuito? Si no, ¿cómo puedo hacer que los leds brillen más intensamente?

Answer 1

La vida puede ser dura. Los circuitos integrados CMOS de la serie CD4000, como el CD4026, solo pueden fuente y drenar muy poca corriente, típicamente 1 mA a 5 V y eso será mucho menos para un display de 7 segmentos típico. Así que me temo que necesitarás los transistores, especialmente ya que ahora estás pidiendo más brillo.

Pero no necesariamente necesitarás todos estos componentes discretos. Un ULN2803 reemplaza 8 transistores, por lo que solo necesitarás 1 IC por display. Nota importante: Acabo de leer que tus displays son cátodo común. El ULN contiene un conjunto de transistores NPN, que conectan a tierra, por lo que solo se pueden usar con displays de ánodo común.

edición
starblue encontró una versión de alta de la ULN2803 en el UDN2981, por lo que esto es adecuado para displays de cátodo común. No sé acerca de la disponibilidad; Digikey lista solo dos versiones, ambas de Allegro, como no en stock, llama para precio.
Las entradas son de activación alta, por lo que puede ser controlado por los mismos dispositivos que controlarían los transistores NPN o el ULN2803.
fin de la edición

Alternativamente puedes usar ICs Schottky de baja potencia, pero entonces necesitarás el contador y el decodificador del display por separado; no creo que exista una combinación como el 4026 en LS-TTL. El 74LS90 es un contador decimal, y el 74LS247 un decodificador de 7 segmentos, que puede controlar LEDs directamente. Este también es un IC de salida activa baja, lo que significa ánodo común :-(.

Otras soluciones que has visto que requieren menos transistores pueden haber usado un microcontrolador y un display multiplexado. Entonces, para 6 dígitos solo necesitarías 6 + 7 transistores, en lugar de 6 $\times$ 7.

Answer 2

Incluso si no quieres usar un microcontrolador, construir tu propio controlador de estado secuencial podría ser más informativo que construir una placa con contadores discretos además de usar menos circuitos, especialmente si usas una pantalla multiplexada. Las entrañas del controlador serían un chip ROM (EPROM o flash), unos cuantos latches, y un registro de desplazamiento CD4517 (o equivalente). Los controladores de pantalla serían controlados por un 74HC595 o equivalente para manejar los segmentos, y un 74HC138 para seleccionar un cable común. La cantidad de circuitos requeridos se vería afectada por qué tan eficiente quisieras ser en términos de "utilización de ciclo" y eficiencia de "espacio de código" (por ejemplo, qué tan grande deseas que sea el flash que vas a utilizar). Utilizando este enfoque, sería posible diseñar un dispositivo que se comportara como un típico reloj de pulsera multifunción (hora/minuto/segundo, día/mes/año, cronómetro, alarma, etc.) con una cantidad bastante razonable de circuitos.

Editar Una implementación mínima (desde el punto de vista del conteo de componentes) que probablemente funcionaría sería usar un ROM de 128Kx8, dos latches de seis bits con disparo por flanco, dos 74HC595 para controlar los segmentos de la pantalla/comúnes, un '165 para leer botones, un CD4517 para almacenamiento de datos, y un inversor para activar la mitad de las cosas en los flancos ascendentes del reloj y la otra mitad en los flancos descendentes del reloj. Probablemente cerca de 15 transistores para manejar la pantalla (multiplexada con siete segmentos y siete comúnes), y resistencias diversas para manejar la pantalla y para las resistencias de pull-up de los botones. Supongo que, sincronizado a aproximadamente 1MHz, dicho dispositivo podría emular un típico chip de 'cronómetro' común, o hacer muchas otras cosas, basadas en el "programa" en su ROM. Pregunta si deseas más detalles.

Answer 3

Lo que dijo John no es un mal consejo, pero basado en experiencia, puedes manejar el segmento 7 directamente sin dañar la pantalla. He estado haciéndolo durante 5 años y no he tenido ningún problema. Pruébalo para que lo sepas, escuchar demasiados consejos te hará tonto y dependiente al punto de que no puedas decidir por ti mismo. ¡Saludos!

Answer 4

Puedes alimentar las pantallas directamente desde el 4026, ¡solo no uses la resistencia que estás usando ahora! se ve genial