Spesso si è in difficoltà nel decidere il regalo per la propria fidanzata, allora perché non costruirne uno?
L’idea mi venne un pò di tempo fa, quando stavo appunto decidendo cosa regalare ad una ragazza. L’effetto è stato quello sperato: stupore!
Analisi del circuito
Il circuito può essere diviso in due parti:
- uno stadio pilota costituito da un multivibratore astabile fatto con il famoso circuito integrato NE555 che a sua volta andrà a pilotare un secondo integrato CD4017B il quale ha il compito di accendere i display in sequenza
- uno stadio di visualizzazione con i display che andranno a visualizzare il nome della persona interessata (o un messaggio a piacere)
Elenco componenti
- CN1 – CN6: morsetti
- DS1 – DS7: display a 7 segmenti a catodo comune (colore a scelta tra rosso, verde, giallo)
- Q1 – Q7: transistor NPN BC547B
- IC2: integrato 4017B
- IC1: integrato NE555
- C2: condensatore poliestere 1nF
- C1: condensatore elettrolitico 100uF
- R10 – R40: resistenze da 470 ohm 1/4 watt
- R3 – R9: resistenze da 22000 ohm 1/4 watt
- R2: resistenza da 1000 ohm 1/4 watt
- R1: resistenza da 4700 ohm 1/4 watt
- SW1: interruttore
- D1: diodo 1N4148
- B1: batteria da 9 volt
Stadio pilota
Capire il funzionamento di un multivibratore astabile è semplice: la sua caratteristica principale è quella di commutare continuamente, o almeno finché il circuito è alimentato, dallo stato alto a quello basso. È caratterizzato quindi da due tempi, quello di accensione e di spegnimento a tempi prefissati dai valori di R1, R2 e C1. Per calcolare questa frequenza si può fare riferimento alla formula presente sul datasheet:
Considerando R1 ed R2 in ohm e C1 in nF la formula con risultato in Hertz diventa:
T = (((R1+(2×R2)))×C1)/1000000
f = (1,44/T)×1000
Quindi con R1 = 4.700 ohm, R2 = 1.000 ohm e C1 = 100.000 nF (100 uF) otteniamo:
T = (((4700+(2×1000)))×100.000)/1000000
f = (1,44/670)×1000 –> 2,15 Hz
Esempio di funzionamento: poniamo che C1 sia scarico e l’uscita a livello logico basso. Il pin 2 del NE555 è collegato a C1 e si trova a livello inferiore a 1/3 della tensione di alimentazione, quindi l’affermazione precedente risulta vera e l’uscita (pin 3) si pone subito a livello logico alto.
L’interruttore interno si apre e permette la carica del condensatore attraverso le resistenze R1 e R2. La tensione su C1 aumenta e, raggiunti i 2/3 della tensione di alimentazione, riporta l’uscita a livello logico basso. L’interruttore interno si chiude nuovamente e mette a massa il pin 7. Quando però la tensione su C1 scende di nuovo a 1/ 3 dell’alimentazione il pin 3 viene rimesso a livello logico alto e il ciclo si ripete di nuovo.
L’oscillatore invia un impulso al pin 14 (Clock) dell’integrato CD4017B che di conseguenza attiva le sue uscite, una alla volta. La corrente ai pin di uscita non è sufficiente a pilotare i display, per cui bisogna fare uso di altrettanti transistor di tipo NPN che avranno la funzione di “interruttori” in grado di fornire l’alimentazione necessaria ad accendere correttamente tutti i segmenti.
In questo prototipo ho usato sette uscite sulle dieci totali, infatti si può vedere che il pin 6 (uscita 7) è collegato al pin 15 (reset), che riavvia la sequenza da capo quando arriva l’impulso. Se dovessero servire tutte le uscite occorre collegare il pin 15 a massa:
Stadio di visualizzazione
In questa parte del circuito ci sono solo i display con le loro resistenze di limitazione, una per segmento. Tali resistenze sono indispensabili per impedire ai diodi di ricevere più dei 20 mA massimi supportati e quindi di bruciarsi . In questo caso ho dimensionato tali resistenze per alimentarli con 16 mA, che sono più che sufficienti per ottenere una illuminazione più che dignitosa e nel frattempo non far scaricare la batteria in poco tempo:
Nel mio prototipo ho configurato i display affinché mostrassero il nome “Claudia”, ma ovviamente è possibile far apparire qualsiasi nome o parola collegando i pin opportuni. Di seguito ci sono due tabelle con i pin da alimentare per ottenere una determinata lettera. Noterete che per caratteri complessi occorrono display a 16 segmenti:
Ecco una foto del circuito durante un collaudo con un video che ne mostra il funzionamento. Ognuno di voi sarà libero di usare il contenitore della forma e colore preferito:
Quest’opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione – Condividi allo stesso modo 4.0 Internazionale.