[VGT]

Pytanie do eksperta. W ramach nauki #arduino próbuję też nieco zaprzyjaźnić się z tą bardziej klasyczną częścią #elektronika w której jestem bardzo zielony, żeby w trakcie zabaw z tym hobby zminimalizować ilość spalonych elementów. Tutaj nie ma ctrl+z, jak w innych dziedzinach, do których przywykłem. :) Na razie też jeszcze chyba nie jestem gotowy na to, aby ryzykować konto na #elektroda więc może spróbuję tutaj.

Obecnie, jako projekt szkoleniowy, chciałbym złożyć listwę led na rejestrach przesuwnych 74HC164, do której później dopiszę prostą bibliotekę umożliwiającą jej obsługę przez Arduino. Jedną z podstawowych rzeczy, jakiej uczy się każdy świeżak, jest limitowanie prądu na diodzie led rezystorem i tego pilnuję. W pierwszej wersji schematu z załącznika były tylko diody i rezystory RLED? podłączone bezpośrednio do układu scalonego.

Ale wtedy zacząłem się zastanawiać, jakiej ochrony wymaga taki układ scalony. Nie wiem, co dokładnie uda mi się kupić, ale poszukałem w necie specyfikacji tego typu układu i część, która zakładam, że jest ważna, wkleiłem w rogu załącznika.

Wynika z niego, że wyjścia tego układu scalonego zezwalają na prąd 20mA, albo 25mA zależnie od tego, czy wyjścia Q0-Q7 wg tej tabelki są limitowane przez Io, albo Iok - nie bardzo wiem, która wartość czego dotyczy. I to byłoby w porządku dla planowanego natężenia na ledach na poziomie 10-15mA.

Ale jest drugi aspekt, czyli maksymalny prąd na Icc na poziomie 50mA. Jeśli będę próbował zapalić wszystkie 8 diód, to łączny prąd przechodzący przez ten układ byłby na poziomie 80-120mA, więc za dużo. To oznacza, że nie jestem w stanie zasilić wszystkich diód bezpośrednio przez układ scalony i wprowadziłem widoczne w załączniku tranzystory, które są włączane przez limitowany rezystorami RQ? prąd z wyjść rejestru przesuwnego.

I tutaj zaczynam się zastanawiać, jak bardzo należy chronić wszystkie wejścia/wyjścia takiego układu scalonego. Na start jak widać dorzuciłem jeszcze rezystor limitujący natężenie na Icc. Ale teraz się zastanawiam, czy z kolei nie należy także chronić wejść DSA, DSB, MR, CP? Czy może np. rozwiązaniem jest, żeby taki sam rezystor jak na Icc limitujący natężenie do <50mA, dać na Ignd?

Są jakieś generalne zasady tego, jak podchodzić do tej kwestii? Ewentualnie trzeba po prostu przy każdym takim komponencie zaglądać do datasheet i z niego wyciągać odpowiednie wnioski? Byłbym wdzięczny za wędkę, zamiast ryby - pomoc w zrozumieniu, jak te informacje wyciągać z takiego datasheet? Tutaj na ten moment chyba wyciągam wniosek, że każdy limit natężenia podany w tej tabelce, to limit o który musi zadbać osoba integrująca dany układ scalony w swoim projekcie przez dodanie odpowiednich rezystorów. Czyli w schemacie z załącznika jeśli dodam jeszcze ten rezystor na Ignd, powinno już być w porządku.

Tylko gdyby powiedzmy uprościć schemat tego układu scalonego i przyjąć, że jedyne co trzeba, to go zasilić i nic innego nie robić z nim. Wtedy mamy zamknięte oczko ze źródłem zasilania, gdzie będzie rezystor limitujący do 50mA na wejściu, układ scalony i kolejny rezystor limitujący na wyjściu. To oznacza dwa rezystory szeregowo, których rezystancja wtedy się sumuje i w efekcie osiągamy mniejsze natężenie niż zamierzone. Więc zgodnie z zasadą "Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła" intuicja mi podpowiada, że może rozwiązaniem jest limitować tylko wejścia, albo tylko wyjścia takiego układu scalonego? Tylko to stwarza kolejny dylemat, bo limit ~50mA na Ignd + 8 x limit np. ~2mA na każdym Iq da łącznie zbyt dużo. Wtedy pewnie Ignd należy odpowiednio obniżyć, żeby łączna suma przy zapalonych wszystkich diodach nie przekroczyła 50mA. Dużo pytań, mało posiadanej wiedzy. I generalnie jestem mocno zielony w temacie, więc jeśli piszę głupoty, będę wdzięczny za uświadomienie :)

To wszystko to moje teoretyczne rozważania, jak będę miał układy w ręku, pewnie zacznę eksperymentowanie na płytce prototypowej (i przy okazji spalę kilka sztuk ;) ), ale może jest droga na nauczenie się teorii, żeby limitować niepowodzenia w części praktycznej.

[Jarek_P]

@VGT: dla współczesnych ledów całkowicie wystarczy prąd na poziomie 10mA, by jasno świeciły, a jeśli kupisz coraz popularniejsze ledy, w których świeci niebieska struktura, a kolor jest robiony przez odpowiedni luminofor, to w ogóle nie ma sensu wychodzić ponad kilka (<5) mA.

To w zasadzie rozwiązuje twój problem z prądem i z tranzystorami nie musisz kombinować, gdybyś jednak bardzo chciał, to robisz to źle. Tranzystory npn powinny mieć obciążenie w

[VGT]

To w zasadzie rozwiązuje twój problem z prądem i z tranzystorami nie musisz kombinować, gdybyś jednak bardzo chciał, to robisz to źle. Tranzystory npn powinny mieć obciążenie w kolektorze, emiter do masy, nie na odwrót jak u ciebie. Tak jak to narysowałeś, po prostu by się nie włączały.

@Jarek_P: No to pierwszy głupi błąd początkującego wykryty. :) Fakt, że jeszcze tego nie spinałem na płytce prototypowej bo wtedy bym się

[Jarek_P]

@VGT: w takiej sytuacji zamiast osobnych tranzystorów daj tam po prostu ULN2803, będzie o wiele prościej.

[Jarek_P]

@VGT: jeszcze jedno: te rezystory na zasilaniu rejestrów są zbędne. Piszesz, po co je tam dałeś, ale nie tędy droga - one by ograniczały samo zasilanie układu, dając jeszcze napięcie zasilania "tańczące" w takt zmian poboru prądu. Normalnie te wyjścia Vcc daj do plusa zasilania, a jak chcesz to zrobić jak należy, to dorzuć do nich kondensator 100nF między Vcc a GND, zamontowany blisko układów.

[Tymian]

@VGT: druknij sobie to - będzie Ci nieco łatwiej

no i jak Jarek napisał - współczesne diody już dobrze świecą od 3-5mA
Jeśli potrzebujesz mocniejsze bo chcesz komuś oczy wypalić to ULN2003 nada się świetnie.

Rezystorów na zasilaniu scalaków się

[VGT]

w takiej sytuacji zamiast osobnych tranzystorów daj tam po prostu ULN2803, będzie o wiele prościej.

Dzięki. Widzę, że moje pytania głównie skutkują scenariuszem "a dlaczego po prostu nie użyjesz X". Ale to dlatego, że o X nie wiem. :) A też generalnie mi w innych dziedzinach nauka zawsze najlepiej wychodziła przez ponowne wynajdowanie koła. Dlatego zejście do dosyć prostych komponentów typu pojedyncze tranzystory służy mi dobrze w dalszej nauce. Ale zapoznaję się

[VGT]

Rezystorów na zasilaniu scalaków się nie daje.

To spowoduje że wraz ze zmianą prądu pobieranego przez scalak, zmieni mu się napięcie które go zasili, a to spowoduje jego świrowanie, wykrywanie stanu niskiego/wysokiego za późno/wcześnie.

Scalakom to się wstawia małe kondensatorki 100nF i może 1-4.7uF żeby "ochronić" je przez chwilowmy wahaniami napięcia zasilania.

@Tymian: Dzięki za ściągę i odpowiedzi. Wpasowuje się to w to co wcześniej pisał Jarek_P i co teraz

[Tymian]

@VGT obczaj kanał RSelektronika na YT
Oraz to odnośnie kondensatorów:
https://youtu.be/BcJ6UdDx1vg

[VGT]

@Tymian: ok, "bypass capacitor" - i już wiadomo, jak szukać więcej wiedzy w tym temacie. Dzięki :)

[Tymian]

@VGT co do upewniania się czy nie popłynie za duży prąd to w pierwszej kolejności pilnujesz przez projekt żeby element wykonawczy (u Ciebie dioda) nie brała za dużo prądu.
W następnej kolejności to czy przez układ nie płynie za duży prąd realizuje się nieco inaczej.
Najczęściej zapewnia się układ ograniczający prąd (który zwykle jest ustalony na nieco wyższy niż wyspecyfikowany) ale to daje się ogólnie na zasilaniu wszystkiego.
Alternatywą jest układ który jak wykryje

[VGT]

@Tymian: Ok, może rzeczywiście próbuję ugryźć za dużo na raz i nieco praktyki będzie dobrą nauką. Próbuję pewnie podejść do tematu ze zbytnim perfekcjonizmem, jak mam w zwyczaju. A zalinkowane wyżej wideo od Ciebie też świetne. W pierwszych 5 minutach już wyjaśnia, dlaczego ja nie widziałem potrzeby takiego kondensatora. Bo nie jest potrzebny w idealnym świecie, a ja głównie tak w tej chwili próbuję ogarnąć ten projekcik. Jakby wszystko działało

[Tymian]

@VGT jak będziesz miał problemy lub pytania to śmiało wal.

Szukanie w necie "how to muliplex led" i innych też dużo pomaga.
Zobacz X projektów, przeanalizuj.
Nie ma sensu wymyślać koła na nowo, czerp z tego co gotowe i przyswajaj

[VGT]

@Jarek_P: @Tymian: Pierwsze testy działają. Dzięki za wszystkie wyjaśnienia i porady. Jeszcze musiałem się dowiedzieć, że 0 to nie to samo, co brak sygnału i w efekcie co to jest i do czego służy pull-down resistor, bo przy pierwszym podejściu wystarczyło ręką nawet nie tyle co dotknąć, a tylko zbliżyć do płytki, aby cały układ wariował. :)

Ciężko jedynie w takiej analogowej wersji wprowadzić odpowiednie dane do rejestru

[Jarek_P]

O ile wciśnięcie przycisku zegara wysyła jeden puls, o tyle jego puszczanie potrafi wysłać wiele kolejnych

@VGT: google -->debouncing :)
Przy sterowaniu z arduino zbędne, podobnie jak pulldown, ale do wszelkich przycisków się przyda.

[Tymian]

@VGT: jeśli chcesz poznać pulse generator ogółem to szukaj NE555 - to podstawa nauki każdego elektronika i hobbysty, czasami zakrawa o kult, a to jest jeden z najcudowniejszych scalaków o super prostej budowie i jest genialnie opisany tak że można go łatwo zrozumieć.
Warto też poczytać o przerzutnikach J, K, SR, flip-flop itd.
Do symulowania sobie bramek logicznych i przerzutników polecam logic.ly
https://logic.ly/demo/samples

Co do debounce przycisku (natura jest wredna - po polsku nazywa

[VGT]

@Tymian: 555 sobie właśnie odświeżyłem z tego 4 częściowego materiału: https://www.youtube.com/watch?v=kRlSFm519Bo Już to kiedyś oglądałem, bo ciekawie się obserwowało, jak autor buduje ten komputer. Ale teraz warto było zajrzeć ponownie, gdyż trochę więcej rozumiałem, gdy bypass capacitor czy pull-up/down resistor, to nie jest dla mnie niezrozumiały język.

Przerzutniki, czy np. bramki logiczne, to na szczęście ta część elektroniki, która jest dla mnie jasna i w miarę rozumiem, gdyż jest nieco

[Tymian]

@VGT mogę Ci sprzedać mojego analoga dwukanałowego na start :p
Tylko to duża krowa jest

[VGT]

@Tymian: Pewnie jeśli już, rozejrzę się lokalnie, ale dzięki za ofertę. ;) Ale nie zaprzeczyłeś teorii z tego akapitu, czyli pewnie tak się to skończy. :D

[Tymian]

@VGT: to się zawsze tak kończy.
Budujesz układ i oscyloskopem weryfikujesz jak on działa żeby zczaić o co kaman
żeby zobaczyć czy obliczenia wyszły dobrze

bardzo podstawowy oscyloskop można zrobić z karty dźwiękowej, są też przystawki i tanie cyfrowe po 200zł na usb do kompa
ale wygoda korzystania nie taka jak kręcenie gałką :P