Dado elettronico

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

CONTENUTI:
1 INTRODUZIONE:
Con la relativa sezione dell’ esperienza, abbiamo portato i livelli logici in ingresso alle porta logica direttamente utilizzando 3 interruttori da collegare a +VCC e GND per tutte le combinazioni(000,001,010,011,100,101,110,111).
Successivamente abbiamo collegato sette diodi LED alla breadboard collegati con i relativi ingressi logici, e alternando gli ingressi con gli interruttori abbiamo alternato l accensione e spegnimento dei LED utilizzati per ottenere un dado elettronico di questo tipo:

2 LA TABELLA DELLA VERITA’
INGRESSI
USCITE
A
B
C
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7

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Con la relativa tabella della verità, siamo riusciti a vedere alcune uguaglianze tra i LEDutilizzati; Più precisamente L1=L7; L2=L6; L3=L5.
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4 STRUMENTAZIONE USATA:
Nella relativa esperienza abbiamo usato la seguente strumentazione con le relative immagini sotto inserite:Breadboard ,digital trainer e relativi cavi per il collegamento con il generatore elettrico,interruttori,resistenze applicate prima del diodo LED,e sugli interruttori per evitare il cortocircuito quando si chiudeva l’interruttore a massa,porte logiche AND 7408,OR 7432,NOT 7404, 7 diodi LED da collegare nella breadboard e sonda logica per la verifica della tabella di traccia del circuito e delle porte logiche utilizzate;
5 CENNI TEORICI:
La sintesi di una rete combinatoria implica il passaggio dalla specifica funzionale del circuito allo schema circuitale.Il procedimento di sintesi può essere sviluppato in tre fasi:
1 Dalla specifica funzionale si ricava la funzione booleana rappresentata in forma tabulare tramite una tabella di verità.
2 Dalla tabella di verità si ricava una espressione minima, o equazione booleana della tabella di verità.
3 Dalla equazione booleana minima si ricava lo schema circuitale.Il problema di ricavare una espressione minima deriva dalla necessità di ridurre il numero di porte logiche necessarie per realizzare una rete combinatoria. Con l'avvento dei circuiti integrati su scala media, alta e molto alta (MSI, LSI e VLSI) questa esigenza é meno sentita, soprattutto in termini di costi. Il costo di una porta logica aggiunta é pressoché nullo. Tuttavia, ridurre il numero di porte attraversate da un segnale logico ha ancora una sua rilevanza in termini di specifiche temporali.Il tempo di risposta di una rete combinatoria dipende dal numero di porte logiche attraversate: ridurre tale numero può avere effetti importanti in termini di prestazioni.
I diodi led si differenziano, da tutti gli altri semiconduttori, per l'attitudine ad emettere luce quando sono polarizzati direttamente e, quindi, attraversati da corrente. La stessa sigla con cui sono designati, infatti, significa questo: Light Emitting Diode, ovvero, diodo emettitore di luce. Più in generale, il diodo led è un elemento che appartiene al mondo dell'opto-elettronica, che è quella branca speciale dell'elettronica che lega assieme i fenomeni elettrici con gli ottici.
Il led è costruito a guisa di un diodo normale, con materiale semiconduttore e presenta una giunzione di tipo PN. Ma in questo caso, non sono impiegati il germanio o il silicio, bensì un composto del gallio, che caratterizza la natura dell'emissione che si vuol conseguire. Per esempio. per disporre di una luce appartenente allo spettro dell'infrarosso, si fa uso dell'arseniuro di gallio. Ad ogni modo, i colori più comuni sono il rosso, il giallo, il verde e l'arancio.
Per sfruttare pienamente il fenomeno dell’emissione di luce, la giunzione a semiconduttore del led è realizzata in forma assai sottile, allo scopo d’essere trasparente e consentire l'uscita dei raggi luminosi. Anche il contenitore del diodo deve svolgere questa funzione, perciò a volte è dotato di lente concentrica, a volte di calotta diffusore.
I vantaggi pratici, introdotti nei circuiti elettronici dai diodi led, se rapportati alle mansioni affidate alle lampadine, si possono riassumere brevemente nei seguenti punti:
1° - Miniaturizzazione
2° - Basso consumo d’energia
3° - Rapida risposta in frequenza
4° - Durata illimitata
Ogni diodo led, per accendersi, necessita di un valore minimo di tensione. Quello rosso, che è il più comune, richiede almeno 1,5 V. Ma questa tensione può essere facilmente derivata da qualsiasi alimentatore in corrente continua, purché si tenga conto di farla cadere nella misura opportuna. In ogni tipo d’impiego dei led, invece, questi debbono essere collegati con una resistenza in serie, altrimenti sarebbero percorsi da una corrente d’intensità distruttiva.
La luminosità emessa dal diodo led è proporzionale alla corrente che lo attraversa, secondo la nota legge di Ohm: I = V alim. : R caduta
Tuttavia, l'intensità di corrente, che attraversa il diodo led, non deve superare l'ordine di grandezza per il quale il componente è stato progettato. E se si vuole citare una gamma di valori, si può affermare che i led sono costruiti per essere attraversati da correnti comprese fra i 5 mA e i 20 mA, salvo precise indicazioni.

In figura è riportato il simbolo elettrico, adottato nella composizione dei circuiti teorici, del diodo led.
Sulla figura è riportato il simbolo elettrico del diodo led, quello comunemente adottato nella composizione degli schemi teorici. Un diodo led, è composto da un involucro trasparente, che può assumere una delle quattro colorazioni già citate e da due elettrodi, l'anodo (a) e catodo (k). Questo ultimo è facilmente riconoscibile, fra i due, per essere il più lungo, ma anche perché rimane posto in quella zona del componente in cui è ricavata una piccola tacca-guida.
6 DISEGNARE LO SCHEMA ELETTRICO
7 SCHEMA DI MONTAGGIO

8 POSSIBILI ERRORI COMMESSI:
I possibili errori commessi sono l’errata montatura del led che bisognerebbe averlo montato in base a questa figura .
Altri errori non si riescono ad individuare in quanto nel nostro circuito andavano tutte le combinazioni del dado.
8 OSSERVAZIONI CONCLUSIVE:
Con tale esperienza siamo riusciti ad alternare i livelli logici in ingresso con gli interruttori e così facendo siamo riusciti a far comparire tutte le possibili combinazioni di numeri rappresentati dall’ accensione dei LED.

Esempio



  



Come usare