|
Er zijn bouwpakketjes van elektronische pulstellers op de markt. Voor de doe-het-zelver is een bouwpakket echter een halfgaar ding, een fabrieksapparaat waarbij men per ongeluk vergeten is de dingen aan elkaar te solderen. Op dus naar het volledig eigen ontwerp van een pulstellertje, met een bereik tot 999! |
De schakeling van de pulsteller
De 74C928
In feite valt er weinig te ontwerpen, want al tientallen jaren zit de volledige elektronica die u voor een teller nodig hebt in één klein geïntegreerd schakelingetje. Er zijn een heleboel geïntegreerde tellers op de markt, voor ons doel is de ouroude 74C928 zonder enige twijfel het best bruikbaar. Dit IC is officieel 'obsolete', met als gunstig gevolg dat het nu via de bekende internationale internetkanalen voor een habbekrats wordt gedumpt. Zoals uit het interne blokschema van dit IC, getekend in onderstaande afbeelding, blijkt bevat deze 18-pens behuizing een vier decade teller (waarvan er in deze toepassing maar drie gebruikt worden), een buffergeheugen van dezelfde omvang, een volledige besturingsschakeling en de nodige elektronica om uit de gegevens van de teller of het geheugen vier zevensegment indicatoren met gemeenschappelijke kathode te sturen. Deze vier display's worden gemultiplexed aangestuurd, dat betekent dat u alle gelijknamige segmenten van de vier uitlezingen parallel kunt schakelen en het IC door middel van de displaydriver bepaalt welk display op een bepaald moment moet oplichten. De vier uitlezingen worden dus een na een aangestuurd, maar daar dit met een grote snelheid gaat en het menselijke oog traag is lijkt het alsof alle vier de indicatoren continu en gelijktijdig branden. Voor zo'n gemultiplexte sturing is uiteraard een multivibrator nodig, die de scanfrequentie opwekt waarmee de vier uitlezingen worden afgetast. Ook deze multivibrator is in het IC aanwezig, waarbij de integratie zover gaat dat u daarvoor zelfs geen externe condensator nodig hebt. De schakeling levert een scanfrequentie van ongeveer 1 kHz.
 |
| Aansluitgegevens en intern blokschema van de 74C928. (© Intersil) |
De teller is uiteraard voorzien van een CLOCK-ingang, die reageert op positieve flanken en een RESET, die de inhoud van de teller leeg maakt als er een positief signaal wordt op aangesloten. De CARRY OUT levert een positieve flank als de teller van stand '9999' weer naar stand '0000' springt. Uiteraard is deze voorziening voor deze toepassing van geen nut. De inhoud van de vier decaden van de teller kan worden overgedragen naar een buffergeheugen, een zogenaamde latch. Daarvoor staat de stuuringang LATCH ENABLE ter beschikking. Als de spanning op deze ingang 'H' is zal de inhoud van de teller voortdurend worden doorgekoppeld naar het geheugen. De inhoud van het geheugen is dan steeds gelijk aan de inhoud van de teller. Maakt u de LATCH ENABLE ingang 'L' dan zal de laatst ingelezen waarde in het geheugen bewaard blijven, ook als de teller gereset wordt. Een handige voorziening van dit IC is dat u zowel de inhoud van de teller als de inhoud van het geheugen naar de uitlezing kunt sturen. Met de DISPLAY SELECT ingang kunt u een elektronische schakelaar sturen. Is deze ingang 'H' dan wordt de inhoud van het geheugen zichtbaar gemaakt. Is deze ingang echter 'L', dan zal de uitlezing de inhoud van de teller indiceren. De decodering van de segmenten levert stroomuitgangen aan de uitlezing. In tegenstelling tot andere schakelingen zijn echter geen stroombronnen ingebouwd, zodat u de maximale stroom extern moet begrenzen door het in serie schakelen van weerstanden. De vier displaydriver uitgangen leveren positieve spanningen, die u rechtstreeks in de basis van een transistor kunt sturen.
Het volledige schema
In dit nabouw-project worden slechts drie decaden gebruikt omdat de toepassing waarvoor dit schakelingetje werd ontworpen genoeg heeft aan een uitlezing tot 999. Aan de hand van de uitvoerige bespreking van de kenmerken van het teller-IC in de vorige paragraaf zult u geen moeite hebben de werking van de uitgewerkte schakeling van onderstaande afbeelding te doorgronden. De CLOCK-ingang aan het teller-IC wordt niet rechtstreeks gestuurd uit de ingang, maar via twee Schmitt-trigger poorten van het type 74LS13. Deze zorgen ervoor dat de ingangspuls wordt aangepast aan de eisen die TTL-schakelingen stellen aan de te verwerken signalen. De DISPLAY SELECT ligt aan de massa en de LATCH ENABLE aan de voeding.
Een en ander heeft tot gevolg dat het geheugen de inhoud van de teller continu overneemt en dat de inhoud van de teller op de uitlezing verschijnt. Een nuttige functie van de uitlezingsomschakelaar kon in deze toepassing niet verzonnen worden. De RESET ligt via weerstand R2 aan de massa, maar kan 'H' gemaakt worden door het indrukken van de RESET-schakelaar S1.
 |
| Het volledige schema van deze eenvoudige drie decaden pulsteller. (© 2018 Jos Verstraten) |
De display's
Zoals reeds geschreven moet u zevensegment uitlezingen met gemeenschappelijke kathode gebruiken. In het prototype werden 5082-7760 exemplaren ingezet. Het voordeel van deze display's is dat de aansluitpennetjes niet onder en boven staan, maar links en rechts. Het is dus bijzonder eenvoudig om alle gelijknamige segmenten op de print met elkaar te verbinden. De aansluitgegevens van deze indicatoren zijn getekend in onderstaande afbeelding. De 5082-7760 is min of meer een standaard en er zijn talloze display's die aan deze aansluitcode voldoen en leverbaar zijn in diverse kleuren.
 |
| De aansluitgegevens van de toegepaste display's. (© 2018 Jos Verstraten) |
De bouw van de schakeling
De print en componentenopstelling
In onderstaande twee figuren zijn de print en de componentenopstelling voorgesteld.
 |
| De print voor de schakeling. (© 2018 Jos Verstraten) |
 |
| De componentenopstelling van de print. (© 2018 Jos Verstraten) |
De schakeling verbruikt gemiddeld 150 mA uit een +5 V voeding. U kunt de print bijvoorbeeld voeden uit een netstekkervoeding die is voorzien van een gestabiliseerde +5 V uitgang
HP-37A Backlight LCD Digital Multimeter met Hold
