خروجی شمارنده موجی در مدار چراغ چشمک زن

خروجی شمارنده موجی در مدار چراغ چشمک زن:
خروجی هایQ1تاQ12 شمارنده، قادرند تا جریان بار را تا مقدار بیشینه 15 میلی آمپر جذب (Sink) یا تامین (Source) کنند، اما این مقدار برای درایو مستقیم LEDها کافی است.

توانایی شمارنده 4040 در کار کردن در هر دو مود چاه جریان و منبع جریان به این معنی است که LEDها می توانند بین ترمینال خروجی شمارنده و منبع جریان به صورتی متصل شوند که جریان بار را جذب کنند و یا بین ترمینال خروجی و زمین متصل شوند و جریان بار را تامین نمایند.

نمایی از نحوه اتصال شمارنده 4040 در دو مود چاه جریان و منبع جریان در شکل زیر نشان داده شده است.

در مدار اول از سمت چپ، LED بین ترمینال خروجی (که در این حالت پایهQ8است.) و منبع تغذیهVCC متصل شده است. در این شرایط جریان به مدار جذب می شود یا به عبارت دیگر، به ترمینال خروجی شمارنده 4040 وارد می شود، در نتیجه زمانی که خروجی در سطح منطقی LOW باشد، LED روشن می شود.

در مدار سمت راست در تصویر بالا، دیده می شود که LEDها بین خروجیQ8 و زمین متصل شده اند. این نوع اتصال منجر به این می شود که آی سی در مود منبع جریان قرار گیرد یا به عبارت دیگر جریان از پایه های خروجی شمارنده 4040 به بیرون جاری شود و زمانی که ولتاژ خروجی در سطح HIGH باشد، LED روشن شود.

توانایی شمارنده موجی در عمل به عنوان چاه و نیز منبع جریان بار خروجی، به این معنی است که هر دو LED می توانند به یک ترمینال خروجی متصل شوند که در نهایت باعث می شود که بتوانیم تعداد LEDهای مورد استفاده در چراغ چشمک زن را افزایش دهیم.

با این حال، در هر لحظه بسته به این که حالت خروجی در سطح HIGH یا LOW باشد، تنها یک LED روشن می شود. مدار شکل زیر یک نمونه از چنین حالتی را نشان می دهد.

در مدار شکل بالا، دو LED متصل به خروجی بسته به وضعیت خروجی، به صورت متناوب خاموش و روشن می شوند و در نهایت یک مدار چراغ چشمک زن ایجاد می شود. اگر نیاز باشد که جریان LEDها به زیر 15 میلی آمپر محدود شوند، آن گاه می توان از مقاومت های سری استفاده کرد.

همان طور که قبلا به این موضوع اشاره کردیم، بیشینه جریان خروجی در هر دو مود چاه و منبع جریان بار از طریق پین های خروجی، در حدود 15 میلی آمپر است. این مقدار برای درایو کردن LED و لامپ های کوچک کافی است.

اما اگر بخواهیم ادوات با توان بالاتر مانند موتور، رله و یا آهنربای الکتریکی را به جای LED کلیدزنی و کنترل کنیم، آن گاه لازم است تا از ترانزیستورها برای تامین جریان کافی برای درایو بار استفاده کنیم. نمایی از یک مدار با درایو ترانزیستوری برای یک شمارنده موجی در تصویر زیر دیده می شود.

اگر جریان بالا باشد، می توان ترانزیستورها در دو مدار شکل بالا را با ترانزیستورهای دارلینگتون (Darlington Transistors) و یا ماسفت های قدرت (Power MOSFET) جایگزین کرد.

زمانی که از یک بار سلفی مانند موتور، رله و یا آهنربای الکتریکی استفاده می کنیم، بهتر است که یک دیود هرزگرد (Freewheeling Diode) را مستقیما به ترمینال بار متصل کنیم تا هر گونه ولتاژ ضد محرکه (Back EMF) تولید شده توسط ادوات سلفی هنگام تغییر حالت را جذب کند.

همچنین می توان تعداد بیشتری LED را به خروجی مدار اضافه کرد، اما به یاد داشته باشید که معمولا هر LED به حدود 15 تا 20 میلی آمپر جریان در ولتاژ 1٫2 ولت برای روشنایی کامل نیاز دارد. بنابراین باید به این نکته هنگام اتصال مدار به باتری یا منبع تغذیه توجه کرد.

یکی از مزایای آی سی 4040 این است که به صورت خودکار مقدار بیشینه جریان ورودی و خروجی را محدود می کند، بنابراین می توان LEDها را به صورت مستقیم و بدون استفاده از مقاومت محدودکننده جریان به خروجی متصل کرد.

بر اساس آن چه در این مقاله گفته شد، یک مدار ساده چراغ چشمک زن را می توان با استفاده از تعدادی المان متداول و موجود ساخت. المان های لازم شامل آی سی تایمر 555 برای ایجاد سیگنال کلاک و شمارنده آسنکرون موجی 12 بیتی CMOS 4040 برای ارتباط با LEDها هستند.

می توان در صورت لزوم یک مدار ساده چراغ چشمک زن را با استفاده از فلیپ فلاپ نوع T تک بیتی نیز ایجاد کرد. زیرا این فلیپ فلاپ دارای ویژگی تاگل یا تغیر وضعیت است که مولفه ذاتی عملکرد شمارش محسوب می شود.

شمارنده های موجی چند بیتی می توانند به صورت آبشاری به یکدیگر متصل شوند تا مقسم های موجی چند بیتی بزرگ را بسته به انتخاب طراح ایجاد کنند و یا به صورتی تنظیم شوند که بعد از یک شمارش باینری خاص ریست شوند.

آی سی شمارنده باینری موجی 4060 که چهارده بیتی است، دارای مدار نوسان ساز داخلی است. بنابراین می توان فقط با اضافه کردن یک خازن زمان بندی و دو مقاومت به آن، یک مدار چراغ چشمک زن ساده را ایجاد کرد. توجه کنید که در این حالت دیگر به آی سی تایمر 555 برای ایجاد سیگنال کلاک نیاز نداریم.