7/10 7-세그먼트, 포토커플러, 타이머IC와 LED점멸기

정유석·2024년 7월 10일
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다이오드, 문턱전압, 항복전압
다이오드의 역할중....정류: 교류->직류

17 7-세그먼트

7-세그먼트 핀 배열

BCD 코드

BCD 코드는 10진법의 각 자리를 4비트의 2진수로 변환한 코드
자릿수가 늘어나면 자릿수만큼의 4비트 2진수로 표시한다

BCD to 7-Segment, 7447 디코더


  • LT(Lamp Test) : 모든 출력 단자로 Low를 출력하여 7-세그먼트의 모든 마디를 on시킨다 (점검용).
  • BI/RBO(Blanking Input/Ripple Blanking Output) : 이 제어 단자에 Low를 연결하면 BI로 동작하며, High 또는 Open 상태에서는 RBO로 동작한다. BI 상태에서는 모든 출력 단자로 High를 출력하여 7-세그먼트를 off시킨다(Blanking). RBO 상태에서는 RBI 제어 단자에 의해 7-세그먼트가 오프되는 경우에 Low를 출력한다
  • RBI(Ripple Blanking Input) : 데이터 0의 표시 여부를 제어할 때 사용한다. 이 단자에 Low를 연결하면, 표시할 데이터가 0인 경우 모든 출력 단자로 High를 출력하여 7-세그먼트 전체를 off시킨다

7-세그먼트 회로(세뮬레이션x)

7447 디코더를 이용한 7-세그먼트

7447디코더 입력(DCBA)에 BCD코드 입력, 7447디코더 출력에 다이오드 연결

회로

결과

BCD코드 구간에 따라, 표 Y값 변화 확인

BCD : 0001

BCD : 0011

BCD : 0101

BCD : 1001

18 포토커플러

  • 발광 소자와 수광 소자를 조합한 전자 부품
  • 빛을 이용한 신호 전달
  • 발광 소자 : LED(주로 적외선 LED 사용)
  • 수광 소자 : 포토 트랜지스터, 포토 다이오드(주로 포토 트랜지스터 사용)

    (발광 소자) 전기 -> 빛 -> 빛 -> 전기 (수광 소자)

그냥 전선으로 연결하지 않는 이유

포토커플러는 빛으로 신호를 전달하기 때문에 발광 소자와 수광 소자 사이가 전기적으로 분리(절연)된다는 점이 가장 큰 특징. 이 때문에 포토커플러는 서로 다른 전기장치를 연결하는 인터페이스 회로에 많이 사용된다.

포토커플러는 디지털 회로에서 교류 전원과 디지털 회로를 전기적으로 분리하는 데 사용될 수 있다. 또한 디지털 신호와 아날로그 신호가 섞여 있는 회로에서 이들을 전기적으로 분리하는 데 사용된다.

포토커플러를 사용하면, 전기 잡음이 다른 장치나 회로에 전달되는 것을 막을 수 있다. 또한 발광 소자로부터 수광 소자 방향으로만 신호가 전달되므로 회로의 출력이 입력에 영향을 미치지 못하게 막을 수 있다.

포토커플러의 동작

Vin 디지털 펄스가 인가되면, 그에 따라 LED가 온/오프 된다. 그러면 LED의 빛에 의해 포토트랜지스터도 온/오프된다. 출력 Vout은 포토트랜지스터가 온되면 접지와 연결되고, 오프되면 Vcc와 연결된다.


따라서 Vin과 Vout의 위상이 서로 반대이다

회로

VPULSE 사용법

  • V1 : 초기 전압
  • V2 : 최대 전압
  • TD : Time Delay
  • TR : Rising Time
  • TF : Falling Time
  • PW : Pulse Width
  • PER : Cycle

결과


19 타이머 IC와 LED 점멸기

동작 모드

단안정모드
Low를 안정 상태로 가지는 동작 모드
단안정 멀티바이브레이터

비안정 모드
안정된 상태 없이 High와 Low를 반복적으로 출력하는 모드
외부에 연결된 저항과 커패시터 값을 조절하여 출력 펄스의 주파수와 폭 조절
비안정 멀티바이브레이터

쌍안정 모드
High와 Low 모두 안정 상태인 동작 모드
쌍안정 멀티바이브레이터

비안정 멀티바이브레이터

회로

결과

주기 약 23ms
f=1.44/((3300+2*15000)*0.000001)
= 43.24
Th=0.693(r1+r2)C
Tl=0.693R2C
T=Th+Tl=0.693(R1+2R2)C
f=1.44/(R1+2R2)C

비안정 멀티바이브레이터 PSpice용 회로

회로

결과

회로
R1,R2의 값을 바꿨다


주기값을 알기 힘들다

LED 점멸기

타이머 IC로 구성한 비안정 멀티바이브레이터의 출력단자에 LED 연결
비안정 멀티바이브레이터의 출력을 낮은 주파수로 설정(수~수십Hz, 너무 높으면 점멸이 아니라 켜져있는것 처럼 보임)
비안정 멀티바이브레이터에 의해 생성되는 펄스의 주파수 식을 바탕으로 저항 또는 커패시터의 용량을 조절하여 설정

회로

결과

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