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5 Circuitos de Dados Eletrônicos Simples Explicados [Digital Dice]

Todos nós sabemos o que é um dado e como manualmente um dado é embaralhado e lançado para obter um número aleatório. Antigamente, quando não tínhamos jogos de computador ou jogos para celular, costumávamos jogar com vários jogos de salão que exigiam o lançamento de uma coisa cúbica chamada dado com 1 a 6 pontos impressos em cada uma de suas 6 superfícies.

Quando os dados são embaralhados dentro da palma fechada e jogados no chão, temos essa coisa cúbica rolando e dançando no chão até assentar e uma das superfícies ser virada para cima para mostrar um número aleatório de pontos aos jogadores.

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Neste post discutimos 5 maneiras diferentes de criar uma versão eletrônica ou uma versão digital de um dado que pode ser usado para obter números aleatórios entre 1 a 6 através de um display de LED ou display digital.

1) Dados eletrônicos usando IC 4017

No primeiro projeto, aprenderemos a fazer um dado eletrônico usando o IC 4017.

O diagrama de circuito para os dados eletrônicos usando o IC 4017 é mostrado no diagrama a seguir.

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O funcionamento deste circuito de dados baseado em 4017 IC é bastante simples. Sabemos que quando os sinais de clock são alimentados no pino 14 do IC 4017, a saída do IC inicia o sequenciamento do pino 3 em direção ao pino 11.

Mas como aqui o pino 5 está conectado com o pino 15 de reset do IC, as saídas são capazes de sequenciar apenas até o pino 1 e retornar ao pino 3 para uma nova sequência.

Esse sequenciamento continua se repetindo enquanto uma frequência de clock for aplicada no pino 14 do IC.

Esta frequência de clock é aplicada pelo IC 555 que é configurado como um multivibrador astável de funcionamento livre com uma saída de alta frequência.

Quando o botão PB1 é pressionado por um breve momento e liberado, o capacitor 1000uF carrega totalmente e alimenta o IC 555, o IC 555 usa essa energia e permanece ligado por alguns segundos, permitindo que o IC 4017 sequencie rapidamente através do pinos de saída.

Quando a carga dentro do capacitor de 1000uF está totalmente esgotada, o IC 555 desliga e para de fornecer os pulsos de clock para o IC 4017. Este sequenciamento de saída do IC 4017 agora para em uma saída selecionada aleatoriamente do IC entre o pino 3 e pino#1.

As saídas do IC podem ser vistas conectadas com LEDs em série que iluminam e indicam o número aleatório do dado quando o sequenciamento para.

2) Dados 4017 Simplificados

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O funcionamento do circuito de dados de LED eletrônico IC 4017 mostrado acima é o mesmo do primeiro diagrama, exceto o número de LEDs usados, que se restringiu a um LED por saída, para o IC. Quando o botão de pressão é pressionado, o IC 555 começa a oscilar em uma velocidade muito alta, fazendo com que a saída do IC 4017 sequencie do pino 3 ao pino 1 a uma velocidade igualmente alta. O sequenciamento de alta velocidade torna difícil para o usuário perceber exatamente onde a sequência pararia depois que o botão de pressão fosse liberado.

Assim, quando o botão de pressão é liberado, o sequenciamento para abruptamente em algum pino de saída aleatório do IC denotando o respectivo número do dado, de acordo com a indicação do LED. Por exemplo, se os LEDs estiverem marcados de 1 a 6, em relação à saída do pino 3 ao pino 1, suponha que a sequência pare no pino 7, iluminar o LED no pino 7 indicaria o número de dados de 4 , e assim por diante.

3) Circuito de dados usando CIs CMOS

O próximo circuito de dados eletrônicos gera uma exibição de dados genuína através do uso de apenas alguns ICs, um 74132 e um 7495.

Quando o botão SW1 é pressionado momentaneamente, o circuito de dados começa a contar rapidamente e, assim que o botão é solto, o IC para de contar e acende os LEDs de forma que eles representem qualquer número entre 1 e 6 aleatoriamente.

Descrição do circuito

O 7495 é na verdade um registrador de deslocamento de acesso paralelo de 4 bits. Este chip pode funcionar como um registrador de deslocamento ou servir como um paralelo carregado nas entradas AD.

O controle de modo unput controla as duas funções acima mencionadas do IC 7495.

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Quando o modo está no estado alto, os dados são entregues em Qa – Qd através das entradas A – D através da borda de clock negativa subsequente.

Quando o modo está no estado baixo, os dados são transferidos sobre Qa – Qd através da borda de clock negativa subsequente.

Ao anexar o controle de modo a Qa, garante-se que o registrador conduz alternadamente entre carga e deslocamento, permitindo que a palavra de entrada seja uma função da palavra de saída existente.

Usando alguma lógica básica, o registrador é finalmente projetado para implementar números de contagem que alternam os LEDs aleatoriamente em uma exibição de dados, para imitar os números aleatórios de um dado tipo cúbico real.

Lembre-se que os LEDs acendem sempre que as saídas estiverem com baixa lógica.

IC1a é configurado como um oscilador Schmitt padrão que fornece pulsos de clock para o registrador.

A chave SW 1 é usada para parar o oscilador e inibir o processo de contagem. Portanto, para obter o número do dado, o usuário deve pressionar o SW1, que congela a contagem e fornece o número aleatório do dado ao usuário.

Quando a energia é ligada pela primeira vez, o registro pode começar com uma contagem inválida, no entanto, após alguns períodos de clock, ele criará uma contagem legítima após a qual continuará nessa sequência específica

4) Circuito de Dados usando Display Digital

O próximo circuito de dados digitais produz os resultados dos dados em um módulo de exibição de ânodo comum de 7 segmentos.

Pressionando o botão PB1 inicia-se a contagem, e assim que o botão é solto obtemos um número no display de 7 segmentos que pode ser um número aleatório entre 1 e 6.

Como funciona o circuito

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IC1a e IC1b são projetados para operar como um oscilador produzindo uma saída de frequência de alguns kilohertz. A saída é aplicada ao IC 7490 que é um contador binário e está configurado para gerar uma saída de 0 a 5 em BCD.

Para garantir que os dados digitais se comportem exatamente como um dado cubo, o display digital deve ser capaz de produzir a leitura de 1 a 6 e não de 0 a 5.

Além disso, sempre que as saídas do IC 7490 forem todas ‘0’, o display de LED de 7 segmentos deve indicar o número 6.

IC1c, d e IC3 são usados ​​exatamente para implementar este trabalho, para alterar uma saída de 000 de IC2 para 110 (b).

IC4 é um decodificador BCD para 7 segmentos que está configurado para executar o display de LED de 7 segmentos por meio dos resistores de limite de corrente R4-R10.

A chave PB1 é uma chave push-to-off, que deve ser pressionada e solta momentaneamente para obter o número aleatório do dado digital no display digital.

5) Usando IC 7400

CIRCUITO DE DADOS DIGITAIS USANDO IC 7400
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