Verifica Transistor per Display a 7 Segmenti

[venexian]

Aggiungo che se non ti è chiaro il PNP, significa che non hai capito bene l'NPN.
Magari pensi di averlo capito, ma non è così. Se lo avessi capito bene, non avresti dubbi sul PNP.

[Davides98]

Ok più o meno ho capito il funzionamento del circuito.
Unica cosa ma l'integrato come funziona?
perché sia cifre che seg sono degli output?
Come funzionano?

[BrunoValente]

Come se dicessi: "ok, ho capito come funziona la bicicletta ma a cosa servono i pedali?"

Provo a dirti qualcosa partendo da Adamo ed Eva.

Questo è lo schema di un display a led a 7 segmenti ad una sola cifra ad anodo comune, esistono anche a catodo comune, se non sai cosa sono anodo e catodo documentati.

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La cifra è costituita al suo interno da 7 led a forma di segmenti che possono essere accesi indipendentemente e a seconda della combinazione delle accensioni si possono far apparire i numeri da 0 a 9.

Come vedi i 7 led hanno l'anodo in comune collegato internamente a cui si accede dall'esterno attraverso un unico piedino dove si collega il positivo, mentre i catodi sono indipendenti e ciascuno dei 7 catodi fa capo ad un piedino, in totale abbiamo quindi 8 piedini.

Collegando l'anodo dei led al positivo dell'alimentatore e i catodi al negativo attraverso degli interruttori, si possono far accendere i vari segmenti indipendentemente e quindi si può far apparire qualsiasi numero da 0 a 9, nell'esempio sono chiusi gli interruttori per far apparire il numero 3. I sette resistori in serie ai catodi servono a limitare la corrente nei led e i loro valori sono calcolati in funzione del tipo di led e della tensione di alimentazione.

Gli interruttori, come nel tuo caso, sono contenuti all'interno di appositi circuiti integrati che svolgono questa funzione di interfaccia con i display e ve ne sono di svariati tipi a seconda delle applicazioni e ovviamente gli interruttori non sono meccanici ma sono costituiti da transistor o, come nel tuo caso, da mosfet, questo perché devono essere piccoli, non devono usurarsi e, come vedremo tra poco, devono essere in grado di commutare molto velocemente.

Detto questo appare subito evidente che nel caso occorra formare un numero costituito da tante cifre il cablaggio si complica. Di seguito un esempio di un integrato che pilota 6 cifre dove si vede che gli interruttori interni sono 42 e che altrettanti sono i piedini di uscita, i collegamenti ai catodi delle 6 cifre, nonché i resistori.

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Gli elettronici, che invece di guardarsi le partite si arrovellano il cervello per risolvere problemi circuitali, hanno escogitato una tecnica che semplifica il cablaggio. Questa tecnica, che si chiama multiplex, consiste in un trucco, cioè nell'accendere le cifre non tutte insieme ma una alla volta in rotazione, la rotazione però avviene ad alta velocità, così il nostro occhio non si accorge della sequenza e gli sembra che le cifre siano accese tutte insieme.

Di seguito un esempio con due sole cifre.

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Come vedi questa volta gli anodi non sono collegati direttamente al positivo ma son stati inseriti anche lì degli interruttori.

Per far apparire un certo numero costituito da due cifre il circuito che pilota gli interruttori provvede ad accendere gli anodi uno alla volta, mai contemporaneamente e ad accendere i catodi facendo cambiare la combinazione delle accensioni in sincronismo con le commutazioni degli anodi, in modo da far apparire in sequenza i due numeri voluti, quando appare la prima cifra la seconda è spenta e viceversa.

L'alternanza tra le accensioni delle due cifre avviene ad una frequenza alta rispetto alla persistenza dell'immagine sulla retina dell'occhio, quindi l'occhio viene imbrogliato e sembra che le due cifre siano accese contemporaneamente.

A questo punto dovrebbe essere chiaro il funzionamento interno del tuo integrato il cui circuito di collegamento ad un display a 6 cifre è rappresentato di seguito dove è evidente la semplificazione che si ottiene con questa tecnica.

Ovviamente, siccome con il multiplex le cifre si accendono una alla volta, anche il numero di resistori in serie ai catodi si riduce e ne sono sufficienti 7.

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[claudiocedrone]

...perché sia cifre che seg sono degli output?...

Questa domanda credo di doverla interpretare e provo a rispondere in base a tale mia interpretazione...
ritengo che il dubbio ti sorga dal fatto che si è giustamente affermato che "cifra" può solo erogare corrente e "segmento" può solo assorbirne... ebbene provo a metterla in questo modo:
i terminali di un dispositivo vengono considerati ingressi o uscite a seconda disposizione dei collegamenti a valle o a monte dei dispositivi precedenti e/o successivi nella sequenza in cui sono disposti nel circuito indipendentemente dal fatto che la corrente ne entri o ne esca (o entrambe), ergo nel caso in esame, essendo "cifra" e "segmento" i terminali cui si va a collegare il display, dispositivo "a valle" dell'integrato, essi sono giustamente delle uscite (ribadendo, indipendentemente che essi eroghino od assorbano corrente).

[BrunoValente]

Il pin di un componente è considerato ingresso quando la variazione di stato del segnale che vi transita è ottenuta ad opera di un dispositivo esterno al componente e produce un effetto all'interno del componente, viceversa è considerato uscita quando è ottenuta ad opera del componente e produce un effetto su dispositivi esterni al componente.

In questo caso sia i segnali che transitano nei pin dell'integrato collegati agli anodi del display che quelli che transitano nei pin collegati ai catodi, sono generati all'interno dell'integrato e producono degli effetti all'esterno dell'integrato, cioè fanno accendere i led del display, quindi sono da considerare tutti come uscite dell'integrato e il verso delle correnti non c'entra.