Dejan PETROVIĆ

1. februar 2020.

Jedno veoma zanimljivo parče silicijuma ovog puta nam je na stolu (kao da ostala nisu – prim. aut.). Sa oznakom CD4069 iz Texas Instrumentsa testirali smo HEX invertor koji se koristi u izmenama logičkih stanja, oblikovanja pulsa, kod oscilatora, kao i kod pojačala sa ulazima visoke otpornosti.

Ovo integralno kolo sastoji se iz šest CMOS invertorskih kola. Sva ova kola imaju simetrične izlazne karakteristike, gde je brzina invertovanja 30 nanosekundi pri naponu od 10 volti. Dolazi u raznim pakovanjima, a mi kao i uvek, koristimo DIP zbog prototipske ploče. CD4069 može se napajati naponima od tri do 15 volti (verzija CD4069UB do 18 volti), vrlo je mali potrošač i izuzetno je otporan na šum. Od 14 izvoda, VDD i VSS su naponski izvodi, dok su ostalih dvanaest, IO šest gejtova invertora. Izvodi su postavljeni tako da su izlazi i ulazi za svaki gejt jedan do drugog. Ovo može biti zanimljivo ako se gejtovi povezuju radi promene krajnjeg logičkog stanja, ali o tome dalje u tekstu. Gejtovi N3 i N4 (B i C input/output) ponašaju se kao pulsni generator koji osciluje oko jednog kiloherca. Inače, frekvencija na gejtovima može se promeniti dodavanjem eksternog oscilatora i pripadajućih kondenzatora na ulazima i izlazima gejta invertora. Ulazni izvodi čipa zaštićeni su od oštećenja preko dioda koje omogućavaju statičko pražnjenje.

Logika kod ovih kola je NOT, i za output ima stanje logičke jedinice, što će reći HIGH. Dovođenjem HIGH na input, CD4069 invertuje izlaz u LOW, to jest, u stanje logičke nule. Drugim rečima, definicija za ovakva kola bila bi:

„If A is NOT true, then G = A is true”

Ako je ulazna logika HIGH, izlazna neće biti HIGH, a isto važi i ako je ulazna LOW, izlazna neće biti LOW, gde namerno kažemo „neće”. Povezivanjem ovih gejtova u niz od, recimo, dva, možemo dovesti do toga da kada na ulazu prvog gejta imamo HIGH, dobijemo HIGH na izlazu drugog gejta. Treći gejt u nizu bi logičko stanje vratio u NOT logiku. CD4069 na pomenuta dva gejta ima mogućnost generisanja pulsa, gde se uz minimalno strujno kolo dobija kvadratni puls.

Mi, nažalost, još uvek nemamo adekvatan osciloskop za jedan primer, gde bismo napravili generator pulsa. Stoga smo se odlučili za maltretiranje invertorskih gejtova za flip-flop strujno kolo. Primer ispod može se koristiti za uključivanje LED, releja ili bilo čega sličnog, a mi smo se zadovoljili time da prikažemo izlazne vrednosti na serijskom terminalu Mege. Povezivanje je prema šemi, uz minimalan skeč. Primetićete da smo zbog nedostatka otpornika od pet megaoma upotrebili pet od jednog megaoma u serijskoj vezi. Tasterom na ulaz gejta A šaljemo logičko stanje kakvo je na izlazu istog tog gejta, a koje do tastera dolazi preko otpornika od pet megaoma. Dodali smo još jedan otpornik od sto hiljada oma između ulaza na gejt A i izlaza gejta B, dok smo izlaz gejta A i ulaz gejta B spojili i tako napravili niz. Ovaj niz invertorskih gejtova A i B zatvoren je preko pomenutog 100K otpornika. Izlaz gejta A ujedno je i logičko stanje koje nama treba, a koje smo doveli do digitalnog pina 36 na Megi. Pritiskom na taster, mi inicijalno šaljemo HIGH na ulaz A gejta gde odmah na njegovom izlazu dobijamo LOW. Ovo stanje se šalje ka mikrokontroleru, ali i ujedno dolazi do tastera. Ako ponovo pritisnemo taster, ovaj put ka CD4096 šaljemo LOW, koji na izlazu gejta postaje HIGH, i idemo iz početka.

int latchPin = 36;

int state = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(latchPin, INPUT);

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

void loop() {

state = digitalRead(latchPin);

Serial.println(state);

digitalWrite(LED_BUILTIN, state);

}