Básico - Projeto 58

Roleta eletrônica com display 7 segmentos controlado pelo decodificador CD4511

Objetivo

Neste projeto vamos criar uma "roleta eletrônica" para sortear números de 0 a 9. Neste tutorial iremos utilizar um display de leds 7 segmentos decodificado pelo circuito integrado CD4511. O projeto irá mostrar os números de 0 a 9  aleatórios e o sorteio acontece quando se aperta o botão. Lembre-se, quando usamos o CI CD4511 é necessário a utilização de um display de 7 segmentos catodo comum.

Observações:

1. Como já foi comentado no projeto anterior, não é viável utilizar um display anodo comum  com o CD4511, pois seria necessário acrescentar transistores ou operadores lógicos nas saídas dos pinos do decodificador.

2. Antes de iniciar este projeto, recomendo que veja os seguintes tutoriais: Projeto 55 - Usando display 7 segmentos com Arduino (código otimizado) e Projeto 57 - Display 7 segmentos com decodificador CD4511 e Arduino .

3. Se você não possui o codificador CD4511, poderá adaptar facilmente o projeto para a utilização do display 7 segmentos sem o uso do decodificador. Portanto, fica aí mais um desafio para você!

CD4541 é um circuito integrado que atua como um decodificador BCD-8421 (Binary-Coded Decimal) para display 7 segmentos. O CD4541 utiliza 4 entradas e 7 saídas que controlam os leds dos segmentos do display.

A vantagem de se usar o decodificador CD4511 é que ele utiliza somente 4 portas digitais do Arduino, tornando o circuito mais simples e deixando mais portas livres para uso de outros componentes como sensores, atuadores, módulos, etc

Decodificadores: Os decodificadores, são circuitos que servem para fazer a conversão entre dois tipos de codificação diferentes. Há muitos códigos utilizados na eletrônica digital, e entre eles podemos destacar: BCD-8421 código Gray, código Jonhson, código ASCII e uma outra infinidade de códigos. Portanto utilizamos o CD4511 para converter um número binário em uma representação decimal.

Código BCD 8421 (de Binary-coded decimal 8421) é um sistema de codificação de números decimais em binários de quatro bits. Os valores 8421 são respectivamente os valores de 2 elevado ao valor de sua posição (3,2,1,0). Este código assume apenas 10 dígitos, variando de 0 a 9. Portanto, utilizaremos esta configuração para definirmos os números decimais do nosso projeto.

 

Números binários: Na eletrônica digital o sistema de numeração binário é muito utilizado no lugar do sistema decimal. Isto ocorre devido aos circuitos digitais se basearem em níveis lógicos que são diferenciados pelo nível de tensão que tem em um pino. Níveis lógicos podem ser definidos com "0" e "1", TRUE ou FALSE e ainda HIGH e LOW.

Os níveis lógicos acima não indicam o nível de tensão que tem no pino e sim, o modo como o circuito compreende a tensão que esta sendo aplicada. Por exemplo, o nível lógico 0 para o Arduino é 0 Volts, mas o nível lógico 1 é 5 Volts no pino. A voltagem deste níveis lógicos depende da tecnologia (TTL, CMOS, RTL, DTL) e do circuito que esta sendo usado.

Obs.: Não se preocupe agora com os termo decodificadores, BCD 8421 ou CMOS, pois eles serão mais aprofundados futuramente em projetos de eletrônica mais avançados.

Display de 7 segmentos: é um componente eletrônico utilizado para apresentar informações visuais. Possui apenas 1 dígito, formado por 7 segmentos de leds acionados de forma independente mais o led do ponto que fica no canto inferior direito do display. Desta forma é possível formar caracteres de 0 a 9, hexadecimais de A a F, e algumas letras do alfabeto latino. O display e formado pelo arranjo de LEDs (diodos emissores de luz) encapsulados em um invólucro apropriado, controlados individualmente, que podem estar acesos ou apagador, formando assim o caractere desejado. É possível encontrar no mercado, displays de catodo comum e de anodo comum.

Aplicação

Para fins didáticos e projetos com relógios digitais e equipamentos com contadores.

Componentes necessários

Protoboard Protoboard 830 pontos 1 Resultado de imagem para protoboard 830v

No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos

Jumpers Kit cabos ligação macho / macho 1    
CD 4511 CI CD4511 1

 

Utilizamos o CD4511BE da Texas Instruments

datasheet

Display de 7 segmento Display de 7 segmentos (catodo comum) 1 Display de 7 Segmentos

Somente utilizar display catodo comum com CD4511.

O display poderá ser de qualquer cor.

datasheet

Resistor Resistor 1  

1 Resistor de 150Ω ou superior

  Push Button  Push button 6X6X5mm 1  
Arduino UNO R3 Arduino UNO 1

Você poderá utilizar uma placa Arduino UNO original ou similar

Montagem do Circuito

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar seu Arduino. Lembre-se que o Arduino deve estar totalmente desconectado da força enquanto você monta o circuito.

Montagem com display 7 segmentos (catodo comum) - Simulação