La Bread Board, I circuiti integrati, I diodi, Collegamento di un diodo led, Porte logiche, Circuiti combinatori

Relazione di Elettronica  

La Bread Board

La bread board rappresenta un mezzo che ci permette di montare circuiti elettronici senza effettuare saldature. Essa è costituita da una basetta con una scanalatura in mezzo e una serie di fori disposti in righe e colonne. Il passo dei fori è di 2,54 mm tipico dei pin dei circuiti integrati. I fori di una colonna sono di solito 5 e sono collegati tra loro, ma non sono collegati ne con le colonne accanto ne con le colonne simmetriche rispetto alla scanalatura. Cosi possiamo inserire i circuiti integrati a cavallo di questa scanalatura facendo rimanere per ogni pin, 4 collegamenti da poter effettuare con altri componenti. Lungo i lati della bread board ci sono altre due file di fori. Ogni fila è di solito interrotta a metà cosi da poter avere 4 gruppi di fori dove collegare l'alimentazione o la massa.

I circuiti integrati

Esistono vari tipi e vari formati e vari tipi di circuiti integrati. Quelli che abbiamo utilizzato fino ad ora sono di formato DIP ( Dual Inline Package) e di tipo TTl   (Transistor Transistor Logic). Il package di questi circuiti integrati può essere di metallo, resine plastiche o ceramiche. Su di essi hanno stampata una sigla da cui possiamo riconoscere che integrato è, consultando i datasheet. Essi sono dei fogli dove è presente tutta la documentazione su quel determinato componente.

I piedini dei circuiti integrati vengono chiamati pin. Nei circuiti integrati che abbiamo usato essi sono 14 ed attraverso i datasheet riusciamo a capire che cosa c' è associato ad ogni pin.

I diodi

Il diodo è un componente in cui passa corrente solo se l'anodo è al livello alto. Se il catodo è a livello alto nel diodo non passa corrente. Per questo motivo si dice che i diodi sono componenti unidirezionali.

Tutti i diodi hanno una tensione di soglia. Essa è di circa 0,6 V per quelli al silicio, di circa 0,2 V per quelli al germanio. I diodi led, per la loro particolarità costruttiva hanno una tensione di sogli di circa 1,6 V.

Volendo esprimerlo con un grafico si ha:

Collegamento di un diodo led

Per collegare un diodo led in un circuito occorre inserire in serie una resistenza che dipenderà dalla tensione fornita dal generatore. Sapendo che la tensione ai capi del led è di circa 1,6 V, basterà sottrarre questa tensione da quella del generatore cosi da trovare la caduta di tensione sulla resistenza. A questo punto basta applicare la legge di ohm per trovare il valore della resistenza visto che la corrente che deve attraversare il led dev'essere di circa 10-l5 mA.

Porte logiche

Le porte logiche sono dei circuiti elettronici a cui è affidato il compito di eseguire operazioni logiche booleane elementari. Esistono varie porte: la AND che moltiplica gli ingressi, la OR che somma gli ingressi , la NOT che nega gli ingressi , la NAND che nega il prodotto, la NOR che nega la somma, la XOR, la XNOR. Per calcolare il valore dell'uscita di una porta logiche o

di un circuito combinatorio si usano le tabelle di verità. In esse si registrano tutti gli ingressi

e in base ai calcoli da effettuare si registra anche l'uscita. Le porte logiche si possono trovare all'interno di circuiti integrati. Noi in laboratorio abbiamo provato il funzionamento di un circuito integrato con una porta NOR a quattro ingressi. Abbiamo costruito la tabella di verità,abbiamo montato sulla bread board il circuito integrato 7425 che è formato da due porte NOR a 4 ingressi, e collegando all'uscita di una delle due porte un diodo led abbiamo verificato alcune combinazioni della nostra tabella di verità per vedere se il led si accendeva quando l'uscita era al livello alto, ma forse a causa di un cattivo funzionamento del circuito integrato il circuito non ha funzionato correttamente.

Circuiti combinatori

I circuiti combinatori sono formati da piu porte logiche collegate fra di loro, e vengono chiamati in questo modo perché si comportano diversamente in base alle combinazioni di 1 e 0 che si mettono in ingresso.

In laboratorio abbiamo verificato il seguente circuito combinatorio:

Per realizzarlo abbiamo avuto bisogno di due circuiti integrati, il 7400 e il 7402.

Il primo è formato da 4 porte NAND, il secondo da 4 porte NOR. Per verificare l'uscita abbiamo inserito un led e la relativa resistenza in serie da 330 Ohm.

Prima di montare il circuito sulla bread board abbiamo costruito la tabella della verità. Abbiamo provato varie combinazioni d'ingresso e alla fine siamo riusciti a verificare che l'uscita calcolata nella tabella di verità con quella del circuito nella bread board erano uguali.