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Este circuito esta diseñado para mostrar en un display de 7 segmentos la marcha que tenemos puesta en nuestro vehiculo. Está diseñado principalmente para vehículos de 5 marchas mas R, aunque también se puede adaptar para aquellos vehículos que tengan 6 mas R, este cambio será explicado mas adelante.

Los componentes fundaménteles son los dos circuitos CMOS, el codificador de 8 líneas a 3 (BCD) 74HC148 y el conversor de BCD a 7 segmentos 4511.

Los dispositivos de conmutación para indicar los estados, deberán ser pulsadores de dos estados NC y NA. Su colocación y disposición depende del vehículo a instalar. Una de las recomendaciones es colocar estos pulsadores en el eje de la palanca de cambio y accionarlos con una varilla sujeta a este mismo eje, tal y como se explica en la imagen:

Esta es a mi parecer la forma mas sencilla de poner los pulsadores para indicar la marcha que metemos.

Funcionamiento:

Los pulsadores en estado de reposo deben estar todos a 1 (5v), es decir, en normalmente cerrados (NC), menos el pulsador que indica la marcha atrás R que estará a 0 (Masa).

Analicemos el circuito en estado de reposo para ver que sucede:
El pin 5 EI (habilitación) del 74HC148 debe estar a 0 para que este CI funcione, como pertenece al pulsador de la marcha atrás ya lo tendremos puesto a 0. D7 lo tendremos siempre a 1 ya que queremos obtener a la salida a partir de 1 (BCD 001) y no desde 0 (BCD 000), por otro lado, como solo tenemos 5 marchas sin contar la marcha atrás R nos sobran otras dos entradas que pondremos a 1 para evitar un mal funcionamiento, serán las entradas de mayor peso, D0 y D1. Como tenemos a la entrada 11111111, miramos en la tabla de verdad del 74HC148 y vemos el valor que toma de salida es 111 siendo A2, A1 y A0 respectivamente y 10 para las salidas de estado y funcionamiento del CI GS y EO.

Las salidas A2, A1 y A0 del 74HC148 están conectadas a las entradas del 4511, como nos sobra la de mayor peso DD, la conectamos a masa para que no interfiera. Tendremos entonces a la entrada del CI 4511 0111, siendo DD, DC, DB y DA respectivamente. Pero hay que fijarse en las 3 entradas de habilitación y funcionamiento de este circuito para determinar su salida: la entrada ~BI estará siempre a 1 para habilitar el circuito, la entrada ~EL estará siempre a 0 y la entrada ~LT dependerá de la salida GS del 74HC148, que como es 1 pondrá a 0 la entrada a la entrada ~LT debido a la conmutación del transistor Q1. Tendremos estos valores de entrada: 010-0111 (~EL ~BI ~LT-DD DC DB DA) Miramos estos valoras en la tabla de verdad del circuito 4511 y vemos que si ~LT es 0 la salida en el display va a ser el 8 independientemente de las demás entradas.

Ya tenemos el 8, ahora solo tenemos que quitarle dos segmentos, el superior y el inferior, para obtener una H que indica punto muerto. Para esto utilizaremos los transistores en funcionamiento de conmutación Q2, Q3 y Q4.

Empecemos por el segmento inferior, que lo conmuta Q3 que también depende del estado de GS que es 1, por lo que el transistor Q3 no conduce por ser PNP lo que conlleva que el segmento inferior d no se ilumine.

En el segmento superior intervienen dos transistores Q2 y Q4 que podrán ser caminos alternativos para encender el segmento. Q2 esta conectado también a GS por lo que no conducirá al ser PNP. La corriente podría tomar el camino de Q4 pero este no conduce a tener una tensión negativa en su base suministrada por la salida EO del 74HC148 que es 0.

Tendremos como resultado en estado reposo del circuito una H en el display indicándonos que el vehiculo esta en punto muerto.

Análisis del circuito con una velocidad:
Supongamos que el pulsador J1 que es de la marcha 1, esta pulsado, tendremos a la entrada el 74HC148 11111101 (D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7) y a la salida 001 (A2 A1 A0), 01 (GS EO). El 4511 convierte el dato 001 (A2 A1 A0) para mostrar el 1 en el display. Q2 y Q4 conducirán ya que están polarizados correctamente siendo 01 (Q2 Q4) de la salida GS y EO, por lo que estros transistores no interfieren en la posible iluminación del segmento a. Y al igual que Q2 y Q4, Q3 conducirá gracias a la tensión negativa que tiene su base suministrada por GS.

Para los demas estados tiene el mismo funcionamiento excluyendo el estado de marcha atrás que ese explicara mas adelante.

Como se comentó al principio de esta explicación, el circuito se puede adaptar para vehículos con 6 marchas mas R, tan solo debes añadir otro pulsador de la misma forma que los que tenemos, siendo el NC 5v, NA 0v y el común conectarlo a D1.

Análisis del circuito para la marcha atrás R:
Este estado es muy parecido al del punto muerto H, tenemos que obtener un 8 a la salida y quitarle el segmento inferior d para obtener una R.

Cuando se acciona el pulsador JR pondremos a 1 la entrada EI que indiferentemente de las demás entradas, todas la salidas serán 1, 111 (A2, A1 A0), 11 (GS EO). A la entrada del 4511 tendremos 0111 (DD DC DB DA) pero como ~LT queda puesto a masa a través de Q1 que tiene en su base tensión positiva dada por GS, independientemente de las demás entradas, tendremos activas las salidas necesaria para mostrar un 8 en el display.

Ahora tan solo apagaremos el segmento inferior d que será por medio del transistor Q3 que no conduce porque tiene en su base tensión positiva dada por GS.

Q2 no conduce pero Q4 si, por lo que el segmento a puede lucir.

Lista de Componentes

D1   = Display (7 Seg. Cátodo Común)

C1    = 74HC148
C2    = HEF4511B

Q1, Q4    = BC547 (Transistor, NPN)
Q2, Q3    = BC557 (Transistor, PNP)

R1    = 10K (Resistencia, 0,25W)
R2    = 470 (Resistencia, 0,25W)
R3    = 470 (Resistencia, 0,25W)
R4    = 470 (Resistencia, 0,25W)
R5    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R6    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R7    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R9    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R10    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R11    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R12    = 220 (Resistencia, 0,25W)
R13    = 470 (Resistencia, 0,25W)

Descargas

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• Esquema electrico formato Multisim v.9
• Imágenes y descripción del circuito