Uno de los más componentes utilizados en proyectos de todos los tipos es el circuito integrado CMOS 4017. Este circuito integrado se puede utilizar como un secuenciador, el temporizador y los sistemas de automatización pequeñas más allá de codificación de control remoto. Dada la cantidad de solicitudes de los lectores que quieren saber todo sobre este componente, preparamos este interesante artículo que trata de desentrañar los secretos del principal 4017.
Para la hoja de datos (ficha técnica) del 4017 digite en el cuadro de búsqueda en la página principal de www.newtoncbraga.com.br.
No hay límites para lo que se puede hacer con el circuito integrado de 4017.
Podemos hacer que cuente a cualquier número entre 2 y9 y en cascada con muchos de ellos se puede ir más allá. Podemos utilizarlo para medir el tiempo, la codificación, para generar formas de onda, efectos de luz y sonido y mucho más.
Todo esto justifica la frecuencia con la que el lector encuentra los proyectos que se basan en este chip. Utilizar el circuito 4017 es simple, y una vez que el nuestro lector entienda esta técnica, puede hacer sus propios diseños usando este componente. Así, en las siguientes líneas vamos a mostrar cómo funciona el 4017 y cómo podemos utilizarlo de diversas maneras.
El circuito integrado 4017
El circuito integrado 4017 pertenece familia lógica CMOS en el que los componentes pueden funcionar con tensiones de 3 a 15 voltios y tienen características que permiten su interconexión directa y otros componentes de la misma familia y otros tales como el 555. En el 4017 encontraron un contador / descodificador con una entrada y Johnson 10 salidas, como se muestra en el diagrama de bloques de la Figura 1.
Como se puede verse, el 4017 consta de 5 pasos que pueden hacer la división de una señal rectangular entre valores comprendidos entre 2 y 9. El 4017 se encuentra en cubierta el DIL de16 pines con la disposición de terminales mostrada en la Figura 2.
En funcionamiento normal, los pinos 13 y 15 están conectados a tierra y los pulsos rectangulares se aplican a lo terminal de entrada (14). Como podemos entonces ver en el diagrama de tiempo mostrado en la Figura 3, a partir de la condición en la cual la salida S0 se encuentra a nivel alto y todas otras en el nivel bajo, ocurre lo siguiente: cuando se aplica cada impulso, la salida está en nivel alto pasa al nivel bajo y el siguiente va al nivel alto.
El proceso tiene lugar hasta llegar a la última salida. Con un nuevo pulso, esta salida va a lo nivel bajo y la primera vuelve al nivel alto, comenzando de nuevo la contaje.
Podemos restablecer el recuento de 4017 pasando por un momento el 13 a nivel alto. Una forma de hacer que el 4017 siempre empezar desde cero, con la primera salida en el nivel alto es con un circuito de reset al encender como se muestra en la Figura 4.
Este circuito también se llama Power-On Reset
El circuito integrado 4017 puede conectar en cascada a fin de obtener la división por 10 100, 1000, etc., como se muestra en la Figura 5.
Pero, podemos programar el 4017 con las puntuaciones más bajas que 10.
Sólo tienes que conectar el pino inmediatamente después del número queremos decirle a la entrada de reset, como se muestra en la Figura 6.
Por ejemplo, si queremos contar hasta 4, con la activación de una salida de 4 en secuencia, simplemente conecte la quinta salida al pin de reset. Si queremos contar hasta n (n por debajo de 10) sólo tiene que conectar el pin posterior al reset (15).
Características eléctricas
Las características eléctricas se dan en la siguiente tabla:
| Característica | Condiciones (Vcc) | Valor | Unidades |
| Corriente drenada/fornecida | 5 V 10 V 15 V |
0,88 2.25 8,8 |
mA |
| Frecuencia máxima de reloj (punta) | 5 V 10 V 15 V |
2 5 6 |
MHz |
| Corriente quiescente (max) | 5 V 10 V 15 V |
0,3 0,5 1,0 |
mA |
| Faja de Tensiones de alimentación | 01/03/15 | V |
Como podemos ver, el tipo de salida utilizado en este chip le permite tener la misma capacidad para drenar o suministrar corriente a una carga.
Como en las aplicaciones normales, la corriente máxima que puede proporcionar es pequeña necesitamos hacer uso de etapas de potencia para excitar cargas de mayor consumo.
En la Figura 7 tenemos algunos tipos de pasos que se pueden utilizar con 4017.
En (a) tenemos la excitación en nivel alto con un transistor NPN para cargas de hasta 100 mA.
Para excitación en el nivel inferior, tenemos el circuito con transistor PNP se muestra en (b).
Deseando excitar cargas de potencia más alta tienen en (c) una versión que utiliza un transistor Darlington NPN. Esta versión se excita con la salida en el nivel alto.
Para excitar cargas en el nivel bajo, tenemos el uso de un Darlington PNP, como se muestra en (d). En (e) tenemos la posibilidad de usar un par complementario de transistores comunes para excitar cargas con altas corrientes en el nivel alto.
El circuito equivalente para excitar en nivel inferior se muestra en la figura (f).
También podemos excitar SCRs (g) y MOSFET de potencia como se muestra en la misma figura en (h).
Para excitar la entrada de un 4017 también tienen diversas posibilidades que se muestran en la Figura 8.
La primera hace uso del circuito integrado conocido 555 que es totalmente compatible con el 4017, como podemos ver. El segundo utiliza un oscilador u otro circuito de puerta CMOS integrados con circuitos de 4093.
Otras funciones se pueden utilizar para el mismo propósito. Para excitar un 4017, pero hay que tener en cuenta que la señal debe ser perfectamente libre oscilaciones (repiques) que pueden distorsionar el conteo.
Aplicaciones:
Damos a continuación algunos circuitos prácticos basados en 4017.
a) secuenciales 10 LEDs
En la figura 9 tenemos un circuito secuencial que excita 10 LED a una velocidad que puede ser ajustada en el potenciómetro P1 y que básicamente depende del capacitor C1.
La resistencia común al cátodo de los LED tiene por función limitar la corriente en el circuito.
Para excitar cargas de potencia pueden ser usados transistores o SCRs como se muestra en la Figura 10.
Tenga en cuenta que en el caso de SCRs existe un punto común al circuito de alta y baja voltaje. Es absolutamente necesario.
Una posibilidad que se considera para excitar un transistor de potencia es utilizar Darlingtons. En el caso de TIP121, que reemplazaría al BD135 puede aumentar la resistencia de base del ajuste de 1k para 4k7.
b) secuenciales 4 LEDs
Para accionar un sistema de 4 secuencial LED tenemos el circuito de la figura 11.
También podemos manejar cargas con altas transistores de potencia y SCR como en la versión anterior. Una variación interesante para los dos circuitos es hacer "sorteador" de números. En la Figura 12 se muestra cómo el 555 genera un tren de impulsos y así al final del proceso, sólo un LED esté encendido
c) Eliminación secuencial
Otro circuito interesante que se puede preparar a partir de 4017 es lo que hace que la iluminación secuencial de LEDs y que se muestra en la Figura 13.
d) La caja de música
La figura 14 muestra un circuito de una caja de música electrónica en la que 10 notas musicales se ejecutan secuencialmente por el 4017 cuando el 555 está habilitado.
La programación se realiza en las notas se hace por los trimpots ajuste a las salidas de 4017. La nota central dependerá del capacitor del oscilador con dos transistores, y que se pueden cambiar en una amplia gama de valores.
La velocidad a la que se ejecutan las notas se ajusta a en el trimpot del 555.
e) Control Lógico Programable (PLC)
La automatización de dispositivos pequeños se puede realizar sobre la base de un 4017 con el circuito de la figura 15.
En este circuito, cuando una salida va al nivel alto si hay un diodo conectado a esta salida en la matriz de control, se activa la salida correspondiente.
La combinación permite que se controle así un sistema de automatización externa. La secuencia que se activa sólo depende de la imaginación del lector :abrir una puerta, encender una luz por un tiempo ligeramente superior al final del anillo de proceso de una campana y luego cerrar la puerta de nuevo es un ejemplo de aplicación que puede ser hecha por matriz de programación muestra en la Figura 16.
El tiempo de ciclo dependerá sólo de P1 para ajustar el oscilador 555 que es responsable de la sincronización.
f) Sintetizador de forma de onda
Terminamos nuestra serie de circuitos prácticos con un sintetizador de forma de onda que se puede utilizar en los instrumentos musicales y generadores de efectos. La frecuencia de la señal de salida del circuito de la figura 17 es la frecuencia del oscilador con 555 dividido por 10.
La salida del filtro RC aplana la señal a fin de obtener una forma de onda suave.
Conclusión
Las aplicaciones que ven para 4017 son sólo algunas de las miles que ya se han publicado y se ven en otras publicaciones. A partir de las características de ese componente no hay límite para que el lector puede hacer.