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Oggetto del presente esperimento è una applicazione pratica della tecnica del Multiplexing. La tecnica multiplexing,
in poche parole, consente di trasferire in un unico canale due o più informazioni (segnali) provenienti da sorgenti
diverse. E' naturalmente possibile il procedimento inverso, nel qual caso si parla di demultiplexing. Un esempio di
applicazione multiplexing è la trasmissione del segnale audio in stereofonia, applicata prima per le trasmissioni di
radiofonia e poi in quella televisiva. Per la realizzazione pratica di questo esperimento si è scelto l'IC HEF4053
prodotto dalla Philips (componente comunissimo nei televisori prima dell'avvento dell'era LCD). L'integrato incorpora
al suo interno 3 circuiti analogici multiplexing a due canali.
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A fianco è riprodotta una rappresentazione dell'integrato, vista dall'alto, e la disposizione dei 16 pin
con relativa sigla. Il datasheet in formato PDF con le specifiche tecniche, redatto dal produttore, può
essere scaricato cliccando l'icona che segue.
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Come già detto, la tecnica multiplex consente di veicolare su di un unico canale più informazioni di sorgenti diverse.
Oltre alla trasmissione stereo citata in premessa, la tecnica multiplexer è utilizzata, con sistemi tecnici diversi,
nella telefonia cellulare, nel fornire servizio internet a mezzo ADSL/DSL, nelle trasmissioni televisive digitali, etc.
Nel nostro caso applichiamo la tecnica per ottenere un risparmio energetico nella visione delle 6 cifre dell'
orologio digitale presentato nella
sezione "progetti". Il circuito integrato HEF4053 contiene 3 circuiti multiplex a due canali, per la descrizione del
procedimento utilizziamo il circuito multiplexer contrassegnato dalla lettera c, per cui sono interessati i pin 3-4-5-9
rispettivamente identificati come Y1c-Zc-Y0c-Sc. Ai capi dei due canali Y1c e Y0c sono applicati due diodi LED e siccome
il circuito è alimentato con una tensione di 5V l'uscita comune Zc è collegata al positivo di alimentazione a mezzo di
una resistenza da 120 Ohm in modo che i LED siamo sottoposti ad una tensione di circa 2,5V. All'ultimo piedino interessato,
Sc (pin 9), è applicato un segnale di clock, generato in questo caso da un NE55, che permette di accendere alternativamente
i due LED applicati ai pin 3 e 5. E' da ricordare che per abilitare i 3 multiplexer è necessario applicare un stato low
al pin 6 (E negato), viceversa sono in stato di OFF. Il pin 7 (VEE) viene utilizzato quando si vuole che i segnali si
estendano in valori negativi, nel nostro caso il limite è 0 per cui è collegato al polo negativo. Avrete già compreso
che nell'orologio digitale il circuito è utilizzato per alimentare non 6 LED ma i 6 display a 7 segmenti che visualizzano
le ore, i minuti e i secondi. Prelevando il segnale di clock, di frequenza adeguata, dal circuito della base dei tempi questi
risulteranno alla vista tutti accesi contemporaneamente ma in realtà ne saranno accesi solo tre per segnale di clock,
relizzando un risparmio energetico del 50% nella sezione di visualizzazione. Il segnale di clock è prelevato dal pin 3 del
IC NE555, e con i valori indicati, risulta essere della frequenza di circa 1 Hz. E' stato utilizzato questo valore di
frequenza al solo scopo di permettere la visione del multiplex, nell'orologio digitale citato questo valore è notevolmente
superiore in modo che i display risultino tutti completamente accesi piuttosto che lampeggianti.
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- IC1 = HEF4053
- IC2 = NE 555
- R1 = 68 KOhm
- R2 = 39 KOhm
- R3 = 120 Ohm
- R4 = 120 Ohm
- R5 = 120 Ohm
- R6 = 10 KOhm
- R7 = 10 KOhm
- R8 = 10 KOhm
- C1 = 1 uF
- D1 = 6 X diodo LED
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Come al solito si inizia dal sistemare sulla piastra sperimentale i circuiti integrati
a cavallo delle due semi basette, e collocati alla necessaria distanza tra di loro.
Partendo dal circuito inerente l'IC HEF4053 si collegano i diodi led che per comodità
è necessario sia scelti nella dimensione di 3mm o in alternativa tra quelli a profilo
piatto. Dei 6 led impiegati, 4 sono contigui interessando i pins 1-2-3-5 del predetto IC.
Gli altri 2 led, interessanti i pins 12-13, possono essere sistemati nelle vicinanze
degli altri 4 a mezzo degli appositi jumpers. Si passa a collegare le 3 resistenze da
120 Ohm necessarie per l'accensione dei led ad opportuna tensione (circa 2,5 V). Questo
valore di resistenza è calcolato per una alimentazione generale di 5V, per cui se si
utilizza una alimentazione di valore superiore è necessario aumentare il valore delle
resistenze di caduta di conseguenza. Ricordo che gli integrati, come è possibile vedere
nei rispettivi datasheets, accettano un range di alimentazione da 5 a 15V senza modifiche
del loro funzionamento.
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