フリーサーキット  7セグメントデコーダ回路(リレー&ダイオードOR回路) 008
 「フリー・ソフト」という無料のソフトウェアがある。
 「フリー・サーキット」という無料の電気回路があってもいいじゃないか。・・・・ということです・・・

記号 リレーのコイル           リレーの接点(スイッチの部分)

初心者にも分かり易いリレー接点の記号を使いました。
(JIS記号ではありません。)
  スイッチの基本をお勉強したい人は接点の基本(スイッチ、リレー)
「ノーマルクローズ」の接 点は、リレーが働いてい ない時(コイルに電流が 流れていない時)につな がっている接点です。
「ノーマルオープン」はリ レーが働くと、つながる 接点です。



7セグメントデコーダ回路(リレー&ダイオードマトリクス回路)
  
「数」を表す代表的なものに7セグメントの表示器があります。
左は7セグメントの表示器の形で、a〜gは各セグメントの番号です。

セグメントに長い蛍光灯を使えば、非常に大きなものを安く作るとこができる。
表示パターンは0〜9と、4ビットバイナリー(十六進数)にも対応のA〜Fです。
十進数表記
十六進数表記
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
A
11
B
12
C
13
D
14
E
15
F
7セグメント表示

 
下の回路図の左側は「4to16デコーダリレー回路」、右側は「ダイオードマトリクス回路」。
電源は直流(DC)。 入力は左側のA〜DへBCDまたは4ビットバイナリー。 出力は直流でa〜g。



上のマトリクス上にある赤点はダイオード がつながっている。
 
(ダイオードは77個必要)
 電源:ダイオードを使用するから直流(DC)

 上の回路図では直流でa〜gが出力される。 従って7セグメントLED等の場合は良いが、AC(交流)のランプ類は 直接駆動は出来ない。 そこで下の回路図のように交流直流どちらでも対応できるようa〜gをリレー出力にする。
さらに「リレー出力」にすれば簡単に論理の「NOT」を構成できるから、マトリクスが正論理でダイオードが77個必要 なのに対し負論理ではダイオードが35個で済むことも大きな利点だ。
(簡単に言い換えると「7セグメントの内、消したいセグメントをリレーで切る」という考え方。)



上のマトリクス上にある青点はダイオー ドがつながっている。
 
(ダイオードは35個必要)
 
マトリクス出力「a〜g」で直流リレーを駆動する。
リレー出力で「Not」(反転)する。


「ダイオード・マトリクス」回路を使えば、出力の組み合わせが
自由に構成でき、しかも分かり易く、後の変更も容易である。

ただ欠点は、マトリクスが大きくなると設置スペース(体積)が
多くなり、ダイオードの接続も大変だ。

(40年ほど前まで、この「ダイオード・マトリクス」で動くコンピューターが
あって、私もそのメンテナンスをした記憶がある。)




表示を0〜9にした場合




 
ダイオード・マトリクスを正論理と負論理混在にしてダイオードの数 を減らせる。

この場合、セグメント「e」だけを正論理で駆動すると、ダイオードが 最も少なくなり19個で済む。
(入力9は無接続になる。)

青の点は負論理用ダイオード
赤の点は正論理用ダイオード
 (ダイオードの接続方法は上の回路と同じ。)







リレーだけで組むBCD to 7セグメントデコーダー回路(表示は0〜9)
 ダイオードを使用すると、回路を簡素化できるが直流専用になってしまう。
そこで、ダイオードを使用せず交流でも駆動できるリレーだけで「BCDto7セグメントデコーダー」を組んでみよう。
10進
表記
BCDコード
D C B A
7セグメント出力
0 0 0 0 ×
0 0 0 1 × × × × ×
0 0 1 0 × ×
0 0 1 1 × ×
0 1 0 0 × × ×
0 1 0 1 × ×
0 1 1 0 ×
0 1 1 1 × × × ×
1 0 0 0
1 0 0 1 ×


左が入力した「BCDコード」に対して出力される「 セグメントa〜g」の表で、○は点灯、×は消灯。

リレーABCDには正論理で「BCDコード」 を入力。

「デコーダー出力」は負論理。
(消灯したい×印の時出力リレーがオン)


「ブール代数」を使わず、表から直接回路 を組んだらこうなった。

左の点線の接続でもいい。




上の回路には、同じパターンがあちこちにある。 相当な簡素化できそうだ、とだれでも思うだろう。
「ブール代数」が得意な人は駆使してでもいいが、私は回路図と表を見て簡素化し下の回路にした。
(最後に、この回路が正しく動くかどうかをブール代数を使って確認した。 間違いはないはずだが・・・)

 

接点の数は、リレーDは1c、リレーCは 2c、リレーBは6c、リレーAは7c。
小型リレーを使用するとして、リレー1個で 2cか4cだから、従ってAとBは各2個必要 になる。
参照 → 接点の基本(スイッチ、リレー)


AとBのリレー個数を減らすためには、Aは 接点を3つ、Bの接点を2つも減らさなけれ ばならない。 1つ減らしたくらいでは大勢 に影響はない。

左の「7セグメント表示器」は、セグメントに AC100Vの蛍光灯を使ったものでもいい。

電源は「7セグメント表示器」用、「デコーダ ー」用、「BCD入力」用というように別電源 にしてもいい。


 








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