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Sonda Lógica
Testeur ou Sonde Logique
Logic Tester.

Ing - Eng : Hugo Gutiérrez Salazar

Circuíto y Diseño Original
Circuit et dessin originale
Original Circuit & Design © H.Gutierrez.S - Versión 1.0.2
Última Actualización : 13 de Abril 2007

Dificultad - Difficulté - Difficulty :
4i_star_2_W.gif Black_sta.gif Black_sta.gif Black_sta.gif Black_sta.gif
SLogica3.jpg SLogica4.jpg

Chile.gif Francia.gif Inglaterra.gif

Introducción

Este proyecto tiene una dificultad muy baja, se trata de realizar una Sonda Lógica para verificar los valores lógicos, de las salidas de circuítos integrados lógicos de la serie TTL (familias 74, 74S, 74L, 74LS, 74H, 74AS y 74F) que siempre se alimentan con +5{Voltios].

La idea es realizar un tester muy barato, fácil de transportar y llamativo a la vez, ya que el "cero lógico" ó 0 [voltios] y el "uno lógico" ó 5 [Voltios] los muestra en un display digital de 7 segmentos en forma directa.

Aunque este probador es simple de hacer, no tiene la precisión de uno profesional, en cuanto a que no se puede utilizar para medir salidas de Circuítos Lógicos CMOS (familias 4000, 74C, 74HC y 74HCT), dado que esos circuítos funcionan con rangos de voltaje variables, dependiendo del voltaje que se utilice como fuente de alimentación.

Introduction

Cet projet a une difficuté très baisse, il sagit d'une Sonde Logique pour vérifier les valeurs logiques, des sorties de circuits intégrés logiques de la serie TTL (familles 74, 74S, 74L, 74LS, 74H, 74AS et 74F) qui toujours s'alimentent avec +5 [Volts].

L'idée est de réaliser un testeur très bon marché, facile à transporter et très llamatif à la fois, dès que le "zero logique" ou; 0 [volts] et "l'un logique" ou; 5 [Volts] les montre sur un écran (display) digitale de 7 segments, d'une forme directe.

Dès que ce testeur est très simple a faire, il n'a pas la precision d'un professionel, ceci selon on ne peut pas l'utiliser pour mésurer des sorties de Circuits Logiques CMOS (familles 4000, 74C, 74HC et 74HCT), dès que ceux circuits fonctionent avec des rangs de voltage variable, dependant du voltage utilisé comme source de puissance.

Preliminar

This project has a very low difficulty, the point is to do a logic tester to verify logic values, of the logic integrated circuits outputs from the TTL series (families 74, 74S, 74L, 74LS, 74H, 74AS and 74F) which all the time, are feed with +5[Volts].

The idea is to do a very cheap tester, easy to transport and attractive to see, all at once, since the "logic zero" or; 0 [Volts] and the "logic one" or; 5 [Volts] are shown in a digital seven segment display, in a direct way.

Althought this tester is simple to do, it hasn't the precision of a professional one , this thinking you cannot use it to mesure the output of CMOS Logic Circuits (families 4000, 74C, 74HC and 74HCT), since those circuits works with variable voltage ranges, depending on the voltage used in the power source to feed it.

TTL
Transistor - Transistor - Logic
Estado Bajo [V]
État Bas
Low State
Estado Alto [V]
État Haut
High State
74,74S,74L,74LS,74H,74AS,74ASL 0 - 16 % Vcc = 0 - 0.8 [V] 40%Vcc - Vcc = 2 - 5 [V]

CMOS
Complementary Metal Oxyde Silicon
Estado Bajo [V]
État Bas
Low State
Estado Alto [V]
État Haut
High State
4000, 74C, 74HC, 74HCT 0 - 30 % Vdd 70%Vdd - Vdd

Ejemplo CMOS
Example CMOS
CMOS Example
Estado Bajo
État Bas
Low State
Estado Alto
État Haut
High State
con 12 [V]
avec 12[V]
with 12 [V]
0 - 3,6 [V] 8,4 - 12 [V]

El circuíto que haremos, corresponde al que se muestra en la figura 4 del diagrama. Los otros circuítos corresponden a sondas básicas más sencillas aún de realizar.

Varios Diseños

Como mencioné más arriba el circuíto que haremos es el de la figura 4, pero ¿porqué muestro los otros circuitos ? Simplemente porque quiero mostrarles que se puede hacer una sonda lógica, con tan sólo una resistencia y un led (fig 1).

Primer circuíto

Como un "1" Lógico es una salida de +5[Voltios], basta con agregarle una resistencia en serie de 330 [Ohmios] a un led ; ponerle una punta en un extremo y un cable con un caimán en el otro extremo, para obtener la sonda lógica más simple, que se pueda construír.

Cuando sale un "1" el led se enciende; en caso contrario, el led permanecerá apagado. Como suele asociarse un valor positivo con el color Rojo, es común usar un led Rojo para designar un valor positivo.

Le circuit qu'on va faire, correspond a celui qui se montre sur la figure 4 du diagramme. Les autres circuits correspondent à sondes basiques plus faciles encore à réaliser.

Plusieurs dessins

Comme je l'ai dis avant, le circuit qu'on va faire est celui de la figure 4, mais pourquoi je vous montre les autres circuits ? Tout simplement parce-que je veux vous montrer qu'on peut faire une sonde logique, seulement avec une resistance et un del (fig 1).

Premier circuit

Comme un "1" Logique est une sortie de +5[Volts], il est assez ajoutant une resistance en serie de 330 [Ohms] à un del ; lui ajouter une pointe sur un de ses extrèmes et un cable avec un caïman de l'autre extrème, pour obtenir la sonde logique la plus simple qu'on peut construire.

Quand il sort un "1", le del s'allume; en cas contraire, le del restera étaint. Comme on associe un valeur positif avec le couleur Rouge, il est très commun d'utilisser un del Rouge pour designer un valeur positif.

The circuit we will make, corresponds to those shown in the figure 4 of the diagram. the other circuits shown there corresponds to basic testers easiest to do, that those we are going to make.

Multiple Designs

As I mentioned before, the circuit we are going to do, is the shown in the figure 4 , but why I show you the other circuits ? Simply, because I want to show you that you can do a logic tester with only a resistor and a led (fig 1).

First Circuit

As a logic "1" is an output of +5[Volts], it's enought to adding a 330 [Ohms] resistor in serie with a led ; put it a pointer in one side and a cable with an alligator clip in the other side, to obtain the simplest logic tester you can build.

When a "1" outputs, the led goes on; else case, it remains off. As it's common to associate a positive value with the red colour, it's common to use a Red led to design a positive value.

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SondaLogica.jpg

Diagrama Electrónico
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Segundo circuíto

El segundo circuíto (fig.2) corresponde a una mejora incorporando un led verde, para poder visualizar cuando el estado lógico es cero. Así el led rojo prende cuando la salida lógica es 1 y el verde cuando la salida lógica es 0.

Tercer circuíto

El tercer circuito (fig.3) corresponde a otra mejora, que es agregarle un puente rectificador, lo que permite conectar cualquiera de los dos lados a la fuente, obteniendo siempre la polaridad correcta para encender los leds, de la misma forma, que en el circuíto de la fig.2.

El problema de los tres diseños anteriores, es que el led está previsto que consuma 10 [mA] con una resistencia de 330 [Ohms], lo que puede representar toda la corriente, que entrega una puerta lógica.

Cuarto circuíto

El cuarto diseño incorpora transistores, lo que permite liberar la carga de 10 [mA] que produce un led y absorber solamente de 50 a 100 [µA] del circuito medido. Además usando un display de ánodo común de 7 segmentos, podemos visualizar un "0" o un "1" en forma directa. La corriente consumida por los leds (60 [mA]) será proporcionada por la fuente y no por la puerta lógica medida.

Cómo Funciona

Si vemos el circuíto en detalle, veremos que parte (desde arriba hacia abajo) por una línea vertical, que representa un terminal de tester. Luego viene una resistencia de 1 [KOhm] conectada a la base del primer transistor 2N2222 - NPN (puede usar cualquier transistor de silicio de tipo NPN), ese transistor tiene su colector conectado a la fuente de 5 [Voltios], a través de una resistencia de pull-up, que la mantiene en 5 [Voltios], cuando el transistor no conduce. El transistor sólo conducirá cuando se aplique una corriente en la base.

La base del segundo transistor se encuentra conectada al colector del transistor anterior. Si el primer transistor esta bloqueado, el colector esta en esta alto y la base del segundo transistor también, por lo tanto, ésto hará que el segundo transistor conduzca, encendiendo los leds correspondientes a los segmentos d,f,g y a, los que forman una letra "C" en el display.

Los segmentos b y c del display forman un "1" en el display, y como tanto el cero como el uno usan estos segmentos, siempre estarán encendidos. Por esa razón, se conectaron en forma directa, mediante una resistencia de 180 [Ohms], lo que les da a cada uno, una corriente aproximada de 10 [mA].

Cuando hay un pulso en la base del primer transistor, este conducirá llevando a nivel bajo la base del segundo transistor, haciendo que los segmentos correspondientes a la "C" se apaguen dejando, solamente los segmentos del "1" encendidos, lo que muestra el estado lógico medido.

Second circuit

Le second circuit (fig.2) corresponds a une amélioriation incorporant un del vert pour pouvoir visualiser quand l'état logique est zero. De cette forme, le del rouge s'allume quand la sortie logique est "1" et le vert quand la sortie logique est "0".

Troixième circuit

Le troixième circuit (fig.3) corresponds a une autre amélioration, qui est de lui ajouter un pont rectificateur, ce qui permet de le connecter de manière quelconque sur les bord de la source ayant toujours la polarité correcte pour allumer les dels, de la même forme qu'au circuit de la fig.2.

Le problème des trois dessins anterieurs, est que le del est prevu pour une consomation de 10 [mA] avec une resistance de 330 [Ohms], ce qui peut representer toute la courrant fournie par une seule porte logique.

Quatrième circuit

Le quatrième dessin incorpore transistors, ce qui lui permet de liberer la charge de 10 [mA] qui lui produit un del et absorber seulement de 50 à 100 [µA] du circuit mésuré. De plus utilisant un display d'anode commun de 7 segments, nous pouvons visualiser un "0" ou un "1" en forme directe. La courrant consomé par les dels (60 [mA]) será proportioné par la source et non par la porte logique mésuré.

Comment ça fonctione

Si on vois le circuit en détail, nous verons qu'il part (du haut vers le bas) par une ligne verticale, qui réprésente un terminal du testeur. Après il viens une resistance d' 1 [KOhm] conecté a la base du premier transistor 2N2222 (NPN); vous pouvez utiliser un transistor de silice quelconque de type NPN, ce transistor a son collecteur conecté a la source de 5 [Volts], à travers d'une resistance de pull-up, qui la maintiens sur 5 [Volts], quand le transistor ne conduit pas. Le transistor seulement conduirá quand on lui applique une courrant sur la base.

La base du second transistor se trouve connecté au collecteur du transistor anterieur. Si le premier transistor est bloqué, le collecteur est en état haut et la base du second transistor aussi, donc ceci faira que le second transistor conduit, allumant les dels correspondants aux segments d,f,g et a, ceux qui conforment une lettre "C" sur l'écran(display).

Les segments b et c du display forment un "1" au display, et comme tant le zero comme l'un utilisent ces segments, toujours ils seront allumés. Par cette raison, on va les connecter de manière directe, au moyen d'une resistance de 180 [Ohms], ce qui lui donne à chacun, une courrant prochaine à 10 [mA].

Quand il y a un pulse sur la base du premier transistor, ceci conduira poussant a un niveau bas la base du second transistor, faissant que les segments correspondants a la "C" s'étaignent laissant, seulement les segments du "1" allumés, ce qui montre les états logiques mésurés.

Second Circuit

The second circuit (fig.2) corresponds to an improvement introducing a green led to visualize when the logic state is zero. So the red led goes on, when the logic output is "1" and the green led when the logic output is "0".

Third Circuit

The third circuit (fig.3) corresponds to another improvement, which is to add a rectifier bridge wich allows to connect any side to the source obtainnig all the time the proper polarity to go on the leds the same way of the circuit shown in the fig.2.

The problem of all the three previous designs is that led is anticipate to consume 10 [mA] with a 330 [Ohms] resistor, wich can represent, in some cases, all the courrent delivered by a logical port.

Fourth Circuit

The fourth design incorporate transistors, wich allows to liberate the charge of 10 [mA] which produce a led and to consume only from 50 to 100 [µA] of the mesured circuit. Furthermore using a Common Anode seven segment display, we can visualise a "0" or a "1" in a direct way. The current consomed by the leds (60 [mA]) will be proportioned by the source, not by the mesured logic port.

How it works

If we see the circuit in detail, we will see (from up to down) that the circuit begins with a vertical line, which represents a tester terminal. Then we find a 1 [KOhm] resistor connected to the base of the first transistor 2N2222 (NPN); you can use any NPN type silicon transistor, this transistor has his collector connected to a 5 [Volts] source by a pull-up resistor, which mantains the collector terminal to 5 [Volts], when the transistor is off. The transistor will conduce only when a courrent will be put it in the base.

The second base transistor is connected to the collector of the previous transistor. if the first transistor is bloqued, the collector will be in a high state and the base of the second transistor too, wherefore, this will make that the second transistor conduce, going on all the leds corresponding to the d,f,g and a segments, wich conform a "C" letter in the display.

Segments b and c of the display conform a "1" in the display, and as the zero as the one use this segments, everytime will be on. By this reason, I connected it in a direct form, by the means of a180 [Ohms] resistor, which gives to each one, a courrent of 10 [mA] aproximately.

When there is a pulse in the base of the first transistor, this will conduce, putting to a low level the second transistor base, making the "C" corresponding segments to go off, letting only the "1" segments on, which will show the mesured logic state.

ImpSLogica.jpg

Circuito Impreso de
Tamaño Real
Circuit imprimé de
Taille Réele
Printed Circuit in a
True Size

La Construcción

Uno de los problemas que siempre existe, es elegir una caja adecuada para poner los proyectos (tomen nota los importadores o productores de componentes). Esta sonda lógica es muy simple, y pequeña y se puede alojar en un pequeño envase.

Cuando compré el destacador de texto, de inmediato se me ocurrió usarlo para mi sonda lógica, ya que el envase es pequeño (* ver lista de piesas) y además tiene hasta un gancho para colgarlo de la camisa. No hallaba las horas que se secara, para desarmarlo. Hasta que se secó. Lo primero, sacar la punta con ayuda de un alicates, y luego forcejear hasta abrir el envase y retirar el resto de algodón prensado y entintado (cuidado con mancharse).

Se preguntarán como hacer el agujero para justo introducir el display en la base de integrado. Bueno, fue una de las cosas que más me costó. Primero debe probarse el impreso virgen dentro del espacio disponible, limar los sobrantes si es necesario. Una vez que está determinado perfectamente el espacio, dibuje el tamaño del circuíto impreso, guiándose por el patrón que incluyo en este artículo.

Debido a que cada lápiz destacador es diferente, no hay otra forma de hacerlo estandar. Luego de construído, con una regla plástica puede tomar las medidas, que le indicarán dónde hacer el agujero...y suerte, para que calce. Sin lugar a dudas ésta es la parte más difícil (al menos, lo fue para mí).

La base la construí, cortando una base de circuíto integrado ancha de 24 [pines], y dejando 5 [pines] de cada lado. Después de soldada adquiere mayor rigidez.

Solde las resistencias y la base del circuíto integrado, dejando para el último la instalación de los transistores. Los transistores debe soldarlos botados, para que puedan entrar en la caja. No solde la pantalla directamente al circuíto, por dos razones:

1) No podría introducir el circuíto en el envase y
2) Puede quemar el display por recalentamiento.

La Construction

Un des problèmes qui toujours éxiste est d'élire une boîte précise pour mettre les projets (prenez note les importateurs ou producteurs de compossants). Cette sonde logique est très simple, petite et on peut la mettre dans un petit récipient.

Quand j'ai acheté le ressorteur de texte, d'inmediat j'eu l'idée de l'utilisser pour ma sonde logique, puisque la boîte est petite (* voir liste de compossants) et en outre, elle a un crochet pour le pendre sur la chemise. Je souhaitais qu'il se séchais rapidement, pour le démonter. Jusqu'à-ce qu'il cet séché. La première chose que vous devez faire est d'enlever la pointe a l'aide d'une pince, et après de faire force jusqu'ouvrir le recipient et rétirer le reste de cotton prensé et encrée (ayez soin de ne pas vous salir).

Vous vous questionerez de comment faire le trous, pour juste introduir le display sur la base de l'intégré. Bon, il fût une chose la plus difficile. Premièrement vous devez introduire le circuit imprimé vierge dedans l'espace disponible, limer les bord excédants, s'il est nécésaire. Une fois qu'il est determiné parfaitement l'espace, dessinez le circuit imprimé, se guidant par le patron que j'ai inclus dans cet article.

Étant donné que chaque crayon est different, il n'y a autre forme de le faire. Après il est construit, avec une règle en plastique, vous pouvez faire les mésures, celles qui vous guiderons où faire le trous...et avez vous de la chance, pour que ceci coincide. Sans doute celle-ci est la part plus difficile du projet (de moins, elle l'a été pour moi).

La base j'ai la construit, coupant une base de circuit intégré large de 24 [pins], et laissant 5 [pins] de chaque côté, après de soudé elle acquère majeure rigidité.

Soudez les resistances et la base, laissant pour la dernière étage l'instalation des transistors. Les transistors doivent se souder couchés, pour qu'ils peuvent entrer dans la boite. Ne soudez pas l'écran (display) directement au circuit, par deux raisons:
1) Vous ne pourrez pas introduire le circuit dans la boîte et
2) Vous pouvez brûler le display par surchaufement.

Building the circuit

One of the problems present all the time is to select the adecuate box to put all the projects (take notes the importers and components makers). This logic tester is very simple, little and you can put it in a little can.

When I baught the text highlighter, I have the idea to use it for my Logic Tester, since the can is little(* See the list of components) and it have a hook to hang it in the shirt. I counted the hours to see it dry, to disassemble it. The day arrives finally it becomes dry. The first, put out the tip with the aid of a pinces, then make hand forces until you can open the can and put it out the inked compressed cotton (be carefull to be blemish).

You will ask how to do the hole to just introduce the display in the integated circuit base. Well, it was something which takes me many hours sinking about it. First you have to prove a virgin peace of printed circuit inside the space left, file the edges if it's necesary. Once you have determine perfectly the available space, draw the printed circuit guiding you by the pattern I included in this paper.

Since each highligther pencil is different, there is no way to do it in an standard way. After you have build it, with a plastic ruler you can take the measures, which indicates where you have to do the hole...and be lucky, to do the hole in the right place. Without doubts this was the more difficult thing to do (at least, it was for me).

I built the base, cutting a wide 24 [pins] integrated circuit base and letting 5 [pins] each side, after soldered it's acquire more rigidity.

Solder resistors and the base, letting to the last task, transistor's installation. You have to install transistors with the plane face to the board surface, this to allow the circuit,to enter in the box. Do not solder the screen directly to the circuit, this by two reasons:

1) You could'nt introduce the circuit in the pencil box, once finished and
2) You could burn the display by overheating it.

SLogicaInt.jpg SLogica1.jpg

La punta

La punta de la sonda es un terminal de tester que compré como repuesto (no desarmé mi tester) y después le hice una ranura para pegarla con resina epóxica (pegamento resinoso, que se hace juntando un pegamento, con un catalizador) al circuito impreso.

La fuente

Se supone que la fuente se toma del circuito que se esta midiendo, para ello se conectan 2 cables con caimanes en sus extremos de colores Rojo (+) y Negro (-), para ello se deben hacer 2 agujeros a la caja de la sonda, pasar los cables por los agujeros, hacerles nudos en sus extremos y sólo después soldarlos al circuíto (por no hacerlo así, no pude hacerle nudos). Después se soldan los caimanes en los extremos externos.

Y listo, este proyecto está terminado.

La pointe

La pointe de la sonde est un terminal de testeur que j'ai acheté comme pièce de reparation (je n'ai pas desarmé mon testeur) et après je lui ai fait une ranure pour pouvoir la coller avec de la résine époxique (collant resineux qui se fait ajoutant un collant avec un cataliseur) au circuit imprimé.

La source

On suppose que la source se prends du circuit qu'on est en train de mésurer, pour ça on connecte 2 cables avec caïmans dans ces extrèmes de couleurs Rouge (+) et Noir (-), pour ceci on doit faire des trous dans la boîte de la sonde , passer les cables par les trous, lui faire des nœuds sur les extrèmes et seulement après les souder au circuit (par ne pas l'avoir fait de cette forme, je ne pas pus lui faire les nœuds). Après on soude les caïmans aux bouts des cables.

Et cet fini, cet project est terminé.

The tip

The tester tip is a tester terminal tip that I baught as a repair part (No, I don't recycle my professional tester) and then I made a ranure to fix it with epoxy-resine (resine glue made by the junction of a glue and a catalist) to the printed circuit.

The source

It's supposed that the source is kept from the circuit being mesured, for this you connect 2 cables with alligator clips at it ends, with Red (+) and Black (-) colours, You have to do 2 holes in the box of the tester, pass through the cables by the holes, make it knots at his ends and only after this, solder it to the circuit (I don't do it so, and I couldn't do the knots after). After that, solder the alligator clips to the ends.

And it's ready, this project is finished.

Lista de Componentes - Liste de Composants - Component List

Cuantas
Quantité
How many
ID Descripción - Description Imagen - Image - Picture
1 U1 Display Digital de 7 segmentos Anodo Comun
Display Digital de 7 segments Anode Commun
7 Segments Digital Display Common Anode SA-5611 or similar
Display1Digito.jpg
2 Q1,Q2 Transistores NPN
Transistors NPN
NPN Transistors 2N2222
2N2222.jpg
1   Punta de Tester
Pointe de Testeur
Tester Tip
Punta.jpg
1   Base de Circuito Integrado ancha de 24 pines
Base de Circuit Integré large de 24 pates
24 pins, wide IC base
Base24.jpg
2   Caimanes Rojo y Negro
Caïans Rouge et Noir
Alligator Clips Red and Black
Caimanes.jpg
20   Cables Rojo y Negro [cms]
Cables Rouge et Noir [cms]
Cables Red and Black 8 [inches]
CColores.jpg
1 R4 Resistencia de Carbón
Resistances de Charbon
Carbon Resistor 1 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R5 Resistencia de Carbón
Resistances de Charbon
Carbon Resistor 4.7 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R6 Resistencia de Carbón
Resistances de Charbon
Carbon Resistor 100 [Ohms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R7 Resistencia de Carbón
Resistances de Charbon
Carbon Resistor 180 [Ohms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1   Pertinax Impreso Virgen 1 cara 8 x 2,5 [cms]
Pertinax Vierge 1 face 8 x 2,5 [cms]
Virgin Pertinax 1 face 4 x 1 [inches]
Pertinax.jpg
1   lápiz Destacador de Texto (Ver texto*)
Crayon Marqueur de Texte(Voir texte*)
Text Highlighter Pencil (see text*)
Plumon.jpg
1   Pegamento Epoxi Resina
Ciment d'epoxi resine
Epoxi resine glue
EpoxiResina.jpg