Y la puerta permanece abierta

Tengo un circuito muy simple en una placa de prueba con dos interruptores de botón, una puerta AND (74LS08) y un LED. Tengo los dos interruptores conectados a los pines 1 y 2, mientras que el LED va del 3 a tierra. El pin 14 recibe 5 voltios, mientras que el pin 7 va a tierra.

Solo estoy tratando de probar si la puerta AND funciona y hasta ahora parece que no es así. Tan pronto como conecto 5 voltios al pin 14, obtengo corriente a través de todos los pines de salida, 3, 6, 10 y 13, independientemente de lo que esté pasando con sus respectivos pines de entrada, incluso si el pin 7 no está conectado a tierra.

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Obviamente, el LED solo debe encenderse cuando ambos interruptores están encendidos, pero una vez que se suministran 5 voltios al pin 14, no importa lo que haga con los botones. Probé un par de las mismas puertas AND del paquete, así como algunas puertas OR, y todas lo hacen.

Es asombroso lo robustos que se han vuelto los semiconductores, soportando la ausencia total de limitación de corriente sin ningún problema aparente.

Respuestas (4)

Ayudaría si hubiera agregado un esquema, pero por lo que puedo ver, le falta un componente vital. Una resistencia desplegable. Lo que esto hace es asegurarse de que las entradas estén a 0 V cuando no hay voltaje presente en la entrada. Una vez que se presiona el botón, obtendrá sus 5V y cuando se presionan ambos botones, obtendrá 5V en ambas entradas.

Tal como está ahora, sus entradas son 'flotantes', lo que significa que están en un estado desconocido, que el IC podría determinar como un estado '1', razón por la cual su LED está siempre encendido. Esta será también la razón por la cual lo mismo es cierto para todas las salidas. Con estos circuitos integrados, siempre debe vincular las entradas no utilizadas a GND a través de una resistencia desplegable.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Mira el esquema anterior. La de arriba es cómo veo su configuración en este momento (corríjame si me equivoco). Cuando no hay voltaje aplicado a la entrada, se queda con un voltaje flotante y puede no estar en 0V.

El de abajo es como debe ser. Algunas resistencias desplegables asegurarán que cuando no haya voltaje presente en la entrada, permanecerán en 0V.

Agregue estas resistencias y debería ver que su problema desaparece.

Sí, tienes razón con tu primer diagrama. Agregué resistencias de 100k entre tierra y los pines 1 y 2. Esto funciona, pero se presentó un nuevo problema. Hay un comportamiento confuso de los interruptores. Presiono el interruptor 1 y la luz se enciende y permanece encendida, pero no debería encenderse hasta que el interruptor dos también esté encendido. Luego apago un interruptor y lo vuelvo a encender, pero esta vez solo parpadea y luego se apaga nuevamente. El interruptor 2 presenta el mismo comportamiento extraño.
Veo que tampoco tiene una resistencia limitadora de corriente en la salida de su puerta. Debería tener algo así como una resistencia de 270 o 330 ohmios en serie con el LED, para limitar la corriente. Intente eso, luego edite su pregunta con una foto actualizada y dibuje un esquema también, eso puede ayudar
También podría considerar usar una resistencia pull-down más pequeña, tal vez 10k, aunque no veo por qué 100k no debería funcionar.
@DerStrom8: dado que está usando un 74LS08, necesitará un menú desplegable de 2K o menos para garantizar que la entrada se vea como Baja. 10K estaría bien con una parte CMOS (74AC, etc.)
Saludos @PeterBennett, no me molesté en mirar la hoja de datos.
@MCG Sin embargo, esta solución funcionó, como señaló Peter Bennett, 100k ohmios era demasiado alto para las resistencias desplegables. Cambiar a resistencias de 1k resolvió el extraño comportamiento que expliqué en mi comentario anterior.
@ user2303321 ¡Es bueno escuchar eso! Iba a editar mi respuesta para mencionarlo, pero como Peter Bennett ya hizo su propia respuesta, pensé que lo tenía cubierto. ¡Me alegro de que lo hayas hecho funcionar!

Las entradas en las familias TTL bipolares (74xx, 74LSxx y otras sin una "C" en el medio) generarán corriente; cuando se dejen desconectadas, actuarán como un nivel lógico alto. Para la familia 74LS, debe extraer alrededor de 0,4 mA de una entrada para que se reconozca como un nivel bajo lógico.

Tradicionalmente, colocamos interruptores entre el pin de entrada y Tierra para asegurarnos de que la entrada pueda bajar lo suficiente como para verse como Baja, y agregar una resistencia pull-up desde el pin a +5V para asegurarnos de que la entrada sea Alta. cuando el interruptor estaba abierto.

Si desea cambiar entre el pin de entrada y +5 V, necesitará una resistencia desplegable de menos de 2000 ohmios para asegurarse de que la entrada sea baja cuando el interruptor esté abierto.

¡Esta respuesta necesita más votos a favor! Si bien las respuestas que usan resistencias desplegables no son incorrectas per se, las resistencias desplegables no son necesarias ya que el chip ya tiene integrados los pull-ups. ¡Esto es mucho más valioso considerando el chip usado!

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Esto se debe a que su circuito nunca pone entradas a 0v (entradas de la puerta). debe usar pull-up/pull-down para administrar la señal en las entradas de la puerta.

Entonces, cuando no usa el botón, se suministran los 5 voltios ... si lo usa, conecta la entrada a tierra

la salida de la puerta cambia.

No entiendo lo que eso significa. ¿Podría por favor elaborar? Soy un principiante completo.
¿Cómo pongo entradas a 0v?
Creo que ha dibujado su esquema de manera completamente diferente al circuito de placa de pruebas que se muestra. Por un lado, su esquema muestra resistencias, la placa de pruebas no. También tiene los botones que conectan las entradas a GND cuando puede ver que en realidad están subiendo las entradas a VCC
por supuesto, lo hice de manera diferente. Es por eso que no puede funcionar en su tablero ... @MCG, así que dibujé algo que explica por qué.
Sí, eso está bien, pero esta configuración funcionará de manera diferente a como explicó OP en su último párrafo. Su configuración puede funcionar con la adición de resistencias, como en mi respuesta. El último párrafo de OP muestra cómo espera que funcione su circuito, y este hace lo contrario.
ah ok... Así que lo edito :)
La familia LS TTL tampoco es muy simétrica para las corrientes de entrada/salida, es posible que 100 K no hagan que la entrada sea lo suficientemente baja. 10K debería ser mejor (y deshacerse del parpadeo). Además, la capacidad de manejo de corriente nominal para una salida alta es mucho peor que una salida baja, por lo que su circuito estresará la etapa de salida. Eso está bien si es solo un juguete de aprendizaje, pero no será confiable. Consulte la hoja de datos de Texas Instruments sn74ls08.pdf para obtener más detalles. Tenga en cuenta que tienen 3 familias TTL diferentes en el DS, todas se comportan de manera ligeramente diferente.
Las puertas TTL usan transistores NPN (cuestan menos que PNP), por lo que es mejor invertir su lógica: use 0V para representar 'verdadero', especialmente. la salida debe absorber una carga como un LED.

TL; DR: Separado de 5V por un simple interruptor IGUAL A "pin no conectado" NO IGUAL A "sin voltaje aplicado" NO IGUAL A "0 lógico".

Una entrada no conectada de un chip TTL verdadero (74xx, 74Sxx, 74LSxx) se comporta como si estuviera conectada a 5 V CC, mientras que en un chip CMOS (74HCxx, 74ACTxx, CD40xx), se comporta como si estuviera conectada a 5 V CA.

En cualquier caso, a menos que su LED tenga una resistencia limitadora de corriente incorporada (rara), USTED NECESITA UNO.

Estos puntos no son completamente erróneos o carecen de valor, pero están bastante mal planteados y ya han sido explicados con mucha más claridad y precisión por otros.
Mi intención era agregar una respuesta con color y brevedad a un problema colorido y breve :)
@rackandboneman ¿Cómo se comporta una entrada desconectada en un chip CMOS como si estuviera conectada a una línea de CA de 5 V?
Y la puerta permanece abierta
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