Multiplexador

Como funciona um multiplexador? 6

Um conceito importante de eletrônica digital ensinado em muitos cursos é a multiplexação. Dependendo dos sinais enviados ao multiplexador ele é capaz de conectar um canal a outros, como se fosse uma chave seletora ou um roteador.  Neste post, vamos falar sobre multiplexação e fazer um projeto para ilustrar o conceito.

circuito multiplexador

A partir desse conceito é possível, por exemplo, multiplicar as entradas ou saídas de um microcontrolador, como o Arduino, por exemplo. Você pode ligar a porta analógica na entrada do multiplexador e selecionar os sinais que serão lidos, isso pode aumentar consideravelmente o número de portas analógicas da sua placa.

O mesmo conceito pode ser utilizado em um roteador. É possível colocar um sinal na entrada do dispositivo e selecionar qual dos dispositivos vai receber esse sinal do outro lado.

Projeto prático

Para a montagem do projeto que ilustra o conceito de multiplexação, vamos precisar de:

A montagem dos componentes é feita da seguinte forma:

montagem multiplexador

Na entrada do Módulo Multiplexador 8 Canais 74HC4051 Sparkfun uma tensão de 5 V para alimentar um dos LEDs, que serão selecionados pela chave.

Na chave foi colocado um resistor de pull-down para forçar os sinais de comando para 0 quando não estiver acionado. O resistor utilizado foi de 10 k mas pode ser outro nessa faixa.

É importante ressaltar que, apesar de não utilizarmos nenhuma placa de desenvolvimento, os sinais enviados ou recebidos do módulo poderiam ser facilmente controlados por um microcontrolador.

Multiplexador

Existem 3 tipos de sinais que passam por um multiplexador: entrada, saída e comando. O multiplexador conecta o pino de entrada a um dos pinos de saída. Qual pino vai ser selecionado depende do estado dos pinos de comando.

A quantidade de pinos de comando varia de acordo com a quantidade de pinos de saída. Os pinos de comando têm apenas 2 estados,  ou nível alto (1) ou baixo (0). Por isso, o número de pinos de comando é a quantidade de bits que são necessários para escrever o número de saídas.

Por exemplo, para um multiplexador de 2 saídas, seria necessário somente um pino de comando. Se for 0, ele liga o pino de entrada com o pino de saída0. Se for 1, ele liga com o pino de saída 1. Para um multiplexador de 4 saídas, são necessários 2 pinos de comando.

No caso do multiplexador de 8 canais são 3 pinos de comando (de comando0 a comando2) que possibilita a seleção de 8 saídas (de saída0 a saída7).

esquema multiplexador

No nosso projeto o valor dos pinos é selecionado através da chave, dependendo da posição o multiplexador vai receber 0 ou 1, o que define qual saída vai receber a entrada. Dar uma revisada em números binários pode ajudar a entender melhor essa seleção.

A tabela abaixo explica qual saída é selecionada a partir de qual configuração de entrada:

comando2comando1comando0saída
0000
0011
0102
0113
1004
1015
1106
1117

Portanto, para selecionar qual porta vai receber o sinal, basta colocar os pinos de comando nos estados correspondentes. Essa seleção pode ser feita por uma chave, como fizemos aqui, ou por uma placa de desenvolvimento, como Arduino, Raspberry Pi, ESP, entre outros.

No nosso exemplo, cada configuração das chaves de comando faz com que um determinado LED receba a tensão aplicada na entrada e acenda.

Em alguns multiplexadores, como no nosso caso, junto do comando existe um pino que habilita ou não a multiplexação, caso não queira que nenhuma saída receba a entrada.

 Com multiplexador 8 canais  é possível utilizar o pino de entrada como saída e o de saída como entrada, fazendo com que ele seja um demultiplexador. Desse modo você pode multiplicar as entradas analógicas da sua placa, por exemplo, fazendo com que seja um módulo bidirecional.

funcionamento multiplexador

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6 Comentários

  1. Muito bom o artigo. Fácil entendimento, bem detalhado.

    1. Muito obrigado, Samuel!

      Fiz o post com bastante cuidado, tentando ser o mais objetivo possível mesmo.

      Abraços!

      André – Equipe FilipeFlop

  2. Bem simples de entender. Obrigado!

    1. Olá!

      Ficamos felizes em saber que o nosso trabalho realmente ajuda as pessoas.

      Abraços!

      André – Equipe FilipeFlop

  3. Excelente explicação, clara e objetiva

    napoleao bastos junior
    1. Olá Napoleao!

      Bom saber que nosso conteúdo ajuda as pessoas! Você pode dar uma olhada no nosso fórum. Lá você pode tirar algumas dúvidas e postar seus projetos. Colaborar e aproveitar a comunidade:

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      André – Equipe FilipeFlop