CONTADOR DIGITAL DE 0 A 60

Para realizar un contador digital es necesario tener nociones de electrónica básica. Les recomiendo echar un vistazo al articulo de compuertas lógicas que a mas de alguien le puede interesar.

Cabe mencionar que para la realización de un contador, es necesario un circuito que nos genere pulsos o tren de pulsos, yo tengo un circuito bastante simple con un integrado 555, se los dejo en el siguiente «Generador de pulsos«.

Materiales para el contador digital

Dejare el listado de los materiales para realizar el contador de 0 a 60. Esta mas decir, que si lo montara en protoboard o en placa necesitara los materiales respectivos, materiales:

  • 2 * 74LS90
  • 2 * 74LS47
  • COMPUERTA AND ( 7408 )
  • PULSADOR
  • 2 * DISPLAY 7 SEGMENTOS
  • 14 * RESISTENCIAS DE 330 OHM

Circuito contador digital y imagen del 74ls90 para el BCD

Video de youtube
Datasheet del 74LS90

Para la explicación, se realizo un vídeo con la explicacion del BCD y circuito con compuerta. Le dejo el video.

Video Youtube de Tecnicelectric

Espero que sea de su agrado, si tienen alguna duda, consulta o sugerencia, abajo en los comentario podrán escribirlo. Hasta la próxima!

¿QUE ES UN GENERADOR DE PULSOS?

El generador de pulsos es un circuito diseñado a partir de diversos componentes electrónicos, que ademas genera pulsaciones o mejor denominado ondas cuadrada, con una amplitud y frecuencia determinada. Les dejo la definición de Wikipedia para mayor comprensión.

Los generadores de pulsos son instrumentos diseñados para producir un tren periódico de pulsos de igual amplitud. En ellos, la duración del tiempo de encendido puede ser independiente del tiempo entre pulsos. Sin embargo el tren de pulsos tiene la propiedad de estar encendido el 50% del tiempo y apagado el otro 50%, a la onda se le llama onda cuadrada.

Referencia: Wikipedia

Señal de una onda cuadrada del generador de pulsos

Como se menciono es una onda que cuenta con una determinada amplitud (voltaje) y un determinado tiempo (segundos). A continuación veremos una imagen representativa de tres señales como ejemplo y cada una es lo que entregaría un generador de pulsos si lo conectamos a un osciloscopio.

Les dejo un circuito de fácil armado para un generador de pulso 555 regulable.

PULSADOR REGULABLE CON UN 555

Antes que todo es necesario tener nociones de un pulsador regulable o generador de pulsos y sobre el integrado 555, si no sabes que es un generador de pulsos te recomiendo que entres a este articulo que habla sobre el generador de pulso y el integrado 555.

COMO CREAR GENERADOR DE PULSOS CON UN 555

Decir que el pulsador regulable que diseñe lo realice en un programa digital llamado Proteus, la cual se pueden realizar circuitos electrónicos con mucha fiabilidad a la hora de realizar circuitos físico.

Les dejo un vídeo demostrativo con toda la realización y funcionamiento.

Circuito del pulsador regulable

Sacada de Youtube

Espero aportar mi grano de arena y si tienen dudas, sugerencias o demás, dejarla en los comentarios.

¿QUE SON LAS COMPUERTAS LÓGICAS?

Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos que están compuestos por transistores en un encapsulado o mas especifico en un circuito integrado, la que realizan operaciones lógicas binarias que como resultado otorgan señales de voltaje en forma booleana.

Existen diversas compuertas lógicas, en este articulo hablare de las mas conocidas que son:

TIPOS DE COMPUERTAS LÓGICAS

  • Compuerta IF (Igualdad)
  • Compuerta NOT (Inverso a Igualdad)
  • Compuerta OR (Suma)
  • Compuerta NOR (Inverso a Suma)
  • Compuerta AND (Multiplicador o Producto)
  • Compuerta NAND (Inverso a Multiplicador)

    Existen mas compuertas, pero la mayoría son derivadas de las antes mencionadas

COMPUERTA IF (IGUALDAD)

La compuerta if o de igualdad se utiliza como amplificador de corriente o como seguidor de tensión, para adaptar impedancias o buffer.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Como se darán cuenta, cuando se entrega un 1 lógico en la entrada (A) saldrá en la salida (X) el mismo valor de A.

COMPUERTA NOT (INVERSO)

La compuerta NOT (Inverso a Igualdad) se utiliza para invertir la señal booleana o negar el resultado de una compuerta.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Como se darán cuenta, cuando se entrega un 1 lógico en la entrada (A) saldrá en la salida (X) el valor booleano invertido 0. Por al contrario, si en la entrada existe un 0 lógico en la entrada (A) saldrá en la salida (X) el valor booleano invertido 1.

COMPUERTA OR (SUMA)

La compuerta OR (Suma) se utiliza para comparar 2 o mas valores booleanos y sumarlos.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Cuando se entrega dos 1 lógicos en la entradas (A y B), se obtendrá como resultado en la salida, el valor booleano 1. Dado que 1+1 = 2, pero recuerden que los valores lógicos se expresan solo con 1 y 0, así que necesariamente tendrá que ser 1.

En cambio si en sus entradas hay dos 0 lógicos (A y B), se obtendrá como resultado en la salida, el valor booleano 0. Dado que 0 + 0 = 0, y como existen solo 2 valores lógicos nomas, y el 0 es el menor, el valor lógico o booleano sera 0.

COMPUERTA NOR (INVERSOR A SUMA)

La compuerta NOR (Inversor a suma) se utiliza para comparar 2 o mas valores lógicos o booleanos, sumarlos y negarlos.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Entonces cuando se entrega dos 1 lógicos en la entradas (A y B), se obtendrá como resultado en la salida, el valor booleano 1. Dado que 1+1 = 2, pero recuerden que los valores lógicos se expresan solo con 1 y 0, así que necesariamente tendrá que ser 1, pero esto no termina acá, ahora hay que negarlo, así que como nos dio 1, el resultado final será 0 lógico.

En cambio, si en sus entradas hay dos 0 lógicos (A y B), se obtendrá como resultado en la salida el valor booleano 0. Dado que 0 + 0 = 0, y como existen solo 2 valores lógicos nomas, y el 0 es el menor, el valor lógico o booleano sera 0, y por ultimo como es una NOR hay que negar el resultado, obteniendo 1.

COMPUERTA AND (MULTIPLICADOR O PRODUCTO)

La compuerta AND (Multiplicador o Producto) se utiliza para comparar 2 o mas valores lógicos o booleanos y multiplicarlos.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Por ejemplo, cuando se entrega dos 1 lógicos en la entradas (A y B), se obtendrá como resultado en la salida, el valor booleano 1 porque 1*1 = 1.

En cambio, si algunas de sus entradas se encuentra en 0 lógicos (A o B), se obtendrá como resultado en la salida el valor booleano 0, producto que todo numero multiplicado por 0, dara 0.

COMPUERTA NAND (INVERSOR DE MULTIPLICADOR)

La Compuerta NAND (Inverso a Multiplicador) se utiliza para comparar 2 o mas valores lógicos o booleanos, multiplicarlos y negarlos.

A continuación tenemos su simbología y tabla de la verdad.

Por ejemplo, cuando se entrega dos 1 lógicos en la entradas (A y B), se obtendrá como resultado en la salida, el valor booleano 1 porque 1*1 = 1 y ahora hay que negarlo, y nos dará un 0 lógico.

En cambio, si algunas de sus entradas se encuentra en 0 lógicos (A o B), se obtendrá como resultado en la salida el valor booleano 0, producto que todo numero multiplicado por 0, dará 0. Pero como es una compuerta NAND se deberá negar la salida, y no dará un 1 lógico.

Espero que sea de utilidad, si tienes consultas o opiniones, abajo puedes dejar el comentario. Saludos

INTEGRADO 555

El circuito integrado o popularmente llamado integrado 555, esta diseñado para controlar tiempo de activación de un actuador. Les dejo la definición que tiene wikipedia para que nos ayude aun mas a comprender.

El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en la generación de temporizadores, pulsos y oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete.

Referencia: Wikipedia

CIRCUITO INTERNO

El integrado esta formado por un Flip Flop, una etapa de salida para controlar la corriente, transistores y dos comparadores de tensión, a estas configuraciones internas se le suma la red externa que dependiendo de el valor de sus componente obtenemos resultados diferentes.

FUNCIONAMIENTO DE CADA UNO DE SUS PINES

  • Pin 1 (Gnd): Es la referencia a tierra del circuito.
  • Pin 2 (Disparador o trigger): Es la señal de entrada del comparador
  • Pin 3 (Salida): Es por donde se obtiene la señal de salida esperada (el tren de pulsos)
  • Pin 4 (Reset): Es el pin de reset, se controla mediante lógica negativa, es decir si quiero volver a iniciar el proceso debo enviar un cero a este pin, desde mi experiencia recomiendo conectar directamente este pin a VCC mediante una resistencia de pequeño valor, de esta manera evitamos que la salida se ponga a cero sin desearlo.
  • Pin 5 (Control de voltaje): Este pin esta para producir la modulación por ancho de pulsos mediante la descarga del capacitador externo.
  • Pin 6 (Umbral): Es la entrada de otro comparador, se compara a 2/3 de VCC contra la amplitud de la señal de disparo.
  • Pin 7 (Descarga): Se descarga cuando el transistor se encuentra en saturación, se conecta a el divisor resistivo de la red de tiempo externa.

Tenemos dos modos de coneccionado para el NE555 que son monoestable y astable. A continuación se explicaran dos modo de coneccion, con su respectivo circuito y funcionamiento.

TIMER IC 555 EN MODO ASTABLE

El modo astable es utilizado para crear un tren de pulsos. El tren de pulsos no es mas que una señal cuadrada que entrega el ic555 por el pin 3 (out), en donde su amplitud es cercana a la alimentación del mismo y su frecuencia entre 0,01 Hz a 500 kHz.

Como se habrán dado cuenta es un circuito muy sencillo, la cual utiliza 2 resistencias y 1 condensador. Con estos 3 elementos y unas formulas podemos determinar el tiempo del pulso en estado alto o bajo.

La imagen cuenta con sus respectivos nombre, tomando en cuenta esto podemos obtener:

La frecuencia (Hz) de oscilación viene dada por:
f = 1,44 /[(R1 + 2R2) C]

Tiempo en estado alto o ciclo del trabajo
TH = 0,693 x C (R1 + R2)

Tiempo en estado bajo
TL = 0,693 x R2 x C

FORMA DE LA SEÑAL DE SALIDA OBTENIDA ASTABLE

Si se coloca un osciloscopio en el pin 3 (out) del integrado, podremos apreciar la onda cuadrada o tren de pulso igual que en la imagen siguiente.

TIMER 555 EN MODO MONOESTABLE

A diferencia el modo astable que nos entregaba un tren de pulsos, el monoestable entrega un pulso por el pin 3 (out), en donde su amplitud es cercana a la alimentación del mismo y varia dependiendo de la resistencia y condensador que coloquemos. Inicia el tiempo al presionar el switch.

Como se habrán dado cuenta es un circuito igual de sencillo que el anterior modo. Con estos elementos y una formula podemos determinar el tiempo del pulso.

La imagen cuenta con sus respectivos nombre, tomando en cuenta esto podemos obtener:

Tiempo (s) = 1,1 ·R1 · C1

Otras condiciones que deben cumplirse: R2 debe estar entre 1 KΩ y 3,3 MΩ y el valor mínimo de C1 es de 500 pF.

FORMA DE LA SEÑAL DE SALIDA OBTENIDA MONOESTABLE

Si se coloca un osciloscopio en el pin 3 (out) y en el pin 2 (switch) del integrado, podremos apreciar la señal igual que en la imagen siguiente.

Quise hablar del integrado 555, porque subire algunos proyectos que tienen mucha relacion con este famoso integrado.

PROYECTOS

Espero que sea de utilidad, si tienes consultas o opiniones, abajo puedes dejar el comentario. Saludos