RELOJ DIGITAL CASERO

Te mostrare un reloj digital realizado en el simulador «Proteus» que podrás realizarlo físico si lo deseas. La lógica es bastante sencilla y yo te explicare todo lo que necesitas saber, en el listado de a continuación puedes acceder o saltar a los siguientes pasos si ya cuentas con el conocimiento.

HACER UN PULSADOR REGULABLE CON EL LM555

Lo primero que necesitas saber es que es un pulsador regulable, es un generador de pulsos automático, que genera pulsos eléctricos con parámetros de amplitud y frecuencia. Por lo general, son utilizados para realizar proyectos que necesiten un «Clock», como lo que necesitamos.

Entonces, volviendo al reloj digital, necesitamos que cada pulsos de onda cuadrada que nos brinda el pulsador regulable nos haga cambiar de numero, ósea 1 segundo. Como ya habrás deducido, necesitamos que el pulsador realice un pulso por segundo. Para esto lo mas sencillo, sin complicarnos la existencia es realizarlo con un circuito integrado llamado LM555, que es bastante simple de montar y de simular aun mas.

Materiales para realizar el pulsador

El potenciometro es opcional, el motivo de dejarlo en el proyecto, es que gracias al potenciometro, podemos variar la frecuencia y aumentar la velocidad de pulsación, facilitando la corrección de posibles errores rápidamente.

  • LM555
  • Led verde
  • Potenciometro 100K ohm
  • Resistencia 6.8K Ohm
  • Resistencia 10K Ohm
  • Condensador electrolítico 10uF
  • Condensador cerámico 0.1uF

NOTA: Si desea que el pulsador genere pulsos cada 1 segundo, es necesario que ambas resistencias sean de 4.7K Ohm y el condensador electrolítico sea de 100uF

Diagrama eléctrico del pulsador regulable con el LM555

Si desean montarlo es necesario que vean el datasheet del lm555, acá les dejo el link. Importante no superar los 18v en Vcc y una temperatura no superior a 70°C, en caso de superar esta indicación, el integrado 555 se quemara, les dejo las conexiones y un video de YouTube.

Las conexiones son exactamente las mismas que aparecen en la imagen superior. Enumero los pines del 1 al 8 con sus respectivos nombre y conexiones.

  • 1 es GND y se conecta al negativo.
  • 2 es el trigger y se conecta al Pin 6 y condensador C1.
  • 3 es la salida del lm555, que se conecta al led.
  • 4 es el reset y se conecta al Positivo.
  • 5 es el control voltage y se conecta al condensador C2.
  • 6 es el Threshold y se conecta al Pin 2 y a resistencia 10K.
  • 7 es Discharge y se conecta a la resistencia 6.8K y potenciometro.
  • 8 es el Vcc y se conecta al Positvo.
  • Los terminales negativos de los condesadores van a negativo, la resistencia de 10K se conecta al potenciometro 100K y el negativo del led a negativo.
La imagen tiene un atributo ALT vacío; su nombre de archivo es 555-cir.jpg

Formulas del LM555

La formula sirve para calcular la frecuencia y periodo que necesitamos. Para nuestro caso es de 1 segundo, dejo las formulas.

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

Tiempo total (segundos)
T= TH + TL

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

CONTADOR DIGITAL DE 0 A 60 O SEGUNDOS

Ya sabemos que necesitamos pulsos de onda cuadrada, esos pulsos o onda la conectaremos al integrado 74ls90, ¿Que es el 74ls90? Es un circuito integrado que cuenta en décadas asíncrono, en otras palabras, por cada pulso cuenta un 1 binario (0001), si enviamos otro pulso cuenta un 2 binario (0010), si otro pulso un 3 binario (0100) y así sucesivamente hasta contar un 15 binario (1111).

Pero tenemos un problema, necesitamos que cuente hasta 9 que vendían siendo los segundos, para esto tenemos que resetear el integrado cuando llegue a 9. Es por esto cuando el Q3 se active resetee el integrado.

Integrado 74ls90

Ahora necesitamos que los números binarios se representen un display de 7 segmentos, para esto se utiliza el integrado 74ls47 que es un decodificador que transforma los números binarios en números de display como se muestra en la imagen siguiente.

Pero!, ¿Que hacemos con el otro circuito de segundo para que llegue solo a 59 y se resetee? Para esto utilizamos una compuerta AND, que cuando reciba dos 1 logico en su entrada, envie un pulso al reset de ambos circuitos. Si se dan cuenta en la imagen de abajo, la compuerta and esta conectada en los pines Q1 y Q2, lo que hablando en binario se refiere es un 6 (0110). Entonces cuando llega el otro segundero a 6, resetea ambos integrados.

DIAGRAMA ELÉCTRICO DE SEGUNDOS

La imagen tiene un atributo ALT vacío; su nombre de archivo es Circuito-0-a-60.jpg

Si desean montarlo es necesario que veas el datasheet del 74ls47 y el 74ls90, el link esta en el nombre. Importante no superar los 5v en Vcc para que no tengan problemas.

Las conexiones son exactamente las mismas que aparecen en la imagen superior.

  • Los Q0, Q1, Q2, Q3 del integrado 74ls90 se conectan a A, B, C, D respectivamente en el integrado 74ls47
  • QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG del integrado 74ls47 se conectan a resistencias de 330 Ohm y a su ves, van al display.
  • Los pines 3 y 6 de los integrados 74ls90 van a 5v.
  • Los pines 7 van a negativo
  • El pin 2 del integrado 74ls90 es el reset que debe estar conectado a un pulsador y a la salida de la compuerta AND.
  • Recordar que la compuerta AND se conecta en Q1 y Q2 del segundo integrado 74ls90, para enviar el pulso a resetir el primer integrado 74ls90.
  • El clock o pin 14 del primer 74ls90 es la salida del pulsador regulable lm555 (dejo el link para que veas como se hace el pulsador regulable 555)
  • El clock o pin 14 del segundo 74ls90 se conecta en el Q3 del primer 74ls90, con la finalidad de que cuando exista un 1 logico activa el clock de los minutos.

MATERIALES PARA REALIZAR los segundos

  • 2x 74ls90
  • 2x 74ls47
  • pulsador (reset)
  • Compuerta and (7408)
  • 14x Resistencias de 330 Ohm

RELOJ DIGITAL CASERO SIMULADO

Si llegaste hasta acá, imagino que entiendes todo lo anterior mencionado. Lo que significa que es la hora de montar los minutos y horas, para finalmente tener tu reloj digital casero.

La mejor parte de todo esto, es que puedes copiar los segundos anteriores y pegarlos como si fueran minutos, dado que ambos conteos llegan a 59. El problema viene con la hora, que funciona hasta 23, esto significa que el primer circuito de hora tiene que llegar a 2 y el otro 3.

Afortunadamente, la lógica es la misma, sabemos que el 2 binario es 0010 y el 3 binario es 0011, entonces, tenemos que pensar que al momento que se active el ultimo 1 lógico de cada integrado se resetee, facil!, el Q3 del primer circuito de hora es el ultimo 1 lógico y el Q1 del otro integrado es el ultimo 1 logico, entonces conectamos las entradas a una compuerta AND y la salida para resetear todo el circuito.

DIAGRAMA ELÉCTRICO DEl reloj digital

Simulación completa

Materiales para el contador digital

Si deseas montarlo físicamente dejo los materiales necesarios para el proyecto completo. Esta mas decir, que si lo montara en protoboard o en placa necesitara los materiales respectivos.

  • 6 * 74LS90
  • 6 * 74LS47
  • 3 * COMPUERTA AND ( 7408 )
  • 3* PULSADOR
  • 6 * DISPLAY 7 SEGMENTOS
  • 42 * RESISTENCIAS DE 330 OHM

Para realizar esto hice un video con las conexiones.

¿Cómo les pareció? Dejame saberlo abajo con consultas, sugerencias o peticiones, abajo los leo.

Les saluda Tecnicelectric

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