Relojes digitales

Introducción

Actualmente en el campo de la ingeniería, es común encontrar dispositivos electrónicos y digitales con la finalidada de hacer más rápido, preciso y detallado los productos. Evolucionando así el estilo y ritmo de vida, pasando desde los relojes analogicos hasta los actuales relojes digitales.

El reloj digital actualmente es un dispositivo conocido e implementado en todas las ramas de la ingeniería. En la gran mayoría del estudio de cualquier ingeniería el reloj digital existe un proyecto conocido y realizado en cursos de sistemas digitales, con tal motivo se lleva a cabo la realización de un reloj digital con la finalidad de poner en práctica todos los conocimientos adquiridos en todo el curso.

En las siguientes páginas se dará a conocer el funcionamiento de algunos componentes electrónicos y cómo conectarlos entre sí para lograr implementar un reloj digital mediante generador de pulsos eléctricos, el cual nos mostrará horas minutos y segundos en formato de 24h.

La visualización de las horas minutos y segundos se hará mediante displays de 7 segmentos. Además contará con dos pulsadores para adelantar las horas y minutos, y poder observar un funcionamiento del reloj más rápido y para poder ajustarlo a la hora exacta.

Desarrollo

Para el desarrollo de este reloj se ocuparon varios elementos, muchos de los cuales ya se comprende su funcionamiento e implementación (resistencias, capacitores, pulsador y algunos integrados) pero hay algunos integrados de los cuales solo se conocía los más básico.

No esta de por más, dar una pequeña explicación de los elementos que se manejan para el desarrollo de este reloj para complementar la información de este reporte.

Resistencia: Se le llama resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los

electrones para desplazarse a través de un conductor.

Condensador (Capacitor): Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.

Pulsador: Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el botón.

Circuito integrado 555: El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.

Circuito integrado 74LS90: El dispositivo 74LS90 es un contador de onda cuadrada de 4-bit. Este dispositivo consta de cuatro flip-flop maestro/esclavo que son conectados internamente.

Circuito integrado 74LS47: El dispositivo 74LS47 es un decodificador que convierte el código binario de entrada en formato binario a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos.

Circuito integrado 74LS08: El Dispositivo 74LS08 es un conjunto de 4 compuertas lógicas AND de dos entradas y una salida.

Display de 7 segmentos: Este dispositivo es una forma de representar números en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada segmento tiene la forma de una pequeña línea.

Los dispositivos antes mencionados anteriormente son los elementos principales para la elaboración de este proyecto.

Para el diseño del reloj se tomó como referencia el circuito que a continuación se muestra.

Este circuito le hemos dividido en 3 partes para dar un mejor entendimiento de este y para explicar más ampliamente los circuitos integrados que ya hemos mencionado anteriormente.

Parte 1

En esta parte del circuito encontramos al generador de pulsos en el cual se emplea el circuito integrado 555 el cual lo hemos conectado en modo astable, pues conectado de esta manera se genera una señal cuadrada oscilante de frecuencia.

La frecuencia, depende los valores de RA, RB y CT y se evalúa mediante la siguiente fórmula:

F = 1/T = 1.44 / [C*(Ra+2*Rb)]

Para que se cumpla esta expresión, el valor de RB debe ser menor de RA/2, sino el circuito no puede oscilar, porque el voltaje en el pin 2 (TRIGGER) del 555 nunca alcanzaría el nivel de disparo.

La señal cuadrada tendrá como valor alto Vcc (aproximadamente) y como valor bajo 0V.

Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo se deben aplicar las fórmulas:

Salida a nivel alto: T1 = 0.693*(Ra+Rb)*C

Salida a nivel bajo: T2 = 0.693*Rb*C

Teniendo en cuenta que las resistencias que ocupamos son de 4.7K sustituimos en las ecuaciones.

T1=0.693*(4.7K+4.7K)*100uF---------------------T1=0.65142

T2=0.693*4.7K*100uF-------------------------------T2=0.32571

F=1/(T1+T2)-------------------F=1/(0.65+0.32)-----------------F=1/.97----------F=1.023

Astable: En electrónica, un astable es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "cuasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado.

Parte 2

En esta parte del circuito hacemos el conteo de 0 a 9 con ayuda del circuito integrado 74LS90 el cual como ya explicamos anteriormente es un contador de onda cuadrada, y a continuación se intentará explicar cómo fue que se conecto este dispositivo.

Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cíclica, y ese es su modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un número binario, y esto pines se ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuente a otro número máximo de números y luego volver a cero. Se hace cambiando el cableado de las líneas R0(1), R0(2), R9(1) y R9(2). Si R0(1) y R0(2) son 1, es decir, 5 voltios, y

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