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Realiza un RELOJ DIAL DIGITAL paso a paso

El reloj muestra la hora de manera similar a la de un reloj de pared analógico, pero su funcionamiento se basa en circuitos digitales.

El circuito usa 60 leDs por segundos, otros 60 por minutos y 12 leDs por horas de indicación. Sin embargo, en cualquier instante dado, solo tres leDs (uno cada uno de segundos, minutos y horas) brillan simultáneamente.

Descripción

Para la generación de pulsos de reloj básicos, es esencial una fuente de frecuencia altamente estable. Si bien el temporizador ic 555 puede usarse para generar pulsos de 1Hz, su frecuencia no es bastante estable. Para una mejor precisión, podemos usar un generador de 1Hz controlado por cristal como se muestra en la figura 1.

Fig. 1: Diagrama de circuito del oscilador de cristal de 1Hz con IC SCL 1444A

El circuito utiliza ic Scl1444A en combinación con un cristal de cuarzo de 32.768 kHz. Dado que este ic requiere un suministro de 3V para su funcionamiento, lo mismo se obtiene del suministro de +9V (utilizado para el resto del circuito) utilizando un zener de 3V en serie con una resistencia de 470 ohmios r2. La salida de 1Hz de Scl1444A se usa para activar el temporizador Ne555 que está configurado como flip-flop monoestable para generar pulsos agudos para conducir el circuito del reloj.

Scl 1444A ic y el cristal de 32.768kHz se usan comúnmente en relojes de pared digitales. en caso de que no los obtenga de un proveedor de componentes electrónicos, pruebe un taller de reparación de relojes, ya que se pueden encontrar en la pcB de un reloj de pared de cuarzo mecánicamente inutilizable. No se recomienda el uso de un generador de 1Hz con chip incorporado, ya que la interferencia electromagnética de la conmutación de la red puede causar un mal funcionamiento del circuito del reloj. en caso de que no pueda obtener ic Scl1444A, puede usar el circuito alternativo del generador de 1Hz que emplea el temporizador Ne555, como se muestra en la Fig.2.

Para comprender el funcionamiento del resto del circuito de reloj que se muestra en la Fig. 3, consideremos primero el funcionamiento de la porción de segundos del circuito. Cuando se enciende la alimentación, se reinician todos los contadores de década (cD4017).

Fig. 3: Diagrama esquemático del reloj de marcación digital.

en la condición de reinicio, solo la salida Q1 en el pin 3 de estos contadores de decimales está en el nivel 1 lógico donde, como todas las otras salidas Q (Q2 a Q10) están en el nivel 0 lógico. Por lo tanto, en este estado, el transistor t1 se conduce a la saturación ya que los pines 3 de ic1 e ic2 están en el estado lógico 1.

Cuando los pulsos de reloj de 1Hz del generador de reloj se alimentan al pin 14 de ic1, los leD1 a leD10 se iluminan secuencialmente. Después de diez pulsos de reloj, la salida de acarreo de ic1 en el pin 12, que está conectada a la entrada de reloj pin 14 de ic2, va de baja a alta.

esto hace que la salida lógica 1 en el pin 3 de ic2 cambie a la posición pin 2 (Q2) mientras que el pin 3 (Q1) de ic1 está nuevamente en el estado lógico 1. Como resultado, el transistor t1 se corta mientras el transistor t2 entra en saturación. Ahora los leD11 a leD20 comienzan a brillar secuencialmente. El ciclo continúa durante 60 pulsos de reloj, es decir, 60 segundos cuando se enciende leD60.

Fig. 4: Diseño de PCB de tamaño real para el circuito que se muestra en la Fig. 3

Al final de 60 pulsos de reloj, la salida Q7 en el pin 5 de ic2 pasa momentáneamente de bajo a alto y de regreso a nivel bajo, reiniciando ic2 y proporcionando reloj a ic3 del contador de minutos. Por lo tanto, el contador de minutos sigue obteniendo un reloj de ic2 después de cada sesenta pulsos de 1Hz, es decir, después de cada minuto. El resto del funcionamiento de la porción de minutos del circuito es idéntico al de la porción de segundos. Los leD61 a leD120 de la sección de minutos brillan secuencialmente.

Fig. 5: Diseño de componentes para la PCB que se muestra en la Fig. 4

Al final del pulso de 60 minutos (correspondiente al pulso 3600 de 1Hz), la salida Q7 de ic4 proporciona un pulso de baja a alta en el pin 5 que restablece ic4 y también sirve como reloj para la sección del contador de horas que comprende transistores ic5, ic6. t13, t14 y 12 leDS (leD 121 a leD 132). Al final de la sexta hora (o al comienzo de la séptima hora), se reinicia ic5 y se alimenta un pulso de reloj a ic6, lo que hace que su pin 3 (salida Q1) baje y el pin 2 (salida Q2) suba, y el el ciclo continúa por otras 6 horas. al finalizar 12 horas, cuando ic6 recibe otro pulso de reloj, su pin 4 (salida Q3) se eleva momentáneamente y reinicia ic6. Así, en cualquier instante dado, un LED de la sección de segundos, uno de la sección de minutos y uno de la sección de horas brillan simultáneamente.

Fig. 6: Disposición de los LED del reloj de marcación digital.

Para el ajuste del tiempo, se han proporcionado dos interruptores S2 (por minutos) y S3 (por horas) y un interruptor de encendido / apagado S1 (por segundos). El procedimiento de ajuste incluye el ajuste de las horas, seguido del ajuste de los minutos y, por último, de los segundos utilizando los interruptores correspondientes.

El requisito de energía para todo el circuito puede ser cumplido por cualquier fuente regulada de 9 V CC capaz de proporcionar aproximadamente 350 mA de corriente.

Fig. 7: Diagrama de cableado del círculo LED de horas (vista posterior)

La placa de circuito impreso de un solo lado de tamaño real para el circuito de reloj se muestra en la Fig. 4, mientras que el diseño de componentes para la placa de circuito impreso se muestra en la Figura 5. Todos los componentes, excepto los leDs y los interruptores, se pueden montar directamente en la placa de circuito impreso. diez salidas (Q1 a Q10), seis conexiones de colector de cada una de las secciones del contador de segundos y minutos, seis salidas de Q (Q1 a Q6) y dos salidas de colector de la sección de horas se han terminado en el tipo SIP (pin de línea única) conectores que están marcados adecuadamente para una fácil identificación para conectarlos al dial en el que se van a montar los leDS.

Lista de partes para un RELOJ DIAL DIGITAL.JPG

El dial se puede fabricar de un laminado como Sunmica o un tablero duro. la disposición de los leds para el dial se muestra en la Fig. 6. El cableado de los leds de horas en la parte posterior del dial se muestra en la Fig. 7. El cableado de los leds para minutos y segundos se puede hacer de manera similar, utilizando aislamientos hilos de colores de un cable plano de buena calidad. Debe evitarse a toda costa el cortocircuito de los cables, ya que esto desperdiciaría mucho tiempo en la resolución de problemas, en caso de que cualquier LED no brille como se esperaba, después de que el circuito esté cableado. Todos los componentes, incluida la fuente de alimentación, el generador de 1Hz y el pcB principal, se pueden alojar en un gabinete adecuado con el dial atornillado en la parte superior del gabinete.

No se proporciona diseño de pcB para el generador de 1Hz, que los lectores pueden conectar por separado en un pcB de uso general, dependiendo de la disponibilidad / elección del ic que se utilizará.