LABORATORIO 8 : PROYECTO CONTADOR DE CERO A 99 CON DOS DISPLAY Y BUZZER

LABORATORIO N° 8 

PROYECTO CONTADOR DE CERO A 99 CON DOS DISPLAY Y BUZZER

OBJETIVOS:

• Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

• Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de        información.

• Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

MARCO TEÓRICO :

EL DECODIFICADOR INTEGRADO 7447:

El decodificador integrado 7447 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado.

Este módulo nos enseñará a realizar un decodificador BCD a 7 Segmentos con salida para un Display de ánodo común.

TEMPORIZADOR IC 555 :

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.

Fue introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad. 

Muchas empresas los fabrican en versión de transistores bipolares y también en CMOS de baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de unidades se fabricaban cada año.

Este circuito suele ser utilizado para trabajos sencillos como trabajos escolares, debido a su bajo costo y facilidad de trabajar con él.

CONTADOR DE DÉCADAS SN74LS192:

El SN74LS192 es un contador de décadas Up/Dw en BCD (8421) y es el SN74LS193 es un contador binario de 4 bits Up/Dw. Utiliza entradas separadas de reloj, contador adelante y contador atrás, en el modo de conteo, los circuitos funcionan de forma síncrona. Cambio sincrónico del estado de las salidas con la transición BAJO a ALTO en las entradas de reloj. 

El funcionamiento síncrono es proporcionado, por tener todos los registros flip-flops simultáneos, de modo que las salidas, cambian juntas según la lógica de control.

Este modo de funcionamiento, elimina los picos de conteo de salida que, normalmente se asocian con los contadores asíncronos (ondulación de reloj). Las entradas y salidas son totalmente compatibles con dispositivos TTL, NMOS y CMOS, con un ancho de operatividad de 4,5V a 5,5V.

El punto de mayor importancia de este dispositivo en esta aplicación práctica, se ha resaltado dentro de un rectángulo, en el que se aprecian 3 puertas NAND correspondientes a un 74LS00, una de ellas conectada a su vez como inversor, además de 1 pulsador de puesta a cero PAC, 1 conmutador arriba-abajo 'Up/Down' y una resistencias de 1k5 de 1/4 W.

De modo que, cuando se aplica una serie de impulsos en la entrada, en esta disposición, los pulsos pasaran por la patilla 2 a la salida 3 de esta puerta para ingresar en la entrada Eu ascendente del circuito integrado 74HCTLS192, independientemente del estado previo de conteo. 

Si lo que deseamos es descontar una serie de impulsos, debemos cambiar la posición del conmutador C, de modo que la patilla 6 del 74LS11 permanezca a nivel L (0) por lo que los impulsos ahora pasaran por la patilla 5 hacia la patilla Ed de descuento. 

Los impulsos no pueden pasar a la patilla 3, como antes ya que en la patilla 2 hay un nivel H que impide cualquier salida, según su tabla de la verdad.

DISPLAY 7 SEGMENTOS:

El display 7 Segmentos es un dispositivo opto-electrónico que permite visualizar números del 0 al 9. Existen dos tipos de display, de cátodo común y de ánodo común. 

Este tipo de elemento de salida digital o display, se utilizabá en los primeros dispositivos electrónicos de la década de los 70’s y 80’s. Hoy en día es muy utilizadon en proyectos educativos o en sistemas vintage. 

También debido a su facilidad de uso, mantenimiento y costo, son utilizados en relojes gigantes o incluso como marcadores en algunos tipos de canchas deportivas.

Es importante mencionar que los display de 7 segmentos, dado que están construidos con diodos LED, requieren una corriente máxima. 

En otras palabras se requiere colocar una resistencia para limitar la corriente. Dicha resistencia depende de la corriente que se quiera suministrar al LED así como de la caída de voltaje. 

Para calcular la resistencia usamos la Ley de Ohm. Pueden ver este tutorial para calcular la resistencia de un led. También te puede interesar el código de colores para resistencias.

TIPOS DE DISPLAY 7 SEGMENTOS:

DISPLAY 7 SEGMENTOS CÁTODO COMÚN:

DISPLAY 7 SEGMENTOS ÁNODO COMÚN:

FUNCIONAMIENTO DEL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS:

CONDENSADOR:

Un condensador, también conocido como capacitor, es un componente eléctrico, utilizado en los circuitos eléctricos y electrónicos, que tiene la capacidad de almacenar energía eléctrica mediante un campo eléctrico.

Esta compuesto por superficies conductoras separadas por un material dieléctrico (aislante). Cuando se someten las superficies a una diferencia de potencial, una adquiere carga eléctrica positiva, mientras que la otra adquiere carga eléctrica negativa.

El funcionamiento de un condensador se basa en dos laminas metálicas separadas por un aislante eléctrico o material dieléctrico.

Cuando conectamos estas laminas a una fuente de energía o la sometemos a una diferencia de potencial, una lamina comienza a cargarse negativamente (se llena de electrones) haciendo que la otra tenga que liberar electrones, y quedando así cargada positivamente.

Al desconectar la fuente de energía las placas se mantienen cargadas muy cerca entre una y otra gracias al material aislante.

Esto hace que las cargas tiendan a atraerse y se mantengan en las placas, almacenando energía eléctrica para ser utilizada cuando se requiera.

DIODO LED:

El LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica . Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . 

Este dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. 

Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida. 

Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED y evitar que este se pueda dañar; para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Los Valores típicos de corriente directa de polarización de un LED están comprendidos entre los 10 y 20 miliamperios (mA) en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliamperios (mA) para los otros LED. Los diodos LED tienen enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas. Para la protección del LED en caso haya picos inesperados que puedan dañarlo. Se coloca en paralelo y en sentido opuesto un diodo de silicio común

En general, los LED suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos).

RESISTENCIA

SIMULACIÓN EN PROTEUS:

IMPLEMENTACION DEL CIRCUITO:

FUNCIONAMIENTO:

El trabajo consiste que el contador tenia que contar los numeros de forma ascendente y descendente segun este conectado , (el FLIP FLOPS7473,  era el que dava mi pulso par iniciar con la cuenta , pero esto tenia que ver con la señal que se le daba al contador 74192(1), con un pulso en en el pin 5 y el pulso a nuestro clock esto empezaba a contar de forma ascendente, nuestra salida del 13 y 12 fueron conectada al 5 y 4 de nuestro otro contador saliendo otro pulso del pin 14 del 74192(2).

Y haciendo el segundo pulso esto tiene que contar de menor a mayor,se le puso una entrada de reset que es del pin 13 del 74192(2) al FLIP FLOPS 7473 RESET.

DEMOSTRACIÓN DEL CIRCUITO:

OBSERVACIONES:

• La alimentación debe ser de 5 v exacto ya que no podría funcionar. el flip flop los pines j k deben estar conectado a 5 voltios y la clear también debe estar conectado a 5 voltios.

• Para no dañarlo el display se tuvo que utilizar resistencias y colocarlo en el lado común del display

• Para el funcionamiento normal del circuito se debe armar de atrás hacia adelante y probando cada chip que funcione correctamente.

• Se mando del pin 13 del chip 74192 para el reset del flip flops(7473) para que este termine en la cuenta de 99.

CONCLUSIONES:

• Se logró el correcto funcionamiento tanto en proteus como en físico en el laboratorio.

• Se concluye que los contadores ascendentes y descendentes son circuitos lógicos secuenciales porque la temporización es obviamente importante y porque necesitan una característica de memoria.

• Muchos de los dispositivos denominados circuitos contadores que podemos construir mediante un CI estándar, son de características similares y su configuración de puesta en marcha difiere en aspectos concretos, por lo que se recomienda estudiar las características del fabricante.

• Se concluye que los contadores ascendentes y descendentes pueden ser de suma importancia y aplicativos en el mundo de la electrónico, como podrían ser los semáforos digitales  que aplican esta cuenta de ascendente descendentes.

• El contador contó correctamente los números tanto ascendente como descendente.

FOTO DEL LABORATORIO: