Contador Digital de 0 - 99 con Display de 7 segmentos ánodo común
miércoles, 5 de junio de 2013
NOMBRE PROYECTO
Contador digital de 0 a 99 con display de 7 segmentos ánodo común.
CIRCUITO CONSTRUÍDO POR: JULIÁN ARIAS EDISSON ALEXANDER RUIZ
PRESENTACIÓN PROYECTO
Se va a realizar un contador digital de 0 a 99 con display de 7 segmentos ánodo común el cual es alimentado por una fuente de voltaje de 5 V, los pulsos son generados por medio de un circuito LM555 configurado en modo astable, el proyecto se desarrolla para la asignatura de Electrónica I.
TÉRMINOS CLAVE
Display 7 segmentos ánodo común, circuito integrado LM555 Astable, circuito integrado SN74LS47, circuito integrado HD74LS90P.
MATERIALES Los precios presentados a continuación son dados teniendo en cuenta el valor del dolar en Colombia (Pereira/Risaralda) a la fecha de junio 8 de 2013.
USA DOLAR 1
COLOMBIA PESO 1894.4
PRODUCTO DESCRIPCIÓN VALOR MERCADO COLOMBIANO Circuito Integrado LM555 En este caso utilizado como temporizador versátil. $800 Circuito integrado HD74LS90P Contador de décadas (Binary Code Decodification). $2200 Circuito integrado SN74LS47 Decodificador (Binary Code Decodification) a 7 segmentos ánodo común. $2400 Adaptador voltaje a 5 V Fuente de alimentación del circuito. $6000 Resistencias 220 Ω Todas se utilizan a ¼ de Vatio $50 Condensador Electrolítico Condensador para carga y descarga del circuito $200 Cable UTP Cable para conexión del circuito $500 Potenciómetro 1 KΩ Resistencia variable para la frecuencia de reloj $1500 Display 7 Segmentos HS-5161BS Display 7 Segmentos ánodo común $2400 Protoboard
Protoboard para conexión del circuito $11000 Led Led ánodo común $800 VALOR DE LOS MATERIALES UTILIZADOS $36100
TIEMPO EMPLEADO PARA LA REALIZACIÓN DEL PROYECTO
ETAPA DESCRIPCION TIEMPO EMPLEADO Investigación Consulta sobre el proyecto a realizar para determinar materiales necesarios, elaboración y documentación. 5 Horas Documentación Realización de trabajo escrito, diseño de esquemas funcionales, descarga de la información necesaria. 5 Horas Elaboración Compra de materiales, construcción del circuito, pruebas de funcionamiento. 8 Horas Sustentación Proyecto Presentación con diapositivas y subida a SlideShare, grabación de video y subida de video a YouTube, creación del blog, presentación al docente asignatura Electrónica I. 12 Horas TOTAL TIEMPO EMPLEADO 30 Horas
DESARROLLO DEL PROYECTO
Inicialmente se procede a realizar un generador de pulsos con un circuito LM555 (véase documentación circuito integrado LM555multivibrador monoestable y astable), para esto se conecta la entrada Pin No. 2, está conectada a la entrada de disparo Pin No. 6. Los componentes externos R1, R2 y C1 conforman la red de temporización que determina la frecuencia de oscilación. El condensador C2 de 0.01 uF conectado a la entrada de control Pin No. 5 sirve únicamente para desacoplar y no afecta en absoluto al funcionamiento del resto del circuito. Si se desea se puede omitir.
*Imagen tomada de la página http://electronicayrobotica.wordpress.com/
Para realizar el cálculo de la frecuencia de oscilación se establece mediante la siguiente formula:
f = 1.44 / [ (R1 + 2*R2) * C1 ]
El ciclo de trabajo depende de los valores de R1 y R2 y puede ser ajustado seleccionando diferentes resistencias, dado que C1 se carga a través de R1 + R2 y se descarga únicamente a través de R2, se puede conseguir ciclos de trabajo de un mínimo del 50% aproximadamente, si R2>>R1, de forma que los tiempos de carga y descarga sean aproximadamente iguales.
A continuación mostramos la frecuencia mínima y máxima de nuestro circuito calculando los valores con la ecuación antes explicada: Resistencia fija (R1) = 220 ohmios Resistencia variable (R2) : para la mínima se toma como 0 ohmios y para la máxima como 1000 ohmios Capacitor (C1)= 0.0001 faradios fmin = 1.44/[(220+2*0)*0.000001] = 72000/11 Hz fmax = 1.44/[(220+2*1000)*0.000001] = 24000/37 Hz
Con la etapa de generador de pulsos completa procedemos a realizar la conexión de los circuitos integrados SN74LS47 y HD74LS90P entre ellos
para posteriormente realizar la conexión a los display de 7 segmentos ánodo común; el integrado HD74LS90P es un contador de décadas (BCD) que está construido a base de flip flops, este circuito tiene la característica de poseer dos entradas MR (Máster Reset) y otras dos MS (Máster Set), además de dos entradas de reloj ( Que se activan mediante flanco de subida).
Los 4 bits de salida, irán al SN74LS47 que es un decodificador BCD a 7 segmentos los cuales se conectaran respectivamente a las terminales de nuestro display de 7 segmentos ánodo común.
Ya que el contador indicado anteriormente solo genera los números decimales del 0 al 9 es necesario realizar una configuración similar del mismo circuito para el otro display de 7 segmentos ánodo común y conectar ambos circuitos para generar los números del 0 al 99.
Véase (Contador 0 - 9 Display de 7 segmentos ánodo común)
CIRCUITO COMPLETO CONTADOR 0-99 CON DISPLAY DE 7 SEGMENTOS ÁNODO COMÚN
*Imagen tomada de “imágenes Google”
SOPORTE FOTOGRÁFICO
OBTENGA MÁS FOTOS DEL PROYECTO EN EL SIGUIENTE ENLACE: http://www.flickr.com/photos/97172060@N07/
FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO
http://www.youtube.com/watch?v=0xMFfcMkabM&feature=share
TRABAJO COMPLETO "CONTADOR DIGITAL 0-99 DISPLAY 7 SEGMENTOS ÁNODO COMÚN"
CONCLUSIONES
· El proyecto realizado muestra la importancia que tiene la investigación y la documentación previa, ya que esta tiene gran valor para la realización del mismo. · La elaboración de este proyecto sirvió para afianzar y poner en práctica los conocimientos aprendidos en clase. · La implementación y diseño de estrategias utilizadas para solucionar los inconvenientes presentados en el transcurso de la elaboración del proyecto. Contador Ascendente/Descendente, hasta 99 (contador 74LS192) agosto 13, 2008 Posted by fdquinones in Uncategorized. Tags: Add new tag, Electronica trackback
En el presente post, les expondré de la realización de una práctica de electrónica sobre un contador ascendente/descendente, el mismo que poseerá un inicializador con el cual podre poner por ejemplo: 66 y contar has 99, o empezar en 66 y contar hasta 00 (en forma descendente). Materiales: •
2 Divsw (arreglo de 4 swith)
•
2 decodificadores 74LS47
•
2 contadores 74LS192
•
2 display anodo común de 7 segmentos
•
11 resistencias 1Kohmio
•
1 compuerta nand 74LS00
•
1 negador 74LS14
•
2 pulsadores
•
Un reloj (se lo puede construir con un 555, lo expondré en otro post)
Para la presente práctica se ha utilizado el simulador de Proteus, en cual se ha probado el correcto funcionamiento de la práctica. A continuación les dejo una imagen del simulador:
Comtador ASC/DESC Comtador ASC/DESC
cualquier inquietud a
[email protected] Acerca de estos anuncios
Comentarios» 1.
arlin - noviembre 28, 2009
hol oyes amigo ya realize el diagrama y todo pero el problema es q no se ven los numeros en los displays como le hago o que hice mal ?
Responder fdquinones - noviembre 29, 2009 mm, te recomiendo que revises mucho las conexiones y sobre todo revisa si tus displays son anodos o catodos ya que de esto dependera la conexion. Pero si puedes enviame una imagen de tu circuito para revisarlo lo mas pronto posible.
Responder 2.
ERIC HDEZ. ALEGRIA - febrero 19, 2010
HOLA MI AMIGO SOY EL TENIENTE EN ELECTRONICA Y ESTOY EN LA MARINA DE MEXICO, MIRA ESTE CIRCUITO QUIERO VER SI ME JALA, YA QUE TENGO UN MOTOR ELECTRICO QUE TENGO QUE SENSAR CUANTAS VUELTAS DA SU TAMBOR, LA PRIMERA PARTE YA LO TENGO CON UN MICRO-INTERRUPTOR TENDRE EL PULSO, QUIERO PONER 2 MICROS INTERRUPTORES UNO PARA AVANTE (01,02,03 04, ETC) Y OTRO PARA ATRAS (99,98,97 ETC) EH AHI EL PROBLEMA COMO LE HAGO PARA QUE ME HAGA ESTA OPERACION, NO SE DONDE SON PERO SI ME SALE Y ME APOYAN NOS VAMOS AL CHUPE YO INVITO, SALUDOS Y ESPERO RESPUESTA MI CORREO ES
[email protected]… GRACIAS
Introducción Se basa en que el generador de pulsos LM555 trabaja a una alta frecuencia de reloj, y al pulsar S1 aplicamos esos pulsos a la entrada de un contador ascendente 74192, aunque también lo podemos ajustar como descendente. El número generado es comparado por un 7485 con el que hayamos colocado en la entrada de datos A de este integrado. El contador electrónico digital es muy útil por ello en la actualidad estamos rodeados de dispositivos que disponen de algún tipo de contador digital, incluso en la mayoría de los electrodomésticos vienen equipados con uno. Nuestro contador digital tiene un campo muy amplio para su aplicación de forma rotacional (cuantas vueltas efectúa un objeto) o de forma secuencial (Ej. en una empresa para el conteo de cajas de producto, etc.)
Descripción
El dispositivo elaborado permite visualizar la formación numérica de manera ascendiente desde 0 hasta 9 en un display. Consta de pocos componentes electrónicos y es alimentado por una fuente regulable que suministra 5 volts, es ampliamente utilizado a niveles más complejos para fines comerciales en artefactos electrónicos. Contiene circuitos integrados que permiten dicha función y contiene un potenciómetro que permite regular la velocidad de la formación numérica. Justificación Se busca conocer un principio básico de funcionamiento digital ampliamente utilizado en la actualidad. Objetivo General Diseñar y construir un contador BCD a 7 segmentos utilizando dispositivos digitales. Objetivos específicos Investigar la fabricación de un contador BCD. Diseñar diagramas unifilares y/o multifilares. Construir el circuito electrónico en protoboard. Comprobar la funcionalidad del dispositivo elaborado.
Marco teórico
Lista de materiales Protoboard
Fuente de 5 volts CD 10 Resistencias de 270 ohm. 1 Resistencia de 1 k 1 Resistencia de 220 k 5 Leds 1 Capacitor de 10 Microfaradio 1 Temporizador 555 1 Contador Binario 74LS90 (Se puede utilizar cualquier otro contador; tengan en cuenta que siempre hay que checar la hoja de datos para ver cuales pines son salidas entrada de reloj, etc.) 1 Decodificador 74LS47 1 Display 7 segmentos en este caso Ánodo Común Alambre para protoboard. Protoboard Una placa de pruebas (en inglés: protoboard o breadboard) es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial.
Fuente de 5 volts CD (Fuente regulable) Cuando se trata de circuitos electrónicos digitales que tengan integrados de la familia TTL, se requiere de una fuente regulada de voltaje de 5 voltios. Una fuente regulada entrega en sus bornes de salida un voltaje constante, independiente de las variaciones en la línea de alimentación y en la carga. En este proyecto construiremos una fuente regulada de 5 voltios con capacidad de alimentar una o varias cargas que consuman hasta 1 amperio. En la figura se muestra el diagrama respectivo.
Resistencias Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.
Led Es un componente opto electrónico pasivo y, más concretamente, un diodo que emite luz. Recibirá enviará e indicara los pulsos que circulan hacia el display para generar el cambio en la formación de números.
Capacitor Un condensador eléctrico o capacitor es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Permite un flujo mas constante y uniforme de electricidad en el circuito.
Temporizador 555 Un NE555N o similar: Circuito integrado que puede emplearse con distintas configuraciones, una de ellas es la de temporizador, para generar pulsos de onda cuadrada, comprendidos generalmente entre 0 y 5 volts con una frecuencia ajustable, mediante la conexión externa de 2 resistores y un capacitor.
Contador Binario 74LS90 (Se puede utilizar cualquier otro contador; tengan en cuenta que siempre hay que checar la hoja de datos para ver cuales pines son salidas entradas de reloj, etc.) Un DM74LS90N o similar: Circuito integrado de la familia TTL (Transistor Transistor Logic), con diferentes configuraciones, una de ellas, permite realizar el conteo en formato BCD (Binary Coded Decimal), de una serie de pulsos provenientes de una fuente externa.
Decodificador 74LS47
Un DM74LS47N o similar: Circuito integrado de la familia TTL, cuya función es de "driver" o enlace entre el circuito contador y el display de 7 segmentos. El decodificador recibe en su entrada el número que será visualizado en el display. Posee 7 salidas, una para cada segmento. Para un valor de entrada, cada salida toma un estado determinado (activada o desactivada). La entrada consiste en 4 patas o pines donde el decodificador recibe los números binarios. Podemos ingresar valores de 0 a 9 en formato binario.
Display 7 segmentos "Display" de 7 segmentos: (para este caso será uno de ánodo común) Donde visualizaremos el conteo. Contiene siete segmentos que son leds capaces de encender y apagar independientemente para dar lugar a la formación numérica.
Alambre para protoboard. Vías de comunicación entre los componentes electrónicos por donde circula la corriente eléctrica para alimentar todo el circuito.
Marco metodológico
Se investigó acerca del circuito a desarrollar a través de consultas con profesores y sitios confiables en internet. Se analizó diagramas electrónicos y funciones de cada componente en el circuito a utilizar.
Se ensambló el circuito del contador en un software de simulación, para garantizar la funcionalidad y proceder a obtener los componentes de manera más confiable.
Diagrama simulado en el entorno de desarrollo de Isis (Proteus 7.6 SP0).
Se conectó el temporizador que es el que va a estar mandando los pulsos al contador (generalmente se usa una frecuencia de 1 ciclo por segundo; si se quiere que de pulsos a mayor o menor ritmo sé que variar los valores de las resistencias y capacitores).
Posteriormente se conectó de la siguiente forma el contador: - La salida del 555 (pin 3) a la entrada del 74LS90 (pin 14) - Puenteamos del pin 1 al pin 12 - Los pines 2, 3, 6, 7, y 10 van a tierra - El CI se energiza en el pin 5 (a 5volts)
Luego se conectó el decodificador: -Del pin 12 del contador al pin 7 del decodificador. -Del pin 9 del contador al pin 1 del decodificador. -Del pin 8 del contador al pin 2 del decodificador. -Del pin 11 del contador al pin 6 del decodificador. -El pin 8 del decodificador va a tierra - El pin 16 va a 5volts
Después se conectó el decodificador al display de 7 segmentos: - el pin 3 y el 8 van a 5 volts La conexión se realizó del pin decodificador al pin del display de la siguiente manera: -Pin 15 al Pin 9 -Pin 14 al Pin 10 -Pin 13 al Pin 7 -Pin 12 al Pin 6 -Pin 11 al Pin 4 -Pin 10 al Pin 2 -Pin 9 al Pin 1
Análisis y resultados
Los contadores BCD se utilizan siempre que se vayan a contar pulsos y los resultados se exhiban en forma decimal. Un solo contador BCD puede contar de 0 a 9 y luego regresa a 0. Se encontró que al variar el valor de las resistencias, entre mayor valor disminuye la velocidad para el muestreo en el Led. Este circuito cuenta con un oscilador 555 que envía una señal de reloj al C.I 74-90 que se encarga de hacer un conteo binario de 0-9, y este, a su vez, le envía dicha señal de conteo a nuestro C.I 74-47 que es un decodificador que se encarga de transformar la señal binaria en un código de 7 segmentos que posteriormente será posible visualizar a través de nuestro display, mostrándonos un número decimal. Se puede ver como se acoplan diferentes circuitos con diferentes funciones para la construcción de uno que permite al usuario observar el conteo numérico en un lenguaje familiar visualmente. Es un circuito importante ya que a través de modificaciones se pueden crear relojes, o sorteadores o diferentes circuitos para entretenimiento o para prestar un servicio al usuario. Notas Importantes Las patillas 8 y 16 del decodificador BCD U1 7447 deben ser conectados a tierra y la fuente positiva respectivamente. Las patillas 5 y 10 del contador BCD U2 7490 deben ser conectados a la fuente positiva y a tierra en ese orden En el diagrama del contador note que no el diplay no tiene resistencia, pero deberá poner una resistencia (se recomienda valor de la resistencia puede variar de 200 ohmios a 1000 ohmios) entre el display y la fuente del contador. Si bien el 555 puede soportar voltajes mayores a 5 voltios, el contador BCD 7490 y el 7447 decodificador BCD A 7 segmentos no lo soportaran pues son de tecnología TTL.
Conclusión
El laboratorio anterior es importante para comprender los sistemas digitales que se encuentran a nuestro alrededor y visualizar la agrupación de componentes para desempeñar una función específica. En conclusión en este laboratorio pudimos ver cómo funciona el contador digital es el desarrollo de estas prácticas de laboratorio que han sido de gran utilidad, pues con los conocimientos teóricos se ha comprobado mediante el desarrollo de cada uno de los circuitos en el protoboard. Se concluye destacando los puntos principales aprendidos mediante esta práctica de laboratorio: Se ha conocido y practicado el manejo de la protoboard, que es indispensable para probar el funcionamiento de los circuitos combinados, secuenciales y para el desarrollo de un contador digital o (binario y decimal). El desarrollo del contador digital o ( binario y decimal) LED y resistencias para los segmentos del display ha permitido visualizar una aplicación importante de los circuitos en la vida cotidiana
Referencias Tocci, Ronald J y Widmer Neals. (Ed. 8.).(2003). Sistemas Digitales. México: Editorial: Person Educacion. S.A. de C.V. http://electronica-electronics.com/Digital/Contador-ascendente-descendente-0-9.html Autor:
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