Introducción: En este blog vamos a realizar un contador ascendente
con display cátodo común (display de 7 segmentos), estamos utilizando un LDR
(Resistencia Dependiente de la Luz), el LDR cuando detecte oscuridad su
resistencia aumenta y enviará una señal analógica al NE555 y este a la vez enviará
una salida digital hacia el contador CD4026, y el conteo lo mostrará en un
display de 7 segmentos, el uso que lo pueden dar puede ser para un contador de
personas, objetos, o cualquier uso que ustedes puedan dar, o quizás pueden
darle una mejora también, tenemos los materiales, diagrama, y como
realizarlo paso a paso.
A continuación, les dejo el
diagrama que estamos utilizando, he tratado de hacerlo lo mas simple posible,
con la menor cantidad de componentes.
Materiales:
Ø 2 CI el CD4026 + sus 2
bases.
Ø 1 LDR.
Ø 1 CI el NE555 + su
base.
Ø 1 condensador
electrolítico de 22uF/50v.
Ø 1 condensador
electrolítico de 47uF/16v.
Ø 1 pulsador NA.
Ø 1 diodo Led.
Ø 1 resistencia de 220Ω.
Ø 2 resistencias de 100Ω.
Ø 3 resistencias de 1kΩ.
Ø 1 resistencia de 10kΩ.
Ø 2 display de 7
segmentos, cátodo común.
Ø 1 protoboard.
Ø 1 baquelita de 9.1cm X
6.6cm.
Ø 1 bornera de 2 pines.
Ø 1 fuente de 5v (fuente
de cargador de celular).
NE555: El circuito integrado NE555
es uno de los chips más famosos que encontrarás entre los componentes electrónicos. Puede presentarse de
varias formas, como NE555, NE555C, LMC555, TLC555, etc. El motivo de que
sea uno de los más populares es su versatilidad, y la cantidad de aplicaciones
para las que se puede emplear como podrás comprobar en este contador con LDR.
El NE555, o simplemente 555, es un CI que se utiliza para generar pulsos, oscilaciones o como temporizador. Por tanto, se puede usar como un oscilador, para generar retrasos, etc. Generalmente lo puedes encontrar en varios encapsulados, aunque el más común es el DIP de 8 pines o patillas (existen variantes de 14 pines), aunque también puede estar en una encapsulado circular metálico e incluso en SMD para montaje superficial.
A nivel técnico, este circuito debe estar
alimentado de forma continua con un voltaje Vcc, y la salida puede tener una
intensidad de corriente bastante elevada para ser un circuito integrado. De
hecho, este chip podría incluso excitar
directamente relés y otros circuitos de alto consumo sin
necesidad de usar otros componentes adicionales. Pero, necesita un número
mínimo de componentes exteriores para poder funcionar (ser controlado).
Características:
Las especificaciones técnicas del NE555, aunque puede variar en función de las versiones y del fabricante, lo más habitual es que te encuentres con:
Ø Voltaje de
entrada: 4.5 a 15V (existen versiones de hasta 2V). Los de 5V son compatibles
con la familia lógica TTL.
Ø Corriente de entrada
(Vcc +5v): 3 a 6mA
Ø Corriente de entrada
(Vcc 5v): 10 a 15mA
Ø Corriente de salida
máxima: 500 mA
Ø Máxima potencia
disipada: 600 mA
Ø Consumo de potencia
mínimo: 30mW@5V y 225mW@15V
Ø Rango de temperatura de
operación: 0ºC hasta 70ºC. La estabilidad en frecuencia es de 0,005% por
ºC.
CD4026: El CD4026 es un contador / divisor de décadas
CMOS con salidas de pantalla descodificadas de 7 segmentos con habilitación de
visualización. El CD4026 consta de un contador de década de Johnson de 5
etapas y un decodificador de salida que convierte el código de Johnson en una
salida decodificada de 7 segmentos para manejar una etapa en una pantalla
numérica. Las entradas comunes a ambos tipos son CLOCK, RESET y CLOCK
INHIBIT, las salidas comunes son CARRY OUT y las siete salidas descodificadas.
Especificaciones:
ü Tipo: CMOS
ü Familia: CD4000
ü Tipo de contador:
Decada / Divisor
ü Frecuencia de reloj: 16 MHz
ü Conteo máximo: 5
ü Tensión de alimentación mínima: 3 V
ü Tensión de alimentación máxima: 18 V
ü Temperatura
de operación mínima: -55 °C
ü Temperatura
de operación máxima: 125 °C
ü Encapsulado: DIP
ü Número de pines: 16
LDR: Un LDR o resistencia dependiente de la luz también conocida como fotoresistencia, fotocélula, o fotoconductor, es un tipo de resistencia cuya resistencia varía dependiendo de la cantidad de luz que cae sobre su superficie. Cuando la luz cae sobre la resistencia, entonces la resistencia cambia. Por lo tanto, son dispositivos sensibles a la luz.
Esta resistencia funciona con el principio de la fotoconductividad. La
fotoconductividad es un fenómeno óptico en el que la conductividad del material
aumenta cuando la luz es absorbida por el material.
Cuando la luz incide, es decir, cuando los fotones caen sobre el
dispositivo, los electrones de la banda de valencia del material semiconductor
son excitados a la banda de conducción.
Por lo tanto, cuando la luz que tiene suficiente energía incide
en el dispositivo, más y más electrones son excitados a la banda de conducción,
lo que resulta en un gran número de portadores de carga. El resultado de este
proceso es que cada vez más corriente comienza a fluir a través del dispositivo
cuando el circuito se cierra y por lo tanto se dice que la resistencia del
dispositivo ha disminuido. Este es el principio de funcionamiento más común del LDR.
Resumiendo, cuando el LDR recibe luz, su resistencia será baja, del
orden de algunos KΩ y cuando permanece a oscuras su resistencia será muy alta del
orden al algunos MΩ.
Hasta aquí ya tenemos la teoría, materiales y diagrama
de nuestro contador digital, primero vamos a ensamblarlo en una protoboard, después
que funciona lo pasaremos a una baquelita, vamos a necesitar una protoboad, ensamblamos
el LDR y el NE555, hasta aquí ya podemos hacer las pruebas de funcionamiento
del LDR, lo alimentamos con 5v, al momento de oscurecer el LDR,
el led debe de encender, y si recibe luz el LDR el led debe de apagarse,
todo depende de la luz donde nos encontremos haciendo las pruebas, la resistencia
que vamos a variar es la que sale del pin 2 del NE555, si hay poca luz
pueden cambiarlo por una de 2k , y si hay bastante iluminación pueden dejarlo
en 1k o bajarlo más, a continuación verán la primera etapa y funcionando.
Seguimos con el contador, ahora vamos a ensamblar el primer digito, para hacer pruebas con 1 solo display, les dejo unas fotos de cómo me quedo en la protoboard.
Luego terminamos de ensamblar todo el circuito,
hasta aquí ya debe de funcionar nuestro contador desde el 0 hasta el 99,
también pueden hacer de 3 dígitos a más, recuerden guiarse del diagrama y hacer
buenas conexiones para no tener problemas en le funcionamiento.
Después de que el circuito haya funcionado perfectamente,
ahora si vamos a pasarlo a una baquelita, para esto hay que diseñar las pistas,
en mi caso diseño con el programa Eagle, es un excelente programa apara diseñar
circuitos electrónicos, mas abajo les dejare el circuito PDF y el diseño en Eagle
en caso que quieran modificar las pistas.
Hasta aquí ya tenemos los circuitos en PDF, lo
vamos imprimir en papel couche, en una impresora a laser, también vamos a necesitar
una baquelita de 9.1cm X 6.6cm, y el grabado de la baquelita lo voy a
realizar con el método del planchado, les dejo un video donde les
explico paso a paso de cómo hacer el grabado de sus baquelitas.
Ahora si podemos ensamblar los componentes,
pero antes de soldar los componentes hay que soldar los puente o jumpers.
Y por último ensamblamos todos los componentes que
van a ir en la baquelita.
Si hasta aquí tienen alguna duda, en el siguiente video les explico paso a paso de cómo realizar el circuito contador digital, espere que les haya gustado este circuito, saludos.
Video:
Links
de descarga:
1.-Pistas
en PDF.
https://mega.nz/file/fQBzXSrK#ZMoLA3n0e1eozLewdNbkdDsUlq4UxJ5_QwtcAiCzXgw
2.-Diseño
en Eagle, en caso que quieran modificar las pistas.
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