Cómo construir el Reloj Digital

Hoy les mostrare como construir este reloj digital sobre una Protobard esto a petición de un Usuario, en cuanto yo realice el circuito impreso en placa fenólica lo posteo para darles mas información sobre la construcción del mismo.

Bueno empezaremos con algo de teoría, el cerebro de este reloj es gracias a un micro-controlador con numero de Serie o Parte 16F84A, el cual consta de 2 Puertos de Entrada-Salida (I/O); el Puerto A (PORTA) y el Puerto B (PORTB), los cuales constan de 5 y 8 I/O s. Estos se nombran RA0, RA1,..., RA4 para el Puerto A, y RB10 RB1,..., RB6, RB7, para el Puerto B. Consta de un MCLR (MemoryClear) o comúnmente llamado RESET, con el cual podemos reiniciar el programa ejecutado, regresando al punto inicio del programa que se ejecuta, es decir, si al ejecutarse prende un led en RA1 y RA2, al activar el MCLR el programa regresara l punto incio y encenderá un led en RA1 y RA2. Contamos con otros dos pines mas los cuales son con los que se determina la frecuencia de oscilación del dispositivo el cual se encuentra en el orden de los MHz (MegaHerzios), son dos pines en los que se coloca algún cristal de oscilación e incluso un sistema de oscilación RC (Resistencia-Condensador) estos dos pines se llaman OSC1 y OSC2.

Ahora veremos el diagrama esquemático:

Sabemos que contamos con componentes pasivos como son Resistencias, Condensadores y Transistores; y componentes activos como lo son el Display y el uC.

Para empezar debemos conocer que el Circuito Integrado "CI" es de tipo uControlador por lo que hay que saber que este tipo de integrados se les debe cargar un programa o "software", para ejecutar, para esto necesitamos un Código Fuente del Programa a ejecutar o el archivo hexadecimal con formato *.hex, este es el archivo que necesitamos para cargarle al integrado el cual lo realizaremos con un quemador para PICs, si necesitas información sobre el quemador de PICs sigue este enlace.

Pasando de la Programación del IC seguiremos con los componentes necesarios para el funcionamiento del mismo, como ya decimos este IC necesita una frecuencia de oscilación la cual la obtendremos con el Cristal de 4 MHz (X1), y sus dos condensadores de descarga C1 y C2 de 22pF.

Entonces comenzamos con el circuito complementario del IC que es el RESET (1a Imágen), este lleva una polarización a tipo PULL UP(2a Imágen Resistencia color aguamarina), lo que significa que el pin a donde será conectado llevara una resistencia de polarización desde el polo positivo (+) y para accionar el RESET colocaremos un switch en donde el pin correspondiente se conectará a uno de los pines del switch (Cable Amarillo) o pulsador y el otro a tierra (GND Cable Blanco) . En la Imágen se observa un puente morado a positvo es el pin numero 14 que es Vdd y en el Pin número 5 tiene un puente a tierra que es el Vss. Como en la 2a Figura del Post.

NOTA: Recuerden que el uso del nombre GND se refiere a tierra y no al polo negativo y no hay que confundirlo en circuitos en donde se ocupen fuentes simétricas ya que esto provocaría un corto-circuito como por ejemplo una fuente de 12 Voltios Simétricos la Tierra o GND son 0 Voltios y si se mide con el polo positivo con respecto a tierra habrán +12 Voltios +/- 10% y el polo negativo con respecto a tierra habrán -12 Voltios +/-10%, tengan en cuenta que la frase "Respecto a Tierra", es tener la punta Negativa del Multímetro en Tierra. Asi que tierra significa que son 0 VOLTIOS.

Ahora para continuar iremos con la conexión de los botones de configuración y sus respectivas resistencias, utilizando el diagrama original:

Podemos observar que el sw1 que son los segundos lo tenemos que conectar al Puerto RB1, en esta ocasión los tenemos que colocar en modo PULL DOWN, lo que significa que lo conectaremos a una resistencia y esta ira a tierra, como se observa en el diagrama hay resistencias de 820 ohmios en serie con un pulsador y en serie con una resistencia de 10K ohmios (10,000 ohmios), y entre el pulsador y la resistencia de 10K lo conectaremos al pin RB1, y repetiremos este mismo proceso para el sw2 a RB2 y el sw3 a RB3.

Terminado esto ahora solo nos falta hacer la conexión del display que es de las partes mas complicadas pero no imposibles. Como podemos darnos cuenta el Pin RB1, RB2 y RB3 se comparten con lo que hicimos anteriormente, esto se logra a partir de declarar en nuestro programa que estos pines en cualquier momento pueden usarse como entrada o como salida. Asi que primero debemos saber que display ocupar, en mi caso ocupe un display multiplexado de 4 digitos de Cátodo Común, pero se pueden utilizar los Display's sencillos de un solo dígito y multiplexarlos manualmente, y se realiza el mismo método.

                                               

El multiplexado consiste en unir todas las A de los displays, todas las B, todas las C, etc.

Se puede notar la diferencia entre los colores los cables blancos indican los cátodos comunes los cuales veremos a continuación hacia donde se dirigen  y los cables amarillos nos indican cada uno de los segmentos en este orden:

 RB0 ...... dp

RB1 ....... A

RB2 ....... B

RB3 ....... C

RB4 ....... D

RB5 ....... E

RB6 ....... F

RB7 ....... G

Se puede notar que en donde esta el numero 20 es RA0 y continúa a todo el alrededor en forma de U y son 4 resistencias a cada lado.

Ahora la conexión de los cátodos comunes del display van de la siguiente manera:

RA0 ....... CAT 1 .... PIN 17   VERDE IZQ

RA1 ....... CAT 2 .... PIN 18   BLANCO

RA2 ....... CAT 3 .... PIN 01   AZUL

RA3 ....... CAT 4 .... PIN 02   VERDE DER

RA4 ......... GND .... PIN 03

El verde Der. y verde Izq. son los del lado de los cables al display

Hay que recordar que los integrados tienen una muesca o "media luna" en uno de los extremos, cuando esta muesca la vemos en la parte de arriba, ademas se encuentra un circulo que es tangible el cual nos indica el primer pin, que es el que tenemos a la izquierda y siempre será el pin número 1, y se leerá en forma de una "U" empezando de izquierda hacia abajo y al llegar al ultimo de la izquierda se pasa al ultimo de la derecha y se lee hacia arriba, todo esto como ya habiamos dicho en forma de una "U".

Da clic aquí para ver el PDF del datasheet del dispositivo utilizado; mas adelante posteare la forma de conexión, multiplexado, y datasheet para utilizarlo con displays sencillos.





Archivos de Proteus 8.1 del Reloj contiene el archivo *.pdsprj en el cual se encuentra el isis, el ares y la visualización 3D, además el archivo *.hex para el PIC16F84A listo para grabarlo en él.

Archivos del Reloj Proteus 8.1

Para descargar Proteus 8.1 de clic aquí.