Reloj Digital Discreto

Este reloj digital esta creado en base a circuitos lógicos, como contadores, decodificadores, compuertas y timers.
La base del circuito es el contador Up/Down 4510, este integrado cuenta del 0 al 9 con posibilidad de presetear el código que queremos, este integrado nos entrega el código BCD (binario codificado decimal) de cada numero. Luego de este codificador contador, necesitamos un decodificador que pase el binario a la 7 segmentos para poder activar los displays, en este caso utilizamos el 4511.
Para lograr que el contador de segundos se reinicie al llegar a 60, es decir después del 59 pase a 00, se utiliza una compuerta AND que lo que hace es buscar el binario 110 (numero 6) del segundo 4510, una vez que encuentra este valor reinicia el contador. Al mismo tiempo que se reinicia alimenta el clock del contador de minutos. (Este circuito es igual al de los segundos, ya que también cuenta hasta 60) luego de este aparece el contador de horas (12 horas), el cual también tiene una compuerta AND pero este espera el 1 y el 2 para formar el 12 que casualmente solo es 01 y 10 por ende con una compuerta AND de dos entradas nos alcanza.
Todo esto tiene que funcionar con un clock una señal de 1Hz o 1 segundo, la cual no esta creada muy eficiente mente ya que la base de tiempo la proporciona un 555, que en cálculos da un 1Hz pero como sabemos los componentes tienen otros factores que no son teóricos que hacen que esa frecuencia varie... Es posible hacerlo mas exacto utilizando un cristal de 32768kHz y de ahí empezar a dividir con preescaler hasta llegar a 1Hz.
Por ultimo para aprovechar las cuatro compuertas AND del integrado 4081 la ultima se utiliza como buffer para no sobrecargar el clock y alimentar 2 leds que podrían ir entre los displays de horas, minutos y segundos para marcar el segundero (HH:MM:SS).
El circuito como se ve es sencillo no requiere un nivel de conocimiento elevado y es de bajo costo ya que son integrados CMOS de uso general.
Las mejoras podrían ser principalmente agregarle una base de tiempo a cristal de cuarzo como explicaba antes 32768Hz, y otra mejora es la de agregarle pulsadores en los clock de minutos y horas, para poder setear o poner en hora al reloj, esto se puede hacer solo con pulsadores (mas alguna compuerta antirrepique Schmitt trigger) o bien con algun 555 que genere pulsos cada medio segundo o menos para que al mantener el pulsador apretado incremente el valor de puesta en hora.



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72 comentarios:

  1. DISCULPA EN VSS DEL 4510 Y 4511 A DONDE LOS CONECTO??? ADEMAS PORQUE NO ME FUNCIONA ESTE RELOJ LO ARME COMO ESTA EN EL DIAGRAMA PERO NO CUENTA

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  2. hola, deberia funcionarte, tienes razon en el diagrama no estan los pines de alimentacion, tanto los 4510 como los 4511 y los 4081 deben alimentarce, los VSS o VEE van a GND, y los VDD o VCC van a 5V.
    Saludos!!

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  3. Una consulta, el circuito lo realizaste físicamente, o lo virtualizaste con algún simulador.?

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  4. Hola, muy buen circuito!!! Yo necesitaría armar algo igual, pero que pudiera setear un tiempo x y ponerlo en regresiva. Será muy dificil implementarlo? Gracias, Washington

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  5. Hola como estas, no es difícil fijate que los contadores 4010 son up/down, osea el pin 10 decide si cuentan ascendente o descendente (depende de que lo pongas a +B o gnd), aparte el 4010 también cuenta con entradas de seteo, que están en 4bit, o bien podes setear asi como en este circuito acelerando la velocidad del clock o bien podes poner un clock de seteo para las horas otro para los minutos y otro para los segundos. es customizabe. Saludos

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  6. hola que tal, mire tu circuito y esta bien, nada mas tengo una duda de como conectaste el timer 555, es que en el vídeo que subiste no se mira muy bien, podrías ayudarme con eso por favor.

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    1. Hola perdon por la demora, el circuito timer con el 555 es la configuracion astable del 555, la funcion es generar un pulso cada un segundo.
      Saludos.

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  7. Hola, oyes si ocupo que en un momento dado se reinicie el reloj es deir que todos los diplays se pongan en 0 sea cual sea la cuenta que lleven, que arreglo le puedo hacer.
    Pense en los reset(el pin 9) pero no funcinan los arreglos que les hice pues se distorciona la cuenta.
    Me puedes dar alguna idea?

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    1. Hola, realmente tendrías que usar el MR (Master Reset) pin 9, ya que de esa forma es como funcionan los contadores, fijate por ejemplo el segundero, llega a 59, y cuando marca 60 0110 0000, una compuerta AND, pone a nivel bajo "0" los pines MR de ambos displays quedando asi en 0, lo que tenes que hacer para que se pongan en cero es poner esos pines a gnd., si querés para que no interfiera el fanIn y fanOut de las compuertas, podes poner un diodo de conmutación por ejemplo 1N4148, a la salida de cada AND, de esa forma no sobrecargas la lógica, pero de todas formas debería andar. Con distorsionar la cuenta que querés decir?. Saludos

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  8. Mmm quiza no me di a entender,
    Quiero saber que es necesario ajustar para que en un momento "X" tu presiones un push button y se reinice el contador, a ceros.
    Se cual se la hora que este marcando y se reinien todos no solo el segundero.
    entiendo que si mandas los pines 1 y 5 a un dipswitch, al momento de utilizarlo lo unico que haras es detener el reloj en la cuenta que lleven los displays.

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    1. Olvidemosnos por un segundo que es un reloj, estos son 3 contadores independientes de 0 a 99, los mismos contaran de 0 a 99 en función del clock a su entrada como cualquier contador, tienen un pin de reset el cual pone los dígitos a 00 en cualquier momento de la cuenta, en este circuito ese pin se activa solo cuando el numero llega a 60, ya que no nos interesa contar mas de ahí en un reloj, pero cuando llega al 60 0110, la compuerta AND encuentra ese valor y automáticamente reinicia el contador llevándolo a 00, si vos querés poner un reset externo como para que el contador cuente y cuando vos decidas ponerlo en cero, solo tenes que unir las salidas de las AND (mediante diodos para que sigan trabajando independientemente) y listo, por ejemplo tendrás 09:10:23 y luego de activar (mediante diodos) los reset, tendrás 00:00:00. Eso es lo que necesitas?
      Saludos.

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  9. Si
    Muchas gracias!
    Oyes no tienes un correo para tener mas contacto ?

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    1. Hola, esta publicado aca en la solapa "ACERCA DE", o sino podes buscar el grupo en FACEBOOK y ahi tambien tenes muchas personas para consultar y eso.
      https://www.facebook.com/groups/electgpl

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  10. disculpe los display utilizados en el reloj son anodo comun o catodo comun ,los circuitos como 4510 y 4511 tienen que ser HD o NS

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  11. Hola, los display son Cátodo Común, y los integrados pueden ser HD, NS, o la integración que quieras, da igual para este proyecto. Saludos.

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  12. Y la pregunta es ¿como se va poner a la hora exacta? tengo un diseño de un reloj digital con solo 5 chip, y funciona de maravilla.

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    1. Hola, este proyecto es con fines educativos, la idea es demostrar por medio de codificadores, decodificadores, contador, timer y compuertas el funcionamiento de un reloj simple con limite de cuenta en función del reinicio por compuerta. Esta claro que existen otros relojes mas simples o mas complejos, la electrónica no esta definida por un circuito único para cada aplicación, por suerte nos permite llegar al mismo circuito mediante muchas formas diferentes. Ya que lo mencionas es posible realizar este reloj en función a un contador up/down con salida directa a display de 7 segmentos como el 4026, 4033, 40110, etc... y reiniciando su cuenta mediante diodos de conmutación (de la misma forma que en este reloj se usaron compuertas, es posible usar diodos y realizar la lógica correspondiente) y asi reducir a un solo integrado por display. Con respecto a la perdida de dinero inútil, yo no lo creo así, ya que depende del nivel del desarrollador, tal vez para alguien experimentado sea inútil utilizar tantos integrados, pero tampoco es muy óptima la idea de utilizar 5 circuitos integrados, ya que por menos dinero se puede realizar el reloj en base a un microcontrolador y de esta forma ahorramos mas dinero y mucho mas espacio.
      Saludos.

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  13. Acabo de contar los chip de este proyecto y tiene 14 chip.. esto es una perdida de dinero inutil, les muestro mi proyecto con solo 5 chips. cesarvirgo_1@hotmail.com

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    1. Hola, este proyecto es con fines educativos, la idea es demostrar por medio de codificadores, decodificadores, contador, timer y compuertas el funcionamiento de un reloj simple con limite de cuenta en función del reinicio por compuerta. Esta claro que existen otros relojes mas simples o mas complejos, la electrónica no esta definida por un circuito único para cada aplicación, por suerte nos permite llegar al mismo circuito mediante muchas formas diferentes. Ya que lo mencionas es posible realizar este reloj en función a un contador up/down con salida directa a display de 7 segmentos como el 4026, 4033, 40110, etc... y reiniciando su cuenta mediante diodos de conmutación (de la misma forma que en este reloj se usaron compuertas, es posible usar diodos y realizar la lógica correspondiente) y asi reducir a un solo integrado por display. Con respecto a la perdida de dinero inútil, yo no lo creo así, ya que depende del nivel del desarrollador, tal vez para alguien experimentado sea inútil utilizar tantos integrados, pero tampoco es muy óptima la idea de utilizar 5 circuitos integrados, ya que por menos dinero se puede realizar el reloj en base a un microcontrolador y de esta forma ahorramos mas dinero y mucho mas espacio.
      Saludos.

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  14. Excelente circuito, sabes estaba buscando un circuito asi, soy un aficionado a la electronica no tengo grandes conocimientos de electronica, pero los que he encontrado solo poseen integrados TTL tu circuito me gusto mucho lo realice y consultando otros circuitos hice un hermoso reloj decorativo para mi casa lo mismo que se visualiza en los dispays lo adapte para que se visualice en led dandole un decorado al circuito bastante llamativo algo redundante pero llamativo. GRACIAS por el apoyo la comunidad eletronica sobre todo a los aficionados como yo.

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    1. Hola como estas?, me alegra que te sirva el circuito, Es un poco la idea del blog, la de compartir con la gente los circuitos y experiencias adquiridas!
      Me alegra que te funcione bien y cumpla tus expectativas!
      Saludos.!

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  15. hola oye que capacitor electrolítico y cerámico usaste ?? como los buscaste en Proteus, con que matricula ? pliss ayuda

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  16. Hola, use 10uF para el electrolitico (GENELECT10U16V) y 100nF para el Ceramico (DISC100N50V).
    Saludos!

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  17. q otro display puede ir para que pasarlo al ares porque con el que esta en el diagrama no se puede en ares

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    1. El Package del display depende de la version de Ares que manejes, Es el gran problema del Proteus, que no provee de una cantidad descente de packages... Podes usar conectores SIL de 5 terminales, (dos por display) medir con la cuadricula la distancia y situarlos donde estarian los pines de los displays. Lamentablemente el Ares no es muy eficiente para crear PCB's. Saludos.

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  18. Hola, hice una emulación en proteos, tal cual como viene en el diagrama, exceptuando que le puse, una batería de 9v y la regulé con la 7805, y puse en paralelo dos segunderos. El fallo que tiene es que va muy rápido, y no tiene botones para configurar la hora, los minutos y si acaso los segundos. Aquí esta el diagrama con las pequeñísimas modificaciones que le hice: http://zooimg.com/uploads/1396360686.pdf

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    1. Hola, es correcto no posee configuracion horaria, eso es algo que no estaba en el circuito porque fue creado como un reloj en tiempo real, es decir para macar un lapso, no como reloj de pared, pero de todas formas si queres incluirlo tenes que agregar un pulsador en la entrada de CLK de el 4510 que queres que incremente de forma manual. En realidad por temas de ruido y demas, yo agregaria un pulsador con una compuerta schmitt trigger para que no genere disparos erraticos por culpa del repique del pulsador y demas. En cuanto a la velocidad, fijate que tenes el 555 con R1=8k2, R2=68k y C=100nF, eso si lo procesas en la formula de la configuracion Astable f=1.44/[(R1+2*R2)*C]=1.44/[(8200+2*68000)*0.0000001]=99.8Hz~100Hz, por eso lo ves muy rapido, tendrias que recalcular en la formula para encontrar valores que te proporcionen 1Hz, por ejemplo aumentar el valor del capacitor a 10uF.
      Saludos.

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  19. amigo podrías colaborarme dándome la lista de los materiales necesarios para armar este cronometro? no soy estudiante de electrónica ni nada que se le parezca pero tengo una materia que es circuitos digitales y no tengo ni idea jeje, agradezco tu colaboracion

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    1. Hola, esta es la lista de todos los componentes que se encuentran en el diagrama.
      06 x Display 7 segmentos Cátodo Común
      02 x Leds
      06 x 4511
      06 x 4510
      01 x 4081
      01 x 555
      01 x Capacitor 10uF / 16V
      01 x Capacitor 100nF Cerámico
      01 x Resistencia 68k 1/4W
      01 x Resistencia 8k2 1/4W
      02 x Resistencia 330R 1/4W
      Saludos!

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  20. disculpa mi ignorancia...pero soy nuevo en esto y estoy cimulando este reloj en circuit maker y no tengo idea de q son las flechitas q vas asia arriva en la imagen y la bateria donde se colocaria q no la veo en la imagen... gracias

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    1. Hola, las flechas hacia arriba son la referencia a la tensión positiva, es decir, si conectas la batería, ese seria el terminal positivo.
      Saludos.

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  21. Holaaa me salvas la vida con este circuito . Una consulta como hago para que desienda y asienda, pase de dos en dos y variar la velocidad, para pararlo cuando yo quiera y resetiarlo . Vi en otro circuito que las canexiones de 4511 a los displey estan conectados con resistenciaa para que es eso?

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    1. Hola, para variarle la velocidad solo tenes que modificar el conjunto RC del 555 para obtener una mayor o menor frecuencia, o con un potenciometro, si queres que sea mas exacto podes usar un oscilador a base de cristal, y usar algun integrado divisor por n veces y de ahi haces multiplos. Para frenarlo tenes que usar las habilitaciones, para que retroseda tenes un pin que depende si lo pones a Vdd o Vss sera Up/Down, que vaya de 2 en 2 ya es un tema mas complicado con este circuito, todo el resto se puede con este mismo circuito.

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  22. El pote de cuanto tiene que ser . Perdoba mi ignorancia

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    1. Hola, tene en cuenta que para obtener 1Hz esta funcionando con una resistencia de 68k, si queres mayor frecuencia tenes que reducir ese valor y si queres menor frecuencia tenes que aumentar ese valor, por ejemplo con un potenciometro de 100k podrias ver como la frecuencia aumenta y disminuye.
      Saludos.

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  23. Cunsulta, arme este circuito y no cuenta, osea me marca los ceros nada mas . Que estoy haciendo mal? O que tengo que hacer para que empieza a contar

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    1. tendrias que asegurarte primero que nada que el 555 este oscilando (generando 1Hz a la salida (pata 3)).
      Si es correcto fijate si estan bien los reset de los 4510, ya que si estan mal o no estan conectados va a quedar reiniciado en 0.

      Saludos.

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  24. No anda !! Jajaja sos de capital? Por que si podes nos podenos juntar y me das una mano, seria de mucha ayuda. Seria una clase particular paga . Te dejo mi mail lucasmambrin@hotmail.com . Saludos y desde ya muchas gracias

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    1. Hola, por el momento estoy con algunos temas universitarios y laborales, no creo poder juntarme, pero puedo asistirte por aqui o por el correo.
      El circuito esta funcionando y lo han desarrollado en una escuela secundaria como proyecto final de digitales sin problemas, debe haber un probelma en la conexion. Como te decia en el mail, tendria que ver el circuito como lo realizaste, o bien lo que le digo a todo el mundo, realizar el circuito de a poco por partes, es decir, primero realiza solo un conjuntio 4510+4511 y asegurate de que funciona bien y no te falta nada, una vez esto procedes a armar el resto.
      Saludos.

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  25. Ok se ke cuenta 12 horas siendo haci ahora viene mi inkietud por ejemplo supongamos ke el reloj llego a doce horas si yo ponerle el pulsador en las horas y en minutos ¿puedo yo con el pulsador cambiarlo a la hora ke yo kiera ke este por ejemplo 07:00:00 o en los minutos ke yo kiera ke este, 00:05:00 se puede

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    1. Hola, si se puede, tendrias que agregarle un pulsador con su resistencia de polarizacion (pull-Down) al pin de clock del 4510 que maneje el digito que queres, con eso podes manipular a mano cada digito.
      Saludos!

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  26. Buenas tardes amigo, yo monte el reloj de este diagrama y no me cuenta los displays se quedan pegados y cuando logro hacer que cuenten lo hace en reverso cuenta 57,5655,54, y se queza pegado en 88, yo lo estoy montando igual solo que no tengo el 4081 sino el 7408, otra cosa que cambios puedo hacerle al circuito para que me cuente solo horas y minutos.
    Agradeceria su pronta respuesta

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    1. Hola, tendrías que revisar que el/los pin U/D del 4510 estén a positivo ya que sino contara descendente, Trata de probar un solo 4510 con su 4511 y display por separado para asegurarte de que la configuración del 4510 es correcta. En cuanto a cambiar el 4081 por el 7408, solo cambias de tecnología por lo que tendrías que hacer andar todo a 5V. Si queres usar solo HH:MM tenes que eliminar el grupo segundero (la compuerta AND, los dos 4510 y los dos 4511 con sus displays) tene en cuenta que el clock que ingreses tendrá que tener un periodo de 1 minuto, por lo que tenes que cambiar los componentes (RC) del 555 para que sea 60 veces mas lento. o bien dejar el segundero y poner el medio un divisor de frecuencia.
      Saludos.

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  27. Buenas tardes, gracias por su pronta respuesta.
    Ahora pruebo poniendo los u
    /d a 5v, disculpa, es vital poner la and a la salida del 555 con esos leds o puedo omitir eso?

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    1. Por nada!, El pin U/D si se encuentra a (+) contara ascendente, si se encuentra a (-) contara descendente.
      No es necesario poner esa AND con los leds. Lo que sucede es que se suelen utilizar todas las compuertas de un integrado (aunque no sean necesarias) solo para reducir el ruido. Pero podes poner ambas entradas a GND (Solo las entradas) de la compuerta que no uses.
      Saludos.

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  28. Buenas noches, ¿hay que poner los pines 3 y 4 del 4511 a (+)?

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    1. Hola, si es correcto, fíjate en el diagrama que todos los pines 3 y 4 de todos los 4511 están unidos y conectados a (+).
      Saludos.

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  29. Buenas noches, monte el segundero pero se salta del 39 al 00 y vuelve a empezar a contar hasta el 39 y se reinicia.
    Alguna idea de porque pasa esto?

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    1. Hola, sacaste el segundero del circuito o montaste un sengundero en otro lado para corroborar el funcionamiento., lo que hace que el contador llegue hasta el 59 y luego pase a 00 es la compuerta AND, que toma de las cuatro salidas del 4510 (Q1,Q2,Q3,Q4) toma Q2,Q3, osea cuando el valor que aparece en la salida del contador es 0110=6 la lógica AND es verdadera y reinicia el contador llevandolo a 0, por esto no vemos el numero 60, sino que vemos hasta el 59., Fijate de tener conectada la AND en Q2 y Q3, ya que si la tomas en Q3 y Q4 estarías tomando este valor 0011=3, entonces te contara hasta 39.
      Saludos.

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  30. como le hago para que llegue la hora llegue al 12 y despues inicie en 01.

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    1. Buen día, el reloj cuenta hasta 11:59:59 y luego pasa a 00:00:00.
      Saludos!

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  31. La resristencia R1 de que valor es ?, esque dice 8K2

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    1. Hola, R1 es de 8200 Ohms o 8,2k o 8k2, son diferentes formas de escribirlo.
      Saludos.

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  32. Valga la redundancia discretamente opinando creo que a estas altura es una forma brutal de complicarse la vida, en mi humilde opinión un simple pic con cristal de cuarzo de 32.768Khz acompañado de un lcd haría este circuito más simple y más preciso y lo mejor de todo que ahorraría horas de vuestro tiempo libre

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    1. Hola, como estas?, es correcto lo que mencionas, de echo tengo un post de un reloj con alarma y LCD en el blog, pero este reloj esta pensado para aprender el funcionamiento básico desde la electrónica digital discreta, de echo me lo han pedido profesores de enseñanza media para la materia técnicas digitales, donde enseña lógica combinacional y secuencial de forma discreta.
      Saludos!

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  33. sebastian, que pines de los 4511 y los 4510 van a positivo y cuales a tierra, al igual con los displays, muy urgente gracias

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    1. Buen día, es verdad no están en el diagrama, lo que sucede que en simulación no las muestra, pero los pines de alimentación son 16-Vdd y 8-Gnd para los dos integrados lo mismo. La alimentación va de 3 a 15V por ser CMOS. pero no para el 555 y demás. Probalo hasta 9V por seguridad.
      Saludos.

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    2. esque ya lo tengo todo conectado y no pasa nada, tienen que estar en ceros todos los displays ? como lo hago funcionar, de antemano gracias

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    3. Los display son ánodo o cátodo común?, siempre te conviene probar por secciones antes de montar todo, osea, probar un display con su decodificador, ver que funcione, despues agregarle el codificador, etc.. porque es un circuito grande y pueden haber problemas en la construcción, el circuito funciona porque lo han armado chicos de un secundario sin problemas. Pero puede que tengas equivocado los displays tal vez. o algún falso contacto.
      Saludos.

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  34. hola amigo me encanta tu contador, ahora como puedo hacer para que este reloj cuente regresivamente y que este cuando llegue a cero me active un rele y se reinicie automaticamente es decir se coloque en diez minutos o en los minutos que se hallan colocado en el marcador

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    1. osea si se cuenta regresivamente que marque o comience desde 60 segundos

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    2. Hola! tengo un proyecto que hice para un amigo de un tablero de basquet basado en este reloj pero con algunas modificaciones, tal vez te sirva.
      https://sites.google.com/site/electgpl/storage/TimerBasquet.7z?attredirects=0&d=1
      Saludos!

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  35. Que tal,saludos.

    Una pregunta, si quiero implementar alarma a este circuito que debo hacer?

    Saludos.

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    1. Hola, tendrias que implementar un comparador binario para que cuando el valor binario seteado (alarma) sea igual al valor leido (la hora en ese momento) se active alguna alerta en el comparador que te dispare una alarma. Por ejemplo con un 4063 podes comparar 4 bit del reloj con 4 bit de la alarma., posiblemente tengas que usar mas, si queres comparar minutos tambien.
      Saludos

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  36. Hola, armé este circuito en el Livewire, así como se ve en el diagrama, pero arranca en 10:10:10 y cuenta hasta 99(!), solo para volver a contar, pero esta vez desde 10:10:00. Me podrías ayudar a armar este reloj para que sea de 24 horas. O podrías facilitarme otro diagrama, porfa puedes responder antes de esta semana, saludos

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  37. el video de Youtube, no funca, porque cuenta hasta 99 cuando los relojes cuentan hasta 59

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    1. Hola, recien lo probe de nuevo y anda bien, cuenta hasta 59, sin problemas y no aparece en 10.
      No te puedo garantizar que la simulacion funcione el LiveWire, proque no lo uso, lo he probado en Proteus.
      https://sites.google.com/site/electgpl/storage/Reloj%20Digital%20Discreto.DSN?attredirects=0&d=1

      Saludos.

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  38. OK capo, no hay drama, probaré con el Proteus
    Saludos

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  39. Amigo armé la simulación del Proteus que me pasaste con el livewire, pero sigue arrancando en 10:10:10, esta vez si cuenta hasta 59 y pasa a 10:11:00. La verdad no se que pasa, lo revisé y todo. Aclaro que instalé Proteus 7 y 8 pero ninguno queria reproducir el Reloj del link, por eso hice la simulación en el livewire. Tienes correo?

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    1. Hola, me resulta raro que no te funcione, pero tal vez sea algun raye de la version del proteus, yo tengo el 7.7 aca instalado.
      En cuanto al otro simulador no sabria decirte, ya que hay comportamientos "logicos" que se suelen simular o no, de diferente manera segun el simulador.

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  40. me pasas el link del video?

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