Relógio digital usando 4026 e 4060: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Neste verão, fiz um curso chamado "Eletrônica Digital" na minha faculdade. Aprendi sobre flip-flops, contadores e muito mais. Então achei que seria ótimo se eu fizesse um projeto relacionado à eletrônica digital e a partir daí o projeto do relógio digital começasse. O projeto levou cerca de 2 semanas para ser concluído. Comecei com ICs TTL e fiz um diagrama de blocos mostrado abaixo, mas surgiu o problema com este projeto, como você pode ver no diagrama de blocos, ele usa muitos ICs tornando o projeto muito caro e teria consumido muita energia e a bateria consumiria bastante cedo. Usando este design, você precisa de pelo menos 3 ou 4 placas de ensaio, o que garante que você consuma muito espaço.

Se alguém ainda quiser fazer este projeto usando CIs TTL, eu carreguei os esquemas dos minutos e ponteiro dos segundos do relógio usando CIs 7490 e 7492.

Agora eu precisava usar alguma outra opção, então fiz o relógio usando CMOS muito famoso 4026 IC.

Etapa 1: Especificações

1. O relógio deve ter exibição de horas, minutos e segundos.
2. O relógio deve funcionar com bateria.
3. Deve ser eficiente em termos de energia.
4. Deve ter o modo de configuração de tempo.
5. As peças devem estar facilmente disponíveis.
6. Deve consumir menos espaço.

Etapa 2: peças necessárias

1. CD4026B IC * 6
2. CD4013 IC * 2
3. CD4060 IC * 1
4. CD4001 IC * 1
5. Led de 7 segmentos de cátodo comum * 6
6. oscilador de cristal de frequência 32, 768 Hz
7. Resistor - 100k, 10k * 2, 1k * 1, 470k * 1, 1M * 1
8. capacitor - 0,01 uf, 22pf * 2
9. botão * 2
10. bateria 9v
11. MOSFET 2N7000

Etapa 3: Descrição do circuito

Eu carreguei o esquema do relógio e agora irei explicar o que cada parte deste relógio faz.

1. 4060 IC - Este IC consiste em 14 flip-flops mestre-escravo e um oscilador com uma frequência que é controlada por um cristal ou por um circuito RC conectado externamente. A saída de cada flip-flop alimenta o próximo e a frequência em cada saída é a metade da anterior. O estado do contador avança na borda negativa do Osc In. O Reset ativo-alto é assíncrono e desabilita o oscilador para permitir um consumo de energia muito baixo durante a operação stand-by. O circuito do temporizador é construído em torno do CD4060, que é um contador binário de transporte de ondulação de 14 estágios, divisor e um oscilador. Seu oscilador embutido é a principal característica deste IC, por isso pode ser usado em inúmeras aplicações, como pisca-pisca, gerador de relógio em circuitos de temporizador. A imagem abaixo mostra o layout do pino do IC:

O circuito 4060 (IO1) divide a frequência do cristal de 32.768 Hz usando um prescaler binário de 14 estágios até a frequência de 2 Hz. Esta frequência de 2 Hz é alimentada ao pino 1 do clock do 4026 IC.

As duas chaves são usadas para definir o tempo e é obtido usando 4060 pinos, aumentando a frequência que está sendo alimentada para 4026 IC.

A primeira chave que possui frequência mais baixa das duas é usada para acertar os minutos no relógio.

A segunda chave de maior frequência é usada para acertar as horas do relógio.

2. CD4026B - Este IC tem quatro usos no circuito

I) É usado para fornecer relógio ao circuito.

2) É usado como decodificador pois possui saídas diretas para display de 7 segmentos. Ao contrário dos contadores BCD convencionais, eles não precisam de um decodificador de BCD para 7 segmentos

3) É usado como divisor de frequência.

4) Eles também têm uma saída adicional como "segmento C ungated" e "Carry Out" que é muito útil para fazer relógios

NOTA - Este IC tem saídas altas ativas para que possa acionar apenas LEDs de sete segmentos de cátodo comum, portanto, certifique-se de usar o mesmo.

O sinal de 2 Hz entra em sua entrada CLK (pino 1) por meio de R3, R4, R5. O ciclo de contagem 10 é reduzido para 2 usando a entrada de reinicialização (pino 15). Como não tem saídas BCD, conectamos a entrada de reset à saída do segmento g. O segmento g não está ativo para os dígitos 0 e 1, mas está ativo (alto) para o dígito 2. Portanto, quando o contador atinge o estado 2, ele quase imediatamente reinicia e entra no estado 0. Assim, apenas os dígitos 0 e 1 alterna com uma frequência.

SEGMENTO C UNGADO - Este pino, quando dado como o relógio, divide a frequência interna por 10.

CARRY OUT - Este pino também faz o mesmo.

A única diferença entre eles pode ser feita visualizando o diagrama de tempo que eu carreguei.

4013 IC - Este IC é usado para redefinir os circuitos de segundos e minutos virtualmente idênticos. Ambos usam 1/2 de um 4013 para criar um pulso de reinicialização quando as dezenas de unidades chegam a seis. Isso é realizado quando o pino "Carry Out" no contador de dezenas de unidades (4026) aumenta com a contagem "5" seguida de "Clock In" aumentando na contagem "6". Isso alterna a saída "Q não" do 4013, que então zera o 4026. Ele então conta de 0 a 5. Os contadores de unidades são divididos em linha reta por dez ou dez contadores.

Etapa 4: Esta etapa é uma continuação da anterior

4013 - Este IC é usado duas vezes no circuito -

1) Este IC é usado com ponteiros de segundos e minutos do relógio, que são praticamente idênticos. ambos usam 1/2 de um 4013 para criar um pulso de reinicialização quando as dezenas de unidades chegam a seis. Isso é realizado quando o pino "Carry Out" no contador de dezenas de unidades (4026) aumenta com a contagem "5" seguida de "Clock In" aumentando na contagem "6". Isso alterna a saída "Q não" do 4013, que então zera o 4026. Ele então conta de 0 a 5. Os contadores de unidades são divididos em linha reta por dez ou dez contadores.

2) Para fornecer o formato de 12 horas, um 4013 conta dezenas de horas, além de trabalhar com o 4001 para zerar e, em seguida, inserir uma contagem extra nas unidades de horas quando as 13 horas forem atingidas. Isso faz com que conte de 1 a 12 horas. Parte disso é realizado utilizando uma saída especial no 4026, o segmento "c", que está disponível independentemente do estado ED. Esta saída "c" é baixa apenas quando a contagem está em "2" e aumenta na contagem "3". É assim que a contagem de horas de "13" é detectada.

4001 - Este IC é usado em conjunto com 4026 e 4013 para a contagem de dezenas de ponteiros de horas do relógio e para redefinir a contagem de unidades do ponteiro de horas do relógio para 1 em vez de 0.

MOSFET 2N7000- Este mosfet é usado como um interruptor para ligar os últimos sete LEDs de segmento quando o relógio atinge a hora de 9:59:59

Etapa 5: algumas fotos do projeto

Espero que você tenha gostado do projeto. Também carreguei o vídeo. Se você tiver algum sobre este projeto, por favor coloque nos comentários abaixo. Terei muito prazer em responder.