Reloj digital para casa o coche

Este circuito está basado en un proyecto de Arizona Microchip Inc, el inventor y dueño del

PIC, al cual sólo se le ha hecho una leve modificación que mas adentrada la nota será

explicada. Originariamente fue diseñado como nota de aplicación para explicar la forma de

multiplexar displays y teclas con las mismas líneas. Adicionalmente se pretendía explicar el

desarrollo de un RTC ó reloj de tiempo real. Para quienes lo deseen (es de recomendar)

pueden consultar la nota de aplicación AN590 en la web de Microchip.

Como se aprecia en el circuito el micro genera los dígitos sobre los displays directamente

sin el uso de decodificadores como el 9368 y tantos otros. De esta forma, si bien se

emplean mas líneas entre el chip y los segmentos, se reduce la cantidad de componentes

electrónicos necesarios logrando así reducir el espacio requerido. Dos pulsadores permiten

ajustar la hora al momento de conectar el circuito y uno exhibe el segundero sobre los

últimos dos displays (los que normalmente muestran los minutos) mientras permanezca

presionado. El uso de cada uno es el siguiente. El pulsador A (conectado a Rb1) muestra el

segundero en tanto permanezca presionado. El pulsador B (conectado a Rb2) avanza

rápidamente los minutos. El pulsador C (conectado a Rb3) avanza rápidamente las horas.

Podría agregarse un cuarto pulsador el cual haría las veces de reset (vuelta a cero) que en

la mayoría de los relojes de automóvil se encuentra. Incluso en el diseño original de

Microchip ese pulsador estaba colocado. De querer hacerlo, bastará con conectar un

pulsador entre el terminal MCLR del micro y masa. Nosotros decidimos no colocarlo para

simplificar el diseño.

Para hacerlo fácil de entender daremos una explicación rápida de este proyecto. Cada

transistor trabaja en corte/saturación, comportándose como una llave electrónica. Cuando

recibe tensión en su base deja conducir la corriente de colector a emisor. Entonces el

display gobernado por él se iluminará de acuerdo a los pines Rb0 a Rb7 del micro. Según

cuales de estas líneas presenten tensión y cuales no será el número que se forme sobre

ese indicador. Al hacer conmutar secuencialmente los transistores y a alta velocidad

parece, al ojo humano, que todos los displays se iluminasen a la vez. Este mismo efecto es

el que aprovecha la TV para mostrar imágenes en movimiento, sólo que en esos aparatos

el barrido no es solo horizontal sino que también es vertical. Volviendo a nuestro proyecto.

Configurando las líneas Rb1, Rb2 y Rb3 como entradas y desactivando los cuatro

transistores se logra censar el estado de los pulsadores de control. Dado que ningún

transistor está en conducción el estado de los pulsadores no afectará a los displays. De

todas formas, si se presiona un pulsador mientras se están barriendo los displays el uno

lógico generado no alcanza a tener corriente suficiente como para encender los LEDs ya

que se encuentra limitado por resistencias de 820 ohms. El relé (cuya bobina es de 12v)

controla el encendido de los displays cortando la masa común. Esto se hace para poder

hacer un sistema de respaldo que mantenga alimentado el micro por medio de una batería

para cuando la alimentación de la red eléctrica falle.

Observando la fuente se comprenderá mejor el funcionamiento de este sistema. Por un lado

la corriente alterna de 220v (o la que haya en su red domiciliar) es aislada y reducida en

tensión por el transformador, cuyo secundario es de 9V por 300mA. La alterna resultante es

rectificada por el puente de diodos y filtrada inicialmente por el capacitor de 2200μF. Entre

sus bornes hay 12V aproximados de continua, los cuales se emplean para manejar la

bobina del relé. Los dos diodos 1N4004 hacen que, por un lado, la batería no active el relé

(evitando que los displays se iluminen sin tensión de red) y, por el otro lado, que la batería

no se sobrecargue con la tensión proporcionada por la fuente. El 7805 es un regulador de

tensión positivo que estabiliza la tensión en su salida a 5V y los capacitores eliminan el

rizado posible

La importancia de apagar los displays cuando la alimentación principal falla radica en el

consumo de estos. Si bien se podrían dejar encendidos, el requerimiento de corriente haría

que la batería se agote en un par de desconexiones. En cambio, al permanecer apagados

la batería puede mantener funcionando el micro por mas de seis meses sin tensión de red.

Si le interesa de todas formas que los displays se iluminen sin tensión de red, quite el relé y

puentee los contactos de su llave. Calculamos que el funcionamiento con batería y displays,

en forma continua, puede ser de hasta 24 horas, dependiendo del estado de carga de la bateria.