Proyecto contador de 00 a 99 con sonido acustico

CONTRUCCION, MEJORA Y DOCUMENTACION DE UNA PANTALLA DIGITAL CON SONIDO
ACUSTICO PARA TURNOS EN CONSULTORIOS MEDICOS DE PEREIRA.
OSCAR EDUARDO GOMEZ GUTIERREZ
GERMAN LEONARDO OLMOS GIRALDO
ANDRES FELIPE OCHOA ACEVEDO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERIAS
PEREIRA
2013

CONTRUCCION, MEJORA Y DOCUMENTACION DE UNA PANTALLA DIGITAL CON SONIDO
ACUSTICO PARA TURNOS EN CONSULTORIOS MEDICOS DE PEREIRA.
OSCAR EDUARDO GOMEZ GUTIERREZ
GERMAN LEONARDO OLMOS GIRALDO
ANDRES FELIPE OCHOA ACEVEDO
PROYECTO DE METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
PROFESOR:
Ing. JUAN CARLOS GUTIÉRREZ M.
Ingeniero en Sistemas y Computacion
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
INGENIERIA ELECTRONICA
PEREIRA
2013

LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Tamaño real de resistores (2W, 1W, ½W, 1/4W, 1/8W)…………………………..18
Figura 2. Resistores de potencia………………………………………………………………..18
Figura 3. Resistores Variables…………………………………………………………………..19
Figura 4. Código de colores del resistor………………………………………………………..20
Figura 5. Circuito resistivo……………………………………………………………………….22
Figura 6. Capacitores Típicos…………………………………………………………………...23
Figura 7. Capacitor de placas paralelas………………………………………………………..24
Figura 8. Simbolos tradicionales compuertas AND, OR y NOT……………………………..30
Figura 9. Símbolos IEC…………………………………………………………………………..31
Figura 10. Entradas y Salida compuerta AND………………………………………………...31
Figura 11. Compuerta AND negada (NAND)………………………………………………….32
Figura 12. Compuerta NOT y su tabla de verdad…………………………………………….32
Figura 13. Compuerta AND y su Tabla de Verdad…………………………………………...33
Figura 14. Compuerta NAND y su Tabla de Verdad…………………………………………34
Figura 15. Entrada y salida del decodificador………………………………………………...36
Figura 16. Pines de alimentación, control, entrada y salida………………………………...36
Figura 17. Display 7 segmentos………………………………………………………………..37
Figura 18. Circuito Esquemático Ánodo Común……………………………………………...38
Figura 19. Circuito Esquemático Cátodo Común…………………………………………….39
Figura 20. Diseño Original Contador de 0 a 99 con sonido acústico………………………40

Figura 21. Esquema circuital final con cambios……………………………………………….41
Figura 22. Panta digital 0 a 99 para turnos…………………………………………………….42
Figura 23. Etapas proyecto………………………………………………………………………43

LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Código de colores del resistor………………………………………………………...21
Tabla 2. Valor de posición dentro de un numero decimal…………………………………...25
Tabla 3. Valor decimal del número binario 1010……………………………………………...26
Tabla 4. Valor de un bit de acuerdo a su posición……………………………………………26
Tabla 5. Conteo Binario………………………………………………………………………….27
Tabla 6. Valor hexadecimal del número 1A8E………………………………………………..28
Tabla 7. Tabla de verdad………………………………………………………………………..29
Tabla 8. Terminos usados para estados verdadero y falso…………………………………30
Tabla 9. Tabla De Verdad Contador 74LS90………………………………………………….35

LISTA DE ANEXOS
Pag.
ANEXO 1. Datasheet Contador DM74LS90…………………………………………………...52
ANEXO 2. Datasheet Decodificador DM74LS47……………………………………………...52
ANEXO 3. Datasheet Compuerta NAND DM74LS00………………………………………...52

INDICE
Pág.
DICCIONARIO DE TERMINOS
INTRODUCCION………………………………………………………………………………….12
3. PROBLEMA…………………………………………………………………………………….13
4. JUTIFICACION…………………………………………………………………………………14
5. OBJETIVOS…………………………………………………………………………………….15
5.1 OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………………….15
5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………………..15
6. MARCO TEORICO…………………………………………………………………………….16
6.1 VOLTAJE……………………………………………………………………………………16
6.2 CORRIENTE………………………………………………………………………………..16
6.2.1 El ampere………………………………………………………………………………...16
6.3 RESISTENCIA……………………………………………………………………………...17
6.3.1 Tipo de resistores………………………………………………………………………..17
6.3.1.1 Resistores fijos…………………………………………………………………………17
6.3.1.2 Resistores variables…………………………………………………………………...19
6.3.2 Código de colores de los resistores……………………………………………………19
6.4 LEY DE OHM………………………………………………………………………………21
6.5 CAPACITORES…………………………………………………………………………….22
6.5.1 Capacitancia……………………………………………………………………………...24
6.6 SISTEMAS NUMERICOS…………………………………………………………………25
6.6.1 Sistema decimal………………………………………………………………………….25
6.6.2 Sistema binario…………………………………………………………………………..25

6.6.2.1 Conteo binario………………………………………………………………………….26
6.6.3 Sistema hexadecimal……………………………………………………………………27
6.7 TECNOLOGIA TTL………………………………………………………………………...28
6.7.1 Características……………………………………………………………………………28
6.8 TABLA DE VERDAD……………………………………………………………………….28
6.9 PUERTA O COMPUERTA LOGICA……………………………………………………..29
6.9.1 Símbolos compuertas lógicas…………………………………………………………..30
6.9.1.1 Símbolos tradicionales………………………………………………………………..30
6.9.1.2 Símbolos IEC…………………………………………………………………………..31
6.9.2 Entradas y salidas……………………………………………………………………….31
6.9.3 El circulo de inversión…………………………………………………………………...31
6.9.3.1 Compuerta NOT (inversor)……………………………………………………………32
6.9.4 Compuerta AND………………………………………………………………………….32
7 MARCO CONCEPTUAL……………………………………………………………………….34
7.1 COMPUERTA NAND………………………………………………………………………34
7.2 CONTADOR 74LS90………………………………………………………………………34
7.3 DECODIFICADOR DE 7 SEGMENTOS 74SL47………………………………………35
7.4 DISPLAY DE 7 SEGMENTOS……………………………………………………………36
7.4.1 Ánodo y cátodo común………………………………………………………………….37
7.4.1.1 Ánodo común…………………………………………………………………………..37
7.4.1.2 Cátodo común………………………………………………………………………….38
8 DISEÑO METODOLOGICO…………………………………………………………………...40
8.1 DISEÑO ORIGINAL………………………………………………………………………40
8.2 CAMBIOS AL DISEÑO ORIGINAL………………………………………………………41
8.3 MEJORA O APLICACIÓN…………………………………………………………………41

8.4 FUNCIONAMIENTO………………………………………… ………………………...42
9 ESQUEMA TEMATICO………………………………………………………………………..43
10 PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PROYECTO…………………………………….44
11 RECURSOS DISPONIBLES. MATERIALES, INSTITUCIONALES/FINANCIOEROS..45
12 RESULTADOS E IMPACTOS ESPERADOS………………………………………….…..46
13 DIVULGACION………………………………………………………………………………..47
14 CRONOGRAMA……………………………………………………………………………….48
15 CONCLUSIONES……………………………………………………………………………..49
16 RECOMENDACIONES……………………………………………………………………….50
17 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………..51
18 ANEXOS……………………………………………………………………………………….53
19 POSIBILIDADES DE PUBLICACION……………………………………………………….54

DICCIONARIOS DE TERMINOS
CIRCUITO ELECTRICO
Camino cerrado por donde fluye la corriente eléctrica, desde el polo negativo hasta el polo
positivo de una fuente de alimentación (pila, batería, generador, etc.).
CIRCUITO INTEGRADO.
Combinación de elementos de un circuito que están miniaturizados y que forman parte de
un mismo chip o soporte. El circuito integrado está elaborado con un material
semiconductor, sobre el cual se fabrican los circuitos electrónicos a través de la
fotolitografía. Estos circuitos, que ocupan unos pocos milímetros, se encuentran
protegidos por un encapsulado con conductores metálicos que permiten establecer la
conexión entre dicha pastilla de material semiconductor y el circuito impreso.
DATASHEET
Documento que resume el funcionamiento y otras características de un componente (por
ejemplo, un componente electrónico) o subsistema (por ejemplo, una fuente de
alimentación) con el suficiente detalle para ser utilizado por un ingeniero de diseño y
diseñar el componente en un sistema.
IEC (International Electrotechnical Commision)
Comisión Electrotécnica Internacional. Es una organización de normalización en los
campos eléctrico, electrónico y tecnologías relacionadas. Numerosas normas se
desarrollan conjuntamente con la ISO (normas ISO/IEC).
OPTOACOPLADOR
Dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la
luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en
forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo
semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica.

Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo
DIP. Se suelen utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles.
PULSADOR
Botón o pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna función. Un pulsador
permite el paso o interrupción de la corriente mientras es accionado. Cuando ya no se
actúa sobre él vuelve a su posición de reposo. El contacto puede ser de dos tipos:
normalmente cerrado en reposo (NC), o con el contacto normalmente abierto (NA).
ZUMBADOR.
Transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de
un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en
múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos.

12
INTRODUCCION
La presente investigación pretende hacer implemento de las nuevas tecnologías en
nuestra región, todo esto para que día a día se haga un avance mediante la globalización
que genere un desarrollo más rápido en la era presente. Un factor primordial que amerita
que el ser humano utilice herramientas tecnológicas salientes, ya que con el pasar del
tiempo en nuestra sociedad se presentan nuevos retos que se le ven fácil disminuir al
hombre con dispositivos electrónicos como lo es en nuestro caso.
Para observar de cerca este tipo de problemas es necesario identificar que estamos en la
época de la revolución tecnológica y está se encuentra al alcance de todos por este
motivo debe ser un referente común para nosotros sin pretender hacerla parte, no está
por demás decir que estamos en un mundo superpoblado lo que hace que esto tome mas
importancia.
La investigación de esta problemática social se realizó con el interés de dar a conocer si
es viable implementar dispositivos electrónicos en algunos consultorios médicos de
Pereira con el fin de prestar una mejor calidad de atención a la hora de esta llevar a cabo
sus citas de espera para sus clientes.

13
3. PROBLEMA
En el afán por buscar un método que facilite la comodidad y una mejora en la prestación
de servicio a los usuarios en consultorios médicos en la ciudad de Pereira, en donde se
ha visto que al momento de acceder a este se presenta descontrol al atender en orden de
llegada a los beneficiarios, porque cuando estos llegan por el afán de ser atendidos como
prioridad no respetan el orden de atención al servicio.

14
4. JUSTIFICACION
A nivel local se presenta un postergamiento en la implementación de medios tecnológicos
que permitan dar soluciones rápidas a problemas menores como lo son la atención eficaz,
rápida y ordenada al cliente en lugares donde se presenta gran congestión de personas y
urge un adecuado orden para el normal curso en la prestación del servicio.

15
5. OBJETIVOS
5.1 OBJETIVO GENERAL
Implementar, mejorar, documentar y publicar en la web la construcción de un dispositivo
consistente en una pantalla digital con sonido acústico para turnos en consultorios
médicos de la ciudad de Pereira.
5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Encontrar un diseño que se ajuste a las necesidades del problema.
 Buscar información que conlleve al apropiado montaje, construcción y modificación del
diseño base.
 Modificar el diseño base del dispositivo electrónico en la parte auditiva para una mejor
facilidad y entendimiento a la hora del montaje.
 Realizar una mejora al dispositivo para una mejor adaptación en la aplicación de este.
 Publicar en la WEB todo el trabajo de investigación realizado, subiendo video a
YOUTUBE, fotos de todo el proceso en FLICKR, toda la teoría e investigación en un
blog y la presentación final en SLIDESHARE.

16
6. MARCO TEORICO.
6.1 VOLTAJE
Cuando las cargas son separadas de un cuerpo y transferidas a otro, resulta una
diferencia de potencial o voltaje entre ellas. El voltaje se debe por completo a la
separación de las cargas positivas y negativas, es decir, las cargas que han sido
separadas.
En términos eléctricos, una diferencia de energía potencial eléctrica se define como
voltaje. En general, la cantidad de energía necesaria para separar cargas depende del
voltaje desarrollado y de la cantidad de carga desplazada. Por definición, el voltaje entre
dos puntos es un volt.
Donde W es energía en joules y Q es la carga en coulombs.
6.2 CORRIENTE
En metales como el cobre hay un gran número de electrones libres, dichos electrones se
mueven en forma aleatoria atreves del material. Cuando el material es conectado a una
batería los electrones son atraídos por el polo positivo y repelidos por el polo negativo, y
se mueven atreves del material. Este movimiento de carga se llama corriente eléctrica.
El símbolo para corriente es I.
6.2.1 El Ampere. Dado que la carga se mide en coulombs, su rapidez es coulomb por
segundo. En el sistema SI un coulomb por segundo se define como 1 ampere (abreviado
con una A).
Donde Q es la carga (coulombs) y t es el intervalo de tiempo (segundos) a lo largo de los
cual se mide.

17
6.3 RESISTENCIA
Conforme los electrones se mueven através de un material, colisionan constantemente
con los átomos y otros electrones dentro del conductor. En un proceso similar a la fricción,
los electrones en movimiento ceden parte de su energía en forma de calor. Estas
colisiones representan una oposición al movimiento de la carga llamada resistencia.
Cuando más grande sea la resistencia más pequeña será la corriente para voltaje
aplicado.
Aunque el resistor es el componente más simple en cualquier circuito, su efecto es muy
importante en la determinación de la operación de un circuito.
La resistencia se representa con el símbolo R y se mide en unidades llamadas Ohms (por
Georg Simon Ohm). El símbolo de ohm es la letra griega mayúscula omega (Ω).
6.3.1 Tipos de resistores. Prácticamente todos los circuitos eléctricos y/o electrónicos
involucran el control de voltaje y corriente. La mejor manera de proporcionar el control es
mediante la inserción de valores apropiados de resistencia al circuito. Aunque se usan
varios tipos y tamaños de resistores, todos los resistores se incluyen en dos categorías
principales: resistores fijos y resistores variables.
6.3.1.1 Resistores fijos. Como el nombre lo indica, los resistores fijos son aquellos que
tienen valores de resistencia que son constantes. Hay numerosos tipos de resistores fijos
que varían en su tamaño, desde casi microscópicos hasta los de alta potencia que son
capaz de disipar muchos watts de potencia.

18
Figura 1. Tamaño real de resistores (2W, 1W, ½W, 1/4W, 1/8W)
Fuente. Análisis de Circuitos. Teoría y Práctica. Disponible:
<http://utp.libricentro.com.ezproxy.utp.edu.co/libro.php?libroId=24>
En ocasiones un circuito requiere que un resistor sea capaz de disipar gran cantidad de
calor. En tales casos se usan resistores de devanado de alambre (resistores de potencia),
los cuales están construidos de una aleación de metal devanada alrededor del núcleo de
porcelana, que se cubre con una capa delgada de porcelana para sellarlo en su lugar. La
porcelana es capaz de disipar rápidamente el calor que genera la corriente que pasa
através del alambre.
Figura 2. Resistores de potencia

19
6.3.1.2 Resistores variables
Figura 3. Resistores Variables
a) Vista externa de resistores variables. b) Vista interna del resistor variable
Los resistores variables tienen tres terminales, dos de las cuales están fijas a los
extremos del material resistivo. La terminal central está conectada a un contacto
deslizante que se mueve sobre el material resistivo cuando el eje gira por medio de una
perilla o un desarmador. La resistencia entre los dos terminales en los extremos
permanece constante, mientras que la resistencia entre la terminal central y cualquiera y
cualquiera de las dos terminales cambiara de acuerdo con la posición del contacto
deslizante.
6.3.2 Código de colores de los resistores. Los resistores grandes como los de alambre
devanado o los de potencia encapsulados en cerámica tienen sus valores y tolerancias
impresas en los empaquetes.
Los resistores más pequeños, pueden ser demasiado pequeños para tener sus valores
impresos en el componente. En lugar de esto, los resistores más pequeños por lo general
están cubiertos por una capa de material epóxico o aislante similar sobre la cual están
impresas en forma radial varias bandas de colores.
Las bandas de colores proporcionan un código fácilmente reconocible para determinar el
valor de la resistencia, la tolerancia (en porcentaje), y en ocasiones la confiabilidad

20
esperada del resistor. Las bandas de colores siempre se leen de izquierda a derecha; la
izquierda se define como el lado del resistor con la banda más cercana al extremo.
Figura 4. Código de colores del resistor
Las primeras dos bandas representan el primero y segundo dígitos del valor de la
resistencia, la tercera se llama banda multiplicadora y representa el número de ceros que
siguen a los dos primeros dígitos; por lo general se da como una potencia de diez. La
cuarta banda indica la tolerancia del resistor y la quinta banda (si está presente) es la
confiabilidad esperada.

21
Tabla 1. Código de colores del resistor
6.4 LEY DE OHM
Georg Simon Ohm determino en forma experimental que la cantidad de corriente que se
trasmite a lo largo de un cable era directamente proporcional a su área de sección
transversal e inversamente proporcional a su longitud. A partir de estos resultados, Ohm
fue capaz de definir la resistencia y mostrar que había una simple relación entre voltaje,
resistencia y corriente. Este resultado es conocido como ley de Ohm.
Ohm determino de manera experimental que la corriente en un circuito resistivo es
directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a su
resistencia. En forma de ecuación, la ley de Ohm establece:
Dónde:
V es el voltaje en volts,
R es la resistencia en Ohms (Ω),
I es la corriente en amperes.

22
A partir de esto se puede observar que entre mayor sea el voltaje aplicado, mayor será la
corriente; y entre más grande sea la resistencia, menor será la corriente.
En la figura 5 para saber el valor de la corriente, se puede encontrar por medio de la ley
de Ohm.
Al reordenar la ecuación, la ley de Ohm en las siguientes formas:
Figura 5. Circuito resistivo
6.5 CAPACITORES
Un capacitor es un componente de circuito diseñado para almacenar carga eléctrica. Si se
conecta una fuente de voltaje de corriente continua (dc) a un capacitor, este se “cargara”
al voltaje de la fuente. Si se desconecta la fuente, el capacitor permanecerá cargado, es
decir, su voltaje permanecerá constante en el valor que adquirió mientras estuvo

23
conectado a la fuente. Debido a esta tendencia de mantener el voltaje, un capacitor se
opone a los cambios en el voltaje.
Figura 6. Capacitores Típicos
Un capacitor está compuesto de dos conductores separados por un aislante. Una de sus
formas básicas es el capacitor de placas paralelas. Consiste en dos placas de metal
separadas por un material no conductor (aislante) llamado dieléctrico, el cual puede ser
aire, aceite, mica, plástico, cerámica u otro material aislante disponible.

24
Figura 7. Capacitor de placas paralelas
Ya que las placas del capacitor son de metal, contienen una inmensa cantidad de
electrones libres. Sin embargo, en su estado normal están sin carga. Si se conecta una
fuente dc, los electrones son atraídos de la placa superior por el potencial positivo de la
batería y se depositan en la placa inferior. Esto deja a la placa superior con una
deficiencia de electrones (carga positiva) y la placa inferior con un exceso (carga
negativa).En este estado se dice que el capacitor está cargado.
6.5.1 Capacitancia. Es la propiedad eléctrica de los capacitores: es una medida de cuanta
carga puede mantener un capacitor.
La cantidad de carga Q que un capacitor puede almacenar depende del voltaje aplicado.
Para un determinado capacitor, Q es proporcional al voltaje. Siendo C la constante
proporcionalidad entonces:
Q=CV
Al reordenar los términos se obtiene:
El termino se C se define como la capacitancia del capacitor y su unidad es el Farad. Sin
embargo el farad es una unidad muy grande; la mayoría de los capacitores prácticos
varían en tamaño, desde picofarads (pF o ) hasta microfarads (µF o ). Entre
más grande sea el valor de C, más carga podrá mantener el capacitor para un
determinado voltaje.

25
6.6 SISTEMAS NUMERICOS
Dentro del mundo digital, se utilizan varios sistemas de numeración, de estos, los de uso
común son:
 El sistema DECIMAL
 El sistema BINARIO
 El sistema HEXADECIMAL
6.6.1 Sistema decimal. Está formado por diez símbolos (numerales), 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9, 0. Para poder expresar una cantidad es necesario utilizar estos símbolos como dígitos
de un número.
En el sistema decimal, cada número (además de su valor numeral) toma su valor
dependiendo de la posición donde se encuentre.
Tabla 2. Valor de posición dentro de un numero decimal.
Millares Centenas Decenas Unidades
Valor numeral x 1000 Valor numeral x 100 Valor numeral x 10 Valor numeral x 1
Fuente. Electrónica Digital: Numero Binario. Disponible:
<http://electronicacompleta.com/lecciones/electronica-digital-numero-binario/>
6.6.2 Sistema binario. El sistema decimal (base 10) no es útil si la intención es diseñar un
circuito digital, ya que tenemos 10 diferentes números para trabajar, lo que causaría un
enorme dificultad de los circuitos electrónicos que deberían reconocer 10 niveles de
tensión o de corriente.
Pensando en esta complicación, al diseñar los circuitos digitales se optó por un sistema
mucho más eficaz para este tipo de trabajo, La manera más fácil de trabajar sería
teniendo solamente dos niveles de tensión o corriente Alto y Bajo. Así se llegó a la
solución de utilizar el sistema BINARIO (base 2), como característica principal de los
circuitos digitales.
En el sistema Binario, los numerales toman su valor de manera posicional (como en el
decimal) pero con un valor propio de los números binarios, cada dígito binario utiliza su
propio valor elevado a la potencia de 2.
En este sistema, por abreviación, el Dígito Binario se nombra como BIT, quedando la
tabla siguiente para un número de 4 bits (1010).

26
Tabla 3. Valor decimal del número binario 1010
Bits Bit más significativo
(MSB)
Bit menos significativo
(LSB)
Numero binario 1 0 1 0
Conversión
Valor del bit 8 4 2 1
Numero decimal ( ) ( ) ( ) ( )
Resumiendo, en un número de cuatro bits, el valor de cada bit dependiendo de su
posición es calculado fácilmente con la tabla siguiente.
Tabla 4. Valor de un bit de acuerdo a su posición
Bits 4° bit (MSB) 3° bit 2° bit 1° bit (LSB)
Numero binario 1 1 1 1
Conversión
6.6.2.1 Conteo Binario. En la siguiente tabla se usara un número de 4 bits para crear un
conteo, al inicio de la cuenta, todos los bits están en cero.
Con cada conteo, el LSB cambia su valor de un número binario al otro, cada vez que este
cambia de 1 a 0, el segundo bit cambia de estado también, cuando los dos primeros bits
cambian de 1 a 0, el tercer bit cambia su estado, y cuando los tres primeros bits cambian
de 1 a 0, cambia el MSB.

27
Tabla 5. Conteo Binario
4° bit (MSB)
valor bit 8
3° bit
valor bit 4
2° bit
valor bit 2
1° bit (LSB)
valor bit 1
Valor decimal
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 2
0 0 1 1 3
0 1 0 0 4
0 1 0 1 5
0 1 1 0 6
0 1 1 1 7
1 0 0 0 8
1 0 0 1 9
1 0 1 0 10
1 0 1 1 11
1 1 0 0 12
1 1 0 1 13
1 1 1 0 14
1 1 1 1 15
Observando con detalle la tabla anterior, se llega a la conclusión de que el conteo binario
tiene una muy marcada característica:
 El primer Bit (LSB) (Bit con valor “1″) cambia de 0 a 1 o de 1 a 0 con cada avance
del conteo.
 El segundo Bit (Bit con valor “2″) se mantiene dos conteos en 1 y dos en 0.
 El tercer Bit (Bit con valor “4″) se mantiene por cuatro conteos en 1 y cuatro en 0.
 El cuarto Bit (MLB) (Bit con valor “8″) se mantiene por ocho conteos en 1 y ocho en
0.
Si utilizáramos un quinto Bit en el conteo, este se mantendría dieciséis conteos en 1 y
dieciséis en 0.
6.6.3 Sistema Hexadecimal. El sistema de numeración hexadecimal (Hex) tiene base 16,
por lo que tiene 16 símbolos (numerales), utilizando dígitos de la A a la F para representar
los números del 10 al 15. Quedando los símbolos: 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

28
Tabla 6. Valor hexadecimal del número 1A8E
Bits Bit más significativo
(MSB)
Bit menos significativo
(LSB)
Numero binario 1 A 8 E
Conversión
Numero decimal (1x4096)+(10x256)+(8x16)+(14x1)=4096+3560+128+14=6798
6.7 TECNOLOGIA TTL
TTL (lógica transistor a transistor). Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una
tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes
fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son
transistores bipolares.
7.7.1 Características.
 Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75V y los
5,25V. Normalmente TTL trabaja con 5V.
 Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,0V y
0,8V para el estado L (bajo) y los 2,4V y 5V para el estado H (alto).
 La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta
característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo.
 Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de
circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves
pérdidas).
6.8 TABLA DE VERDAD
La tabla de verdad es un instrumento utilizado para la simplificación de circuitos
digitales a través de su ecuación booleana.
Todas las tablas de verdad funcionan de la misma manera sin importar la cantidad de
columnas que tenga y todas tienen siempre una columna de salida (la última columna a la
derecha) que representa el resultado de todas las posibles combinaciones de las
entradas.

29
El número total de columnas en una tabla de verdad es la suma de las entradas que hay
+ 1 (la columna de la salida).
Tabla 7. Tabla de verdad
Fuente. ELECTRONICA Unicrom. Disponible:
<http://www.unicrom.com/dig_tabla_verdad.asp>
El número de filas de la tabla de verdad es la cantidad de combinaciones que se pueden
lograr con las entradas y es igual a 2n
, donde n es el número de columnas de la tabla de
verdad (sin tomar en cuenta la columna de salida).
Los circuitos lógicos son básicamente un arreglo de interruptores, conocidos como
"compuertas lógicas" (compuertas AND, NAND, OR, NOR, NOT, etc.). Cada compuerta
lógica tiene su tabla de verdad.
6.9 PUERTA O COMPUERTA LOGICA
Las puertas o compuertas lógicas procesan señales las cuales representan un valor
verdadero o falso. Normalmente la tensión positiva de la fuente (+Vs, Vcc, VE, etc.)
representa el valor verdadero y los 0 V el falso.

30
Tabla 8. Terminos usados para estados verdadero y falso
Fuente. Electrónica Digital 3. <http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/electronica-
digital-3.pdf>
Las compuertas lógicas son identificadas por su función lógica: NOT, AND, NAND, OR,
NOR, EX-OR y EX-NOR. Las letras mayúsculas son normalmente usadas para dejar claro
que el término se refiere a una puerta lógica.
Una tabla de verdad es una buena forma de mostrar la función de una compuerta lógica.
Muestra los estados de salida para cada posible combinación de los estados en sus
entradas. Los símbolos 0 (falso) y 1 (verdadero) suelen usarse en las tablas de verdad.
6.9.1 Símbolos compuertas lógicas. Hay dos series de símbolos para las puertas lógicas:
6.9.1.1 Símbolos tradicionales. Son los símbolos más usados en la industria y en la
educación.
Figura 8. Simbolos tradicionales compuertas AND, OR y NOT
digital-3.pdf>

31
6.9.1.2 Símbolos IEC. Los símbolos IEC (International Electrotechnical Commision), son
rectángulos con un símbolo en su interior que muestra la función de la compuerta.
Figura 9. Símbolos IEC
digital-3.pdf>
6.9.2 Entradas y salidas. Las compuertas lógicas tienen dos o más entradas, excepto la
NOT que solo tiene una entrada. Todas las puertas tiene una sola salida. Las entradas se
nombran con las letras A, B, C y así sucesivamente, la salida con la letra Q.
Figura 10. Entradas y Salida compuerta AND
digital-3.pdf>
6.9.3 El circulo de inversión. Algunos símbolos de puertas tienen un círculo sobre su
salida lo cual significa que su función incluye la inversión o negación de la misma. Esto es
equivalente conectar a la salida una puerta NOT.

32
Figura 11. Compuerta AND negada (NAND)
digital-3.pdf>
6.9.3.1 Compuerta NOT (Inversor). Compuerta en la cual su salida (Q) es verdadera
cuando su entrada es falsa, y la salida es falsa cuando su entrada es verdadera. Es decir
la salida es inversa a su entrada.
Figura 12. Compuerta NOT y su tabla de verdad
digital-3.pdf>
6.9.4 Compuerta AND. La salida (Q) es verdadera si sus dos entradas A “y” (AND) B son
verdaderas.
Una compuerta AND puede tener más de dos entradas, su salida será verdadera si todas
su entradas son verdaderas.

33
Figura 13. Compuerta AND y su Tabla de Verdad
digital-3.pdf>

34
7. MARCO CONCEPTUAL
7.1 COMPUERTA NAND (NAND= Not AND)
Compuerta AND con salida invertida. La salida (Q) es verdadera si la entrada A “Y” (AND)
la entrada B NO (Not) son ambas verdaderas.
Una compuerta NAND puede tener más de dos entradas, su salida será verdadera si
todas o al menos unas de sus entradas sea falsa.
Figura 14. Compuerta NAND y su Tabla de Verdad
digital-3.pdf>
7.2 CONTADOR 74LS90
Dispositivo que puede contar del 0 al 9 de forma cíclica, y ese es su modo natural. QA,
QB, QC y QD son cuatro bit en un numero binario, y estos pines se ciclan de 0 a 9. Se
puede configurar para que cuente al máximo de números y luego regrese a cero.

35
Tabla 9. Tabla De Verdad Contador 74LS90
Fuente Contador con 74LS90, 74LS92 y 74LS93. <http://tutoriales-
electronica.blogspot.com/>
7.3 DECODIFICADOR DE 7 SEGMENTOS 74LS47
Dispositivo que "decodifica" un código de entrada en otro. Es decir, transforma una
combinación de unos y cero, en otra. Transforma el código binario en el código de 7
segmentos.
El decodificador recibe en su entrada el número que será visualizado en el display. Posee
7 salidas, una para cada segmento. Para un valor de entrada, cada salida toma un estado
determinado (activada o desactivada).
La entrada consiste en 4 pines donde el decodificador recibe los números binarios.
Podemos ingresar valores de 0 a 9 en formato binario.

36
Figura 15. Entrada y salida del decodificador
Fuente: Decodificador de 7 Segmentos 74LS47 Paso a Paso
<http://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/67-
decodificador-de-7-segmentos-74ls47-paso-a-paso>
El dispositivo viene en un encapsulado DIP16. Sus pines o patillas son:
Figura 16. Pines de alimentación, control, entrada y salida
Fuente: Decodificador de 7 Segmentos 74LS47 Paso a Paso
7.4 DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
Conjunto de 7 leds conectados y posicionados apropiadamente. Encendiendo algunos de
ellos y apagando otros se va formando diferentes números.

37
Figura 17. Display 7 segmentos
Fuente. Conceptos Básicos de un Display de 7 Segmentos.
conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentos>
Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina P. A la
derecha vemos una representación del encapsulado con los pines para conectarlo a un
circuito. A cada pin o pata del encapsulado le asignamos la letra correspondiente del
segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del
segmento "a"(encenderlo o apagarlo).
7.4.1 Ánodo y Cátodo común. Un led tiene dos extremos, ánodo y cátodo. Como en total
tenemos 8 leds, debería tener 16 extremos (8 ánodos y 8 cátodos), sin embargo el
encapsulado solo tiene 10. Esto se hace para reducir el tamaño del encapsulado y se
logra de la siguiente manera. Los 8 led se interconectan internamente de tal forma que
solo podemos acceder a uno de los dos extremos de cada led. El extremo sobrante de
cada led se conecta internamente con los demás, y este punto de unión se encuentra
disponible desde el exterior del encapsulado. Debido a este artilugio, tenemos dos tipos
de display de 7 segmentos.
7.4.1.1 Ánodo común. Aquel donde los ánodos de todos los leds se conectan
internamente al punto de unión U y los cátodos se encuentran disponibles desde afuera
del integrado.

38
Figura 18. Circuito Esquemático Ánodo Común
Los ánodos los se encuentran conectados internamente y por tal razón el punto unión se
conecta al terminal positivo de la batería.
7.4.1.2 Cátodo Común. Aquel donde los cátodos de todos los leds se conectan
internamente al punto de unión U y los ánodos se encuentran disponibles desde afuera
del integrado.

39
Figura 19. Circuito Esquemático Cátodo Común
Los cátodos se encuentran conectados internamente y por tal razón el punto de unión se
conecta al terminal negativo de la batería.

40
8. DISEÑO METODOLOGICO
Se realizara una investigación aplicada ya que se enfoca en una mejora de la interacción
social y atención al cliente por medio de la implementación de este dispositivo siguiendo
el modelo.
“CONTADOR DIGITAL DE 0 A 99 CON AVISO ACÚSTICO” (José M. Castillo).
El trabajo es de carácter descriptivo-explicativo, donde se tiene como objetivo realizar un
proceso de investigación a corto plazo y se desarrollara a cabo una mutación a un
dispositivo electrónico. Como se tenían pocos conocimientos de toda la estructura del
saber que encabezaba el proyecto fue muy indispensable buscar información que
contribuyera a un buen desarrollo del proyecto. El cuerpo del diseño del trabajo solo esta
constituido por investigaciones cualitativas y este tuvo unas etapas de propuesta,
anteproyecto y proyecto final respectivamente.
8.1 DISEÑO ORIGINAL
Figura 20. Diseño Original Contador de 0 a 99 con sonido acústico
Fuente. Contador Digital de 0 a 99 con Aviso Acústico.
<https://docs.google.com/file/d/0B38P7V_xFBSCQjNqQjJZMzFiLUE/edit?pli=1>

41
8.2 CAMBIOS AL DISEÑO ORIGINAL
En el diseño original se utiliza el optoacoplador como interruptor para que cada vez que
se oprima el pulsador contador de entrada se genere un sonido acústico por medio del
zumbador.
Se decidió cambiar el optoacoplador por una compuerta lógica NAND con el fin de
obtener un mejor manejo y entendimiento a la hora de la documentación y montaje del
circuito.
Se cambió el zumbador alimentado por 12 Volts, por un zumbador que puede ser
alimentado por 5 Volts con el objetivo de tener una sola alimentación para todo el circuito.
Figura 21. Esquema circuital final con cambios
Fuente. Diseño Propio de los Autores.
8.3 MEJORA O APLICACIÓN
Un sistema de conteo tiene muchas aplicaciones en las cuales se puede dar el mejor uso
a este tipo de diseño.
El contador digital de 0 a 99 se aplicara para una “PANTALLA DIGITAL CON SONIDO ACUSTICO
PARA TURNOS EN CONSULTORIOS MEDICOS DE LA CIUDAD PEREIRA”.

42
Figura 22. Panta digital 0 a 99 para turnos
Fuente. Pantalla Digital para Turnos.
<http://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-405230725-pantalla-digital-para-turnos-_JM>
8.4 FUNCIONAMIENTO
Cada vez que se oprime el pulsador “botón de conteo”, el contador unidades recibe un
pulso eléctrico de 5 voltios (1 en números binarios), lo cual hace que en sus salidas Q0,
Q1, Q2 y Q3 se genere el número 1 en binario (0001), este mismo número llega a las
entradas A, B, C, y D del decodificador unidades. El número ingresado es decodificado y
en sus salidas genera la combinación exacta de pulsos altos y bajos (5V y 0V) lo cual
hace que se prendan los segmentos apropiados en el display de las unidades y así ser
visualizado el número.
Cada vez que se oprime el pulsador, el conteo va aumentando hasta llegar al número 9
(1001), al llegar allí el contador de las unidades vuelve a 0 (0000) y a su vez manda un
pulso al contador de las decenas los cual hace que se visualice en el display de decenas
un numero 1 (0001), generando así el número 10 en los dos display.
El conteo puede seguir y cada vez que en las unidades se llegue al número 9, en las
decenas aumenta un número llegando así hasta el número 99.
Si el pulsador es oprimido de nuevo ambos contadores y decodificadores empiezan el
conteo nuevamente empezando desde el número 00.
Si en algún momento del conteo es oprimido el pulsador “Reset”, este manda un pulso a
los pines de control de ambos contadores generando así un reseteo del conteo volviendo
al estado inicial generando así el número 00.

43
9. ESQUEMA TEMATICO
Figura 23. Etapas proyecto.
Fuente. Diseño propio de los autores.
Con la idea de hacer un proyecto para la cátedra de metodología de la investigación, se
encontró un circuito electrónico base (Contador de 0 a 99 con sonido acústico), por medio
del cual se dio inicio a tres etapas principales (Propuesta, Anteproyecto y Proyecto final).
Por medio de este se llegó a la conclusión de que una aplicación del circuito era un
contador de 0 a 99 para una pantalla de turnos en consultorios médicos de la ciudad de
Pereira.
Al circuito original se le hicieron cambios y mejoras con el fin de tener un mejor
entendimiento y facilidad en el proceso de montaje y documentación, el cual tuvo un
seguimiento paso a paso y fue publicado en la web.

44
10. PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PROYECTO
German Leonardo Olmos Giraldo, Andrés Felipe Ochoa Acevedo y Oscar Eduardo
Gómez Gutiérrez, estudiantes de primer semestre de ingeniería electrónica de la
universidad tecnológica de Pereira. Ingeniero en sistemas Juan Carlos G. profesor de la
universidad tecnológica de Pereira.
Recursos institucionales tales como la biblioteca Jorge roa Martínez, biblioteca del banco
de la república, con sede en el centro de Pereira.
Profesor de la Universidad Tecnológica de Pereira Juan Carlos Gutiérrez M, Ingeniero de
sistemas y computación.

45
11. RECURSOS DISPONIBLES (MATERIALES, INSTITUCIONALES Y FINANCIEROS)
DESCRIPCION VALOR UNIDAD VALOR TOTAL
Refrigerios. $8000
Transporte $1700 $47800
Llamadas $150 $7500
Internet $41.6(Hora) $1666,4
Componentes Electrónicos $20000
Pelacables $15000
Adaptador 5V $12000

46
12. RESULTADOS E IMPACTOS ESPERADOS
 Promover una cultura de orden en la espera de turnos en consultorios médicos de la
ciudad de Pereira
 Dar a conocer la importancia y demostrar la necesidad de implementar nuevos
métodos tecnológicos en el aspecto laboral y de atención al cliente
 Fomentar un ambiente sano de trabajo
 Sensibilizar a la comunidad sobre las nuevas tecnologías
 Evidenciar nuevos proyectos con la finalidad de creación fácil de microempresas
locales
 Al momento de hacer el montaje físico del circuito se obtuvo problemas con la
visualización de los números y el conteo normal.
 Se presentó un fenómeno llamado “Rebote-Antirebote” que genera un mal
funcionamiento en el conteo.
 Todo el cableado y posibles malas o débiles conexiones generan ruido que hace que
el comportamiento del contador no sea el indicado.

47
13. DIVULGACION
Se cuenta con medios de divulgación contemporáneos, mediante el uso de recursos
virtuales tales como blogs, servicios de alojamiento de videos y servicios de alojamiento
de imágenes en donde se espera actualizar constantemente los avances del proyecto,
construcción, mejoras, repercusiones locales y futuros planes de ampliación comercial.
Con esto se busca dar a conocer a la parte interesada los nuevos medios de utilización de
este servicio y las mejoras hechas por nuestro grupo de investigación.
Se espera la implementación de sitios web y paginas comerciales en redes sociales
cuando se tenga una marca presente en el mercado actual.

49
15. CONCLUSIONES
 Se obtuvieron inconvenientes que conllevaron a una mejor investigación y buscar
diferentes métodos con el fin de solucionarlos.
 Al finalizar el proyecto con errores y fallas, se dejan recomendaciones que puedan
ayudar a mejorar en alguna posible investigación similar.
 Durante todo el método de investigación buscar fuentes confiables de información y
corroborar que esta información sea válida y de utilidad para la investigación.
 Hacer muchas pruebas físicas con suficiente tiempo para poder encontrar fallas y
errores, buscar nueva información si es necesario para así poder solucionarlos.
 No basarse en el primer esquema o diagrama circuital encontrado en internet, buscar
muchas más alternativas de circuitos que conlleven a la solución del problema
presentado.
 Las normas Icontec son una herramienta útil y necesaria a la hora de presentar
cualquier trabajo escrito, trabajo de grado, tesis o cualquier otro documento.
 El estudio de estas normas se fundamenta en que tengamos más información de lo
que cambia de esta, para que así podamos tener soportes exclusivos para un trabajo
escrito.
 La web es una herramienta fundamental a la hora de documentar nuestros proyectos.
 El trabajo colectivo entre todos los integrantes del proyecto de la investigación
conllevo a un ahorro eficaz de tiempo.

50
16 RECOMENDACIONES.
 Los display 7 segmentos para este tipo de circuito deben ser de ánodo común, ya que
este diseño no funciona con display de cátodo común.
 Tener muy en cuenta que la alimentación de estos componentes electrónicos en su
defecto debe ser de 5V.
 Consultar en las hojas de datos (Datasheet) de los componentes, toda la información
importante acerca del funcionamiento, requerimientos de alimentación (voltaje y
corriente), conexiones y demás puntos importantes a tener en cuenta.
 Usar circuitos Antirebote al momento de usar pulsadores con el fin de evitar este
fenómeno que genera un mal funcionamiento.
 En este tipo de circuito los pines 2, 3, 6 y 7 del contador 74LS90 deben ir a tierra (0V).

51
17. BIBLIOGRAFIA
CASTILLO, José M. Contador Digital de 0 a 99 con Aviso Acústico [en línea]. 14, 08, 2011
[consultado Mayo de 2013]. Disponible en Internet:
<https://docs.google.com/file/d/0B38P7V_xFBSCQjNqQjJZMzFiLUE/edit?pli=1>
ROBBINS, Allan H. MILLER, Wilhelm C. Análisis de Circuitos. Teoría y Práctica [libro
electrónico en línea]. Cengage Learning Editores Cuarta edición. 01, 12, 2010 [consultado
Mayo de 2013]. 942 p. Disponible en Internet:
PICERNO, Alberto, Electrónica Completa. Electrónica Digital: Numero Binario. [En Línea].
[Consultado Mayo de 2013]. Disponible en internet:
WIKIPEDIA. La Enciclopedia Libre [En Línea]. Tecnología TTl. Disponible en internet:
<http://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3%ADa_TTL>
ELECTRONICA. Unicrom. [En Línea]. La Tabla de Verdad. Disponible en internet:
<http://www.unicrom.com/dig_tabla_verdad.asp>
LOMBARDERO, José Luis. Apuntes (Teoría). Electrónica Digital 3. [Documento PDF en
línea]. Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado. 15,
02, 2011 [Consultado Mayo de 2013]. 8 p. Disponible en internet:
<http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/electronica-digital-3.pdf>
DELGADO, Miguel. Contador con 74LS90, 74LS92 y 74LS93. [En Línea]. 1, 10, 2012
[Consultado Mayo de 2013]. Disponible en Internet: <http://tutoriales-
electronica.blogspot.com/>
Gustavo. Tecnoface Electrónica. Decodificador de 7 Segmentos 74LS47 Paso a Paso. [En
Línea]. 15, 02, 2012. [Consultado Mayo de 2013]. Disponible en Internet:
Gustavo. Tecnoface Electrónica. Conceptos Básicos de un Display de 7 Segmentos. [En
Línea]. 07, 05, 2009. [Consultado Mayo de 2013]. Disponible en Internet:
WIKIPEDIA. La Enciclopedia Libre [En Línea]. Zumbador. Disponible en internet:
<http://es.wikipedia.org/wiki/Zumbador>

52
WIKIPEDIA. La Enciclopedia Libre [En Línea]. Optoacoplador. Disponible en internet:
<http://es.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador>
MERCADO LIBRE. [En Línea]. Pantalla Digital para Turnos. Disponible en Internet:
<http://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-405230725-pantalla-digital-para-turnos-_JM>
National Semiconductor. Datasheet DM74LS90/DM74LS93 Decade and Binary Counters.
[Documento PDF en Línea]. National Semiconductor Corporation. Junio 1989. [Consultado
Mayo 2013]. Disponible en internet:
<http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/134/375734_DS.pdf>
FAIRCHILD Semiconductor. Datasheet DM74LS47 BCD to 7-Segment Decoder/Driver
with Open-Colector Outputs. [Documento PDF en Línea]. Fairchild Semiconductor
Corporation. Octubre 1988. [Consultado Mayo 2013]. Disponible en internet:
FAIRCHILD Semiconductor. Datasheet DM74LS00 Quad 2-Input NAND Gate.
[Documento PDF en Línea]. Fairchild Semiconductor Corporation. Agosto 1986.
[Consultado Mayo 2013]. Disponible en internet:

53
18. ANEXOS
ANEXO 1
Datasheet Contador DM74LS90
National Semiconductor. Datasheet DM74LS90/DM74LS93 Decade and Binary Counters.
[Documento PDF en Línea]. National Semiconductor Corporation. Junio 1989. [Consultado
Mayo 2013]. Disponible en internet:
ANEXO 2
Datasheet Decodificador DM74LS47
FAIRCHILD Semiconductor. Datasheet DM74LS47 BCD to 7-Segment Decoder/Driver
with Open-Colector Outputs. [Documento PDF en Línea]. Fairchild Semiconductor
Corporation. Octubre 1988. [Consultado Mayo 2013]. Disponible en internet:
ANEXO 3
Datasheet Compuerta NAND DM74LS00
FAIRCHILD Semiconductor. Datasheet DM74LS00 Quad 2-Input NAND Gate.
[Documento PDF en Línea]. Fairchild Semiconductor Corporation. Agosto 1986.
[Consultado Mayo 2013]. Disponible en internet:

54
19. POSIBILIDADES DE PUBLICACION
Actualmente se cuentan con limitados recursos de publicación mas allá del medio virtual.
Se busca la oportunidad de dar a conocer el producto mediante medios de comunicación
como lo son la prensa, la radio y la televisión local y propaganda en las calles por medio
de volantes propagandísticos.

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