Comentaba en el Artículo de Tapa de la edición anterior de Saber Electrónica que me iba a extender en la explicación de cómo programar un contador binario ripplecarry de 12 etapas tipo CD4040 para que puedan dividir la frecuencia que quieran, por si acaso tienen otro cristal para el frecuencímetro o si se les ocurre algún otro proyecto y necesiten dividir por algún número en especial.

Para esto vamos a estudiar en detalle el uso de diodos para programar un dispositivo CMOS, nos remitimos entonces a las figuras 1 y 2. En la figura 1 vemos una resistencia conectada a positivo de alimentación, ésta a un seguidor y también a un diodo. El cátodo del diodo va a otro seguidor CMOS.

Cuando en el seguidor de abajo tengo un 1 lógico voy a tener a la salida una tensión de aproximadamente 11,5V, por lo que el diodo va a estar polarizado en inversa, no circula corriente y en la entrada del seguidor de arriba tendré +12V, o sea un 1 lógico y la salida será de 1.

El tema cambia en la figura 2. Allí aplico un 0 lógico en la entrada del seguidor de abajo, por lo que a la salida tendré una tensión de 0,05V.

El diodo queda así polarizado en directa, por lo que en la entrada del segundo seguidor tengo una tensión de 0,05V + 0,7V (la barrera del diodo) = 0,75V, que es interpretado por el dispositivo como un 0 lógico, dado que los CMOS dan un cero a la salida al aplicarles entre 0 y 3,5V a la entrada (si lo alimentamos con 12V) y un uno a la salida si le aplicamos entre 6,5 V y 12 V. Tendremos en este caso un cero lógico en la salida del segundo seguidor.

En la figura 3 vemos en detalle un CD4040 conectado en este caso como divisor por 6, dado que le conectamos diodos en las patas 7 y 6, que dividen por 2 y por 4 respectivamente, indicando asimismo en la figura por cuánto dividen el resto de las patas. Estudiemos ahora cómo opera mirando la fig. 4 A la izquierda de esta figura vemos los pulsos normales, sin la conexión de ningún diodo y a la derecha cuando le conectamos diodos en las patas 7 y 6.

Nos concentramos en la figura 4 derecha, en el primer pulso la pata 9 está en estado alto, pero las patas 6 y 7 están en estado bajo, por lo que los diodos hacen que la pata 11 (reset) esté en estado bajo (0 lógico).

En el segundo y tercer impulso la pata 7 pasó a estado alto, pero sigue habiendo un 0 lógico en la pata 11, dado que el diodo de la pata 6 sigue estando en estado bajo.

Lo mismo ocurre en los pulsos cuarto y quinto, pero en este caso la pata 6 está en estado alto y la que deriva a masa al diodo es la pata 7.

En el sexto pulso la cosa cambia, tanto la pata 6 como la 7 están en estado alto, con lo que los diodos quedan polarizados en inversa (recuerden figura 1) y tenemos entonces un 1 lógico en la pata 11 (reset).

Ahora, ¿qué sucedía en el contador cuando aplicábamos tensión al reset?

Simple: volvía a cero. Con lo que sucede que cada 6 pulsos tenemos uno de reset y vuelve a comenzar de cero, o lo que es lo mismo: divide por 6.

En la figura 5 tenemos una tabla con la que podemos dividir cualquier número hasta 4095, que es la suma de los pesos de todas las patitas. En la tabla observamos una fila donde va el número a dividir, abajo el peso de la patita divisora, abajo el resto (lo que queda de la operación aritmética) y por último el número de la patita en el encapsulado del integrado.

Teníamos entonces que:

3.580.000 ÷ 5000 = 716

Esta era la frecuencia del cristal, que habíamos llevado a un número entero en el frecuencímetro de la edición anterior (la original era 3.579.545) y la frecuencia de entrada al primer divisor del CD4518, para obtener por último 50cs para el CD4018. Bien, tenemos que ubicar el factor de división que queremos (716 en este caso) en una casilla en que lo podamos restar y nos quede algo. En este caso sería 716 – 512 = 204. Esta cantidad no la podemos restar al peso 256, pero sí al 128, con resto 76, que lo restamos al 64 y nos da 12, que lo podemos restar recién con el peso 8 con resto 4, que lo restamos al 4 y da cero.

El cableado es fácil: hay que conectar un diodo a cada patita donde se tiene resto, en este caso las patas 14, 13, 4, 5 y 6. Si sumamos los pesos de estas patas tenemos:

512 + 128 + 64 + 8 + 4 = 716.

Bien, con esto terminamos la explicación teórica del contador digital. Queda recomendarles prolijidad en el armado, háganlo con paciencia y revean varias veces el dibujo de las pistas por si olvidaron o equivocaron alguna.

Los prototipos que se muestran en esta revista los hice a mano con una fibra de tinta indeleble o resistente al agua.

Utilizo un método cro-magnon pero efectivo: saco una fotocopia de la plaqueta; recorto el dibujo y lo pego en los bordes con cinta de papel. Con un pinche o pin de oficina pincho en los agujeritos para que no baile la mecha al apoyarla; agujereo luego con una mecha de 0,8mm; quito el papel; le paso una virulana; pinto con la fibra las líneas y la llevo al percloruro de hierro.

Para el que no tiene torno pequeño para colocar las mechas de 0,8mm les paso una idea: tomen un motor en desuso de un radiograbador.

Consíganse una aguja de jeringa y sáquenle el plástico que enlaza la aguja con el cuerpo de la jeringa.

Extraigan la aguja y péguenle con cianoacrilato (la gotita, bah) una mecha de 0,8 mm. El otro agujerito péguenlo también al eje del motor.

Antes de que se seque traten de centrarlo lo mejor posible. Una mecha de éstas, si la usan solamente para pertinax les va a durar muchos años.

Es mi deseo que les haya interesado el artículo. Tengo como idea continuar otros equipos de medición para el taller del radioaficionado interesado a la electrónica. Si algún tema no he podido explicar lo suficiente les ruego me escriban, dado que así como los amplificadores mejoran notablemente con realimentación, las sugerencias de los lectores mejorarán esta página en el transcurso de las ediciones.