Circuito Ruleta LED con Timer 555 y Contador CD4017 – Diagrama Completo y Guía de Montaje

Circuito Ruleta LED Intermitente usando Timer 555 y CI 4017

Existe un juego de casino y una palabra francesa que lo acompaña llamada Ruleta. Este circuito imita el funcionamiento de una ruleta, de ahí su nombre. Este circuito consta de un CI temporizador y un CI especial llamado CD 4017, que es un contador de década.

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Diagrama del Circuito Ruleta LED

A continuación se muestra el diagrama del circuito para la ruleta LED.

Componentes Necesarios

1. CI Timer 555
2. Contador de Década CI CD 4017
3. 8 LEDs
4. Resistencias 220Ω, 1kΩ y 10kΩ
5. Condensador 10µF
6. Potenciómetro
7. Batería 9V para alimentar el circuito

CI Timer 555

El CI timer 555 se usa principalmente para generación de pulsos y como oscilador. El diagrama de pines del CI Timer 555 se muestra a continuación.

Pin	Nombre	Función
1	GND	Tierra de referencia
2	TRIG	Controla la salida
3	OUT	Impulsado a ~1.7V bajo Vcc o a tierra
4	RESET	Reinicia intervalo de temporización
5	CTRL	Acceso al divisor de tensión interno
6	THR	Umbral para detener intervalo
7	DIS	Colector abierto para descargar condensador
8	Vcc	Tensión de alimentación positiva

Existen tres modos de operación del CI Timer: bistable, monoestable y astable.

• En modo bistable, el circuito produce señales de 2 estados estables (bajo y alto). Las señales de salida se controlan mediante reset y activación de pines de entrada.
• En modo monoestable, el circuito genera un solo pulso cuando el timer recibe indicación del botón de disparo.
• En modo astable, el circuito del CI produce un pulso continuo con frecuencia exacta basada en el valor de dos resistencias y condensadores conectados en el circuito externo.

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Contador de Década CI 4017

El circuito considerado requiere un temporizador ya que los LEDs deben repetir el parpadeo de forma periódica. El contador de década CD4017 es la mejor opción para esta aplicación. Este CI es un contador de década CMOS, lo que significa que utiliza tecnología CMOS como base. Como su nombre indica, este CI puede contar de 0 a 10. También se llama contador Johnson de 10 etapas en honor a su inventor.

Este CI se usa generalmente para conteo de rango bajo. Aunque no tiene rango alto, posee características únicas:

• Rango de tensiones de alimentación: 3 a 15V.
• Funciona bien con lógica transistor-transistor (TTL).
• Velocidad de reloj muy alta, ~5 MHz.

El pinout del CI CD4017 se muestra a continuación.

Como vemos, hay 16 pines. 10 son pines de salida (1-7 y 9-11), marcados en el orden en que se ponen en alto secuencialmente. La entrada del timer CI proporciona el ritmo al que las salidas consecutivas se ponen en alto. Repiten el proceso tras alcanzar la novena salida. Hay 6 pines adicionales para control directo del CI:

• Pin 13 (Enable): Habilita el CI. Funciona mientras esté en nivel bajo. Se apaga al ponerlo en alto, ignorando la entrada de reloj.
• Pin 14 (Clock): Proporciona la frecuencia de trabajo. La salida secuencial cambia solo en flancos de subida (nivel alto). Si no se usa, debe conectarse a Vcc o GND según reglas CMOS.
• Pin 15 (Reset): Detiene la secuencia y la reinicia desde el estado inicial. Al conectarse a tierra, el circuito se reinicia.
• Pines 8 y 16 (Alimentación): Pin 8 = tierra (negativo), Pin 16 = tensión de alimentación positiva.
• Pin 12 (Carry Out): Proporciona un pulso cada 10 ciclos de reloj de entrada para sincronizar múltiples CIs.

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Potenciómetro

Un potenciómetro es un dispositivo pasivo de tres terminales. Cambia la tensión a través de cualquier componente ajustando el cursor sobre un material resistivo uniforme.

La tensión a través del potenciómetro se aplica a lo largo de toda la tira resistiva, y la tensión de salida es simplemente una fracción de esa tensión. La tensión máxima obtenible es la tensión aplicada.

Usa el concepto básico de divisor de tensión. El diagrama de pines de un potenciómetro típico se muestra a continuación.

El potenciómetro tiene dos terminales fijos para entrada en los extremos de la tira resistiva interna. Un tercer terminal conectado a un cursor que se desliza sobre la tira cambia la tensión entre uno de los terminales de entrada y el cursor.

Existe otro dispositivo que funciona igual pero es fundamentalmente diferente: el reostato. También es un dispositivo de resistencia variable pero funciona de forma distinta. Tiene solo un terminal fijo y la conexión al circuito es desde un cursor móvil. A diferencia del potenciómetro donde los dos terminales conectados al circuito son independientes de la posición del cursor, el reostato tiene uno de sus terminales directamente conectado al circuito.

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Según su estilo de trabajo, los potenciómetros se dividen en:

• Potenciómetros rotativos
• Potenciómetros lineales

Aplicaciones de los potenciómetros:

1. Medir resistencia interna de una celda de batería
2. Medir tensión
3. Usado como divisor de tensión
4. Control de volumen y tono en televisores antiguos
5. Máquinas de procesamiento de madera
6. Máquinas de moldeo por inyección

Funcionamiento y Operación del Circuito Ruleta LED

Los valores de resistencias y condensadores ya están calculados y dados en el circuito. Podemos conectar los LEDs en el orden que queramos, pero para honrar el nombre del juego de ruleta, intentaremos colocarlos en forma circular.

Usamos 8 LEDs, pero hay forma de usar las 10 salidas sincronizadas del contador de década. Los 8 LEDs se conectan a las salidas del contador CD4017. La entrada al contador la proporciona el timer CI usado. El CI 555 en el diagrama está configurado en modo astable.

Tan pronto como se hacen las conexiones y se alimentan los componentes, los LEDs comienzan a parpadear. La velocidad se controla con el potenciómetro. El valor de resistencia del potenciómetro cambia la resistencia de entrada del timer, lo que a su vez cambia la frecuencia de oscilación del CI 555.

Así cambiamos la tasa a la que el pulso de reloj se envía al contador de década. El nuevo pulso de reloj afecta la tasa a la que las salidas se ponen en alto, por lo que los LEDs en el circuito ruleta ahora parpadean a una velocidad diferente.

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