Cómo funciona un reloj digital todo lo que necesitas saber antes de comprar uno
Desde el año 1810, cuando fue creado el primer reloj de muñeca, hemos sido testigos de una constante evolución en el mercado de la relojería. No obstante, el cambio más significativo se produjo con la transición de los relojes tradicionales a los relojes electrónicos.
Expresión del tiempo en un reloj electrónico
Un reloj digital es un dispositivo que muestra la hora en numeros decimales en formato HH:MM o HH:MM:SS, dependiendo de si tiene o no un segundero.
Existen dos tipos de formatos para mostrar la hora: 24 horas o 12 horas. En el formato de 24 horas, el día se divide en 24 horas que van desde las 00:00 hasta las 23:59:59. Mientras que en el formato de 12 horas, el día se divide en AM y PM, cada uno con 12 horas numeradas del 1 al 12.
El formato de 24 horas asigna un valor consecutivo del 0 al 23 a cada hora, lo que significa que la hora más alta que puede mostrar es 23:59:59. Nunca aparecerá la hora 24:00 ya que ese minut
Entendiendo el funcionamiento de un reloj digital
El reloj digital es un tipo de reloj que muestra la hora en números, a diferencia de los relojes analógicos con manecillas. Por lo general, funcionan con pilas, lo que requiere un cambio periódico. La duración de la batería depende de la marca del reloj y de la pila utilizada.
La fuente de energía de un reloj digital es eléctrica, pudiendo ser una pila o una corriente alterna según el modelo. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas. Por ejemplo, el reloj alimentado por corriente es ideal para relojes de pared, mientras que los relojes a pilas requerirán cambiar la pila periódicamente. Debido a su carga limitada, también están limitados a relojes más pequeños.
Configuración del dispositivo Todo lo que necesitas saber
Ahora hay un par de aspectos que debemos tener en cuenta al momento de construir un reloj funcional. El reloj descrito previamente no considera que debe regresar automáticamente a la posición inicial cuando marcan las 12:59:59. Esto puede resultar un poco incómodo, pero hay varias opciones para solucionarlo. Una alternativa es incorporar un pequeño componente que pueda reconocer cuando se llega al número 13 y reiniciar la sección de las horas a 1, en lugar de a 0. Otra posibilidad es emplear un dispositivo adicional.
Debemos encontrar una manera de ajustar el reloj, lo cual se logra habitualmente mediante la manipulación de las frecuencias en la sección de los minutos. Por ejemplo, la mayoría de los relojes cuentan con botones para cambiar la velocidad de los minutos, con opciones como "rápido" y "lento". Si presionamos el botón de "rápido", la señal de frecuencia de 60 hertzios se envía directamente al contador de minutos, mientras que si presionamos el de "lento", se envía una señal de 1 hertzio. Existen otras técnicas posibles, pero esta es la más común.
Cuál es el mecanismo de la pantalla del reloj
En la tecnología actual, es común utilizar contadores para manipular y procesar señales eléctricas. Un ejemplo de ello es la división de una señal de 60 hertzios. Al configurar estos contadores y generar una salida binaria, podemos visualizar los números resultantes en una pantalla.
Para poder ver esta salida en la pantalla, es necesario realizar una división específica por 10 para obtener números del 0 al 9, y otra división por 6 para obtener números del 0 al 5 en secuencia.
El siguiente paso es mostrar estos números binarios en una pantalla de 7 segmentos. Estas pantallas constan de siete barras dispuestas en línea, y al activar de manera adecuada estas barras, es posible visualizar diferentes números.
Para lograr esto, es necesario utilizar un convertidor especial que se encarga de transformar el número binario entrante en las señales adecuadas para activar las barras en la pantalla. Este chip controla el proceso y realiza la conversión de manera eficiente.
Una vez completadas todas estas etapas, la salida se oscila a una frecuencia de un ciclo por minuto, lo que permite la correcta visualización de los números en la pantalla.
La fabricación de un cronómetro electrónico
Construir un reloj digital implica entender cómo funcionan sus diferentes componentes cuando se unen. Para lograrlo, es necesario seguir un proceso paso a paso. En este caso, nos enfocaremos en la construcción de la parte de los segundos del reloj, pero a partir de este punto se pueden agregar las horas, minutos y segundos para tener un reloj completo.
Para comprender estos pasos, es importante tener conocimientos sobre la lógica Boole y las pasarelas electrónicas. Específicamente, es necesario conocer los chips TTL y las fuentes de alimentación, ya que son aspectos relevantes en la construcción de relojes digitales. Si ya se tiene experiencia con estas pasarelas, las explicaciones siguientes tendrán mucho más sentido.
El primer elemento que necesitamos es una fuente de alimentación. Una fuente estándar se encarga de transformar la corriente alterna del enchufe de la pared en corriente continua. Para este ejemplo, hemos seleccionado una fuente que se regule a 5 voltios. Sin embargo, para nuestro reloj, necesitamos algo diferente ya que nuestra base de tiempo se obtendrá de la toma eléctrica con una frecuencia de 60 hertzios.
Display de un reloj digital
La pantalla de un reloj digital no se limita solo a mostrar la hora.
Suele ofrecer también otros datos, como el día de la semana, la fecha y la hora exacta. Ahora observemos un ejemplo de un modelo de reloj que presenta esta información:
- El día de la semana: lunes
- La fecha: 29
- El mes: 8
- El año: 2016
- La hora: 20
- Los minutos: 34
- Los segundos: 42
Es importante destacar que el año se indica con solo dos dígitos, como es común en muchos relojes digitales.
Clasificación y funcionamiento de los distintos tipos de mecanismos
La tecnología más antigua utilizada por los relojeros actuales es el mecanismo de cuerda. Todos los relojes necesitan una fuente de energía para mover sus engranajes internos. Antes de la invención de las pilas, los relojeros tuvieron que idear un sistema que les proporcionara la energía necesaria.
El tipo de mecanismo más común y que ha perdurado hasta nuestros días es el de cuerda. Este sistema funciona cuando el usuario tira de una cuerda que almacena la energía generada y la libera de manera curiosa.
