CONTADORES ELECTRÓNICOS

Vista previa del material en texto

CONTADORES ELECTRÓNICOS 
ensayo sobre la historia de los contadores electrónicos:
Los contadores electrónicos son circuitos que pueden almacenar y contar los impulsos eléctricos que reciben, así como dividir la frecuencia de una señal de reloj. Los contadores electrónicos tienen muchas aplicaciones en el campo de la electrónica digital, como medir el tiempo, la velocidad, la distancia, la frecuencia, el número de objetos o eventos, generar secuencias, multiplexar señales, convertir datos, etc.
La historia de los contadores electrónicos se remonta a principios del siglo XX, cuando se empezaron a usar dispositivos electromecánicos como los relés y los conmutadores para realizar operaciones lógicas y aritméticas. Estos dispositivos eran lentos, voluminosos y propensos a fallar, por lo que se buscaron alternativas más eficientes y compactas.
Uno de los primeros inventores de los contadores electrónicos fue el alemán Konrad Zuse, quien en 1938 construyó el Z1, considerado el primer ordenador programable y binario de la historia. El Z1 usaba relés electromecánicos para realizar las operaciones, pero también incorporaba unos tubos de vidrio con láminas metálicas que actuaban como biestables o flip-flops, que son la base de los contadores electrónicos. El Z1 podía contar hasta 64 bits y tenía una frecuencia de reloj de 1 Hz.
En 1941, Zuse presentó el Z3, que fue el primer ordenador digital plenamente funcional (programable y automático). El Z3 usaba unos 2.400 relés electromecánicos y unos 600 biestables mecánicos para realizar las operaciones. El Z3 podía contar hasta 22 bits y tenía una frecuencia de reloj de 5 Hz.
En la década de 1940, se desarrollaron otros dispositivos electrónicos que permitieron mejorar el rendimiento y la fiabilidad de los contadores. Entre ellos se destacan las válvulas termoiónicas o tubos de vacío, que eran capaces de amplificar y conmutar señales eléctricas con rapidez y precisión. Estos dispositivos se usaron en proyectos como el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), que fue el primer ordenador electrónico de propósito general, construido en 1946 por John Mauchly y J. Presper Eckert en Estados Unidos. El ENIAC usaba unos 18.000 tubos de vacío y unos 1.500 relés para realizar las operaciones. El ENIAC podía contar hasta 10 dígitos decimales y tenía una frecuencia de reloj de 100 kHz.
Otro dispositivo electrónico que revolucionó el campo de los contadores fue el transistor, inventado en 1947 por John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en los laboratorios Bell. El transistor es un componente semiconductor que puede amplificar y conmutar señales eléctricas con mucha más eficiencia, rapidez y durabilidad que los tubos de vacío. Los transistores permitieron reducir el tamaño, el consumo y el costo de los circuitos electrónicos, así como aumentar su complejidad y capacidad. Los transistores se usaron en proyectos como el TX-0 (Transistorized Experimental computer zero), que fue el primer ordenador transistorizado, construido en 1956 por el MIT (Massachusetts Institute of Technology) en Estados Unidos. El TX-0 usaba unos 3.600 transistores y unos 10.000 diodos para realizar las operaciones. El TX-0 podía contar hasta 18 bits y tenía una frecuencia de reloj de 5 MHz.
En la década de 1950, se desarrolló otra tecnología que permitió integrar varios transistores y otros componentes electrónicos en un solo chip o pastilla de silicio, dando lugar a los circuitos integrados o microchips. Estos dispositivos permitieron reducir aún más el tamaño, el consumo y el costo de los circuitos electrónicos, así como aumentar su complejidad y capacidad. Los circuitos integrados se usaron en proyectos como el IBM 7090 (International Business Machines), que fue el primer ordenador comercial transistorizado e integrado, construido en 1959 por IBM en Estados Unidos. El IBM 7090 usaba unos 50.000 transistores y unos 8.000 diodos para realizar las operaciones. El IBM 7090 podía contar hasta 36 bits y tenía una frecuencia de reloj de 2,18 MHz.
En la década de 1960, se desarrollaron diferentes tipos de circuitos integrados, según el nivel de integración y la tecnología empleada. Entre ellos se destacan los circuitos integrados SSI (Small Scale Integration), que podían contener hasta 10 transistores por chip; los circuitos integrados MSI (Medium Scale Integration), que podían contener hasta 100 transistores por chip; y los circuitos integrados LSI (Large Scale Integration), que podían contener hasta 10.000 transistores por chip. Estos dispositivos permitieron diseñar y fabricar contadores electrónicos más sofisticados y versátiles, que podían contar en diferentes bases numéricas, sentidos y modos. Entre los contadores electrónicos más usados se encuentran los contadores binarios, que cuentan en base 2; los contadores BCD (Binary Coded Decimal), que cuentan en base 10; los contadores ascendentes, que cuentan de menor a mayor; los contadores descendentes, que cuentan de mayor a menor; los contadores UP-DOWN, que cuentan en ambos sentidos según una señal de control; los contadores sincrónicos, que tienen un reloj común para todos los biestables; y los contadores asincrónicos, que tienen un reloj diferente para cada biestable.
En la década de 1970, se desarrollaron otros tipos de circuitos integrados, según el nivel de integración y la tecnología empleada. Entre ellos se destacan los circuitos integrados VLSI (Very Large Scale Integration), que podían contener hasta 100.000 transistores por chip; y los circuitos integrados ULSI (Ultra Large Scale Integration), que podían contener más de 100.000 transistores por chip. Estos dispositivos permitieron diseñar y fabricar microprocesadores, que son circuitos integrados que pueden realizar funciones complejas como las de un ordenador. Los microprocesadores incorporan contadores electrónicos internos que les permiten controlar el flujo de datos, las instrucciones, las interrupciones, etc. Los microprocesadores se usaron en proyectos como el Intel 4004 (Integrated Electronics), que fue el primer microprocesador comercial, construido en 1971 por Intel en Estados Unidos. El Intel 4004 usaba unos 2.300 transistores para realizar las operaciones. El Intel 4004 podía contar hasta 4 bits y tenía una frecuencia de reloj de 740 kHz.
En la actualidad, se siguen desarrollando nuevos tipos de circuitos integrados, según el nivel de integración y la tecnología empleada. Entre ellos se destacan los circuitos integrados GSI (Gigantic Scale Integration), que pueden contener más de un millón de transistores por chip; y los circuitos integrados WSI (Wafer Scale Integration), que pueden ocupar todo un oblea o disco de silicio. Estos dispositivos permiten diseñar y fabricar microcontroladores, que son circuitos integrados que pueden realizar funciones específicas como las de un sistema embebido. Los microcontroladores incorporan contadores electrónicos internos y externos que les permiten controlar el tiempo, la frecuencia, el número de objetos o eventos, etc. Los microcontroladores se usan en proyectos como el Arduino Uno (Arduino), que es una plataforma de hardware libre basada en un microcontrolador ATmega328P (Atmel), construido en 2005 por Arduino en Italia. El Arduino Uno usa unos 28.000 transistores para realizar las operaciones. El Arduino Uno puede contar hasta 8 bits y tiene una frecuencia de reloj de 16 MHz.
En conclusión, los contadores electrónicos son circuitos que han evolucionado a lo largo del tiempo gracias al desarrollo de diferentes dispositivos electrónicos como los relés, los tubos de vacío, los transistores y los circuitos integrados. Los contadores electrónicos tienen muchas aplicaciones en el campo de la electrónica digital, como medir el tiempo, la velocidad, la distancia, la frecuencia, el número de objetos o eventos, generar secuencias, multiplexar señales, convertir datos, etc. Los contadores electrónicos son parte esencial de los ordenadores, los microprocesadores y los microcontroladores, que son circuitos integrados que puedenrealizar funciones complejas como las de un sistema informático o embebido.
Los diferentes tipos de contadores electrónicos tienen sus ventajas y desventajas, según el diseño, la tecnología y la aplicación que se les dé. A continuación, se presentan algunos ejemplos:
- Los contadores binarios son los más simples y universales, ya que cuentan en base 2, que es el sistema numérico usado por los circuitos digitales. Sin embargo, tienen la desventaja de que requieren más biestables y más conexiones para representar números grandes, lo que puede aumentar el tamaño, el consumo y el costo del circuito. Además, pueden ser difíciles de leer o interpretar para los humanos, que estamos acostumbrados al sistema decimal¹.
- Los contadores BCD son una alternativa a los contadores binarios, ya que cuentan en base 10, que es el sistema numérico usado por los humanos. Esto facilita la lectura y la conversión de los datos. Sin embargo, tienen la desventaja de que desperdician algunos estados de los biestables, ya que solo usan 10 de los 16 posibles. Además, pueden requerir más circuitos adicionales para realizar operaciones aritméticas o lógicas¹.
- Los contadores ascendentes son los más comunes y naturales, ya que cuentan de menor a mayor, siguiendo el orden numérico. Esto permite medir el tiempo transcurrido o el número de eventos ocurridos. Sin embargo, tienen la desventaja de que pueden llegar a un límite máximo o desbordarse, lo que puede causar errores o inconsistencias en los datos. Además, pueden ser inadecuados para algunas aplicaciones que requieren contar en sentido inverso².
- Los contadores descendentes son los opuestos a los contadores ascendentes, ya que cuentan de mayor a menor, siguiendo el orden inverso al numérico. Esto permite medir el tiempo restante o el número de eventos pendientes. Sin embargo, tienen la desventaja de que pueden llegar a un límite mínimo o subdesbordarse, lo que puede causar errores o inconsistencias en los datos. Además, pueden ser inadecuados para algunas aplicaciones que requieren contar en sentido directo².
- Los contadores UP-DOWN son una combinación de los contadores ascendentes y descendentes, ya que pueden contar en ambos sentidos según una señal de control. Esto permite cambiar el modo de conteo según las necesidades o las condiciones del sistema. Sin embargo, tienen la desventaja de que requieren más biestables y más circuitos para implementar la función de control. Además, pueden ser más complejos y difíciles de diseñar y depurar².
- Los contadores sincrónicos son aquellos que tienen un reloj común para todos los biestables, lo que significa que todos cambian su estado al mismo tiempo. Esto permite tener un funcionamiento más rápido y preciso del contador, así como evitar problemas de propagación o sincronización de las señales. Sin embargo, tienen la desventaja de que requieren más conexiones entre los biestables y el reloj, lo que puede aumentar el tamaño y el consumo del circuito. Además, pueden ser más sensibles al ruido o las interferencias eléctricas³.
- Los contadores asincrónicos son aquellos que tienen un reloj diferente para cada biestable, lo que significa que cada uno cambia su estado según el anterior. Esto permite tener un diseño más simple y compacto del contador, así como reducir el número de conexiones entre los biestables y el reloj. Sin embargo, tienen la desventaja de que tienen un funcionamiento más lento e impreciso del contador, así como generar problemas de propagación o sincronización de las señales³.
Espero haber respondido a tu pregunta sobre las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de contadores electrónicos.
Hola, gracias por tu pregunta. Los contadores electrónicos son circuitos que pueden almacenar y contar los impulsos eléctricos que reciben, así como dividir la frecuencia de una señal de reloj. Los contadores electrónicos tienen muchas aplicaciones en el campo de la electrónica digital, como medir el tiempo, la velocidad, la distancia, la frecuencia, el número de objetos o eventos, generar secuencias, multiplexar señales, convertir datos, etc.
Existen diferentes tipos de contadores electrónicos según su diseño, su tecnología y su función. Algunos de los tipos más comunes son:
- Contadores binarios: cuentan en base 2, que es el sistema numérico usado por los circuitos digitales. Son los más simples y universales, pero requieren más biestables y más conexiones para representar números grandes¹.
- Contadores BCD: cuentan en base 10, que es el sistema numérico usado por los humanos. Facilitan la lectura y la conversión de los datos, pero desperdician algunos estados de los biestables y requieren más circuitos adicionales para realizar operaciones aritméticas o lógicas¹.
- Contadores ascendentes: cuentan de menor a mayor, siguiendo el orden numérico. Permiten medir el tiempo transcurrido o el número de eventos ocurridos, pero pueden llegar a un límite máximo o desbordarse².
- Contadores descendentes: cuentan de mayor a menor, siguiendo el orden inverso al numérico. Permiten medir el tiempo restante o el número de eventos pendientes, pero pueden llegar a un límite mínimo o subdesbordarse².
- Contadores UP-DOWN: pueden contar en ambos sentidos según una señal de control. Permiten cambiar el modo de conteo según las necesidades o las condiciones del sistema, pero requieren más biestables y más circuitos para implementar la función de control².
- Contadores sincrónicos: tienen un reloj común para todos los biestables, lo que significa que todos cambian su estado al mismo tiempo. Tienen un funcionamiento más rápido y preciso del contador, así como evitan problemas de propagación o sincronización de las señales, pero requieren más conexiones entre los biestables y el reloj³.
- Contadores asincrónicos: tienen un reloj diferente para cada biestable, lo que significa que cada uno cambia su estado según el anterior. Tienen un diseño más simple y compacto del contador, así como reducen el número de conexiones entre los biestables y el reloj, pero tienen un funcionamiento más lento e impreciso del contador, así como generan problemas de propagación o sincronización de las señales³.
Estos son solo algunos ejemplos de los tipos de contadores electrónicos que existen. Hay muchos otros tipos que se pueden crear combinando o modificando estos principios básicos. Espero haber respondido a tu pregunta sobre los contadores electrónicos y sus aplicaciones. Si quieres saber más sobre este tema, puedes consultar las fuentes que he usado para elaborar esta respuesta:
¹: [Contador (electrónica) - Wikipedia](^1^)
²: [17 APLICACIONES DE LOS CONTADORES - unizar.es](^2^)
³: [¿Cuáles son los diferentes tipos de contadores digitales?](^3^)
(1) Contador (electrónica) - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Contador_%28electr%C3%B3nica%29.
(2) 17 APLICACIONES DE LOS CONTADORES - unizar.es. https://diec.unizar.es/~tpollan/libro/Apuntes/dig17.pdf.
(3) ¿Qué son y cómo funcionan los contadores electrónicos?. https://dominionadvancedtechnologies.com/que-son-y-como-funcionan-los-contadores-electronicos/.
(4) Contador (electrónica) - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Contador_%28electr%C3%B3nica%29.
(5) 17 APLICACIONES DE LOS CONTADORES - unizar.es. https://diec.unizar.es/~tpollan/libro/Apuntes/dig17.pdf.
(6) ¿Qué son y cómo funcionan los contadores electrónicos?. https://dominionadvancedtechnologies.com/que-son-y-como-funcionan-los-contadores-electronicos/.
(7) ¿Cuáles son las principales aplicaciones de un Contador?. https://dominionadvancedtechnologies.com/cuales-son-las-principales-aplicaciones-de-un-contador/.
Fuentes:
¹: [Contador (electrónica) - Wikipedia](^1^)
²: [Contadores eléctricos: historia y los tipos de contadores](^2^)
³: [¿Cuáles son los diferentes tipos de contadores digitales?](^3^)
(1) Ventajas y desventajas de la contabilidad electrónica - Clickbalance. https://clickbalance.com/blog/ventajas-y-desventajas-de-la-contabilidad-electronica/.
(2) Contadores eléctricos: historia y lostipos de contadores. https://www.endesa.com/es/blog/blog-de-endesa/luz/contadores-electricos.
(3) ¿Cuáles son los diferentes tipos de contadores digitales?. https://spiegato.com/es/cuales-son-los-diferentes-tipos-de-contadores-digitales.
(4) Ventajas y desventajas de la contabilidad electrónica - Clickbalance. https://clickbalance.com/blog/ventajas-y-desventajas-de-la-contabilidad-electronica/.
(5) Contadores eléctricos: historia y los tipos de contadores. https://www.endesa.com/es/blog/blog-de-endesa/luz/contadores-electricos.
(6) ¿Cuáles son los diferentes tipos de contadores digitales?. https://spiegato.com/es/cuales-son-los-diferentes-tipos-de-contadores-digitales.
Fuentes:
- Contador (electrónica) - Wikipedia[^1^
(1) Contador (electrónica) - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Contador_%28electr%C3%B3nica%29.
(2) Contadores eléctricos: historia y los tipos de contadores. https://www.endesa.com/es/blog/blog-de-endesa/luz/contadores-electricos.
(3) ¿Qué es un contador eléctrico? | Blog Pepeenergy. https://www.pepeenergy.com/blog/glosario/definicion-contador-electrico/.
(4) Historia de la contabilidad - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_contabilidad.
(5) ¿Quién inventó el marcador electrónico? - Saberia. https://www.saberia.com/quien-invento-el-marcador-electronico/.
(6) ¿Quién inventó el primer ordenador? - OpenMind. https://www.bbvaopenmind.com/tecnologia/visionarios/quien-invento-el-primer-ordenador/.
(7) Quien invento el contador de energia? - RESPUESTASRAPIDAS. https://respuestasrapidas.com.mx/quien-invento-el-contador-de-energia/.
(8) Contador electrónico - EcuRed. https://www.ecured.cu/Contador_electr%25C3%25B3nico.
(9) ¿Cuáles son los diferentes tipos de contadores digitales?. https://spiegato.com/es/cuales-son-los-diferentes-tipos-de-contadores-digitales.
(10) https://www.autycom.com/para-que-sirve-un-contactor-siemens/#:~:text=El%20contactor%20es%20un%20dispositivo%20que%2C%20de%20forma,o%20cerrar%20circuitos%20el%C3%A9ctricos%20vinculados%20a%20motores%20el%C3%A9ctricos.. https://bing.com/search?q=para+que+sirven+los+contadores+electr%c3%b3nicos.
(11) Contabilidad Electrónica | ¿Qué es y para que sirve?. https://www.cofide.mx/blog/qu%C3%A9-es-la-contabilidad-electr%C3%B3nica.
(12) ¿Qué son los contadores eléctricos? - IBERDROLA. https://www.iberdrola.es/blog/luz/que-son-contadores-electricos.
(13) Contador electrónico - EcuRed. https://www.ecured.cu/Contador_electr%C3%B3nico.
(14) QUE SON LOS CONTADORES | Web Oficial EUROINNOVA. https://www.euroinnova.edu.es/blog/que-son-los-contadores.
(15) Contador y Tipos de Contadores Electrónicos - Tecnología Eléctrica .... https://bing.com/search?q=en+que+se+usan+los+contadores+electr%c3%b3nicos.
(16) 17 APLICACIONES DE LOS CONTADORES - unizar.es. https://diec.unizar.es/~tpollan/libro/Apuntes/dig17.pdf.
(17) Introducción a los contadores - Electronica Lugo. https://electronicalugo.com/introduccion-a-los-contadores/.
(18) undefined. https://www.autycom.com/para-que-sirve-un-contactor-siemens/#:~:text=El%20contactor%20es%20un%20dispositivo%20que%2C%20de%20forma,o%20cerrar%20circuitos%20el%C3%A9ctricos%20vinculados%20a%20motores%20el%C3%A9ctricos.