La numeración binaria es la base de funcionamiento de las computadoras y de todos los circuitos de electrónica digital. Por eso, además de ser enseñada en los cursos técnicos como parte de la electrónica digital, la numeración binaria también es tema transversal de la enseñanza media, dada su aplicación tecnológica. Para aprender la numeración binaria o hacer demostraciones nada mejor que un circuito electrónico digital. Este circuito, a diferencia de lo que muchos puedan pensar, es fácil de montar y utiliza componentes comunes. En este artículo enseñamos cómo montar un contador hasta 99.
Los circuitos contadores están formados por configuraciones biestables denominadas flip-flops y están disponibles en forma de circuitos integrados de diversas familias lógicas. La familia TTL, que es una de las más comunes y fáciles de usar, tiene circuitos contadores que pueden ser interconectados para contar hasta el número que deseamos. Así, trabajando con circuitos integrados como los de la familia TTL (Transistor-Transistor Logic) podemos escoger las funciones que deseamos y montar aparatos digitales de diversos grados de complejidad.
Un circuito integrado especialmente interesante de esa familia es el 7490 (casi todos los integrados de esta familia comienzan por 74, así es comúnmente denominada familia 74 o 74xx). Este circuito integrado consiste en un contador de década, es decir, en un conjunto de flip-flops y otros circuitos que son capaces de contar hasta 10, o aún, hacer divisiones lógicas hasta 10. La salida de este circuito integrado es codificada en binario, o sea, , BCD (Binary Coded Decimal).
Como todo el circuito integrado TTL, el 7400 de la familia estándar trabaja con 5 V de alimentación y tiene una velocidad máxima de operación del orden de 18 MHz. Esto significa que puede contar hasta 18 millones de impulsos por segundo, sin problemas! Usando dos de estos circuitos integrados y uno más que produce pulsos lentos para la cuenta, proyectamos un simple contador que el lector puede montar en una matriz de contactos para aprender o enseñar un poco de lógica digital y de numeración binaria.
El 7490 en la práctica
El circuito integrado 7490 tiene la apariencia mostrada en la figura 1.
Todos los componentes, transistores, diodos, resistores, etc. que forman este circuito integrado forman parte de una minúscula pastilla de silicio que está en el interior de la envoltura DIL (Dual In Line) de plástico que la forma. El acceso al circuito se obtiene a partir de 14 terminales o pernitas que siempre se numeran a partir de una marca en el orden mostrado en la figura.
Conforme a la forma en que conectamos las "pernitas" de este integrado, puede comportarse de manera diferente, contando o dividiendo los pulsos de entrada por números entre 2 y 10. La entrada de los impulsos que deben ser contados se realiza en el pin 14 y las salidas corresponden a los pines 12, 9, 8 y 11.
Al conectar el circuito en la forma mostrada en la figura 3, que corresponde a nuestro circuito, el 7490 cuenta hasta 10, proporcionando en sus cuatro salidas, niveles eléctricos en binario. Así, una tensión de 5 V corresponde al dígito binario "1" y una tensión nula, corresponde al dígito binario "0". Los terminales de salida tienen entonces pesos, que se estudian en la numeración binaria. Si tenemos una secuencia de pulsos, como se muestra en la siguiente tabla, se encender en los niveles positivos de tensión, es decir, cuando tengamos "1" y permanecerán apagados en el "0".
Tabla:
| Pulso | Q8 | Q4 | Q2 | Q1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 1 | 1 | |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
Cuando llegamos al nodo pulso (9) el paso a la décima vuelta al 0000 en el primer circuito integrado y un pulso para las decenas es producido. Así, basta colocar otro integrado a continuación, con el pin 14 utilizado como entrada de las decenas para que la cuenta pueda ser hecha hasta 99. Con más un circuito integrado, es posible contar hasta 999 y así sucesivamente. Q8 tiene el peso del LED correspondiente = 8Q4 tiene el peso del LED correspondiente = 4Q2 tiene el peso del LED correspondiente = 2Q1 tiene el peso del LED correspondiente = 1
Nuestro Contador
En nuestro montaje práctico vamos a conectar dos circuitos integrados 7490 de modo que uno haga el conteo de las unidades y el otro de las decenas.Un tercer circuito integrado funciona como un oscilador para generar los pulsos que se contará. En el caso, empleamos un circuito integrado 555 asequible, a una frecuencia muy baja de modo que podamos visualizar los pulsos producidos.
Esta frecuencia es determinada tanto por el ajuste de P1 como por el condensador C1 que puede tener su valor alterado, si el lector así lo desea. Es necesario usar un 555 en este circuito, pues los 7490 sólo cuentan pulsos digitales, es decir, pulsos rectangulares y una llave conectada directamente en la entrada no produciría tales pulsos. Una llave tiene lo que denominamos "repique", o sea, ella vibra un poco antes de cerrar y esa vibración podría ser interpretada por el circuito integrado como más de un pulso.Una idea interesante consiste en ajustar P1 del oscilador para producir un pulso por segundo. Esto hará que el circuito se pueda utilizar como un cronómetro de 00 a 99 segundos. Otra posibilidad es utilizar un sensor de paso que permita al circuito generar un pulso cada vez que algo pase delante del sensor. Se puede utilizar para contar personas u objetos. La alimentación del circuito debe realizarse con una tensión de 5 V. Para poder utilizar una batería de 6 V (4 pilas) colocamos en serie con el circuito un diodo 1N4002.Si el reproductor desea montar una fuente de alimentación como la que se muestra en la figura 2. 
MONTAJE En la figura 3 tenemos el circuito completo de nuestro contador, observándose que él utiliza 3 circuitos integrados. 
El montaje se puede realizar en una matriz de contactos, como muestra la figura 4, ya que se trata de montaje experimental. 
En el montaje hay que tener mucho cuidado con la posición de los circuitos integrados, diodo y LEDs, ya que, si alguno de ellos es invertido, el circuito no funcionará.
Prueba y uso
Conecte la alimentación del aparato observando la polaridad. Si al conectar el circuito algunos de los LED se encienden, indicando un recuento distinto de 0000 0000 basta con apagar momentáneamente los terminales 2 y 3 de los 7490 y recostarse en el positivo de la alimentación. Esto "restablece" el circuito. A continuación, sólo activa S1 y ajuste P1 para que el recuento se inicie.
Temas Transversales
Aprender a leer un número representado en binario, convirtiéndolo a la forma decimal es un tema de interés en la enseñanza media y en la enseñanza técnica (STEM). Se puede asociar al funcionamiento de las computadoras y ayudar a entender la lógica digital. De esta forma, el circuito que describimos puede ser empleado como una herramienta de trabajo para el aprendizaje de numeración binaria.El profesor puede generar aleatoriamente un número en el contador y pedir al estudiante hacer su conversión al equivalente decimal.Se observa que el contador descrito es BCD, es decir, cada grupo de 4 dígitos cuenta hasta 9. Esta configuración es diferente de un contador binario puro en el que los 4 bits de cada grupo cuentan hasta 16. Un contador binario puro de 8 bits (8 LEDs contaría hasta 255 y no sólo hasta 99). Una sugerencia de trabajo es justamente explicar esa diferencia.
Semiconductores:
CI-1 - 555 - circuito integrado, temporizador
CI-2, CI-3 - 7490 - circuitos integrados TTL
LED1 a LED8 - LED rojos comunes
D1 - 1N4002 (véase el texto) - diodo de silicio
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 10 k ohms - marrón, negro, naranja
R2 - 47 k ohms - amarillo, violeta, naranja
R3 a R10 - 470 ohms - amarillo, vileta, marrón
P1 - 100 k ohms a 1 M ohms - potenciómetro común
Capacitores:
C1 - 10 uF a 100 uF x 6 V - electrolítico
S1 - Interruptor simple
Varios:
Matriz de contactos, cables, 4 pilas y soporte o fuente de alimentación, etc.
