La idea de tener un reloj de tiempo digital es contar pulsos con precisión.
Los factores que afectan una precisión de reloj son, entre muchos mas, temperatura, voltaje, vejez, vibración mecánica, ruido eléctrico, humedad, inducciones, etc.
Un circutio RC, por ejemplo el que usa el 555, tiene desviaciones por temperatura y variaciones de voltaje, aún usando componentes de precisión y de bajo coeficiente de temperatura.
El obtener el pulso de 60 ciclos por segundo de la alimentación eléctrica puede ser bueno pero solo tomando en cuenta la hora promedio, ya que las plantas generadoras varían ligeramente su frecuencia -en un momento dado pueden ser 61 o 59, y se ajustan con el tiempo para compensar estas variaciones, para que en promedio sean lo mas cercano a 60.0 ciclos por segundo.
El siguiente nivel de precisión se logra con un oscilador basado en cristal, comunmente de cuarzo o cerámica, que vibra a una frecuencia relativamente fija y relativamente estable frente a los cambios de temperatura y voltaje.
Su desviación de la frecuencia de diseño se mide en % sobre la frecuencia base, por lo que para relojes de tiempo se busca la mayor frecuencia posible, de manera que al contar (dividir) los pulsos, el error se reduzca en la misma proporción que la división, por ejemplo un cristal con un error de +/- 1%, si se divide entre 10 tendrá un error de 0.1%
Los relojes de pulso "chinos" que mencionan, tienen normalmente un cristal de 32,768 hz, que al dividir entre 15 se obtiene un pulso por segundo. Los teclados de teléfono, las PCs viejas y otros aparatos también tienen este tipo de cristales.
También es común usar un cristal de televisión a color (rescatado de una TV de las "viejitas" que ya no sirva o comprado a bajo costo) que oscila a 3.5795 Mhz, que al dividir entre 59,712 se obtienen 59.9468 hz (casi casi 60hz...) Nota: Hay generadores de reloj que usan nativamente este cristal.
Otro cristal que está a veces disponible es el de 4,192 Mhz, que también casi casi da los 60 ciclos.
Preparando la lógica de conteo, se pueden añadir los puslos necesarios para completar los 60hz exactos cada segundo, minuto, etc.
El tercer nivel es tomar la señal de tiempo de alguna señal de radio de referencia (buscar por WWV radio station) que esté basada en un reloj atómico, este diseño tiene el componente adicional de la radiofrecuencia, que es otra rama de la electrónica también muy interesante.
Respecto a los pulsos esporádicos (algunos los llaman "piratas"), pueden ser ocasionados por una indefinición de estado lógico, que al estar en esa zona de señal, oscila o tiene ruido que afecta al conteo. Para evitar este efecto, se usan circuito tipo schmidt triggers que adicionan una histéresis al cambio de estado lógico evitando o disminuyendo este efecto. Este puede ser la causa de contar mas de seis pulsos con la hélice, tal vez haya que meter algo de filtraje al detector óptico. Nota: Si se usa un detector tipo "u", hay modelos con schmidt trigger integrado.
Otra causa puede ser el ruido eléctrico, muy presente en los circuitos viejitos tipo TTL, que fué minimizado por las tecnologías de circuitos MOS, particularmente los CMOS.
Espero que de este rollo salga algo útil.
Saludos
