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Uno "strano" OROLOGIO DIGITALE II

Dopo la pubblicazione del mio precedente articolo "Uno strano OROLOGIO DIGITALE" ho ricevuto, sia tramite il forum che in privato, numerose richieste per chiarimenti e suggerimenti relativi alla sua realizzazione.

Ad alcune di queste domande, come molti di voi avranno visto, ho risposto sul forum; per le altre, cui non ho potuto dare risposta, ho promesso ai richiedenti che avrei fatto seguito al primo articolo con un secondo nel quale, oltre a fornire nuova documentazione fotografica, avrei chiarito i vari punti oggetto delle domande rivoltemi.

In effetti, visto che l'articolo era diretto ai meno esperti, rileggendolo ho notato che le spiegazioni sono piuttosto superficiali e che la documentazione allora allegata, fa vedere ben poco dei punti salienti.

Aspettavo l'occasione propizia per poter smontare l'orologio e questa si e' presentata nei giorni scorsi, quando finalmente mi sono deciso a costruire anche un idoneo contenitore; ho avuto cosi modo di fotografare meglio il tutto sperando, anche con le parole, di riuscire a dissipare i dubbi di quanti hanno intrapreso la sua realizzazione.

Tornando al motivo di questo articolo, la maggior parte delle domande che mi sono state poste riguardano:

1. layout del circuito

2. posizionamento delle resistenze in serie ai display

3. dispositivi per la messa a punto dell'ora

4. altre generiche richiedenti consigli per una buona realizzazione.


Indice

LAYOUT DEL CIRCUITO

Molti hanno avuto seri problemi perche' hanno preso lo schema finale illustrato nel precedente articolo, come base di lancio per la realizzazione, non tenendo in considerazione che lo schema e' disegnato su di un unico piano.

Al contrario, dividendo in due la basetta millefori, una delle due parti rimane sul piano mentre la seconda, oltre ad essere posta a 90°circa rispetto il piano stesso, subisce una rotazione completa che porta i suoi componenti ad essere dalla parte opposta a quella illustrata graficamente.

Se osserviamo infatti lo schema, che per l'occasione ho diviso in due parti con una linea

e lo poniamo a confronto con la foto allegata


clock.jpg

clock.jpg


e' facile rendersi conto che il primo HCF4518 ( a destra nello schema ) che riceve il clock e serve unita' e decine dei secondi, in pratica (vedi foto) verra' impiegato per comandare le unita' e decine delle ore.

Al contrario, quello all'estrema sinistra dello schema (che era l'ultimo) sara' quello che riceve l'impulso di clock e che comandera' l'avanzare delle unita' e decine dei secondi.

Resta inteso quindi che il counter che ricevera' l'impulso di clock ad 1 Hz sara' quello che comanda le unita' dei secondi e, dopo varie prove fatte, ho ritenuto fare la cosa migliore posizionandolo come indicato nel particolare che segue, ad evitare accavallamenti nelle connessioni.

035 (1).jpg

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Qui e' possibile vedere che il pin 1 e' disposto in basso a destra e l'integrato riceve l'impulso di clock ( tramite il cavo azzurro provvisorio) sul pin 9.

Ricordatevi pero' che, se adotterete questa configurazione, per resettare a 23.59 non si dovranno porre i diodi sui pin 12 e 5 bensi' sul 4 e sul 13.

Le due resistenze "zero ohm" che si vedono ai due lati del counter, servono per effettuare i collegamenti cosi' come meglio descritto nello schema che segue:


Qui sono anche illustrate le varie connessioni che legano il 4518 alle due decodifiche 7447 ed il dispositivo di reset al 59°secondo, formato dai due diodi che appaiono sulla destra.

A tale proposito, sconsiglio di usare diodi "grossi" come 1N4007 o similari avendo notato che in piu' di un'occasione, stentano ad entrare in conduzione. Come si puo'notare infatti,io ho usato dei "piccoli" 1N4148 con ottimi risultati.

Sperando di aver chiarito questo primo punto (in seguito non manchera' poi altra documentazione fotografica) passiamo al secondo.

POSIZIONAMENTO RESISTENZE DISPLAY

In questo caso i suggerimenti che posso dare sono pochi ed andrebbero visti volta per volta essendo dipendenti dal tipo di display impiegato, dalla sua disposizione sulla basetta e dallo spazio disponibile.

Molti hanno chiesto un consiglio, non trovando lo spazio per disporre sette resitori per decodifica; ricordo a costoro che esistono anche i cosiddetti "array", cioe' gruppi di resistenze incapsulate in pochissimo spazio al cui interno e' possibile trovarne 6/8/10 ecc.

Mi sembra poi impossibile che non si riesca a trovare il posto per piccoli resistori da 1/4 di watt che, al limite, possono anche essere montati in verticale come e' possibile vedere nella seguente foto ( ne ho messi solo due per esempio)

007 (1).jpg

007 (1).jpg


Insomma, in definitiva e come in tutte le cose bisogna un po' ingegnarsi e pensare al "come fare" non quando ormai non e' piu' possibile o difficile trovare la soluzione, ma al momento della progettazione.

Io per mia parte ho dovuto trovare un modo che mi permettesse di non "alzare" troppo i display (che sono piuttosto ingombranti e esclusivamente per un fatto estetico) ed ho risolto la cosa grazie alle dimensioni generose dei display impiegati, che mi hanno permesso di metterle comodamente, di effettuare con esse i collegamenti e di renderle anche....... invisibili.

Dico questo perche' alcuni hanno dubitato che le avessi messe, non essendo visibili nelle foto del precedente articolo.

058 (1).jpg

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di seguito l'immagine della basetta dal lato rame per evidenziare le connessioni.

056 (1).jpg

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In casi particolari invito poi gli interessati (e non solo su questo punto) a ripetere le domande sul forum accompagnandole con foto, e cercheremo - volta per volta - di risolvere in qualche modo il loro singoli problemi.

DISPOSITIVI PER LA MESSA A PUNTO DELL'ORA

Ho sperimentato diverse soluzioni per risolvere questo punto, scartandone molte, per poi giungere alle due che seguono e che ritengo siano le migliori.

La prima e' chiaramente indicata nello schema che segue:

Per evitare conflitti sugli ingressi, si richiede l'uso di quattro pulsanti da premere a due a due contemporaneamente; due sono normalmente aperti e due normalmente chiusi. I due NC hanno il compito di mantenere il normale collegamento fino al momento della pressione; i due NO, quello di inserire la frequenza nei due counter interessati e,naturalmente,dovranno anche essere collegati ad un clock.

In pratica, dopo aver premuto il tasto NC ( delle ore ad esempio ), agendo su quello quello NO si fanno avanzare le ore; nello stesso modo, i minuti con gli altri due pulsanti.

Per attuare questo metodo, ho usato connettori maschio a tre pin di cui uno collegato al NO ( a sua volta collegato al clock ) e due al NC :

001 (1).jpg

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Nelle foto che seguono poi, potete vedere l'insieme della pulsateria ed i collegamenti effettuati.


004 (1).jpg

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Nell'immagine precedente,avrete notato che i pulsanti non sono quattro come descritto, ma cinque; il quinto e' collegato allo start del dispositivo start/stop e permette l'avvio dei contatori dopo un black-out.

Si nota anche che - in alto a destra - nei pressi del regolatore di tensione, ho inserito un interruttore a levetta che permette di staccare l'alimentazione per azzerare tutte le cifre; ma questo e' un optional.

La soluzione appena descritta, come ho potuto notare sulla mia pelle, richiede pero' pulsanti "di qualita'"; diversamente, specie per quelli NC, lo "stacco" dalla normale connessione con la pressione del tasto, puo' provocare notevoli interferenze e rimbalzi.

C'e' anche da considerare che i pulsanti NC di buona qualita', sono difficilmente reperibili.

Io avevo a disposizione quelli in foto (costo 0.40 euro l'uno) e, dopo averli provati, ho dovuto desistere per il motivo esposto, "cestinare" tutto quanto avevo realizzato e cominciare da capo.

Ho quindi adottato la "soluzione due" che ora vi descrivo.


Io, per il mio orologio, ho adottato come oscillatore un quarzo da 10 MHz seguito da divisori; di conseguenza ho a disposizione tutte le frequenze derivanti dalle varie uscite dei suddetti 4518.

Per casi diversi dal mio, in cui si siano adottate altre soluzioni per la base dei tempi, non sara' difficile reperirle diversamente.

Quindi non ho fatto altro che prelevare tre di queste frequenze e precisamente 10/100/1000 Hz dai divisori e collegarle. a seconda della necessita' e tramite due interruttori (tre pin a zero centrale), all'ingresso dello start/stop.

In questo modo e' possibile fare avanzare tutte le cifre ad elevata velocita' (1000 Hz) fino a settare le ore, quindi usare frequenze inferiori (100/10 Hz) per ottenere i minuti desiderati.

Nella foto che segue sono evidenziati i collegamenti fatti alle uscite dei divisori,

008 (1).jpg

008 (1).jpg

Ho anche collegato ad un terzo interruttore i comandi start/stop e, a destra in basso di questa, anche l'interruttore per sospendere l'erogazione della tensione.

Per chi come me avesse tentato di adottare la soluzione precedente senza successo, ricordo di eliminare (o come ho fatto io, cortocircuitare) i connettori a pettine usati in precedenza:

009 (1).jpg

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A fine lavoro, il complessivo, si presentera' cosi':

006 (1).jpg

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Esaurito anche questo punto che spero ora sia finalmente chiaro a tutti, passiamo ai

CONSIGLI DI MASSIMA PER LA REALIZZAZIONE

Quello che fino ad ora avete visto illustrato nelle foto,in parte fatte in questi giorni ed in parte in precedenza, pur essendo una specie di prototipo e quindi soggetto a varianti continue, e' stato portato a termine con successo e, come vedrete senza eccessivi danni visibili dovuti a dissaldature e modifiche, in virtu' del fatto che e' mia abitudine costruire per gradi e sempre partendo dall'inizio.

Altro consiglio, peraltro conseguente a questo modo di fare, e' quello di provare volta per volta i vari stadi del progetto, al fine di non ritrovarsi ad un certo punto, ad avere un circuito non funzionante e non saperne il perche'.

Ad ulteriore chiarimento del tutto, vi propongo una carrellata di immagini che illustrano quello che ho fatto.

Mi spiace essere prolisso e dilungarmi ulteriormente sulla cosa ma non voglio che mi si debba imputare il fatto (ancora una volta) di non aver esaustivamente chiarito tutti i punti relativi alla realizzazione.

Se seguirete il mio progetto, dovrete cominciare a costruire dallo stadio alimentatore; in tal modo e dopo averlo provato, avrete a disposizione le tensioni che vi permetteranno di testare le parti successive:

044 (1).jpg

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Come si puo' vedere ho anche inserito un led per accertare visivamente il funzionamento; tuttavia provate con il tester che effettivamente sia presente la tensione voluta.

Successivamente, si passa alla base dei tempi:

028 (1).jpg

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ed ai divisori:

072 (1).jpg

072 (1).jpg

Per questo stadio, se non disponete di un frequenzimetro o di un oscilloscopio, dovrete accontentarvi di scrivervi, come ho fatto io nel primo schema di questo articolo, a fianco allo schema tutte le connessioni dei vari pin ed accertare (tester in posizione provacircuiti) che tutte siano state fatte ed in modo efficiente. Una volta arrivati alla fine, potrete collegare un led ed accertare visivamente che il clock ad un hertz sia presente.

Montate poi il dispositivo start/stop; azionando i pulsanti, sara' facile vedere se funziona.

Possiamo ora montare il primo dei counter 4518 ed accertare che tutti i collegamenti siano fatti nel giusto modo; successivamente dovremo cominciare a montare anche i componenti sulla basetta dei display.

035 (1).jpg

035 (1).jpg

009 (1).jpg

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Fatte queste due operazioni e montati due dei display, potremo verificare visivamente il funzionamento del tutto; se avete operato bene, dovreste avere questo risultato:

011 (1).jpg

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Passiamo allora al secondo dei counter ed al terzo e quarto display, con relative resistenze:

009 (1).jpg

009 (1).jpg

018 (1).jpg

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Il risultato dovra' essere questo:

022 (1).jpg

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E cosi' via con il terzo 4518 e quinto e sesto display (con allegati) ed avremo terminato la costruzione.

Alla fine delle operazioni descritte,se avrete ben operato, le due basette dovranno presentarsi piu' o meno cosi':

060 (1).jpg

060 (1).jpg

063 (1).jpg

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Per coloro che adopereranno display ad anodo comune e conseguentemente decodifiche 7447, propongo un semplice accorgimento utile per eliminare il display delle decine di ore quando inutile e cioe' dalle 00.00.00 alle 09.59.59. Si tratta in pratica di collegare alla massa il pin 5 della decodifica; io l'ho fatto mediante una resistenza zero ohm, per mancanza di spazio.

004 (1).jpg

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Ora non resta che fare le connessioni per i comandi (gia' descritte in precedenza) e mettere il tutto dentro un apposito contenitore:

011 (1).jpg

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Ed ecco come si presenta l'orologio una volta montato.

009 (1).jpg

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CONSIDERAZIONI FINALI

Voglio sperare che, dopo questa esposizione fotografica e le spiegazioni date non restino piu' punti oscuri.

Vi invito anche a considerare che quando si trova difficolta' nella realizzazione di un circuito , il piu' delle volte cio' e' dovuto alla scarsa conoscenza dei componenti che in esso abbiamo adoperato; per ultimo consiglio esorto quindi coloro che si apprestano a cominciare la realizzazione di un qualunque progetto,a studiare attentamente i datasheet dei componenti e cio' per sapere almeno quale sia la loro funzione nel contesto.

Anche il semplice disegno del circuito, accompagnato dalla precedente lettura, aiuta molto a comprendere il perche' dei collegamenti che stiamo effettuando.

Ringrazio tutti quelli che mi hanno seguito (e che spero di non aver annoiato) cui do' appuntamento ad un mio prossimo articolo.

Marco

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Commenti e note

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di ,

Grazie dimaios; sono pienamente d'accordo con te.

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di ,

La "roba" fatta a mano .... ha sempre un altro sapore ! Complimenti Marco.

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di ,

Bravo, OTTIME le foto!

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di ,

Grazie ragazzi per l'apprezzamento; e' un invito a fare sempre meglio. Ciao

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di ,

Mi associo ai complimenti, anche perché mi é sembrata una ottima iniziativa! Bravissimo! :)

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di ,

Un'ottima guida alla realizzazione. Bravo! Ciao. Paolo.

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