OROLOGIO 'ANALOGICO'

Da quando ho cominciato a programmare i PIC, di orologi ne ho costruiti di tutti i tipi. Dal modello provvisto di LCD intelligente che visualizza orario e data, con display LED a sette segmenti completo di Timer, mi mancava il tipo che simulava il funzionamento del classico orologio a lancette. Per lungo tempo mi sono chiesto come costruire qualcosa che si muova senza parti in movimento. Ritornando più volte sull’argomento, un mattino mi sono svegliato con l’idea di sostituire il quadrante con una o più corone di LED e accendendo opportunamente un LED per volta, segnalare lo scorrere del tempo. E’ nato questo progetto che ho trovato tanto simpatico da appenderlo in ufficio.

R1-R8= 10 Kohms
R9-R17= 220 ohms
R18-R20= 1 Kohms
R21, R22= 10 Kohms

C1= 15pF
C2= 20pF compensatore
C3, C4= 10 microF

XT1= 4.194.304 Hz, Quarzo

Q1-Q8= BC 547B oppure BC 237B

D1-D60= LED 3 mm modelli ad alta efficienza
D61-D72= LED 5 mm modelli ad alta efficienza

P1-P34= pulsanti miniatura NO

U1= PIC 16F628
U2= 74HC238
U3= 78L05

La parte principale del circuito è composta da 60 LED da 3 mm di diametro disposti su una circonferenza di 95 mm, che simulano lo scorrere dei secondi e dei minuti. Una corona di 12 LED da 5 mm disposta in una circonferenza più interna, segnala le ore. Ognuno è libero di utilizzare il colore dei LED secondo il proprio gusto, personalmente ho montato LED rossi per le ore, verdi per i minuti/secondi e gialli per i minuti/secondi multipli di 5. L’importante è utilizzare modelli ad alta efficienza, altrimenti l’effetto visivo finale sarà deludente.

In realtà tutti i LED sono collegati elettricamente a formare una matrice di 8 righe per 9 colonne, pilotate con la tecnica del MULTIPLEXER dal solito PIC16F628 supportato da un comune TTL, il 74HC238, un convertitore BCD/Decimale con la funzione di aiutare il PIC ad aumentare le uscite. In questo modo viene accesa una colonna per volta ad una velocità tale da ingannare l’occhio. Questo fenomeno è chiamato PERSISTENZA OTTICA, utilizzato anche dal comune apparecchio televisivo e nelle proiezioni cinematografiche.

La precisione del clock è garantita dalla presenza del quarzo. Un condensatore variabile sarà regolato, come descritto più avanti, per ottenere la massima precisione.

Sul circuito trovano posto un alimentatore stabilizzato e i pulsanti per aggiustare l’orario.

Tutto il circuito trova posto in uno stampato di 112x105mm. Vista la complessità dei collegamenti, è d’obbligo l’utilizzo della doppia traccia. Dopo la costruzione del CS forato, possiamo montare i componenti. Per primi consiglio di posizionare i LED della corona esterna, tenendoli sollevati di 7/8mm dal stampato facendo molta attenzione a tenerli bel distanziati e dritti prima di procedere alla loro saldatura. Saldate un solo pin per ogni LED in modo da controllare l’allineamento prima di saldare anche l’altro pin. Vi ricordo che molti reofori vanno saldati dal lato componenti e alcuni da ambedue i lati.

Procediamo con la corona interna formata dai 12 LED di 5mm. Anche questi devono essere ben posizionati e alla stessa altezza dei LED da 3mm. Questa è la parte più importante del montaggio perché se non userete particolare cura, l’effetto finale sarà tutt’altro che piacevole.

Continuiamo con il montaggio delle parti più piccole come resistenze e diodi. Proseguiamo con gli zoccoli degli integrati, i transistor, i condensatori e i pulsanti. Anche in questo caso alcuni piedini devono essere saldati dal lato componenti.

Prima di montare il micro U1, è necessario programmarlo con il file WATCH_A3.HEX contenuto nel pacchetto. A tal proposito per evitare delusioni, è molto importante non selezionare nessun tipo di fusibile, in particolare quello relativo al Watchdog Timer (WDT) e selezionare l’oscillatore a cristallo (XT).

Alimentare l’apparecchio con 8/10Vca o Vcc, e procediamo alla taratura del quarzo e alla regolazione dell’orario.

Per chi possiede un frequenzimetro ad alta impedenza è sufficiente misurare la frequenza sul pin 15 di IC1 e regolare il compensatore C2 molto lentamente fino a leggere la frequenza esatta del quarzo o il più vicino possibile. Per i comuni mortali che si ritrovano con uno strumento che carica troppo l’oscillatore del PIC al punto da spegnerlo, consiglio di montare provvisoriamente in “aria” il semplice circuito che trovate nel riquadro dello schema elettrico.

REGOLAZIONE ORARIO