SamGordon Digital Clock

Με ευχαρίστηση οι πολλοί φίλοι των ρολογιών που χρησιμοποιούν διακριτά υλικά, θα δούνε αυτό το κύκλωμα. Είναι ένα ρολόι με δωδεκάωρη ένδειξη, λίγο πιο απλό στην κατασκευή από το SamClock. Είναι μια σχεδίαση που έγινε από τον φίλο Γιώργο Κορδογιάννη το 1990, η οποία τροποποιήθηκε και διορθώθηκε σε αρκετά σημεία από μένα, μέχρι να φθάσει στην σημερινή μορφή. Τα περισσότερα ολοκληρωμένα που χρησιμοποιεί είναι TTL, εκτός από τα IC9 έως IC13, που είναι CMOS, που έχουν την ικανότητα να οδηγούν display κοινής καθόδου. Στην θέση των 4511 [6], μπορούν να τοποθετηθούν τα 74LS47 [7], που μπορούν να οδηγήσουν display κοινής ανόδου. Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να αλλαχθούν τα display κοινής καθόδου στο Fig.2, με κοινής ανόδου, αλλάζοντας βέβαια και την συνδεσμολογία στα display. Στο SL10 εισέρχονται οι παλμοί συχνότητας 1ΗΖ [Fig.3-4], οι οποίοι κατόπιν διαιρούνται διαδοχικά από τα IC2 έως IC4 και τις γύρω από αυτό πύλες, εξασφαλίζοντας την ένδειξη του χρόνου σε Ώρες, Λεπτά και Δευτερόλεπτα. Το Q1 οδηγεί το display των δεκάδων ωρών [Fig.2], αλλά μόνον τα B και C Led του Display DIS6 [Fig.2], εξασφαλίζοντας την ένδειξη 1, όταν χρειαστεί η ένδειξη ωρών να είναι 10, 11, 12. Οι τάσεις που τροφοδοτούν το κύκλωμα είναι διαχωρισμένες σε δυο. Η τάση +5VA τροφοδοτεί όλα τα ολοκληρωμένα εκτός των IC9 έως IC13 και τροφοδοτούνται με τάση σε περίπτωση διακοπής της τάσεως δικτύου, αντίθετα η τάση των +5VB, τροφοδοτεί μόνον τα IC9 έως IC13 και τα display και διακόπτεται σε περίπτωση διακοπής της τάσεως δικτύου εξασφαλίζοντας έτσι οικονομία στην μπαταρία [Fig.5]. Εάν το Q1 ζεσταίνεται, μπορεί να τοποθετηθεί επάνω σε μια μικρή ψήκτρα.

Στο Fig.2, υπάρχει το display ένδειξης. Όπως είναι σχεδιασμένο η οδήγηση των display γίνεται όταν στην θέση των IC9…IC13, χρησιμοποιούνται τα 4511 [6]. Έτσι τα DIS1 έως DIS5, είναι κοινής καθόδου και το DIS6 είναι σε κάθε περίπτωση κοινής ανόδου . Εάν χρησιμοποιηθούν τα 74LS47 [7], τότε τα DIS1…DIS5* πρέπει να αλλαχθούν με κοινής ανόδου, οι ακροδέκτες 1 και 6 πηγαίνουν στην γραμμή των +5VB και οι αντιστάσεις R39-40,στην γραμμή των 0V. Οι αντιστάσεις R39-40, ανάβουν την τελεία στα DIS3 και DIS5, ώστε να υπάρχει ένας διαχωρισμός των display που δείχνουν τις Ώρες, Λεπτά και Δευτερόλεπτα.

Για την παραγωγή των παλμών 1ΗΖ που αποτελούν και την βάση χρόνου για το ρολόι υπάρχουν δυο προτάσεις. Και οι δυο βασίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας . Ένας ταλαντωτής με κρύσταλλο σε υψηλή συχνότητα ταλάντωσης και κατόπιν διαίρεση αυτής της συχνότητας ώστε να πάρουμε στο τέλος τους παλμούς συχνότητας 1ΗΖ. Αυτή η διαδικασία μας εξασφαλίζει πολύ μεγάλη ακρίβεια και σταθερότητα στους παραγόμενους παλμούς. Ο ταλαντωτής στο Fig.3, βασίζεται σε ένα κρύσταλλο σε συχνότητα 1ΜΗΖ και κατόπιν σε διαίρεση της συχνότητας του 1ΜΗΖ σε σταδία δια 10, από τα IC15 έως IC17. Οι πύλες IC18A-B έως IC19A-B δεν συμμετέχουν άμεσα στην λειτουργία, παρά μόνον έμμεσα όταν πιεσθούν οι διακόπτες S1και S2 οι οποίοι μας επιτρέπουν την ρύθμιση της ώρας. Πιέζοντας τον S1 [Super Fast] και τον S2 [Fast], ελευθερώνονται παλμοί συχνότητας 10ΚΗΖ και 100ΗΖ αντίστοιχα, κάνοντας την ένδειξη στα display να τρέχουν πολύ γρήγορα διευκολύνοντας στην ρύθμιση της ώρας σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η τροφοδοσία του κυκλώματος γίνεται από την γραμμή +5VA, εξασφαλίζοντας έτσι την λειτουργία του ταλαντωτή ακόμη και σε διακοπή της τάσεως δικτύου, τροφοδοτούμενο από την μπαταρία.

Στο Fig.4, υπάρχει μια πρόταση που βασίζεται στην ίδια αρχή λειτουργίας όπως και στο Fig.3, αλλά υπάρχει κρύσταλλος με πιο υψηλή συχνότητα λειτουργίας 3.2768 ΜΗΖ, με διαδοχική διαίρεση, ώστε στο τέλος να πάρουμε συχνότητα 1ΗΖ, στην έξοδο SL19. Με το μεταβλητό πυκνωτή C3 μπορούμε να ρυθμίσουμε έτσι τον ταλαντωτή ώστε στο σημείο TEST να πάρουμε παλμούς συχνότητας 204800 ΗΖ. Με τους διακόπτες S1 [Fast] και S2 [Super Fast] ρυθμίζουμε την ένδειξη των display σε διαδικασία ρύθμισης, με συχνότητα 10ΗΖ και 100ΗΖ, αντίστοιχα κάνοντας την ένδειξη στα display να τρέχουν πολύ γρήγορα διευκολύνοντας στην ρύθμιση της ώρας σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η τροφοδοσία του κυκλώματος γίνεται από την γραμμή +5VA, εξασφαλίζοντας έτσι την λειτουργία του ταλαντωτή ακόμη και σε διακοπή της τάσεως δικτύου, τροφοδοτούμενο από την μπαταρία. Η λύση των μηχανικών διακοπτών προτιμήθηκε για λόγους απλότητας.

Στη Fig.5, υπάρχει το τροφοδοτικό που δίνει τις απαραίτητες τάσεις για την λειτουργία του κυκλώματος, την φόρτιση της μπαταρίας και την μεταγωγή στην μπαταρία όταν υπάρξει διακοπή τάσεως δικτύου. Ο ρυθμιζόμενος από το TR1, σταθεροποιητής τάσεως IC24 ρυθμίζεται ώστε να δίνει στην έξοδο του τάση +5V [P1]. Με αυτή την τάση λειτουργούν τα κυκλώματα. Ο δεύτερος σταθεροποιητής IC25 ρυθμίζεται από το TR2, ώστε να δώσει στο σημείο [P2] τάση +6.9V, με την οποία γίνεται η φόρτιση μιας μπαταρίας μολύβδου 6V/1.2Ah, η οποία συνδέεται στο SL17. Στην περίπτωση διακοπής της τάσεως δικτύου τότε αποδιεγείρεται πολύ γρήγορα το RL1και οι επαφές του πηγαίνουν στην θέση που είναι σχεδιασμένες στο Fig.5. Η γραμμή τάσης +5VA συνδέεται μέσω των D5-6 στην μπαταρία 6V, αντίθετα η γραμμή +5VB οδηγείται στα 0V και τα Display σταματούν να δείχνουν. Τα υπόλοιπα μέρη του κυκλώματος συνεχίζουν να εργάζονται και να μετρούν τον χρόνο, μέχρι να αλλάξει η κατάσταση οπότε τα display θα εργαστούν και πάλι δείχνοντας κανονικά την ώρα. Στην διάρκεια της μεταγωγής των επαφών από την μια κατάσταση στην άλλη η τροφοδοσία του κοιλώματος γίνεται από τον C17. Τα IC24-25 πρέπει να τοποθετηθούν επάνω σε μια καλή ψήκτρα και οι ρυθμίσεις των TR1-2 να γινει χωρίς να είναι συνδεδεμένο το κύκλωμα στις εξόδους του τροφοδοτικού και η μπαταρία να είναι εκτός.

7.  Connection for Display common Anode or Cathode

Στη Fig.6, υπάρχει το Block διάγραμμα των βασικών συνδέσεων μεταξύ των διαφόρων εισόδων και εξόδων. Στη Fig.7, φαίνονται οι συνδεσμολογίες για Display Κοινής Καθόδου και κοινής Ανόδου.  Μόλις βρω χρόνο θα σχεδιάσω και το τυπωμένο κύκλωμα, το οποίο και θα δώσω. Σε αυτούς που θα το φτιάξουν, εύχομαι καλή επιτυχία.