Tieto hodiny neobsahujú žiadne integrované obvody a navrhol som ich sám. Všetky súčiastky sú bežné a ľahko zohnateľné. Môžu tu nájsť uplatnenie aj staré súčiastky získané rozoberaním starej elektroniky, ktoré sú v poriadku.

Táto konštrukcia je určená stredne pokročilým elektrotechnikom, ktorí už vedia ako spájkovať, a vyznajú sa v elektronických súčiastkach, ich parametroch a polarite.

Hodiny určite upútajú nejednu návštevu a budú zaujímavým doplnkom miestnosti.

Parametre

• Digitálne aj binárne zobrazenie času
• 24-hodinový formát času, blikajúce dvojbodky
• 2 tlačidlá na nastavenie času (hodiny a minúty zvlášť)
• Zdrojom hodinovej frekvencie je hodinový kryštál
• Napájacie napätie 5 V / 500 mA max.
• 596 diód a 221 tranzistorov
• Rozmery plošného spoja: 50 x 37 cm (V1), alebo 48,5 x 37 cm (V2) – výška x šírka

Interaktívny osadzovací plán a zoznam súčiasok je k dispozícii v súbore BOM.html a ako obrázok v súbore Top.png. Všetky súbory sú na stiahnutie na spodku tejto stránky.

Popis zapojenia

Podrobný popis je v dokumentácii na stiahnutie, je tam aj schéma. Bloková schéma vyzerá takto (klikni pre zväčšenie):

Jednotlivé sekcie sú pomenované po anglicky, aby sedeli s názvami na plošnom spoji – tam sú aj ohraničené pre lepšiu orientáciu.

Oscilátor riadený hodinovým kryštálom poskytuje signál o tvare podobnom sínusu a o frekvencii 32,768 kHz, avšak s offsetom a nevhodnými minimálnymi a maximálnymi hodnotami. Pre ďalšie spracovanie je nutné tento signál upraviť na logické úrovne teda 0 a 5 V (v tvare obdĺžnika), a to je úlohou sekcií Buffer a Shaper.

Nasleduje niekoľko klopných obvodov, ktoré delia frekvenciu 32,768 kHz dvoma toľko krát, kým nevznikne signál o frekvencii 1 Hz a ten sa používa na počítanie sekúnd.

Delička desiatimi počíta sekundy, delička šiestimi počíta desiatky sekúnd. Výstupy z klopných obvodov deličiek smerujú na LEDky pre binárne zobrazenie času, ale tiež do dekóderov, kde sa určuje, ktoré segmenty displeja majú svietiť pri ktorých stavoch klopných obvodov.

Rovnako fungujú sekcie pre počítanie minút, ale je tam malý rozdiel, a to je tlačidlo na nastavenie minút. Keď je stlačené, minúty sú taktované frekvenciou 2 Hz, a keď nie, sú taktované z výstupu deličky desiatok sekúnd.

Sekcie pre počítanie jednotiek a desiatok hodín sú navzájom prepojené tak, aby počítali od 0 do 23. Opäť je tu tlačidlo na nastavenie hodín, ktoré funguje tak, ako pri minútach.

Resetovací obvod (reset circuit) zaisťuje, že po zapnutí hodiny začínajú od 00:00:00 a nie v náhodnom stave.

Deličky 6, 10, a 24, sú v podstate sekvenčné logické obvody pozostávajúce z klopných obvodov a logických členov (hradiel), a tieto sú zostavené výlučne z tranzistorov a diód. Nasledujúce obrázky sú z programu Logisim – simulátora logických obvodov.

Delička 10

Delička 6

Delička 24

Jednotlivé logické členy vyzerajú v podobe tranzistorov a diód takto:

Klopný obvod

Logický člen AND

Logický člen OR – v tejto konštrukcii sú použité oba typy

Všetky podrobné informácie o zapojení, postup stavby a rôzne rady sú v dokumentácii na stiahnutie nižšie.

Prvá verzia plošného spoja (V1) má dva nedostatky – 1) chýbajú ochranné rezistory 150 R pre displeje, ktoré treba doplniť dodatočne, preškrabaním a premostením cestičiek, inak hrozí poškodenie displejov, a 2) chýbajú kondenzátory na ošetrenie zákmitov tlačidiel, taktiež sa dajú doplniť dodatočne, aj keď fungovať to bude aj bez nich. Detaily k obom záležitostiam sú v priloženej dokumentácii.

Vzhľadom na vysokú časovú náročnosť návrhu tejto konštrukcie nie je návrh plošného spoja zverejnený (schéma však je v zip súbore na stiahnutie, je dôležitá pri oživovaní zapojenia). Kvôli veľkým rozmerom výroba plošného spoja tiež nie je zrovna najlacnejšia.

Ak máš záujem o túto konštrukciu, k dispozícii sú plošné spoje a sady súčiastok. Aktuálnu dostupnosť, ceny, a ďalšie informácie sú na https://mtc.mekweb.eu