Orologio a led con modulo DCF
Schemi e progetti
Partendo da un modulo DCF-77 per orologio analogico si può costruire un orologio con barre a led per le ore, minuti e secondi
Descrizione
Questo progetto non richiede tanto conoscenze di elettronica, quanto abilità e capacità con il saldatore e il bricolage.
Per prima cosa si prende un modulo DCF da un orologio analogico da parete, lo si apre e si estraggono gli ingranaggi e la bobina.
Si interviene sul circuito collegando alimentazione, pulsante di avvio e si preleva il segnale DCF dei secondi
Quindi si procede realizzando il nuovo circuito di comando su basetta millefori (vedi schema sottostante, due 4017 e un 4049 per ogni barra con 60 led)...
... e naturalmente le tre barre, una per le ore, una per i minuti e una per i secondi, con 60 led ciascuna (in questo caso led rettangolari a colori alternati) fissate su una lastra di plexiglass e per ultimo un mobiletto per contenere il tutto (a propria fantasia).
La parte più impegnativa è il collegamento degli integrati 4017 con i contatti dei 180 led...
In questo caso ho sostituito gli integrati 4049 con transistor NPN (non avevo converter a disposizione...)
Per ultimo si realizza il circuito di alimentazione separata, 1,5 V per il modulo DCF e 12 V per la basetta con gli integrati. Sulla destra sono presenti i pulsantini di avanzamento manuale dei led.
È utile inserire una batteria tampone per le eventuali interruzioni di corrente.
Fase finale con assemblaggio e regolazione: se con il modulo analogico si deve posizionare manualmente la lancetta delle ore sull’ora interessata, quella dei minuti e dei secondi sulle 12..., qui si regolano, con gli appositi pulsantini, il led delle ore sull’ora più vicina, il led dei minuti e quello dei secondi sul 59. Quindi si attende la sincronizzazione automatica: dopo qualche minuto i led dei secondi si metterranno a correre fino a raggiungere l’ora, minuti e secondi esatti. L’orologio adesso segna le ore 14, 52 minuti e 25 secondi.
APPENDICE
Rispondo a tutti, ringraziandovi per i complimenti... Cercherò di essere il meno prolisso possibile: d’altronde, dovendo essere più preciso, il tutto va a discapito della poesia...
1 - Gli orologi da parete con modulo DCF possono essere reperiti facilmente nei grandi magazzini o negozi specializzati: nel mio caso l’orologio l’ho comprato alla Lidl a meno di 10 euro. Vi sono moduli DCF completamente automatici che appena li si alimenta parte la sincronizzazione con il segnale di Francoforte e, senza bisogno di alcuna regolazione, le lancette si muovono da sole fino ad indicare l’ora esatta. Il modulo da me usato è invece del tipo semi-automatico; per la regolazione si deve posizionare manualmente, con l’apposita rotella, la lancetta delle ore sull’ora interessata, la lancetta dei minuti sulle 12 e per ultimo posizionare la lancetta dei secondi, anche questa sulle 12, con il pulsante che premuto la fa avanzare velocemente. Per fare un esempio: sono le 16 e quarantadue... posizioniamo manualmente la lancetta delle ore sulle 16, quella dei minuti sulle 12 e portiamo quindi anche i secondi, col pulsante, sulle 12. Tipicamente, all’inizio, la lancetta dei secondi avanzerà di due in due per un paio di minuti fino alla sincronizzazione del segnale DCF, dopodiché scorrerà velocemente (e di conseguenza anche i minuti) fino a posizionarsi sull’ora esatta.
2 - Come si vede nella foto 2, ho saldato due diodi tipo 1N4150 sui contatti della bobina del modulo, per prelevare l’impulso positivo DCF dei secondi.
3 - La parte costruttiva più interessante è lo schema con i due contatori decimali 4017 e il convertitore 4949. Invece di usare 6 contatori per ogni barra (6x10= 60 led), se ne possono usare solamente due. Infatti, per la barra dei secondi, il primo contatore 4017 con il segnale DCF applicato sull’entrata (clock-14) alimenta in cascata ogni secondo l’anodo dei led collegati in parallelo: 1-11-21-31-41-51; 2-12-22-32-42-52; 3-13-23-33-43-53; 4-14-24-34-54; 5-15-25-35-45-55; 6-16-26-36-46-56; 7-17-27-37-47-57; 8-18-28-38-48-58; 9-19-29-39-49-59 ed infine 10-20-30-40-50-60. La sequenza di output è questa: piedini 3-2-4-7-10-1-5-6-9-11. Il secondo contatore, con il segnale di carry-out del primo contatore (piedino 12) collegato al clock, ha le uscite con la stessa sequenza di output del primo, ma ogni 10 secondi. A questo contatore si deve logicamente collegare l’output 5 al piedino di reset 15. Gli output attivi comandano il convertitore 4949 che a sua volta (vedi schema) alimenta il catodo dei led collegati a gruppi di 10: 1-10; 11-20; 21-30; 31-40; 41-50 e 51-60. In questo modo i 60 led si accendono in sequenza ogni secondo.
4 - Per realizzare la barra dei minuti si deve costruire un secondo circuito uguale a quello dei secondi. La sequenza dei minuti si ottiene prelevando l’impulso dall’anodo del 60esimo led dei secondi e applicandolo all’entrata (clock-14) del primo contatore 4017 dei minuti. In questo modo i 60 led si accendono in sequenza ogni minuto.
Per captare l’impulso del 60esimo led (e successivamente anche quello dei led dei minuti 12-24-36-48-60) si deve ricorrere a questo schemino:
R1= 15 kOhm
T= BC337
5 - Per alimentare la barra delle ore si costruisce un terzo circuito uguale ai precedenti. Per ottenere la sequenza delle ore si preleva l’impulso dall’anodo dei led dei minuti 12-24-36-48-60 (vedi schema sopra) e lo si applica all’entrata (clock-14) del primo contatore decadico delle ore. In questo modo i 60 led si accendono in sequenza ogni 12 minuti. Se la matematica non è un’opinione, ogni 5 led accesi sarà passata un’ora (5x12= 60).
6 - Al posto del convertitore 4049 ho usato sei BC337 per ogni barra, collegando le entrate/uscite come previsto dallo schema.
7 - Il clock del contatore 4017 deve essere alimentato con una tensione minima di 7 Volt. Il segnale DCF prelevato dal modulo è molto debole: va amplificato come da seguente schemino. Il led si accenderà ad ogni secondo, comprovando la ricezione del segnale.
R1 - R3= 330 Ohm
R2= 100 kOhm
T= BC237 (SS216)
Led= qualsiasi tipo
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8 - Si deve necessariamente provvedere a 3 mini pulsantini: il primo è collegato al pulsante del modulo DCF per comandare la posizione dei secondi sullo zero iniziale (led 60). Il secondo, da collegare al piedino di clock del circuito dei minuti, serve per regolare inizialmente i minuti. Il terzo, da collegare al piedino di clock del circuito delle ore, serve per regolare la posizione dei led delle ore. Per gli ultimi due pulsantini si preleva il positivo dal circuito di alimentazione
9 - Chiaramente invece di un segnale DCF si può usare una qualsiasi base dei tempi, ma non sarà mai paragonabile alla precisione di un segnale radiocontrollato e non si verificherà l’impostazione automatica dell’ora solare.
10 - Le barre dei led non devono necessariamente essere lineari, ma possono anche essere, a piacimento, circolari o a zig-zag ecc. e i led di qualsiasi colore e forma. Io ho evidenziato, come negli orologi analogici, ogni quinto led con colore diverso.
11 - Il mobiletto l’ho voluto appositamente costruire in stile post-moderno. Ognuno può costruirlo come crede.
12 - La basetta millefori appare così lunga, perché ne ho incollate/saldate assieme due uguali.
13 - NON chiedetemi il disegno del circuito completo, perché non ce l’ho... ho lavorato durante il tempo libero, basandomi unicamente sullo schema che vi ho presentato, operando “in aria” e chiedendomi spesso “...chi me l’ha fatta fare...” Alla fine, però, è stata una bella soddisfazione constatare che funziona tutto perfettamente.
Per chi si vuole cimentare in questo progetto... auguri e buon divertimento!
