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Orologio binario 9 Ottobre 2006 - 20:49

Postato da Moh in : La Vita , trackback

Lo ammetto, da un anno a questa parte costruirmi un orologio binario è diventata la mia turba mentale. :-)

Forse non tutti sanno cosa sia esattamente un orologio binario, molto semplicemente è un orologio che invece di mostrare il tempo in base 10 (ovvero utilizzando le cifre da 0 a 9) come siamo abituati, mostra il tempo in base 2 (utilizzando solo le cifre 0 e 1). Solitamente per mostrare l’ora si utilizzano una serie di LED che assumo il valore 1 se sono accesi o 0 se sono spenti. In base alla posizione dei LED accesi e spenti si ottiene una serie di uno e zero che corrispondo ad un valore binario e di conseguenza ad un valore decimale (per es. 1011 in binario equivale ad 11 in decimale).

Sia ben chiaro, questo genere di orologio non ha una sua precisa utilità però fa molto geek! Non a caso orologi binari già belli che pronti si possono acquistare su siti come ThinkGeek.

Già in passato avevo tentato di costruirmi un orologio binario del tipo a sei colonne (ovvero decimali e minuti per ore, minuti e secondi), ma purtroppo non ho mai avuto molta fortuna a causa della mia inesperienza in elettronica e della conseguente difficoltà nel lavorare con quarzi generatori di clock e microcontrollori PIC.

Fortunatamente qualche giorno fa mi sono imbattuto in un progetto per un orologio binario a tre colonne (ore, minuti e secondi) realizzato da John Hall, il quale sembra proprio che abbia fatto un ottimo lavoro ed ha reso disponibile le sue conoscenze a riguardo, incluso lo schema elettrico, sul suo sito GimpFAQ.org.

Come lui stesso spiega, fondamentalmente il circuito può essere diviso in quattro parti:

  1. L’alimentazione a 5 Volt,
  2. Il generatore di clock ad 1 Hz,
  3. La visualizzazione tramite LED delle ore, minuti e secondi,
  4. La regolazione dell’ora.

Per quanto riguarda l’alimentazione non c’è molto da dire, la sorgente è un alimentatore 9VAC da 500mA o meglio da 1A. Tramite un ponte di diodi la corrente viene raddrizzata e con un integrato 7805 viene trasformata in una +5V.

La parte più interessante è il generatore di clock da 1 Hz. Essendo il circuito alimentato a corrente alternata, disponiamo di una onda di frequenza pari a 50 Hz (o 60 Hz negli Stati Uniti). John Hall sfrutta quest’onda per contare il tempo.

Per prima cosa il segnale viene ripulito dal rumore e l’onda viene trasformata in onda quadra. Per ottenere 1 Hz si deve dividere la frequenza (50 Hz o 60 Hz) per uno stesso fattore, per fare ciò vengono utilizzati contatori doppi a 4 bit (gli integrati 74393N), collegando le due metà di una coppia di questi integrati John Hall ottiene un contatore ad 8 bit. Quando il contatore raggiunge 50 (110010 in binario) o 60 (111100 in binario) un gate logico “AND” a quattro vie reimposta il contatore a zero, ecco che questo segnale di reset viene sfruttato come segnale di clock ad 1 Hz.

Il sistema spiegato sopra serve per “segnalare” lo scorrere del tempo, ma allo stesso identico modo viene applicato anche per la visualizzazione dei secondi, minuti ed ore. Nei primi due casi i contatori verranno reimpostati al raggiungimento di 60, mentre per le ore al raggiungimento di 24. L’unica differenza rispetto alla logica del clock è che lo stato dei contatori (che essendo binari possono essere solamente 0 o 1) viene visualizzata sui rispettivi LED accendendoli o spegnendoli.

In questo modo comanderemo le due file da 6 LED, una per i secondi ed una per i minuti, ed una fila da 5 LED per le ore. Il numero di LED si giustifica facilmente se teniamo presente che 59 (il numero massimo di minuti e secondi da rappresentare) equivale a 111011 in binario, quindi 6 cifre. Mentre 23, il numero massimo di ore, equivale a 10111 in binario, 5 cifre.

La parte finale del circuito è dedicata alla regolazione dell’ora. Per impostare i minuti e le ore, molto intelligentemente, si forza il contatore ad una frequenza più alta in modo da far scorrere più velocemente l’accensione dei LED che segnalano le ore ed i minuti.

John Hall ha fatto un ottimo lavoro e le sue spiegazioni sono molto esaustive. Non resta quindi che procurarsi i componenti necessari, armarsi di saldatore e mettersi all’opera per costruire il proprio orologio binario!

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Commenti»

1. Gravatar Biavo - 10 Ottobre 2006 - 9:18

Interessante articolo!!!
a quando una realizzazione e un servizio fotografico?

attendiamo con ansia :)

Biavo

2. Gravatar Mattia Moretto - 4 Giugno 2008 - 13:05

in italia c’e’ un solo venditore: www.orologiobinario.com

 

 

3. Gravatar Moh - 9 Giugno 2008 - 14:44

Ma in quel sito ci sono solo orologi da polso ed hanno un prezzo esageratamente alto!!! :-(

Nell’articolo si parla di un orologio binario da tavolo, poi vuoi mettere la soddisfazione di costruirselo da solo?


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