Horloge style Radio France. X.Fenard
Horloge style Radio France.
Horloge style Radio France.
Avec les vacances voici la reprise des projets qui traînaient dans les cartons..
Description
Cette horloge marque les secondes par une rampe de leds qui progresse autour du cadran.
Au centre on a l'affichage des minutes et des heures. Il faut compter 30 euros (2005) pour la fabriquer,
moins avec des composants de récupération.
Réglage manuel
Trois boutons permettent de régler cette horloge. Deux boutons pour régler les heures et les minutes.
Il suffit d'appuyer sur le bouton pour faire avancer soit les minutes soit les secondes.
Réglage de la seconde: le relâchement d'un bouton (heure minute) fait repartir les secondes.
Il suffit de la régler sur la minute juste mais en retard sur les secondes. Au passage de la minute, appuyer brièvement sur le boutons des minutes, elle passera et les secondes seront remise a zéro.
Enfin un troisième bouton permet de sélectionner la luminosité de la couronne. Elle peut être normale ou réduite.
Réglage par réseaux RS485
Cette Horloge est compatible avec le réseau FXPR485AS qui fonctionne a 9600 bauds. La remise a l'heure ainsi que le réglage de la luminosité peut se faire par le réseau.
Réglage directement par le PC
En utilisant le protocole FXPR485AS, sans le circuit d'interface RS485 (LTC485) mais avec le plan suivant, il est possible de relier directement l'horloge au PC.
Protocole FXPR485AS
Il est décrit sur le site. Tout les messages sont en ASCII, "caractère imprimable". Il est possible de dialoguer même avec un logiciel comme l'hyper terminal.
Jeux : hack de l'horloge
L'heure est dans la ram du PIC, faire un dump (vidage) par le réseau.
Trouvez ou est inscrit l'heure!.
Ou bien attendez le soft pour le PC!.
Sélection du micro contrôleur.
Pour ce projet un PIC 16F84 a été choisi, essentiellement parce qu'en stock!. Le PIC 16F628 peut être utilisé, une adaptation simple doit être faite, le fichier sera mis sur demande, il sera utilisé comme un 16F84.
La gestion réseau s'effectue par logiciel, y compris la réception et l'envoie des caractères.
Il n'a pas été possible de maintenir la gestion de l'affichage et du réseau en même temps. L'affichage est perturbé lors du dialogue réseau. Cela n'est pas très gênant puisqu'elle n'est pas souvent mise a l'heure!.
Le comptage des secondes n'est pas perturbé par le dialogue reseau.
Réalisation
Le montage du PIC 16F84 est classique. Un quartz de 3,6864 Mhz a été utilisé. Les ports RB6,4,3 gèrent les boutons. Les deux ports Rb0,1 sont pour le réseau. Enfin deux ports RB7 et RB6 assurent la gestion de l'affichage, les informations sont transmise avec Ra0..Ra4.
Les port du PIC ne sont pas directement en contact avec les LEDs, ainsi en cas de fausse manœuvre il est toujours protégé.
L'affichage des 60 leds et des 4 chiffres.
Pour réduire au maximum les composants, c'est un affichage multiplexé. Le PIC balaye rapidement les leds, donnant l'impression qu'elles sont toujours allumé alors qu'en fait elle reçoivent des impulsions.
Le matriçage est de 16*5, en fait 12*5 pour les leds puisque cela fait exactement 60!.
Les quatre derniers sélection servent pour les 4 chiffres.
Fonctionnement du multiplexage.
Dans l'ordre le processeur éteint les leds avec LEDOE a 1. Toutes les sorties de IC1 passent a 1, tous les transistors T1 a T12 ne passent plus de courant. Puis il charge dans IC2 l'état les 5 nouvelles leds a afficher.
Un zéro indique une Led allumée. Pour enregistrer cette valeur il envoie une impulsion par LEDCLK.
Ensuite il place sur RA0..3 le numéro du groupe de leds a afficher par IC1. Il ne reste plus qu'a ouvrir le transistor en mettant LEDOE a 0. Apres quelques centaines de microseconde il passe au groupe suivant.
Affichage des chiffres.
Le fonctionnement est identique, sauf qu'il présente la valeur du nombre plutôt que l'état des leds.
Cette information est transmise a IC3 qui décode et gère les 7 segments pour chaque chiffre.
Les afficheurs doivent être a anode commune. Le bloc complet permet de réduire le temps de câblage.
On remarque que seulement 4 des 5 lignes de IC2 sont utilisées pour l'affichage. Il est donc possible d'ajouter encore 4 leds si nécessaire. Le programme ne le gère pas.
Version V1.0
Ce montage a été réalisé avec des fonds de tiroirs. Pour IC1, le 74LS154 ne peut pas fournir le courant, d'ou l'obligation d'utiliser des transistors. On peut aussi utiliser deux 74XX138. Pour IC2 trois circuits peuvent convenir 74XX273,373,374.
En utilisant la série 74HCTYY qui peut fournir 24mA on peut réduire les composants, en particulier les 12 transistors des leds. Pour cela il faut monter les leds a l'envers, IC1 devient le puits de courant (avec les transistors il était la source). IC2 devient la source, dans ces condition un 1 allume la led. Il faudra une autre version du programme (faire la demande) ou inverser les signaux après IC2 par un 74HCT04.
Par contre, en raison de l'utilisation du 74XX46 (ou47) pour IC3, le sens du courant des leds des afficheurs doit rester inchangé.
Montage des LEDs de l'horloge.
Pour réduire le prix et la difficulté aucun circuit imprimé n'a été utilisé pour l'affichage.
L'horloge a été conçus a partir d'un horloge DCF HS. L'afficheur central vient d'une minuterie de micro onde HS. Sans horloge HS sous la main ou pour faire une horloge style radio France on commence par faire un traçage sur une planche de contre plaque ou médium. Puis il faut faire les 60 trous, la découpe de l'affichage centrale. Le câblage des led est fait en l'air. On relie les 5 anodes. Ensuite on relie les P1, puis les P2 etc.
Avec du fil émaillé soudable c'est très rapide: faire quelques tour autour d'une patte, passer a la seconde en laissant du mou, faire le tour soit 12 leds et ainsi de suite. On soude les 5 résistances RR. Les transistors T1 a T12 ont été monté directement sur les leds, les résistances RB sur les transistors. Enfin l'ensemble est stabilise par collage au pistolet a colle. Cette colle se détache facilement permettant l'intervention encas de panne.
Le régulateur 7805 a été fixé au dos de l'horloge.
Montage de IC1 et IC2
Ils on été câblé sur une carte prototype pastillée. IC3 a été monte sur le même type de carte proche des afficheurs.
Montage du PIC
Pour la partie PIC, RS485 une carte réseau PIC a été utilisée. Le PIC et le LTC485 ont leur régulateur de tension, un 78L05. Des diodes protègent les régulateur contre l'inversion de tension.
Interface PC sans RS485.
Ce montage n'a pas été testé, mais il est proche de l'interface PC vers LIN qui fonctionne.
Il permet de connecter directement l'horloge au PC, le LTC485 ainsi que l'interface RS232 RS485 n'est donc pas nécessaire.
Quand RB1 est a GND, le PIC est en reception RB0 IN, le NPN gere la ligne TX/RX.
Quand RB1 est a +5, le NPN est bloqué, RB0 controle TX.
Choix des Leds
Suivant la taille de l'horloge, on sélectionne le diamètre des leds. Cette horloge utilisent des leds "classiques" 20mA, elles sont sous alimentées, mais l'éclairage est correcte. Le choix de la valeur des résistance RR pour les leds s'effectue en fonction du rendement des leds. Faire des essaies. Une led orange est utilisée pour le zéro, des vertes pour les 5 secondes. Cette horloge n'est pas exactement conforme a l'horloge RF.
L'horloge RF est rouge avec des leds rouges toujours allumées pour marquer les 5 secondes.
Afficheur des nombres.
Pour faire simple un afficheur "intégré" de 4 chiffres a été utilisé, en fait c'est une récupération d'une minuterie de micro onde. Si l'on souhaite faire les chiffres en utilisant plusieurs leds en série il faudra modifier le montage. Il faudra augmenter la tension d'alimentation des leds puisque 5 leds en série dépasse les 5 volts d'alimentation (plutôt 7 volts).
Etalonnage
La précision avec le montage du quartz n'est pas celle de l'horlogerie, une décalage de 2 a 5 secondes par jour est possible. Une solution simple aurait été la synchronisation sur le secteur. Voici des solutions envisageables.
La plus compliquée consiste a ajuster le quartz, malheureusement une mesure directe n'est pas possible,.
une mesure sur la fréquence de balayage de l'afficheur peut permettre l'étalonnage.
Un montage oscillateur peut être réalisé, la mesure peut alors être faite directement sur la sortie bufferisée.
Le remplaçant du quartz par un oscillateur (environ 2 euros) c'est simple et donnera le meilleur rapport prix/ difficulté, mais pas ajustable. Enfin, on reste avec le quartz et l'horloge est recalée toutes les heures. C'est le principe des horloges radio "DCF". Justement sur le site le Combochip est capable de décoder le signal DCF (avec un module radio DCF) et de donner l'information sur le réseau. Reste a faire le maître qui va lire l'heure sur le Combo et mets a jour l'horloge!.
Personnalisation de l'afficheur.
Elle est toujours possible sur demande, les différentes options seront intégrées et feront l'objets d'une mise a jour.
Informations oubliées.
Les informations données sont suffisantes pour mener a bien la realisation de cette horloge.
Désolé s'il manque quelques infos, c'est l'age!.
Conclusion
Voici un montage qui permet de réaliser une très jolie horloge, la partie électronique étant résolue, il ne reste plus que la partie esthétique….