Zegar meczowy
2228
Do czego to służy?
W poprzednim numerze EdW autor
pozwoli sobie zaproponować Czytelni-
kom budowę wielkich wyświetlaczy
siedmiosegmentowych LED, szumnie
nazwanych JUMBO. Wyświetlacze te
mogą współpracować z dowolnym ukła-
dem elektronicznym przystosowanym
do sterowania wyświetlaczami o nor-
malnych rozmiarach. Pewne zastosowa-
nia naszych JUMBO LED narzucają się garem meczowym mogą być bardzo za- meczowy i prosty układ umożliwiający
same: w pierwszym rzędzie można je interesowane mniej zamożne kluby obrazowanie stanu gry, który opiszemy
użyć do obrazowania upływu czasu pod- sportowe, których nie stać na zakup w jednym z następnych numerów. Nie
czas trwania gier sportowych, w których sprzętu produkcji fabrycznej. oznacza to bynajmniej, że seria sportowa
ten upływ czasu jest istotnym czynni- Proponowany układ umożliwia obra- na tym się zakończy. W przygotowaniu
kiem. Takimi grami są piłka nożna, koszy- zowanie upływu czasu w zakresie od znajdują się jeszcze inne urządzenia, któ-
kówka, siatkówka i z pewnością (autor 1 sekundy do 99 minut i 59 sekund, co re także zakwalifikują się do tej grupy.
nie zna się zupełnie na sporcie) wiele in- jest całkowicie wystarczające w więk-
Jak to działa?
nych. Należy też mieć nadzieję, że nasi szości gier sportowych. Zegar można
Czytelnicy nie zajmują się wyłącznie w dowolnym momencie wyzerować Schemat elektryczny proponowanego
rysunku 1
rysunku 1.
rysunku 1
rysunku 1
elektroniką i czasami zechcą rozprosto- oraz, co jest bardzo ważne w np. koszy- układu pokazany został na rysunku 1
wać kości biorąc udział w różnych impre- kówce, zatrzymać upływ czasu na do- Jak widać, nasz zegar nie należy do urzą-
zach sportowych. wolnie długi okres. To, że nazwaliśmy to dzeń skomplikowanych: zaledwie sie-
Proponowany układ dedykowany jest urządzenie zegarem meczowym, nie dem tanich i łatwych do zdobycia ukła-
bardziej grupom młodych elektroników oznacza bynajmniej że może ono znalez
ć dów scalonych (wliczając w to scalony
niż indywidualnym Czytelnikom. Można zastosowanie wyłącznie w sporcie. Jest stabilizator napięcia). Analizę schematu
go wykonać np. w ramach tzw.  prac to po prostu stoper o podanym zakresie rozpoczniemy od generatora stabilizowa-
ręcznych w szkole i uzyskać ogromne czasów, który można wykorzystać nego rezonatorem kwarcowym i zawar-
 przody u nauczycieli wychowania fi- w wielu innych dziedzinach. tego z nim w jednej strukturze dzielnika
zycznego, którym pięknie ozdobimy salę Autor wykonał dwa układy z  mini se- częstotliwości przez 214. Obydwa te blo-
gimnastyczną. Należy też sądzić, że ze- rii sportowej : opisywany dzisiaj zegar ki funkcjonalne zegara zostały zbudowa-
ne z wykorzystaniem znanej już Czytelni-
kom EdW kostki CMOS - 4060. 4060
jest rzeczywiście doskonałym układem,
mogącym zastąpić kilka innych z serii
CMOS i jej zastosowanie znacznie
uprościło konstrukcję zegara.
Rys. 2. Schemat wewnętrzny kostki
CMOS 4518.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97 53
Rys. 1. Schemat ideowy zegara meczowego.
Oscylator kwarcowy zbudowany z re- dodatkowy dzielnik częstotliwości, zre- doprowadzenie impulsów zegarowych
zonatora Q1, kondensatorów C1 i C2 alizowany z wykorzystaniem przerzutni- na wejście EN. Zarzut był niesłuszny,
wejścia CLK i EN można bez naruszania
i rezystorów R2 i R3 generuje przebieg ka typu D - IC5A, na którego wyjściu
zasad projektowania układów elektro-
prostokątny o częstotliwości 32 768 Hz. Q otrzymujemy potrzebny nam przebieg
nicznych dowolnie ze sobą zamieniać.
Nasz zegar ma prezentować upływ cza- o częstotliwości 1Hz.
su z rastrem równym 1 sek. A
atwo jest Przystępujemy teraz do zliczania pły- Jeżeli na wejściu CLK jest stan niski, to
wejście EN pracuje jako wejście zegaro-
więc domyślić się, dlaczego wybrana zo- nącego czasu. Przebieg o częstotliwości
stała właśnie taka częstotliwość: 32768 1Hz kierowany jest na wejście EN pierw- we i licznik zmienia swój stan z nade-
jściem opadającego zbocza impulsu ze-
= 215, co ułatwia uzyskanie potrzebnej szego z czterech liczników dekadowych
częstotliwości 1Hz. Dokonamy tego - IC1A. Dlaczego jednak na wejście ze- garowego. Jeżeli z kolei na wejście EN
przez podzielenie częstotliwości genero- zwolenia (ENABLE), a nie na wejście ze- podamy stan wysoki, to wejście CLK od-
zyskuje swojÄ… podstawowÄ… rolÄ™ i licznik
wanej prze oscylator kwarcowy przez garowe CLK? Tu, na marginesie autor
215. Tu jednak wyłania się jedna trud- chciałby wyjaśnić pewną sprawę. W jed- zmienia stan z nadejściem dodatniego
ność: 4060 umożliwia podział tylko przez nym z listów od Czytelników dotyczą- zbocza impulsu zegarowego. Po tej ma-
16384, czyli 214 i na jego najstarszym cym opisu zegara programatora, w któ- łej dygresji wracajmy do opisu naszego
zegara.
wyjściu otrzymujemy przebieg o częstot- rym także stosowane są liczniki typu
Licznik IC1A zlicza jednostki sekund,
rys. 2
liwości 2Hz. Dlatego też zastosowano 4518 (rys. 2
rys. 2), padł zarzut że błędem jest
rys. 2
rys. 2
54 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97
w pobliżu przełącznika S2.
Warto jeszcze wspomnieć o włączni-
kach oznaczonych S2 i S2 . Jest to roz-
wiÄ…zanie opcjonalne polegajÄ…ce na zastÄ…-
pieniu przełącznika dz
wigienkowego (ta-
ki będzie dostarczany w kicie) dwoma
przyciskami typu RESET.
Montaż i uruchomienie
Mozaika ścieżek płytki drukowanej
oraz rozmieszczenie elementów pokaza-
rysunku 3 rysunku
ne zostały na rysunku 3 a na rysunku
rysunku 3, rysunku
rysunku 3 rysunku
rysunku 3 rysunku
4
4
4 przedstawiono miniaturową płytkę do-
4
4
datkowych diod dwukropka sygnalizujÄ…-
cego pracę zegara. Ze względu na znacz-
ną komplikację połączeń płytka wykona-
na została na laminacie dwustronnym
z metalizacją. Montaż wykonujemy w ty-
powy sposób, rozpoczynając od naj-
mniejszych elementów, a kończąc na
kondensatorach elektrolitycznych i stabi-
lizatorze napięcia. Układ zmontowany ze
Rys. 3. Schemat montażowy.
sprawdzonych elementów nie wymaga
uruchamiania, a jedynie prostej regulacji
polegajÄ…cej na dostrojeniu trymerem C1
wanego układu zerowania, ponieważ generatora do częstotliwości 32768Hz.
musi być resetowany w dwóch przypad- Jeżeli posiadamy miernik częstotliwości
kach: po dojściu do stanu 0110 i przy to możemy, podłączając go do nóżki
(BIN)
kasowaniu ręcznym. Pierwszy przypa- 9 IC1, wykorzystać go do dokonania tej
Rys. 4. PÅ‚ytka dodatkowa.
dek został już wyżej opisany, natomiast regulacji. W przypadku braku miernika
do zerowanie ręcznego zastosowano pozostaje tylko mozolna regulacja przez
układ z bramką IC3B. Stan wysoki z przy- porównywanie wskazań naszego zegara
a sygnał z jego najstarszego wyjścia po- cisku S1 zostanie przez tą bramkę zane- z zegarem wzorcowym. Możemy też
dawany jest na wejście kolejnego liczni- gowany i podany na wejście bramki w ogóle zaniechać regulacji. Przy ama-
ka IC1B, którego zadaniem jest zliczanie IC3D powodując wyzerowanie licznika torskich spotkaniach sportowych niedo-
dziesiątek sekund. Tu pojawił się kolejny IC1B. kładność rzędu sekundy czy dwóch
problem: układ 4518 jest licznikiem dzie- Do zatrzymywania zegara służy prze- w ciągu godziny nie ma w końcu więk-
siętnym, a jak wiadomo minuta ma 60 rzutnik R-S zbudowany na bramkach szego znaczenia.
sekund i największą cyfrą jaką potrzebu- IC6C i IC6D. Podanie stanu niskiego na Po zmontowaniu płytki przyjdzie pora
jemy wyświetlić na drugiej pozycji wy- wejście 8 bramki IC6C spowoduje po- na coś trochę trudniejszego: na połącze-
świetlacza jest 5. Tak więc konieczne by- wstanie na jej wyjściu stanu wysokiego nie jej z wyświetlaczami. Do tego celu
ło skrócenie cyklu pracy tego licznika, co i w konsekwencji przewodzenie tranzys- posłuży nam odcinek przewodu taśmo-
zostało zrealizowane za pomocą bramek tora T1. Wejście C licznika U1 zostaje wego. Złącze zaciskowe zaciskamy na
IC3C i IC3D. Wejścia bramki IC3 zostały wtedy zwarte do masy i generator kwar- jednym końcu przewodu, a drugi koniec
dołączone do wyjść Q1 i Q2 licznika cowy zatrzymuje się. Z kolei podanie sta- rozdzielamy na cztery grupy : cztery pier-
IC1B. W momencie osiągnięcia przez nu niskiego na wejście 12 bramki IC6D wsze przewody do dekodera wyświetla-
ten licznik stanu 0110 czyli 6, na oby- spowoduje odblokowanie pracy genera- cza sekund, cztery następne do dekode-
(BIN)
dwóch tych wyjściach pojawia się stan tora. ra wyświetlacza dziesiątek sekund, ko-
wysoki i w konsekwencji wyjście bramki Na schemacie widoczne są jeszcze lejne cztery do dekodera wyświetlacza
IC3C znajdzie się w stanie niskim, który elementy, które nie były stosowane minut i ostatnie osiem przewodów do
po zanegowaniu przez bramkę IC3D spo- w układzie prototypowym i zostały doda- wyświetlacza dziesiątek minut.
woduje natychmiastowe wyzerowania ne póz
niej, jako typowy  ozdobnik .
licznika dziesiątek sekund. Jednocześnie Chodzi tu między innymi o tranzystor T2,
opadające zbocze sygnału z wyjścia Q2 rezystory R7 i R8 i diody D1 i D2. Ten
tego licznika doprowadzone do wejścia fragment układu umożliwia umieszcze-
EN licznika IC2A spowoduje rozpoczęcie nie pomiędzy wyświetlaczami dwóch
zliczania minut. Liczniki IC2A i IC2B pra- dodatkowych diod LED, które migając
cują w normalnym trybie umożliwiając z częstotliwością 2Hz sygnalizować bę-
zliczanie czasu do 99 minut. dÄ… pracÄ™ zegara.
Omówienia wymaga jeszcze układ re- Trudno natomiast nazwać ozdobni-
setowania i zatrzymywania zegara. Przy- kiem modyfikacjÄ… polegajÄ…ca na dodaniu
cisk S1 służy do wyzerowania zegara, diod D3 i D4 sygnalizujących aktualny
a jego naciśnięcie spowoduje bezpo- stan zegara (pauza lub praca). Dodatko-
średnie podanie stanu wysokiego na we- we diody świecące D3 i D4, sterowane
jścia zerujące przerzutnika IC5A i wszys- przez bramki IC6a i IC6b, wskazują na
tkich liczników z wyjątkiem IC1B. Ten aktualny stan pracy zegara. Diody te kon-
Rys. 5. Kolejność przewodów.
licznik wymaga nieco bardziej rozbudo- strukcyjnie powinny być umieszczone
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97 55
WYKAZ ELEMENTÓW
WYKAZ ELEMENTÓW
WYKAZ ELEMENTÓW
WYKAZ ELEMENTÓW
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rezystory
Rezystory
Rezystory
Rezystory
R1, R4, R5, R6: 47kW
R2: 330kW
R3: 10MW
R7: 10kW
R8: 560W
R9, R10: 200W
Kondensatory
Kondensatory
Kondensatory
Kondensatory
Kondensatory
C1: 47pF trymer
C2: 100pF
C3: 220µF/6,3V
Rys. 6. Przykład konstrukcji wyświetlacza.
C4, C6: 100nF
C5: 470µF/25V
Kolejność przewodów najlepiej ilu- sprawdzone rozwiązania. Najlepiej było-
Półprzewodniki
Półprzewodniki
Półprzewodniki
Półprzewodniki
Półprzewodniki
rysunek 5
struje rysunek 5
rysunek 5
rysunek 5
rysunek 5. Kolejno lutujemy prze- by umieścić całość w pudełku odpo-
IC1, IC2: 4518
wody prowadzące do wejść dekoderów wiedniej wielkości i przykryć filtrem wy-
IC4: 4060
wyświetlaczy. Do ostatniego wyświetla- konanym z barwionego na czerwono
IC5: 4013 cza doprowadzone są także przewody plexi. Filtr taki jest jednak trudny do zdo-
zasilające: jeden z napięciem ok. 15 ... bycia i w ostateczności można zastąpić
IC3, IC6: 4011
20V do zasilania segmentów wyświetla- go kawałkiem odpowiednio przyciętego
D1...D4: LED 5mm
czy, drugi z napięciem stabilizowanym szkła. Jeżeli nasz zegar ma być używany
T1, T2: BC548 lub odpowiednik
+5VDC do zasilania dekodera i trzeci - wyłącznie w pomieszczeniu zamknię-
Różne
Różne
Różne
Różne
Różne
przewód masy. Jak więc widać, tylko je- tym, np. na sali gimnastycznej, to można
Z1: goldpin 10X2
den wyświetlacz został zasilony, a pozo- zrezygnować z przysłaniania wyświetla-
Q1: kwarc 32768Hz
stałe nie mogą jeszcze pracować. Należy czy i zbudować coś w rodzaju konstruk-
S1: przycisk typu RESET
rysunku 6
wykonać dodatkową instalację, łącząc cji pokazanej na rysunku 6
rysunku 6
rysunku 6
rysunku 6.
trzema przewodami zasilanie do pozo-
S2: przełącznik 2-pozycyjny
Zbigniew Raabe
Zbigniew Raabe
Zbigniew Raabe
Zbigniew Raabe
Zbigniew Raabe
stałych trzech wyświetlaczy
Z2: ARK2
Pozostała jeszcze sprawa mechanicz-
Odcinek przewodu taśmowego 20 Komplet podzespołów z płytką jest
Komplet podzespołów z płytką jest
Komplet podzespołów z płytką jest
Komplet podzespołów z płytką jest
Komplet podzespołów z płytką jest
nego połączenia wyświetlaczy i modułu
dostępny w sieci handlowej AVT
żyłowego ok. 40 cm dostępny w sieci handlowej AVT
dostępny w sieci handlowej AVT
dostępny w sieci handlowej AVT
dostępny w sieci handlowej AVT
zegara w jedną całość. Tu autor może je-
jako "kit szkolny" AVT-2228.
jako "kit szkolny" AVT-2228.
jako "kit szkolny" AVT-2228.
jako "kit szkolny" AVT-2228.
jako "kit szkolny" AVT-2228.
ZÅ‚Ä…cze zaciskowe 20
dynie doradzać czytelnikom pewne
wydaje CD-ROM z zestawem oprogramowania
dla elektroników
Na płycie znajdziecie m.in:
kompilatory assemblera dla procesorów: kompilatory dla układów PLD:
O' rodziny 8051; O' EasyABEL;
O' rodziny HC05; O' PALASM;
O' rodziny HC08; O' LogIC Eval (wersja ograniczona);
O' rodziny PIC16/17; O' MachXL;
O' rodziny AVR (RISC firmy Atmel); O' ASYL+ (syntezer VHDL);
program MONITOR oraz disassembler dla wersje demonstracyjne:
procesorów 8051; O' OrCad Capture for Win;
Easy Trax (dla DOS) - jeden z najbardziej po- O' C dla procesorów PIC;
pularnych programów do projektowania ob- O' C-Keil  51;
wodów drukowanych; O' Specctra
oprogramowanie (wraz z przykładami) dla (prezentacja możliwości);
mikrokontrolerów Basic Stamp; O' Genie (automatyka przemysłowa);
programy narzędziowe do konwersji plików O' Micro Cap (wersja ograniczona);
heksadecymalnych i binarnych; O' Accel;
do cen należy
procedury wraz z notami aplikacyjnymi dla O' oprogramowanie sterujÄ…ce dla LOGO!
doliczyć podatek
procesorów z rodzin: O' Wave Vision (National Semiconductor).
VAT (22%)
O' 8051;
O' HC05/08;
interpretery (wraz z kodami z
ródłowymi) języka BASIC
O' PIC16;
dla mikrokontrolerów 8051
oraz
demonstracyjne wersje programów do kitów AVT
Zamówienia można składać (podając kod handlowy EP-CD1) telefonicznie (022) 35 66 88
lub listownie pod adresem: AVT Korporacja Sp. z o.o., 00-967 Warszawa 86, skr. poczt. 134
56 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97
600 MB
PONAD
600 MB
PROGRAMÓW