Une horloge binaire

Il y a quelques années, lorsque je me suis remis à l’électronique, j’ai commencé par réaliser une horloge binaire en composants discrets, Le schéma ci-après montre les principaux composants. Je l’ai tracé au crayon car ce n’est que tout récemment que je me suis mis à Kicad !

HorlogeBinaireSchéma

  • Un 4060 associé à quelques condensateurs, résistances et un quartz horloger à 12768 Hz, fournit la base de temps nécessaire à 2 Hz sur sa sortie Q14. Le 4060 n’a pas assez d’étages pour produire une fréquence de 1 Hz, mais ce n’est pas grave, le compteur des secondes peut s’en charger.
  • Le compteur des secondes est un 4024, alimenté par le 2 Hz du 4060. Sa première sortie n’est utilisée que pour les fonctions de mises à l’heure. Le 1er bit des secondes est disponible sur la 2ème sortie, ce qui compense ainsi le fait que son entrée d’horloge est à 2 Hz.
  • On détecte l’état des sorties correspondant à la valeur 60 pour remettre à zéro les secondes en observant que 60 = 32 + 16 + 8 + 4. L’état 1 des 4 bits correspondant est détecté par une porte ET réalisée en logique à diodes. La valeur 60 n’a pas le temps d’apparaître sur les leds.
  • Le bit de poids fort des secondes alimente l’entrée d’horloge du 4024 en charge des minutes. L’état 60 est détecté de la même manière que pour les secondes.
  • Le bit de poids fort des minutes alimente l’entrée d’horloge du 4024 en charge des heures. L’état 12 est détecté à l’aide d’une porte ET à diode à 2 entrées (bits 8 et 4). Je n’avais pas la place dans le boîtier de l’horloge pour le bit supplémentaire permettant l’affichage des heures sur 24, raison du choix sur 12 h.
  • La mise à l’heure se fait à l’aide d’interrupteurs permettant d’alimenter temporairement les entrées d’horloge des minutes et heures à l’aide du 1 Hz en provenance du compteur des secondes.
  • Un poussoir permet le reset du tout.

La conception est complètement asynchrone, notamment car les compteurs utilisés sont déjà asynchrones.

Les composants trouvent leurs places sur une plaque à bande (Veroboard).

BinaryClockCircuit

Les leds blanches ainsi que les transistors qui les pilotent ne sont pas sur la plaque à bandes, mais à part, câblés à l’aide de dominos ou sucres comme on dit en Suisse !

Ici, le test avec les leds avant la mise en boîtier.

BinaryClockLeds

Le résultat final. Dans l’ordre, les heures, minutes et secondes, poids faibles en bas, poids forts en haut. Il est 10 heures, 51 minutes et 18 secondes, l’aviez-vous deviné ?

BinaryClockFinal

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