Dies ist eine Uhr die nicht wie üblich aus vielen einzelnen Segmenten zur Anzeige besteht. Vielmehr besteht sie aus genau 8 untereinander angeordneten LEDs. Die Trägheit des menschlichen Auges lässt bei Rotation der LEDs ein Eindruck von einem stehenden Bild entstehen. Dazu muss während der Rotation an der richtigen Stelle das dargestellte Muster geändert werden.

Diese Aufgabe übernimmt ein AT90S2313 Mikrocontroller von Atmel. Für die Uhr wird ein I²C Echtzeit Uhren-IC von Philips, ein PCF8583, verwendet. Als Puffer für die Versorgung des IC wird ein Goldcap mit einer Kapazität von 0.22F verwendet. Dessen Ladung genügt um die Uhr für knapp 2 Wochen zu puffern. Somit kann die Uhr auch getrost mal ausgeschaltet werden wenn man etwas Ruhe braucht, ohne dass die Uhrzeit verloren geht.

Angetrieben wird die Uhr von eimen Gleichstrommotor der aus einem alten Grundig VHS Videorecorder ausgebaut wurde. Die Versorgung für das rotierende Modul wird über die Welle des Motors, Masse, und über ein isoliert montiertes Kugellager aus Metall übertragen. An diesem Kugellager sind dazu an der inneren Hülse Kabel angelötet worden die die Spannung auf die rotierende Platine Übertragen. Die äussere Hülse ist möglichst eben in die untere Platine eingelötet. Dadurch sollen Bewegungen von den Kabeln währen der Drehung abgehalten werden damit die Lötstellen nicht brechen.

Da der Controller, um ein stabiles Bild darzustellen, wissen muss an welcher Stelle sich die LEDs befinden und wie schnell sie sich bewegen, ist auf der unteren Platine senkrecht ein kleines Stück Platine als Index-Markierung eingelötet.

Das Gegenstück dazu ist eine Gabellichtschranke. Sie ist auf der Unterseite der rotierenden Platine so angebracht, dass sie sich ohne Berührung über den Index-Streifen hinwegbewegen kann. Daraus kann der Controller nun die Geschwindigkeit der Rotation, über die Dauer des Impulses, sowie die Position ermitteln.

Die Uhr muss auch irgendwie eingestellt werden. Da man auf der rotierenden Platine schlecht tasten drücken kann, wird die Information zum Einstellen optisch von der Grundplatte übertragen. Dazu sind auf der unteren Platine zwei Infrarot-LEDs angebracht.

Das Gegenstück dazu ist ein Infrarot Fototransistor. Dieser ist so in der rotierenden Platine eingebaut, dass der sich direkt über den Sender-LEDs hinwegbewegt. Zum Abschirmen von Fremdlicht sind Kunststoffhülsen über Transistor und LEDs angebracht.

Angesteuert werden die LEDs über zwei Tasten. Da zum Einstellen die Information + und - ausreichen sind die Tasten über eine einfache Matrix verschaltet. Bei der einen Taste leuchtet nur eine LED, bei der anderen beide. So braucht der MC nur die Impulse pro Umdrehung zu zählen. Um das Einstellen zu beschleunigen ist in der Software eine zwei-stufige Repeat-Funktion integriert.

Da Die Platine mit des LEDs etwas schwer ist und somit starke Vibrationen durch Unwucht auftreten würden, ist auf der gegenüberliegenden Seite ein Kupferstreifen als Gegengewicht angebracht. Damit wird die größte Unwucht ausbalanciert. Zum Feinabgleich sind auf der Innenseite Lötzinnklekse aufgebracht. Die Aussenseite ist schwarz lackiert um bei der Rotation einen möglichst großen Kontrast zum Licht der LEDs zu erhalten.

This is a clock that doesn't consist, as usual, of many single segments as Display. Actually it consists of 8 LEDs that are arranged below each other. The laziness of the human eyes produces the impression of an stable picture. Therefore while rotating the displayed pattern must be altered at the right position.

This is the task of a AT90S2313 microcontroller from Atmel. For the clock function a IIC clock circuit from Philips, a PCF8583, is used. As backup supply for this circuit a 0.22F Goldcap capacitor is used. The load of this capacitor is enough to buffer the time for about two weeks. Therefore the clock can be switched off without losing the time if you need a bit of silence.

The clock is driven by a DC-motor which is removed of an old Grundig VHS videorecorder. The supply for the rotating board is led over the shaft of the motor (ground) and over a isolated metal ball-bearing. Therefore at the inner case are soldered two wires that lead the supply voltage to the rotating board. The outer case is soldered evenly in the lower board. This is to reduce vibrations of the wires and to avoid breaking solder points.

Because the controller needs to know where the LEDs are and how fast they are moving to display a stable picture, a part of a pcb is soldered vertically into the lower board as an index mark.

The counterpart for this is a fork light barrier. It is mounted at the lower side of the rotating board in a way that it doesn't touch the index mark while moving over it. With this the controller can recognize the speed and the position of the rotation out of the time and duration of the impulse.

Somehow the clock must be adjusted. Because you can't push buttons on an rotating board the information to adjust the time is transmitted optically from the lower board to the rotating one. Therefore at the lower board are mounted two infrared LEDs.

The counterpart for this is a infrared photo-transistor. This one is monted in the rotating board in a way that it moves directly over the transmitter LEDs. To shield faulty light from the transistor,? plastic cases are glued at the transistor and LEDs.

The LEDs are controlled by two buttons. Because it is enough to know the information 'increment' and 'decrenebt' to adjust the clock the buttons are connected in a simple matrix. For one button only one LED is on, for the other button both LEDs are on. Therefore the controller has only to count the impulses per rotation. To speed up the adjustment there ist a two step repeat function implemented in the software.

Because the bord with the LEDs is a little bit heavy, strong vibrations would occur from the imbalance. Therefore a copper balance weight is mounted on the opposite side of the board. This removes the greatest imbalance. For a fine adjust there are solder points at the innerside. The outer side of the copper weight ist painted black to get the greatest possible contrast with the light of the LEDs.

Assembler Source Code

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Schaltbild wird nachgereicht sobald es wieder auftaucht
Schematics will be added when I find them again.

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Layout wird nachgereicht sobald es wieder auftaucht
Board layouts will be added when I find them again.