Une meilleure horloge à voltmètres
(lcamtuf.substack.com)- La nouvelle horloge à voltmètres affiche les heures, les minutes et les secondes avec trois voltmètres analogiques de panneau, avec une conception plus simple et mieux documentée que les modèles existants trouvés sur Internet
- Des panneaux de mesure Baomain 65C5 5V ont été démontés pour relever les dimensions de la face avant, puis un cadran de remplacement a été imprimé sur papier adhésif afin de les transformer en affichage d’horloge
- L’aiguille des heures est divisée en 13 segments de 0 à 12, tandis que les aiguilles des minutes et des secondes utilisent 61 segments de 00 à 60, ce qui permet aux aiguilles de se déplacer continuellement entre les chiffres
- Le boîtier est usiné dans de l’érable à la fraiseuse CNC, et les parois latérales arrondies sont cintrées grâce à des encoches internes, à l’humidification et au serrage, pour obtenir une forme sans joint visible
- Le circuit reste simple, avec un AVR128DB28, un cristal, deux boutons et trois broches numériques, et il pilote les instruments sans DAC en utilisant le rapport cyclique d’un train d’impulsions 1 bit
Conception et fabrication
- La première horloge à voltmètres, réalisée en 2019, affichait l’heure à l’aide de voltmètres analogiques de panneau au lieu d’un cadran traditionnel, et cette nouvelle version vise une forme plus simple et plus esthétique que les conceptions existantes vues sur Internet
- La nouvelle conception a commencé par une maquette grossière dans Rhino3D, en utilisant trois voltmètres de panneau universels à 90° achetés sur Amazon
- Le Baomain 65C5 5V panel meter est un composant d’environ 9 $, démonté pour mesurer les dimensions de sa face avant puis personnalisé en imprimant un cadran de remplacement sur papier adhésif
- Un modèle PDF imprimable est fourni ici : meter_clock2.pdf
- Le compteur des heures est composé de 13 segments de 0 à 12, tandis que les compteurs des minutes et des secondes sont composés de 61 segments de 00 à 60
- Ce choix permet à chaque aiguille de bouger de façon continue, sans sauts
- Par exemple, à 11:30, l’aiguille des heures ne doit pas rester bloquée sur 11, mais se déplacer vers le 12e segment
- Pour masquer la bride en plastique des Baomain 65C5 bon marché et éviter un panneau avant trop monotone, un motif décoratif en creux a été appliqué
- Au lieu de fabriquer le boîtier à la main comme pour la première version, les faces avant et arrière ont été usinées à la fraiseuse CNC
- Le matériau est du bois d’érable, refendu, mis d’équerre et raboté dans l’atelier
- Les parois latérales arrondies ont été fabriquées en cintrant une pièce de bois plate sur un gabarit de forme afin d’obtenir une apparence sans joint visible
- Pour éviter d’utiliser un gabarit de cintrage à la vapeur, plusieurs encoches internes ont été découpées à l’intérieur de la paroi latérale pour permettre au bois de se courber plus facilement
- Le bois a été humidifié, maintenu avec des serre-joints puis laissé à sécher, avant que les côtés cintrés ne soient collés aux faces avant et arrière quelques jours plus tard
- Pour garantir un ajustement précis, un gabarit extérieur en contreplaqué de récupération a été utilisé afin d’éviter de devoir à nouveau jongler avec les serre-joints et les sangles à cliquet
- Le boîtier assemblé a été poncé puis recouvert de laque nitrocellulosique, complétant ainsi l’état de montage initial
Circuit et fonctionnement
- Le circuit est une configuration simple, réalisée en environ une heure, utilisant un microcontrôleur AVR128DB28 et alimentée par un adaptateur mural
- Le MCU est relié à un cristal 8 MHz ECS-80-18-4X-CKM, bien qu’un cristal 32.768 kHz puisse aussi être utilisé
- Les trois voltmètres de panneau sont connectés aux broches de sortie numériques PC0, PC1, PC2
- Deux petits boutons-poussoirs à l’arrière sont connectés aux broches d’entrée PD6, PD7 et servent au réglage de l’heure
- Le pilotage des instruments ne nécessite ni DAC ni composants supplémentaires
- Il utilise un train d’impulsions numériques 1 bit à fréquence relativement élevée
- L’inertie des instruments et l’inductance de leur bobine interne font le reste, avec une stabilisation sur une position intermédiaire selon le rapport cyclique contrôlé par le logiciel
- Le code est disponible dans meter_clock2.c ; il est court et bien commenté
- Le cœur du fonctionnement consiste à incrémenter un compteur 10 Hz via une interruption de timer synchronisée avec le cristal
- Ensuite, la boucle principale calcule le rapport cyclique approprié et bascule manuellement les broches de sortie
- La puce dispose de modules PWM matériels, mais l’application étant simple, leur utilisation n’apporte pas d’avantage concret
- Une vidéo du rollover filmée autour de 11:59:59 est disponible ici : Video 3
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
Vers 2014, j’avais vu l’horloge à voltmètres basée sur Arduino de quelqu’un, probablement ici : https://maniacallabs.com/2014/07/08/meter-clock-pt1/
Je trouvais ça assez cool, mais un peu cher pour ce que c’était
Alors j’en ai fabriqué une moi-même avec une puce PIC : https://www.n1kdo.com/meter-clock/index.html
La mienne est moins une horloge précise qu’un objet décoratif intrigant à poser sur un bureau pour lancer la conversation
Ce genre de projet fait toujours plaisir. C’est artistiquement superbe, et j’aime que ça fasse surgir toutes sortes d’idées
C’est aussi une façon de faire travailler plusieurs zones du cerveau en même temps
Drôle de coïncidence, moi aussi je bricolais avec des vu-mètres de panneau
Je suis en train de finir un ordinateur analogique, et pour convertir les valeurs analogiques en numérique et les afficher sur un LCD, j’y ai ajouté un ADC. J’ai utilisé une carte de développement ESP32 : c’était plus flexible qu’un vu-mètre de panneau et moins cher qu’un oscilloscope
Mais voir un vu-mètre de panneau « émulé » allait un peu à l’encontre de l’esprit d’un ordinateur analogique, donc j’ai conçu un petit PCB pour brancher sur mon ordinateur analogique de vrais vu-mètres de panneau comme ceux utilisés dans cette horloge
En faisant tourner une simulation ressort + masse sur l’ordinateur analogique, voir en même temps la représentation sur LCD/ESP32 et les vrais vu-mètres bouger m’a permis de tout saisir immédiatement
Trop beau ! Je pense que l’électronique serait probablement assez facile à faire, mais pour ce genre de projet il faut des outils de menuiserie, et je n’ai pas la place pour ça dans mon petit studio
Et je doute que ma femme apprécie que j’achète ce genre d’outils, ce qui est encore un autre problème
Au pire, il faudra peut-être apprendre FreeCAD et acheter une pince de serrage ($10 à $50) ainsi que des fraises (environ $50 à $75 pour deux). Avec un peu de chance, les logiciels et les outils utilisables sont déjà disponibles
Je dis ça en tant que fabricant de meubles professionnel, ancien employé d’un makerspace, et après avoir réalisé avec la Shopbot de là-bas des projets d’une complexité comparable
Cela dit, si on supprime le logement en épaulement autour des jauges sur la façade, on peut le faire en usinage CNC sur une seule face, ce qui simplifie grandement les choses. Avec suffisamment de soin, ce serait même faisable avec une défonceuse portative et une fraise à épaulement
Récemment, Princess Auto vendait ce genre de compteurs de surplus pour presque rien, donc j’en ai fabriqué une. C’était à peine plus d’un dollar pièce, alors j’en ai acheté pas mal
La mienne n’est pas aussi jolie que celle-ci, mais c’est une très bonne façon d’afficher l’heure, et ça intrigue un peu les gens quand ils la voient
J’adore ! Il ne manquerait qu’un petit réglage pour éviter le dépassement et les rebonds quand on passe d’une valeur élevée à une valeur basse
Comme quelqu’un d’autre l’a dit, le dépassement peut être joli, mais je crains que des voltmètres de panneau bon marché n’encaissent pas très bien ce genre de choc répété
;-)
Superbe ! Cela dit, je m’attendais quand même à voir un ou deux amplis op dans le circuit ;)
Idée au hasard :
utiliser la tension pour les heures, le courant pour les minutes
et faire en sorte que la puissance résultante alimente une ampoule arc-en-ciel
Je viens d’apprendre qu’en anglais on dit plus souvent ammeter que ‘amperemeter’, mais comme c’est moins intuitif, je préfère ‘amperemeter’
J’aime bien l’idée de piloter ce type de dispositif analogique avec une sortie numérique. L’usage du PWM est malin
La réalisation elle-même est vraiment excellente ! C’est totalement mon blocage personnel, mais la façon dont la trotteuse se réinitialise me dérangerait sans fin :/