Zařízení se skládá z několika samostatných obvodů, jak je patrné z blokového schématu na obr.1.

Po sestavení generátoru je třeba jej přesně nastavit. To provedeme tak, že na vývod 11 IC1 připojíme přesný čítač na kapacitním trimrem nastavíme kmitočet oscilátoru přesně na hodnotu 32 768Hz. Tím je veškeré nastavování u konce.
Impulsy s periodou 1s je nutno dále vydělit 3600, abychom dostaly impulsy s periodou 1 hodina. Dělička 1/3600 je sestavena ze čtyř dekadických čítačů 7490, z nichž dva čítají pouze do šesti a zbývající dva do desíti. (6*6*10*10=3600). Schéma zapojení děličky je na obrázku 3.

Ještě bych se rád pozastavil nad způsobem ručního nulování těchto čítačů. Ze schématu je vidět, že vnějším tlačítkem (NUL) jsou nulovány pouze poslední dva čítače, čítající do desíti. Obvody IC4 a IC2 nejsou, v pravém slova smyslu nulovány, ale pomocí nastavovacích vstupů 6 a 7 je jejích stav nastaven na hodnotu 9. Tím se jejích skutečný reset opozdí o sedm vstupních impulsů (9-0-1-2-3-4-5-6-0). Chyba vynulování tedy činí 7 sekund, což je – vzhledem k účelu zařízení – zanedbatelné.

Další částí zařízení je 24 hodinový čítač, jehož schéma zapojení je na obrázku 4. Funkce obvodu je následující. Základ tvoří dva převodníky kódu BCD na 1 z 16 (74154), jejichž vstupy jsou navzájem propojeny a jsou spojeny s výstupy binárního čítače 7493. Klopný obvod R-S, složený z hradel IO4C a IO4B určuje, který ze dvou převodníků bude právě aktivní. Vhodným zapojením nastavovacích vstupů RS obvodu je dosaženo toho, že po 24 vstupních impulsech se cyklus opakuje znovu od začátku. Obvod lze také vynulovat ručně použitím tlačítka RESET. Praktickými zkouškami tohoto modulu jsem zjistil, že pro správnou funkci obvodu bylo nutné doplnit člen D1, R1. Bez něj se čítač vynuluje už po dosažení stavu 16.

Diody LED1 až LED24 zobrazují právě probíhající hodinu a přepnutím příslušného přepínače do polohy ON aktivujeme v tu kterou hodinu výstup OUT. Tady je třeba zdůraznit, že aktivní úroveň na výstupu je úroveň L, čili logická nula. V klidovém stavu je na výstupu úroveň H. Diody D1 až D24 oddělují od sebe jednotlivé výstupy dekodérů a mohou to být libovolné křemíkové diody. (např. KA…, 1N…. atd.)

 Já jsem ve zkušebním vzorku realizoval akční člen tím způsobem, že jsem vynechal rezistor R2 na obr.5 a výstup OUT (na témže obrázku) jsem spojil se vstupem posledního nevyužitého hradla NAND obvodu IC4 na obrázku 4. Výstupem téhož hradla je přes rezistor 2kΩ buzena báze tranzistoru NPN (KC 508) v jehož kolektorovém obvodu je zapojeno 12 voltové relé. Zapojení této úpravy je na obrázku 7.

A nyní ještě několik slov k nastavení hodin. To provedeme tak, že vstup IN děličky 1/3600 připojíme na výstup Q4 obvodu 4060 (obr.2) na kterém jsou impulsy o kmitočty 2048 Hz. Po vydělení 3600 dostaneme impulsy s periodou 1,76 sekund. V rytmu tohoto kmitočtu se také rozsvěcují indikační diody. Po rozsvícení požadované LEDky přepneme přepínač zpět (do polohy “1s”) a stiskneme nulovací tlačítko NUL. Pokud nám záleží na přesném nastavení (i se sekundami), je potřeba tlačítko NUL stisknout ještě jednou při gongu oznamující celou hodinu.

K nastavování ještě jedna malá poznámka. Může se stát, že po zapnutí přístroje a při přepnutém přepínači do polohy “nastavování” LEDky nesvítí. Je to způsobeno tím, že se po zapnutí napětí dostanou RS klopný obvod i čítač (obr.4) do náhodných stavů jejichž výsledkem je to, že jsou aktivní ty výstupy dekodéru, na které zrovna nejsou připojené LEDky. Tento stav lze ošetřit buď stiskem resetovacího tlačítka, nebo tím, že pár taktů počkáme, až se modul dostane do správného režimu. Také by do obvodu šel zapojit jednoduchý RC člen, který po zapnutí napájení generuje napěťovou špičku, která vynuluje čítač a RS KO.

Při stavbě prototypu jsem zvolil modulovou koncepci, to znamená, že každá část zařízení (dle blokového schématu na obr.1) je postavena na samostatné desce plošných spojů a desky jsou navzájem popropojovány káblíky. Samozřejmě, že by šlo postavit celý programátor na jediné desce, ale modulový systém má své nesporné výhody. Jednou z nich je ta, že se systém snadněji oživuje a při případných úpravách (a opravách) není nutné měnit celou desku, ale jen ten modul, kterého se úpravy týkají. Například místo modulu generátoru kmitočtu řízeného krystalem lze – samozřejmě za cenu menší přesnosti – vložit modul ve kterém se bude řídící kmitočet odvozovat od kmitočtu sítě 50Hz. Také lze ušetřit spoustu místa v krabičce, do které hodláte programátor umístit, tím, že desky řadíme nad sebe. Programátor jsem umístil do krabičky U-KP-11, která je k dostání např. u firmy GM Elektronik asi za 70Kč. Na předním panelu jsou vyvrtány otvory pro LEDky a přepínače DIP, dále je zde umístěn přepínač nastavení , 3-polohový přepínač výstupu (VYP.-AUT.-ZAP.), nulovací tlačítko NUL a dvě indikační LEDky, z nichž jedna signalizuje stav výstupu a druhá bliká v rytmu 1Hz a signalizuje provoz. Na zadním panelu je umístěna svorkovnice, na kterou jsou vyvedeny kontakty relé a kontakty pro připojení síťové šňůry (prim. vinutí transformátoru).

Při praktických zkouškách jsem zjistil, že při spínání síťové zátěže (žárovka 220V/25W) dochází na kontaktech relé k rušení, které ovlivňovalo chod modulu 24-hodinového čítače. Po zapojení kondenzátoru 100n/630V paralelně ke kontaktům relé toto nežádoucí rušení zmizelo. Tady je ovšem nutné si uvědomit, že kondenzátor, zapojený paralelně ke kontaktům relé, představuje pro střídavý proud určitou impedanci, takže se na zátěži může objevit jisté napětí i při rozpojených kontaktech relé! Možná by také bylo vhodné vést hodinové signály z generátoru do děličky a z děličky do 24-hodinového čítače stíněným káblíkem aby se vliv nežádoucích rušení minimalizoval..

Závěr: Popsaný přístroj je velmi užitečný zejména tam, kde je třeba denně v určité hodiny aktivovat nějaký proces. Hodí se třeba jako náhrada porouchaného termostatu v ledničce, nebo lze jeho výstupem spínat nějaké topné těleso. Nebo po doplnění o čidlo vlhkosti se může použít na zahrádce či ve skleníku k automatickému zalévání. Použití může najít i pro reklamní účely (například pro osvětlení výloh apod.)

V současné době pracuji na další verzi programátoru, u kterého bude možné digitálně nastavit čas, po který bude výstup aktivní (v rozsahu 1-60 minut). Přístroj by šel také vyřešit za pomoci paměti RAM 74201, do které by se nejdříve zapsal program spínání a následně by při provozu byly tyto data čteny a podle nich by bylo ovládáno výstupní relé. Hodiny by byly indikovány 7-segmentovými displeji. Tato varianta (s RAMkou) by dokonce byla konstrukčně jednodušší, ale podstatnou nevýhodou by bylo, že není na první pohled vidět, jak je přístroj naprogramován.