Reloj de voltímetros con AVR128DB28: 3 medidores analógicos como manecillas

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El investigador de seguridad y maker Michał Zalewski —conocido en línea como lcamtuf— publicó el 16 de mayo de 2026 la segunda iteración de su reloj de voltímetros: un proyecto donde tres medidores analógicos de panel reemplazan las manecillas tradicionales para mostrar horas, minutos y segundos. La revisión se centra menos en la electrónica —que es notablemente austera— y más en la carpintería, el acabado y los detalles de presentación.

📑 En este artículo

1. TL;DR
2. Qué pasó: una segunda iteración con énfasis en la presentación
3. Contexto: el reloj de voltímetros como clásico maker
4. Cómo funciona el circuito: minimalismo extremo
5. El truco del PWM por software: por qué no hace falta un DAC
6. El verdadero desafío: construir la carcasa de madera curva
7. Código y firmware: 200 líneas bien comentadas
8. Por qué importa para makers latinoamericanos
9. Variaciones posibles: qué construirías encima
10. Preguntas frecuentes
    1. ¿Por qué usar voltímetros analógicos en vez de un display digital?
    2. ¿Se puede hacer sin CNC ni equipo de carpintería?
    3. ¿Por qué 13 divisiones en el medidor de horas y 61 en los otros?
    4. ¿Cuánto cuesta replicar el proyecto?
    5. ¿Funciona con otros AVRs o microcontroladores?
    6. ¿Por qué publicar el proyecto en Substack y no en GitHub Pages?
11. Referencias

El truco técnico es elegante: no hay conversor digital-analógico ni filtros pasivos. El microcontrolador AVR128DB28 conmuta tres pines digitales a alta frecuencia y la inercia mecánica de cada bobina promedia el tren de pulsos hasta una posición intermedia. PWM por software, sin componentes extra.

TL;DR

• lcamtuf publicó el 16 de mayo de 2026 la versión 2 de su reloj de voltímetros con tres medidores analógicos.
• Usa tres paneles Baomain 65C5 de 5 V comprados en Amazon por unos USD 9 cada uno, con decales personalizados impresos en papel adhesivo.
• El MCU es un AVR128DB28 con cristal de 8 MHz; un oscilador de 32,768 kHz también funcionaría sin cambios significativos.
• No hay DAC ni PWM por hardware: el firmware togglea pines digitales y la inercia mecánica del voltímetro hace el promediado.
• El medidor de horas tiene 13 divisiones (0-12) y los de minutos y segundos 61 divisiones (0-60) para soportar movimiento continuo.
• La carcasa es de madera con paredes laterales curvadas mediante cortes internos (kerf bending) sin necesidad de equipo de vapor.
• Dos pulsadores conectados a los pines PD6 y PD7 permiten ajustar la hora; el contador interno corre a 10 Hz vía interrupción del timer.

Qué pasó: una segunda iteración con énfasis en la presentación

lcamtuf construyó la primera versión del reloj de voltímetros en 2019 y la mantuvo en su escritorio durante años. La idea no era suya —circulaba en foros de electrónica desde mediados de los 2010— pero le parecía que la mayoría de las implementaciones públicas eran innecesariamente complejas o estéticamente pobres. Cuando decidió rehacerlo, optó por documentar el proceso completo para que otros pudieran replicarlo sin reinventarlo.

El resultado se publicó en su Substack lcamtuf’s thing bajo el título “A nicer voltmeter clock” y combina tres disciplinas: diseño 3D, mecanizado CNC y firmware embebido. La novedad respecto a v1 está casi enteramente en la presentación: una carcasa de madera curva, panel frontal grabado para esconder los flanges plásticos feos de los medidores baratos y decales reimpresos para soportar movimiento continuo de las agujas.

Contexto: el reloj de voltímetros como clásico maker

Los relojes de voltímetros son un meme recurrente de la subcultura maker. La premisa es trivial: si un voltímetro analógico puede mostrar cualquier valor entre 0 V y su fondo de escala con una aguja proporcional al voltaje aplicado, basta con mapear “hora actual” a un voltaje proporcional y la aguja apuntará al número correcto en una decal personalizada que reemplace al “0-5 V” original.

Desde mediados de la década pasada han aparecido decenas de variantes en Hackaday, Instructables y foros similares. Casi todas comparten dos defectos según lcamtuf: usan muchos más componentes de los necesarios (drivers de motor, DACs dedicados, módulos RTC con batería) y descuidan el acabado físico hasta el punto de que el resultado parece un prototipo de feria de ciencias.

La contribución de esta versión 2 no es teórica sino práctica: muestra cuán pocas piezas reales se necesitan cuando se piensa bien el problema y dedica explícitamente más palabras a la carpintería que al circuito.

Cómo funciona el circuito: minimalismo extremo

El esquema completo cabe en una servilleta. Los componentes son:

• 1 microcontrolador AVR128DB28 (Microchip, la línea moderna de AVR de 8 bits con periféricos analógicos integrados).
• 1 cristal de 8 MHz (ECS-80-18-4X-CKM), aunque un 32,768 kHz típico de relojes funcionaría idéntico.
• 3 voltímetros analógicos Baomain 65C5 de 5 V de fondo de escala, alrededor de USD 9 cada uno en Amazon.
• 2 pulsadores momentáneos para ajustar la hora.
• 1 fuente de alimentación de pared (wall wart) común.

Eso es todo. No hay drivers, no hay DACs, no hay RTC dedicado, no hay batería de respaldo. Las tres salidas del MCU (PC0, PC1, PC2) van directamente a los voltímetros; las dos entradas (PD6, PD7) leen los pulsadores con resistencias de pull-up internas activas.

graph LR
    A["Cristal 8 MHz"] --> B["AVR128DB28"]
    B -->|"PWM PC0"| C["Voltímetro horas"]
    B -->|"PWM PC1"| D["Voltímetro minutos"]
    B -->|"PWM PC2"| E["Voltímetro segundos"]
    F["Pulsador PD6"] --> B
    G["Pulsador PD7"] --> B
    C --> H["Inercia mecánica"]
    D --> H
    E --> H
    H --> I["Posición de aguja"]

💭 Clave: La elegancia del diseño no está en agregar componentes sino en aprovechar una propiedad física gratuita: la inercia mecánica de la bobina del voltímetro actúa como un filtro pasabajos perfecto para el PWM digital.

El truco del PWM por software: por qué no hace falta un DAC

Un voltímetro analógico tradicional contiene una bobina suspendida sobre un imán; cuando pasa corriente, el campo magnético genera un torque que rota la aguja contra un resorte. La posición final es proporcional al promedio temporal de la corriente.

Esto significa que si aplicamos una señal digital cuadrada de alta frecuencia con un duty cycle del 50%, la aguja no oscilará entre 0 V y 5 V mil veces por segundo (no tiene la respuesta mecánica para eso): en cambio, se asentará suavemente en 2,5 V. La mecánica hace el filtrado pasabajos sin necesidad de capacitores ni resistencias adicionales.

El AVR128DB28 tiene módulos PWM por hardware, pero lcamtuf decidió no usarlos. La razón es pragmática: con solo tres salidas y un timing relajado (10 Hz de actualización es más que suficiente para un reloj), togglear pines manualmente en el bucle principal es más simple de leer, ocupa menos memoria de configuración y no consume periféricos que podrían querer reutilizarse después.

💡 Tip: Si estás aprendiendo embedded, este proyecto es un buen ejercicio para entender por qué el PWM funciona y cuándo realmente necesitás el módulo por hardware vs cuándo basta con un bucle bien sincronizado.

El verdadero desafío: construir la carcasa de madera curva

El diseño físico ocupa la mayor parte del artículo original y es donde se ve que lcamtuf trabajó más. El proceso fue:

1. Mockup 3D en Rhino3D para definir proporciones, ubicación de los voltímetros y curvatura de las paredes laterales.
2. Mecanizado CNC del panel frontal y trasero: cortar los tres orificios circulares para los voltímetros e incluir un patrón decorativo grabado que oculta los flanges plásticos visibles cuando los medidores están montados.
3. Reimpresión de decales en papel adhesivo: 13 divisiones para horas (0-12), 61 divisiones para minutos y segundos (0-60). El “61 en lugar de 60” es deliberado: permite que la aguja se mueva continuamente hacia “60” sin nunca alcanzarlo exactamente en el segundo 59.999.
4. Curvado de la pared lateral: para evitar tener que construir un molde con vapor, lcamtuf cortó una serie de muescas internas perpendiculares al sentido de doblado (técnica conocida como kerf bending). Las muescas reducen la resistencia mecánica de la madera y le permiten flexionarse alrededor de una plantilla.
5. Humedecer, sujetar y secar: la madera flexionada se mantiene durante varios días sujeta a la plantilla hasta que toma la forma definitiva.
6. Pegado final: la pared curva se une al frontal y trasero usando una plantilla externa de plywood para garantizar alineación sin pelearse con clamps y correas.
7. Acabado: lijado y una capa de laca de nitrocelulosa, que da un brillo cálido y resalta la veta.

Código y firmware: 200 líneas bien comentadas

El firmware está escrito en C, compila con avr-gcc y tiene aproximadamente 200 líneas. La lógica principal es:

• Un timer del MCU genera una interrupción a 10 Hz usando el cristal externo.
• Un contador global incrementa con cada interrupción, manteniendo “decisegundos desde el reset”.
• El bucle principal calcula la posición deseada de cada aguja (en términos de fracción del fondo de escala) y traduce esa fracción a un duty cycle entre 0 y 255.
• Una rutina de timing por software togglea cada pin de salida con el duty cycle correcto.
• Los pulsadores se poolean con debounce simple; uno suma minutos, otro suma horas.

Un esqueleto simplificado del bucle principal en C se vería así:

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

volatile uint32_t deci_seconds = 0; // contador 10 Hz

ISR(TCA0_OVF_vect) {
    deci_seconds++;
    TCA0.SINGLE.INTFLAGS = TCA_SINGLE_OVF_bm;
}

static uint8_t duty_for(uint32_t cur, uint32_t max) {
    return (uint8_t)((cur * 255UL) / max);
}

void update_hands(void) {
    uint32_t s   = deci_seconds / 10;
    uint32_t sec = s % 60;
    uint32_t min = (s / 60) % 60;
    uint32_t hr  = (s / 3600) % 12;

    // Posición continua: la hora avanza con los minutos
    uint8_t dh = duty_for(hr * 60 + min, 12 * 60);
    uint8_t dm = duty_for(min * 60 + sec, 60 * 60);
    uint8_t ds = duty_for(sec * 10 + (deci_seconds % 10), 60 * 10);

    // Togglear PC0/PC1/PC2 según duty
    soft_pwm(0 /*PC0*/, dh);
    soft_pwm(1 /*PC1*/, dm);
    soft_pwm(2 /*PC2*/, ds);
}

El código completo, con la implementación de soft_pwm y el debounce de pulsadores, está publicado junto con las plantillas PDF imprimibles para los decales.

Por qué importa para makers latinoamericanos

Más allá del proyecto en sí, el reloj de voltímetros ilustra varios principios útiles para cualquiera que diseñe hardware artesanal:

• El bill of materials importa. La diferencia entre un proyecto que se construye una vez y uno que se replica está en cuán fácil es conseguir las piezas. Los voltímetros Baomain 65C5 están en Amazon, MercadoLibre y AliExpress; el AVR128DB28 se compra en Mouser y Digi-Key con envío a LATAM.
• La presentación física es la mitad del proyecto. Una placa protoboard con cables sueltos no comunica la misma intención que una carcasa de madera lijada con laca. Vale la pena invertir tiempo ahí.
• Aprovechá la física antes de agregar silicio. La inercia mecánica del voltímetro es un filtro pasabajos gratuito; no hace falta DAC ni capacitor.
• Documentá para que otros repliquen. Los PDFs de los decales, el código fuente y las medidas del CNC convierten un proyecto personal en uno comunitario.

Variaciones posibles: qué construirías encima

El diseño es lo suficientemente abierto para invitar a variantes:

• Sincronización por NTP: reemplazar el AVR por un ESP32 le agregaría WiFi y elimina la necesidad de pulsadores físicos para ajustar la hora.
• Indicadores adicionales: un cuarto voltímetro podría mostrar fecha, fase lunar, temperatura ambiente o lectura de un sensor de CO₂.
• Iluminación: agregar LEDs detrás de los voltímetros para uso nocturno (con dim controlado por LDR).
• Sistema de alarma: usar un GPIO libre para activar un piezo a una hora configurable.
• Modo “mostrador de métricas”: en lugar de tiempo, mostrar carga de CPU, lecturas de un sensor o cualquier variable de un servidor doméstico.

📌 Nota: El diseño asume voltímetros de 5 V. Si conseguís medidores con otro fondo de escala (3 V, 10 V), tendrás que ajustar la fórmula del duty cycle o usar un divisor resistivo.

📖 Resumen en Telegram: Ver resumen

Preguntas frecuentes

¿Por qué usar voltímetros analógicos en vez de un display digital?

Estética y carácter. Un display LCD o LED segmentado da la hora más rápido, pero no comunica la misma sensación de objeto físico. Además, el ejercicio de aprender a controlar una salida analógica con un MCU digital es educativo en sí mismo.

¿Se puede hacer sin CNC ni equipo de carpintería?

Sí. La carcasa puede imprimirse en 3D con la misma geometría, comprarse de un fabricante local o reemplazarse por una caja de madera comercial perforada con un taladro y una sierra de copa. La parte interesante —el circuito y el firmware— no requiere ninguna herramienta especial.

¿Por qué 13 divisiones en el medidor de horas y 61 en los otros?

Para soportar movimiento continuo. Si el medidor solo tuviera 12 marcas, a las 11:30 la aguja estaría exactamente en “11”, lo cual visualmente es engañoso (deberíamos estar a mitad de camino entre 11 y 12). Con 13 divisiones la aguja puede apuntar al 11.5 sin desbordar la escala.

¿Cuánto cuesta replicar el proyecto?

Aproximadamente USD 50-70 en componentes (USD 27 en voltímetros, USD 5 en el MCU, USD 10 en cristal y pasivos, USD 10-30 en madera, decales y barniz). El mecanizado CNC es opcional si se acepta un acabado menos refinado.

¿Funciona con otros AVRs o microcontroladores?

Sí. El código está escrito para el AVR128DB28 pero la lógica es portable: cualquier MCU con un timer interno, tres salidas digitales y dos entradas con pull-up sirve. Un ATmega328P (Arduino Uno), un STM32 Bluepill o un RP2040 (Raspberry Pi Pico) son alternativas viables.

¿Por qué publicar el proyecto en Substack y no en GitHub Pages?

lcamtuf migró su blog personal a Substack para aprovechar el newsletter integrado y la sección de comentarios moderada. El código y los archivos descargables siguen en GitHub; el artículo en Substack solo cuenta la historia.

Referencias

• lcamtuf — A nicer voltmeter clock — Artículo original con fotos del proceso, código y plantillas.
• Microchip — AVR128DB28 — Datasheet y especificaciones del microcontrolador usado.
• Wikipedia — Pulse-width modulation — Fundamento teórico del PWM y su uso para controlar cargas analógicas.

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