Часы на ИН-14 лампах своими руками Давно хотел выложить статью,по изготовлению своими руками часов на лампах ИН-14,или как еще отзываются-часы в стиле стим-панк. Постараюсь поэтапно и останавливаясь на ключевых моментах изложить только самое главное. Индикация часов хорошо видна как днем так и ночью, и сами по себе очень красиво смотрятся,особенно в хорошем деревянном корпусе.Общем,приступаем. Схема устройства(для увеличения-как и везде-клик): В этих часах установлены газоразрядные индикаторы ИН-14. Также их можно заменить на ИН-8, естественно с учётом отличий по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН-14 вывод 1 указан стрелкой. Характеристика часов: Микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP. Работа часов в с контроллером в DIP корпусе не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Звуковой излучатель имеет встроенный генератор и напряжение питания 5В. Все необходимые файлы проекта - плата, прошивка контроллера-скачать Фьюзы: Еще фото: Повышающий преобразователь напряжения выполнен на микросхеме MC34063A. (MC33063A). По распространённости и стоимости она несколько уступает таймеру 555, на котором можно построить такой преобразователь, однако дешевле и доступнее MAX1771. Неполярные конденсаторы керамика, полярные - электролиты Low ESR. Если Low ESR недоступны, поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе 220 мкГн на ток 1.2A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 мкГн, минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 мA. Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения использована оптопара TLP627. Величины R23 и R24 нужно подбирать самостоятельно, в зависимости от степени свечения. Без них токи через точки превышают допустимый уровень. При монтаже индикаторы заталкиваем не до конца. Так как корпуса всех индикаторов индивудуальны их нужно будет выравнивать относительно печатной платы и между собой. Управление часами на ИН-14: Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой "MODE". Установка значения производится кнопкой "SET". Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость. Установка значения секунд заключается в их обнулении. Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения, после чего значение обнуляется. Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55). Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в основной режим. Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой "SET". При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал будильника будет активирован. Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно. Режимы работы часов приведены в таблице. Красным условно обозначены ярко горящие разряды, оранжевым - тускло подсвеченные разряды, чёрным - погашенные разряды. Для времени: Ч - часы, М - минуты, С - секунды. Для даты: Д - день месяца (число), М - месяц, Г - год. Для установки будильника: 1 - будильник 1, 2 - будильник 2, Х - нет значения (погашен). Первое включение, программирование контроллера и настройка. Проверьте вначале правильность монтажа схемы часов. Затем проверьте цепи питания на предмет наличия короткого замыкания. Если не нашли, попробуйте подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте напряжение цепи питания D5V0. С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе повышающего преобразователя напряжение величиной 200В (для указанных номиналов). Подождите несколько минут. Элементы схемы не должны заметно нагреваться. Особенно это касается дросселя высоковольтного преобразователя. Его перегрев говорит о неправильно выбранном номинале или о конструктиве со слишком малым рабочим током. Такой дроссель надо заменить на более подходящий. С этого момента понадобится элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае закоротите контакты панельки элемента питания, но тогда время и дату будете устанавливать каждый раз при прекращении подачи питания. Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок. Делать эту операцию нужно в указанной последовательности. На индикаторах будет отображаться "21-15-00". Секунды при этом "пойдут". Если же вы всё ещё не подключили BT1, то вместо времени и даты увидите на индикаторах что-то вроде "05-05-05". Установите значения времени, даты, будильников в соотве radiostroi.ru В данной статье представлен обзор разработки устройства «Часы на газоразрядных индикаторах». В работе представлено краткое схемотехническое, конструкторское и технологическое проектирование данного устройства. Представлены следующие разработанные схемы: схема электрическая структурная, схема электрическая принципиальная, чертежи печатных плат, схема сборки устройства с описаниями к каждой схеме. По результатам проектирования представлен внешний вид часов на газоразрядных индикаторах. Введение Электронные часы основаны на подсчете периодов колебаний от задающего генератора с помощью электронной схемы и выводе на индикатор. [1] Газоразрядный индикатор (далее ГРИ) — ионный прибор для отображения информации, использующий тлеющий разряд. За последние годы популярность газоразрядных индикаторов возросла из-за их необычного антикварного вида. В отличие от ЖК, они излучают мягкий неоновый оранжевый или фиолетовый свет. Как правило, часы на газоразрядных индикаторах обладают небольшим функционалом и несут чисто эстетическую функцию. Актуальность темыобусловлена тем, что такие часы являются хорошей альтернативой обычным цифровым часам с дисплеем или стрелками из-за их внешнего вида. Часы обладают светодиодной подсветкой, что делает их более оригинальными. Также питание часов осуществляется от напряжения 5 В с использованием разъема micro-USB, что позволяет использовать в качестве источника питания часов любой современный адаптер для телефона. Возможно питание от порта компьютера USB 2.0. 1 Схемотехническое проектирование часов на газоразрядных индикаторах Разработанная схема электрическая структурная часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 1. Схема электрическая структурная была разработана согласно требованиям ГОСТ 2.702–75 [2]. Рис. 1. Схема электрическая структурная часов В качестве управления часами на ГРИ был выбран микроконтроллер, поскольку управление только на логических элементах занимало бы много места на плате. Для настройки времени и включения декоративной подсветки светодиодами используются кнопки управления. Комбинация цифр на газоразрядных индикаторах устанавливается микроконтроллером. Для отображения цифр и работы микроконтроллера, следует обеспечить необходимое питание как микроконтроллеру, так и ГРИ. Разработанная схема электрическая принципиальная часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 2, схема блока питания — на рисунке 3. Схема электрическая принципиальная была разработана согласно требованиям ГОСТ 2.702–75 [2], ГОСТ 2.701–84 [3], ГОСТ 2.708–81 [4], ГОСТ 2.728–74 [5], ГОСТ 2.730–73 [6].
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная часов Исходя из данных, полученных от производителя газоразрядных индикаторов, максимальная долговечность ГРИ достигается при постоянном токе меньшим или равным 2,5 мА. Однако отображение цифр на ГРИ на данном устройстве осуществляется со скважностью 6, и производитель при заданной скважности и частоте 200 Гц гарантирует максимальную долговечность при токе не большим 10 мА. Чтобы человеческий глаз не замечал переменное отображение цифр, была выбрана частота индикации каждого индикатора в 1000 Гц. Опытным путем было установлено, что при напряжении между анодом и катодом ГРИ при напряжении в 160 В ток, протекающий через него равен 4,5 мА. Данное напряжение подходит для обеспечения питания ГРИ. На рисунке 2.3 — схема электрическая принципиальная блока питания, который обеспечивает данное напряжение. Для того чтобы управлять напряжением на анодах ГРИ, был разработан транзисторный ключ, состоящий из 2 транзисторов. Если на базу подать такое напряжение, чтобы открылся npn транзистор, откроется и pnp транзистор, через него пройдет ток на ГРИ. При закрытом состоянии pnp транзистора напряжение коллектор — эмиттер равен 160 В, следовательно, подберем транзистор MPSA92, у которого максимальное падение напряжения коллектор — эмиттер равно 300 В. Максимальная рассеиваемая мощность 625 мВт. За управление катодами ГРИ отвечает дешифратор, который в зависимости от двоичного кода на входе притягивает к земле десятичный вывод. Резисторы R26, R27, R28, подключенные параллельно к кнопкам, ограничивают ток, протекающий на землю. Если их не будет, при замыкании цепи произойдет короткое замыкание источника питания. Резисторы R20… R25, подключенные последовательно светодиодам, тоже ограничивают ток, протекающий через них. Конденсаторы С1, С2 стабилизируют работу часового кварцевого резонатора. В качестве микроконтроллера был выбран STM32F1, у которого есть регистр резервных данных, с помощью которого можно хранить данные времени даже с отключенным питанием. Имеет низкое энергопотребление. Рис. 3. Схема электрическая принципиальная блока питания Для разработки повышающего преобразователя напряжения была взята за основу микросхема MC34063, генерирующая сигналы с определенной частотой, задаваемой конденсатором C3. Максимальное напряжение, которое может быть на выходе микросхемы 40 В. Для достижения 160 В на выходе была разработана схема, у которой на выходе напряжение достигает 160 В. Во время генерации импульсов микросхемы транзистор VT14 то открывается, то закрывается. В момент закрытия транзистора VT14 ток, протекающий через катушки L1 и L2, резко падает, и катушка генерирует мощный скачок напряжения. В момент открытия транзистора, ток снова протекает через катушку, и напряжение стабилизируется. Чтобы сгладить это напряжение, следует добавить в схему конденсатор C4. Чтобы напряжение держалось на одном уровне, в схему следует добавить диод VD7. При его отсутствии ток с конденсатора, при открытом транзисторе VT14 потечет на землю. Чтобы ограничить выходное напряжение, нужно прекратить подачу импульсов микросхемы MC34063. Чтобы это осуществить, вводится обратная связь с помощью резисторов R33 и R30, образующие делитель напряжение. Если на делителе напряжение превышает 1,25В, микросхема прекращает подачу импульсов на транзистор VT14. Частота импульсов задается конденсатором C3. Стабилизатор напряжения L78L33 обеспечивает напряжение в 3,3 В, после 5 В. Данный стабилизатор напряжения нужен для питания микроконтроллера STM32F1. 2 Разработка конструкции часов на газоразрядных индикаторах Для часов на газоразрядных индикаторах были разработаны три печатные платы. Разработанные печатные платы реализуют коммутацию электрических компонентов согласно схеме электрической принципиальной (рисунок 2,3). Проводящие слои разработанных печатных плат, согласно требованиям ГОСТ 2.417–91 [7], представлены на рисунках 4–6. Рис. 4. Проводящие слои печатной платы с газоразрядными индикаторами Рис. 5. Проводящие слои печатной платы управления индикаторами
Разработанные печатные платы для часов на газоразрядных индикаторах выполнены двухсторонними в целях уменьшения их габаритов. Плата управления индикаторами (рисунок 5) имеет четвертый класс точности, две другие — второй (рисунок 4, 6). Четвертый класс точности имеет следующие характеристики: ‒ ширина печатного проводника: не менее 0.15 мм; ‒ расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка: не менее 0.15 мм; ‒ ширина гарантийного пояска: не менее 0.05 мм; ‒ отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП: не менее 0.25. Второй класс точности имеет следующие характеристики: ‒ ширина печатного проводника: не менее 0.45 мм; ‒ расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка: не менее 0.45 мм; ‒ ширина гарантийного пояска: не менее 0.2 мм; ‒ отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП: не менее 0.4. Рис. 6. Проводящие слои печатной платы блока питания
Для изготовления печатных плат используется стеклотекстолит марки FR4. Выбранный материал для печатных плат обладает следующими характеристиками: ‒ толщина фольги: 35 мкм; ‒ толщина основания: 1.5 мм; ‒ поверхностное электрическое сопротивление: 1010 Ом; ‒ удельное объемное электрическое сопротивление: 1012 Ом∙м; ‒ время устойчивости к воздействию теплового удара при t= 260 ˚С: 60 с. Данный материал широко применяется в производстве печатных плат и имеет стоимость ниже, чем у аналогов. Для прочного закрепления платы изделия в корпусе используются стойки и винтовые соединения. Части корпуса также соединяются между собой при помощи винтовых соединений, которые обеспечивают достаточную точность и надежность. Применение винтов обусловлено простотой организации быстрого доступа к плате для замены деталей или ремонта изделия в случае отказа. Элементы монтируются на плату с обеих сторон с помощью пайки паяльником для КМО и пайки в печи для КМП. Для пайки паяльником используется припой и флюс, изготовленный на основе. Для пайки в печи используется паяльная паста. Было решено разработать корпус, пропускающий через себя часть света, чтобы синяя подсветка внутри корпуса освещала не только ГРИ, но и сам корпус. АБС-пластик является для этого хорошим решением. Также его легко распечатать на 3D-принтере. Корпус в собранном виде представлен на рисунке 7. Рис. 7. 3D-модель корпуса в собранном виде 3 Технологическое проектирование часов на газоразрядных индикаторах
Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит источником данных для разработки маршрутного ТП. Для сборки и монтажа устройства используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали для сборки устройства выбирается нижняя часть корпуса, на которую устанавливаются ячейки электронные. Схема сборки разработана согласно требованиям ГОСТ 23887–79 [8]. Общая схема сборки часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 8. Рис. 8. Общая схема сборки часов на газоразрядных индикаторах 4 Внешний вид часов на газоразрядных индикаторах На рисунках 9–12 представлен внешний вид устройства Рис. 9. Вид спереди Рис. 10. Вид спереди с диодной подсветкой Рис. 11. Вид сзади
Рис. 12. Вид спереди без задней крышки и верхней части корпуса Заключение На сегодняшний день довольно легко достать материалы, требующиеся для создания подобного устройства в домашних условиях. В данном устройстве исключением являются основные элементы — газоразрядные индикаторы, которые уже давно не выпускаются, и купить их можно по завышенной цене или б/у по низкой цене. Данное устройство возможно усовершенствовать, добавив аккумулятор в левую часть корпуса и повысив КПД источника питания хотя бы на тот случай, если прекратиться электроснабжение помещения, где часы подключены в сеть. Часы на газоразрядных индикаторах, на мой взгляд, будут смотреться хорошо независимо от того, какой интерьер в помещении и где они стоят. Основные термины (генерируются автоматически): индикатор, час, схема, напряжение, рисунок, плат, класс точности, ГОСТ, ток, базовая деталь. moluch.ru Многофункциональные часы построены на базе микроконтроллера Atmega8. Индикация часов выполнена на газоразрядных индикаторных лампах серии ИН (Nixie). Принципиальная схема часов представлена на рисунке 1. Цифровая часть состоит из микроконтроллера U1, температурного датчика U2, устройства реального отсчёта времени RTC U3, аналогового мультиплексора U5 и высоковольтного декодера U6. Рис. 1 Для долговременного хранения информации о текущем времени и дате, её поддержании используется высококачественный аккумулятор VL1220 BAT. Для воспроизведения синтезированного микроконтроллером звука, создания ударных эффектов и эффектов затухания используется микросхема УНЧ U10, микросхема драйвера U8 с соответствующими цепями и обвязками. Для формирования многоцветной светодиодной подсветки также задействованы элементы микросхемы драйвера U8. Модуль U4 PT2272 – опциональный. Он представляет собой готовый ВЧ приёмник, который совместно с передатчиком позволяют осуществить управление часами дистанционно. Для отображения разделительных точек и символа градуса используются четыре неоновые лампы со схемой управления на транзисторе Т2. Диоды VD6 – VD13 убирают возможные артефакты, вызванные переходными процессами. В качестве анодного драйвера верхнего ключа ламп используются оптопары — OP1 – OP6. Высоковольтный источник собран на базе ШИМ-контроллера MC34063A. Питание цифровой части формирует стабилизатор 78M05, а основное питание часов +12 вольт поступает от внешнего источника питания, максимальный ток которого может быть не более 1 ампера. На практике потребление тока на индикаторах ИН-18 от источника 12 вольт не превышает 260 миллиампер. Следует отметить, что при применении соответствующих схеме деталей, схема часов лишена каких-либо артефактов, послесвечений, сбоев и помех. Замене не подлежат микросхемы. Не следует менять номиналы резисторов схемы заряда аккумулятора R5, R6 и номиналы резисторов делителя обратной связи R30, R31 высоковольтного преобразователя. Конденсатор С17 должен быть указанной ёмкости. Катушка L1 должна быть расчитана на ток не менее 500 мА. Также НЕ стоит использовать стандартные оптопары BC817 или оптопары на составных транзисторах. Рекомендуется использовать промышленные высокочастотные оптопары серии SFH6**. Правильно собранная схема часов настройки не требует. Исключение составляет резистор R26, который обеспечивает импульсный ток анодов ламп. Поскольку лампы с разной степенью кондиции имеют разные напряжения зажигания, его номинал можно подобрать экспериментально, или как отношение R=(180-Uзажигания)/0.003*6 Микросхема стабилизатора U9 и транзистор T3 дополнительного охлаждения не требуют. При изготовлении печатной платы микросхему усилителя U10 следует разместить вдали от линий высокого напряжения. Для сохранения высокой точности хода часов автор рекомендует вместо обычного часового кварцевого резонатора Z1 использовать прецизионную микросхему SG-3030JF со встроенным генератором 32768 Гц. Рис 2. Рис. 2 Печатную плату под индикаторы ИН-4 и ИН-18, а также записанный под разную конфигурацию светодиодов контроллер можно заказать на сайте автора через форму обратной связи. Скачать инструкцию к часам можно по ссылке: watch-manual.pdf watch_2017_5050.hexwatch_2017_SLV.hexLED_config.gif Гурович Павел, Юхименко ВладимирБеэр-Шева, Израиль, 2017 Все права защищены. Перепечатка, публикование данной статьи в любых других источниках без согласия автора запрещена. Метки: Микросхемы, Схемы Тематические разделы: Без рубрики Схемы За ответами Вы можете следить с помощью RSS 2.0 ленты. Both comments and pings are currently closed. pgurovich.com Лампа: ИН-8-2 Схема: есть ( ATmega8) Плата:есть Прошивка:есть Исходник:есть Описание: eсть Речь пойдет о моих новых часах на газоразрядных индикаторах ИН-8-2. Эти часы я хотел сделать, так сказать, идеальными с моей субъективной точки зрения. А именно - чтобы они были на статике, имели индикаторы с правильной пятеркой, относительно безупречный корпус, ну и соответственно, более-менее добротную конструкцию. Получилось, как говориться, то что получилось. В общем-то, вполне неплохо. Корпус сделан из стеклотекстолита и покрашен аэрозольной краской с последующим легким напылением для придания характерной матовости. Защитная трубка стальная. Сначала была мысль ее отполировать чтобы была как хромированная, но потом все таки решил что белая как-то поинтереснее. Перечислим функции и возможности часов: Первый - ручной выбор цвета, каждый канал настраивается отдельно, можно присвоить значение ШИМ от 0 до 255 с шагом 5 единиц. Таким образом, можно настроить практически любой цвет. Второй режим - автоматический. Цвет меняется в зависимости от времени суток по следующему закону: По оси Х отложены часы. То есть в восемь часов утра у нас зеленый свет, в 16 часов синий, а в полночь красный. В промежутках цвета сменяются. Выглядит очень интересно, можно даже навскидку определять время по цвету. Для вычисления значений ШИМ используются не только часы, но и минуты, поэтому цвет изменяется плавно. Устройство довольно простое - схема на 74HC595 и К155ИД1 (все подключено строго по даташитам, никаких "перепутанных" катодов), управляет всем этим ATMEGA 8. Часы реального времени DS1307. Ключи ULN2803 для RGB и обычных светодиодов. Преобразователя нет, питание от трансформатора ТА1-127. У него 4 обмотки по 28 вольт. Одна из обмоток подключена к удвоителю напряжения, затем последовательно с другими к диодному мосту. На конденсаторе при этом около 200 вольт. Смотрим схему в начале поста. Как видно по схеме, там имеются 7 кнопок. При нажатии на любую из этих кнопок, происходит прерывание INT0, и программа реагирует на нажатую кнопку. Для этого и нужна развязка на диодах. Первая кнопка - режим отображения - время или дата. Вторая и третья кнопки - установка минут и часов соответственно (если часы показывают время), или установка дня, месяца и года (если часы показывают дату). При установке минут секунды обнуляются. Год устанавливается через месяцы. Четвертая кнопка (в режиме отображения времени) перебирает режимы подсветки. Всего режимов четыре. 1 - ручная RGB подсветка, нижний свет выключен. 2 - автоматическая RGB подсветка, нижний свет выключен. 3 - ручная RGB, нижний свет включен. 4 - автоматическая RGB, нижний свет включен. В режиме отображения даты данной кнопкой можно регулировать яркость индикаторов. Всего 10 градаций яркости. Пятая, шестая и седьмая кнопки - настройка ручной подсветки RGB. Каждый канал регулируется соответствующей кнопкой. Можно присваивать значения ШИМ от 0 до 255 с шагом 5. При этом само значение ШИМ выводится на индикаторы, и красуется там до тех пор, пока не закончится настройка, после нее нужно нажать на первую кнопку, и часы вернутся в режим отображения времени. Естественно, можно полностью выключить подсветку - для этого нужно выбрать режим ручной подсветки и выставить нули по всем каналам. RGB светодиоды питаются от 12 вольт через резисторы и ключи на ULN2803. Само собой, яркость каналов внутри у светодиода разная, поэтому необходимо откалибровать систему. Для этого нужно выставить одинаковые коэффициенты ШИМ и подбором резисторов или специальных констант в программе добиться белого света, без перекосов в какую либо сторону спектра. У моих светодиодов красный канал светил значительно слабее чем синий и зеленый, поэтому в программе введены соответствующие коэффициенты поправки. Микроконтроллер работает на частоте 14 МГц, хотя это несущественно, можно запустить и внутренний генератор на 8 МГц. Регистры и дешифраторы подключены по типовым схемам. Индикаторы питаются через резисторы 33 кОм. Далее на них подается питание 200 вольт через управляющий элемент. В качестве него можно использовать подходящую высоковольтную оптопару, твердотельное реле, ключ с опторазвязкой и тд. Если, конечно, необходима регулировка яркости. Теперь немного о процессе изготовления. Вся конструкция размещается на двух платах. Одна с регистрами и дешифраторами, другая с микроконтроллером, ключами и прочим. Итак, платы вытравлены, одна уже запаяна. Маленькие платки для индикаторов. Это плата с RGB подсветкой. на нее также напаяны крепежи из стеклотекстолита. К ним непосредственно мощным паяльником припаиваются платки с индикаторами. Так проще менять лампы в случае чего, а также выравнивать их. Вот индикаторы уже припаяны к общей плате с подсветкой. Это основная плата. В принципе тут сказать особо нечего. В качестве кнопок используются кнопки от мышей. Маленькая макетная платка - это удвоитель напряжения для одной обмотки (про который я уже писал ранее). Начинаем делать корпус - вырезаем детали из стеклотекстолита, спаиваем их между собой. Примерка плат и деталей в корпусе. Это уже почти готовый корпус. Точнее, его первая версия. Здесь панель с отверстиями для ламп - отдельная, и прикручивается винтами к корпусу. Верхняя крышка тоже отдельная, крепится также винтами. Местами зашпаклеван холодной сваркой и зачищен шкуркой. Плата с дешифраторами и регистрами в корпусе. Припаяна непосредственно к стенке и к одной стойке. Теперь стоит обратить внимание на кнопки. Я вырезал маленькие рычыжки из стеклотекстолита, просверлил в них отверстия и надел на ось. Сама ось припаяна к стойкам на плате. Между ними также надеты отрезки от стержня шариковой ручки. Как видно, при нажатии на рычажок последний давит на кнопку. Теперь ставим плату в корпус. В нем предварительно вырезаны продолговатые отверстия для рычажков. Вот так это выглядит снаружи.\ Теперь электронную часть можно считать собранной. Опять появилась макетная платка над микроконтроллером - на ней кварц 14 МГц и разъем для программатора. Контроллер теперь работает от этого кварца, плюс можно програмировать не вытаскивая контроллер из панельки. Также здесь можно видеть, как выглядел корпус первой версии, как именно крепится панелька с отверстиями. Не все тут идеально - можно и получше сделать. Этот же корпус общим планом. Защитная трубка стальная, ничем не покрыта. К тому же, несмотря на плотную подгонку частей, все равно видны щели. Опять же, винты эти - тоже бросаются в глаза. Далее я пришел к выводу, что такие часы мне не нравятся и не доставляют эстетического наслаждения, поэтому я решил все таки довести корпус до ума. Сначала я отделил дно, которое было припаяно ко всему корпусу, и закрепил на нем платы и все остальное. Таким образом, конструкция стала более ремонтопригодной и независимой от корпуса. Далее началась эпопея с корпусом. Естественно, прежде всего была смыта краска растворителем. Стравил всю лишнюю медь, так как оказалось что краска плохо держится на меди. Затем, отдельные части корпуса были намертво припаяны к последнему. Все щели, все лишние дырки и трещины были зашпаклеваны холодной сваркой - кстати, очень прочный материал. И адгезия к стеклотекстолиту отличная. Одним словом, она становится чуть ли не единым целым с исходным материалом. Слишком плавные углы также нарощены холодной сваркой и зашкурены. Под конец я настолько идеально его обработал, что наощупь пальцами было совершенно невозможно определить стыки. Как будто он всегда и был таким цельным. Итак, новый корпус окрашен заново. Теперь, на мой взгляд, все идеально. Незнающий человек даже ни за что в жизни не поверит что он когда-то состоял из отдельных частей. На защитной трубке появились декоративные стопорные кольца - вырезаны также из стеклотекстолита. Покраска тоже безупречная, с приятным полуматовым рельефом. Он получается после основной покраски - ждешь когда все высохнет, потом держишь баллончик на большом расстоянии и чуть-чуть обдаешь изделие краской. Чтобы только мельчайшие брызги долетали. Лучше конечно для таких целей использовать автомобильную эмаль. Я когда красил трубку, сначала купил баллончик бытовой белой эмали. Покрасить-то покрасил, но она ложится сразу слишком толстым слоем, и потом долго сохнет. В процессе высыхания я ее решил слегка подогреть над батареей, и в одном месте пузырь выскочил. Потом перекрасил конечно. С автомобильной эмалью таким проблем не возникало. Теперь пришло время обратить внимание на нижнюю подсветку. Для этого используются прозрачные кнопки от стационарного телефона. В ней просверливается паз, и в него вкладывается светодиод, смазанный герметиком. Светодиод требуется именно с рассеивающей линзой, такие ставят в гирлянды. Ламповые часы на газоразрядных индикаторах. Часы на газоразрядных индикаторах схема
Часы на ИН-14 лампах своими руками
Напряжение питания, В
12
Ток потребления, не более, мА
200
Ток потребления типичный, мА
150
Индикаторы типа
ИН-14
Формат индикации времени
Часы\Минуты\Секунды
Формат индикации даты
Число\Месяц\Год
Количество кнопок управления
2
Будильников
2
Дискретность установки времени срабатывания будильника, мин
5
Программных градаций подстройки яркости индикаторов
5
Часы на газоразрядных индикаторах | Статья в журнале «Молодой ученый»
Многофункциональные часы на газоразрядных индикаторах NIXIE — Сайт по схемотехнике промышленной электроники
О деталях
Инструкция
Файлы прошивки контроллера
Фотографии
Часы на газоразрядных индикаторах ИН-8
Автор: Евгений Козлов 
Вот так он и светится - в разные стороны.
На последнем фото днище крупным планом. Оно также закрашено черной краской. В нем же имеется и отверстие для питающего провода.
В темноте подсветка выглядит достаточно эффектно, и даже способна осветить комнату ночью.
Теперь продемонстрирую RGB подсветку. Ну здесь все довольно предсказуемо, такую подсветку уже все видели. Вот голубой,зеленый,красный:
И всеми любимый Малиновый. Тут в режиме показа времени.
Можно посмотреть на некоторые детали корпуса:
Напоследок несколько общих видов:
robocua.blogspot.com
Часы на газоразрядных индикаторах
В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их необыкновенность заключается в том, что индикация времени осуществляется при помощи цифровых индикаторных ламп. Таких ламп когда-то было выпущено огромное количество, как у нас, так и за рубежом. Использовались они во многих устройствах начиная от часов и заканчивая измерительной техникой. Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно вышли из употребления. И вот, благодаря развитию микропроцессорной техники стало возможным создание часов с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах.
Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов люминесцентные и газоразрядные. К преимуществам люминесцентных индикаторов следует отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя среди газоразрядных тоже встречаются такие экземпляры, но найти их значительно сложнее). Но все плюсы данного типа ламп перекрывает один огромный минус – наличие люминофора, который со временем выгорает, и свечение тускнеет или прекращается. По этой причине нельзя использовать б/у лампы.
Газоразрядные индикаторы избавлены от этого недостатка, т.к. в них светится газовый разряд. По сути, этот тип ламп представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Благодаря этому рок службы у газоразрядных индикаторов гораздо выше. Кроме этого одинаково хорошо работают и новые и б/у лампы (а часто б/у работают лучше). Без недостатков все же не обошлось, рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но решить вопрос с напряжение гораздо проще, чем с выгорающим люминофором. В интернете такие часы распространены под названием NIXIE CLOCK:
Сами индикаторы выглядят вот так:
Итак, на счет конструктивных особенностей вроде все понятно, теперь приступим к проектированию схемы наших часов. Начнем с проектирования высоковольтного источника напряжения. Тут есть два пути. Первый – применить трансформатор со вторичной обмоткой на 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздкий, либо его придется мотать самому, перспектива так себе. Да и напряжение регулировать проблематично. Второй путь – собрать step up преобразователь. Ну тут уж плюсов побольше будет, во-первых он займет мало места, во-вторых в нем присутствует защита от КЗ и в-третьих можно легко регулировать напряжение на выходе. В общем, есть все, что для счастья надо. Я выбрал второй путь, т.к. искать трансформатор и обмоточный провод никакого желания не было, да и миниатюрности хотелось. Преобразователь решено было собирать на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась вот такая схема:
Сначала она была собрана на макетной плате и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12В. на выходе получилось 175В. В собранном виде блок питания часов выглядит следующим образом:
На плату сразу был установлен линейный стабилизатор LM7805 для питания электроники часов и трансформатор.Следующим этапом разработки было проектирование схемы включения ламп. В принципе управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными индикаторами за исключением высокого напряжения. Т.е. достаточно подать положительное напряжение на анод, и соединить с минусом питания соответствующий катод. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В), и переключение катодов ламп (именно они являются цифрами). После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана вот такая схема для управления анодами ламп:
А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е. для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В., ну очень удобная штуковина. Индикацию было решено сделать динамической т.к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук. Общая схема получилась такой:
Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее (^__^) ). В собранном виде плата выглядит вот так:
Панельки под лампы найти не удалось, поэтому пришлось импровизировать. В итоге были разобраны старые разъемы, похожие на современные COM, из них были извлечены контакты и после некоторых манипуляций с кусачками и надфилем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал толь-ко для ИН-8.Самое сложное позади, осталось разработать схему “мозга” часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8. Ну а дальше все совсем легко, просто берем и подключаем к нему все так, как нам удобно. В итоге в схеме часов появились 3 кнопки для управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20, и пара транзисторов для управления подсветкой. Для удобства анодные ключи подключаем на один порт, в данном случае это порт С. В собранном виде это выглядит вот так:
На плате есть небольшая ошибка, но в приложенных файлах плат она исправлена. Проводами подпаян разъем для прошивки МК, после прошивки устройства его следует отпаять.
Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему, сказано – сделано, вот она:
А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:
Теперь осталось всего лишь написать прошивку для микроконтроллера, что и было сделано. Функционал получился следующий:
Отображение времени, даты и температуры. При кратковременном нажатии кнопки MENU происходит смена режима отображения.
1 режим — только время.2 режим — время 2 мин. дата 10 сек.3 режим — время 2 мин. температура 10 сек.4 режим — время 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.
При удержании включается настройка времени и даты, переход по настройкам по нажатию кнопки MENU
Максимальное количество датчиков DS18B20 – 2. Если температура не нужна, можно их вообще не ставить, на работу часов это никак не повлияет. Горячего подключения датчиков не предусмотрено.
При кратковременном нажатии на кнопку UP включается дата на 2 сек. При удержании включается/выключается подсветка.
При кратковременном нажатии на кнопку DOWN включается температура на 2 сек.
С 00:00 до 7:00 яркость понижена.
Работает все это дело вот так:
К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц. Фьюзы выставляются вот так:
А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9, LOW: D4
Также прилагаются платы с исправленными ошибками:
mega.co.nz/#!FJME2T4Yилиdb.tt/zzeeafpX
Данные часы работают в течение месяца. Никаких проблем в работе выявлено не было. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя едва теплые. Трансформатор нагревается градусов до 40, поэтому если планируется установка часов в корпус без вентиляционных отверстий, трансформатор придется взять большей мощности. В моих часах он обеспечивает ток в районе 200мА. Точность хода сильно зависит от примененного кварца на 32,768 КГц. Кварц, купленный в магазине, ставить не желательно. Наилучшие результаты показали кварцы из материнских плат и мобильных телефонов.
Кроме ламп, использованных в моей схеме, можно устанавливать любые другие газоразрядные индикаторы. Для этого придется изменить разводку платы, а для некоторых ламп напряжение повышающего преобразователя и резисторы на анодах.
Внимание: устройство содержит источник высокого напряжения!!! Ток небольшой, но достаточно ощутимый!!! Поэтому при работе с устройством следует соблюдать осторожность!!!
PS Статья первая, где-то мог ошибиться/напутать — пожелания и советы к исправлению приветствуются.
Автор: FlynnCarsen
Источник
www.pvsm.ru
Ламповые часы на газоразрядных индикаторах
Светотехника
Главная 
Радиолюбителю Светотехника
Несмотря на то, что газоразрядные индикаторы в обиходе очень быстро были заменены на более продвинутую и практичную альтернативу, светодиодные индикаторы, они все еще находят свое применение в интересных поделках.
Одним из таких "винтажных" приборов можно назвать ламповые часы. На газоразрядных индикаторах они смотрятся очень оригинально, особенно в полумраке или в темноте.
Для затравки внимания – изображение одной из возможных реализаций.
Рис. 1. Внешний вид устройства
Эффектно, ничего не скажешь. Самое интересное, что в сети можно найти множество готовых вариантов, вплоть до наручных часов с газоразрядными лампами. Команды, занимающиеся реализацией таких проектов, часто находят такую же "теплую ламповую" поддержку со стороны сообщества, потому как конечный продукт - это скорее искусство, чем схемотехника.
Но как же собрать свой вариант ламповых часов? Об этом ниже.
Какие лампы подходят
Здесь нужно начать с того, что ламповые индикаторы уже сняты с производства, как и большинство микроконтроллеров, которые с ними работали в связке. Поэтому придется потратить не один вечер на поиск всех необходимых комплектующих.
В продаже можно найти различные варианты, стоимость зависит от типа индикатора и высоты цифр. К примеру, лампа Z568M с высотой цифр 50 мм обойдется около 250 долларов за каждую.
Конечно, есть и более доступные альтернативы.
Сами лампы могут быть газоразрядными или люминесцентными. У последних люминофор (вещество, обеспечивающее свечение) со временем выгорает, и сама лампа тускнеет, поэтому их лучше не использовать в часах.
При заказе на иностранных сайтах (если будете брать для себя) стоит искать лампы NIXIE CLOCK (газоразрядные). Они лишены недостатка люминесцентных, но имеют свой – для свечения требуется питание минимум 100-110 В (некоторые от 150 В и более). Отсюда сложность в проектировании плат (необходимо согласование уровней, ведь часть схемы, отвечающая за логику работы часов, питается низким напряжением).
Система питания
Чтобы уменьшить габариты блока питания можно использовать Step-Up преобразователь. То есть после обычного понижающего трансформатора из 220 В получаем 9,5 В (мощность не менее 200мА), и увеличиваем их до 175 В.
Принципиальная схема БП часов.
Рис. 2. Принципиальная схема БП часов
Согласование уровней
На выходе микроконтроллера, управляющего свечением ламп мы имеем всего 5 В. Этого явно недостаточно для того, чтобы зажечь нужную цифру.
Чтобы получить около 180 В на аноде можно применить следующую схему согласования.
Рис. 3. Схема согласования
В качестве контроллера управления ламами была выбрана микросхема К155ИД1 (существуют и другие аналоги, она снята с производства на многих заводах, но найти в продаже ее еще можно).
Общая схема управления лампами выглядит так.
Рис. 4. Общая схема управления лампами
При сборке посадочных мест может возникнуть проблема с гнездами для ламп (сложно найти в продаже). Их можно собрать самостоятельно из других разъемов, использовав медные трубки с продольными разрезами. Или, как вариант, припаять напрямую (как микросхему). Но тогда, будет сложно ее заменить при выходе из строя.
Сами часы (блок управления) – микроконтроллер ATMega8
Чтобы логику работы можно было адаптировать под свои нужды, можно использовать программируемый контроллер, например, Mega8.
В качестве задающего генератора было решено использовать DS1307 (это часы реального времени, которые работают в качестве ведомого устройства).
Для дополнительного функционала был подключен термометр DS18B20.
Итоговая схема выглядит следующим образом.
Рис. 5. Итоговая схема устройства
Обратите внимание, в схему включены светодиоды подсветки, они установлены прямо под лампами и создают необходимый антураж. Цвет можно подобрать под лампы – предпочтительно белый или красный. Последний идеально сочетается с лампами ИН-8 и ИН-17, которые использовались в данном приборе.
Логика работы
После сборки часов и установки прошивки (исходники ниже во вложениях) на Mega8 получается следующий функционал:
1. Кнопка "Меню" после кратковременного нажатия меняет текущий режим работы - просто время/время (показывается 2 минуты)-дата (10 сек.)/время-температура (2 мин/10 сек)/время-дата-температура (2мин/10сек/10сек).
2. Длительное нажатие на "Меню" - переход в режим настройки даты/времени (смена настраиваемого элемента – короткое нажатие "Меню").
3. Кнопка "Up" при кратковременном нажатии показывает дату (2 секунды).
4. Длительное нажатие "Up" - включение/отключение светодиодов подсветки.
5. Кнопка "Down" показывает температуру на 2 секунды (на длительное нажатие функции нет).
В исходном коде можно изменить время приглушенного света (по умолчанию это промежуток с полуночи до 7 утра). В настройках этот параметр не меняется.
Расстановка фьюзов на изображении ниже.
Рис. 6. Расстановка фьюзов
В собранном виде часы выглядят так.
Рис. 7. Внешний вид устройства
Архив со схемами находится здесь.
Автор: RadioRadar
Дата публикации: 19.04.2018
Мнения читателейНет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
Поделиться с друзьями: