интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Radiotech modding labs. Схема часов на газоразрядных индикаторах схема


Часы на газоразрядных индикаторах, или Nixie Clock (ver 1.0)

Уже прошло примерно полгода, как подарил сестрёнке такие часы:DSC_8358_700DSC_8359_700Но написать историю создания никак не удосуживался...Собственно, собрался с силами, и убил полдня на написание этого поста.Часы, по началу, не собирался делать, не сильно сложная задача, и потому было не очень интересно, однако, друг уговорил помочь с электроникой. Ну, что-ж, для меня не трудно, сварганить часики… как потом оказалось, не так уж и просто, если опыта в часо-строении нету :)

По ТЗ было задумано:Из важного (реализовано в текущей версии ПО):

  1. Приглушение свечения ламп ночью (по фото-датчику), ибо освещают пол комнаты. Приглушение реализовано плавным изменением яркости.
  2. 10 значений яркости, на которую приглушается свечение.
  3. Настраиваемая функция гашения незначащего нуля.
  4. Настраиваемая функция переключения цифр на лампах, реализовал только плавное перетекание и простое переключение. Обычно используется только плавное перетекание. Потому и не выдумывал велосипедов, хотя по началу в азарте хотелось, однако потом холодный инженерный расчёт взял своё.
  5. Установка времени из функционального меню.
  6. Коррекция времени (реализована в самом RTC, мне осталось сделать лишь меню).
  7. Применен высокоточный кварцевый генератор, по результатам испытания обычный кварц плохо себя показал, плохая температурная стабильность, как следствие уход времени на +/- 10 секунд в сутки в зависимости от температуры и фазы луны :). Да, к сожалению на плате этого я уже не отображал. Кто захочет сам перекроит.
  8. Питание от сетевого адаптера 7-20V.
  9. Ионистор в цепи питания микросхемы часов реального времени(RTC), дабы время не сбивалось при отключениях сети.
Из не важного (пока не реализовано в ПО за ненадобностью):
  1. Будильник с музыкальным звонком.
  2. Выбор мелодии для будильника из 10 штук.
  3. 3 ступени регулировки громкости будильника.
  4. RGB подсветка ламп.
  5. 10 предварительно настраиваемых оттенков подсветки ламп.
  6. Возможность установки периода, через который меняется оттенок подсветки ламп (из десяти предварительно настроенных).
  7. Регулировка яркости подсветки ламп вместе с яркостью свечения ламп при наступлении темноты.
  8. Измерение температуры (по сути получается измерение температуры печатной платы, поэтому решил в жизнь не проводить, хотя можно сделать выносной щуп).
Сразу для себя решил, что преобразователь питания для ламп (12-180V) буду делать с управлением на микроконтроллере (обратная связь по сигналу на АЦП и в качестве источника тактирования - ШИМ модуль). В поисках информации про часы набрёл информацию тут и тут, как раз готовое решение для преобразователя, изобретать велосипед не стал, повторил и программный код, и схему преобразователя. Работу остальных частей часов писал с нуля применяя своё умение программирования и воображение :)Часы построены на шести лампах - ИН8-2:IMG_9173_700IMG_9179_700Сетка у них толстовата... но как потом оказалось, это совсем не мешает.На удивление, выводы у этих ламп гибкие, обычно, как я понял, лампы этого типа имеют выводы под панельку.Кстати, эти лампы сошли с конвейера, за 5 лет до моего рождения... Раритет!

Поскольку делать просто так, на коленках, мне было не интересно, к разработке подошёл очень серьёзно, как настоящий инженер-электронщик, разработав полноценный проект, начиная от 3D моделей корпуса (AI):Корпус_For_Ann_новый размерзаканчивая 3D моделями плат (AD):Nixie_1_Bot_новый размерNixie_2_Top_новый размерNixie_2_Bot_новый размерИ 3D сборками (AI):Сборка_NIXIE_For_Ann____новый размерСборка_NIXIE_For_Ann__новый размерКто в теме тот поймёт.Конструкция содержит 2 платы, по причине того, что нужна подсветка, и плата довольно таки сильно занята, и развести там 180V дорожки для ламп попросту было негде.

Микроконтроллер использовал - Atmega32A.Декодеры для ламп - классически К155ИД1.Часы Реального Времени - M41T81 остались от рабочего барахла.В качестве плеера для будильника используется проект уважаемого ELM: линк. Использую отдельный микроконтроллер ATtiny45, ибо в один контроллер всё вместить не получается, ни по количеству выводов, ни по производительности, в проекте плеера используется высокочастотный ШИМ, который есть у ATtinyX5 но нету у Atmega32A и у Atmega64A тоже, что то более специфичное применять не решился. Есть вариант не требующей очень большой производительности, когда используется R-2R ЦАП на одном из портов микроконтроллера, но лишних 8 ног в микроконтроллере не нашлось, да и задача будильника приоритетной не была, по производительности тоже не факт, что микроконтроллер потянул бы. В будущем можно подумать на эту тему.Звук усиливается либо отдельным ключом, коммутирующим миниатюрный динамик через конденсатор на +12V, либо, для эксперимента заложенным, операционным усилителем, хотя думаю что тут нужен специализированный низковольтный усилитель, но в барахле у меня такого не нашлось.Для фото-датчика использовал китайский фоторезистор, честно говоря так и не понял бывают ли они какого другого сопротивления, этот в темноте имеет сопротивление 150кОм, при дневном свете 1,5кОм. Без маркировки. Так что что за оно, понятия не имею. Выглядит примерно так:IMG_1370IMG_1369

Резистор для измерения температуры использовался в отличие от указанного на схеме на 47 кОм, при 25 градусах: B57421V2473J62 от Epcos. Установить установил, мерить температуру так и не мерил, ибо мерить получается температуру платы, об этом писал уже выше.В схеме так-же заложены ключи для подлкючения неоновых ламп разделителей разрядов часов, однако неонки эти, как оказалось светят другим оттенком оранжевого, и выглядят неестественно... в общем отказался я от них, так гораздо красивее.

Светодиоды RGB SMD5050, какие получилось найти на нашем радиорынке на ждановичах... там у нас грустно с RGB светодиодами (и не только, по причине что продается только то, что пользуется спросм), потому это единственное что удалось найти более-менее подходящее по цене и свечению.  Сразу скажу, если будете делать подсветку ламп, светодиоды вам нужны матовые (т.е. с матовым наполнителем, а не как у меня прозрачные)... ибо светящиеся кристаллы бликуют на стекле ламп цветными точками, что не очень красиво.

Весь этап сборки отснять на фото не удалось, что есть выкладываю:Платы делал крамолиновским фоторезистом Positiv, тогда еще про плёночный фоторезитст только думал.IMG_9165_700IMG_9164_700IMG_9163_700IMG_9161_700

Из-за того, что первый вариант корпуса предполагал иметь верхнюю крышку из полированной нержавейки, пришлось существенно выпендриться в конструкции печатной платы ламп: Перемычки делать лакированным проводом.Это второй вариант, который для сестрёнки:IMG_9185_700IMG_9184_700

Это прототип:DSC_1019_700Решил что больше так делать не буду, трудоёмкий очень вариант, однако опыт интересный :)

DSC_1018_700

DSC_1017_700

Кнопки управления размещаются в любом месте корпуса, и подпаиваются проводами к контактным площадкам на плате, для фото-датчика имеется отверстие в задней стенке корпуса.

В итоге пока клепал прототип, решил второй экземпляр подарить сестрёнке, а корпус сделать из стеклотекстолита:IMG_9181_700Корпус был начерчен, изготовлен, погрунтован, и покрашен, высушен :). Больше вручную резать такие корпусы я не буду, лучше пусть это делает станок ЧПУ. Корпус вышел габаритными размерами: 193.2 х 59.2 х 27.5, "ножки" которые образовались по углам имеют высоту 4 мм.Фото корпуса после покраски к сожалению не осталось. Но надеюсь с верху на фотках можно оценить всю красоту задумки.

Какие выводы сделал после постройки первого прототипа:

  1. Кварц нужен очень точный, чтобы настраивать не пришлось, обычный часовой не пойдёт. Пришлось перекроить схему на DS32kHz, у него точность +/- 1 минута в год. Есть вариант ещё лучше, DS3231S - тут всё в одной микросхеме, часы реального времени и точный кварц. Однако, их я уже не покупал, и так пришлось DS32kHz выписывать из Китаю.
  2. Плату разработал не самую удачную, преобразователь напряжения слишком близко к часам реального времени, единичные импульсные помехи могут проскакивать на вход кварцевого генератора часов реального времени. В связи с этим следует улучшить помехозащищённость по питанию, в цепь питания часов реального времени лучше включить пару дополнительных конденсаторов и дроссель, в следующей итерации реализую, тут пришлось защищаться от помех дополнительными навесными элементами. Следующий вариант часов будет построен так, чтобы преобразователь и часы реального времени находились в противоположных углах платы.
  3. Вариант конструкции с двумя платами хоть и имеет право на жизнь, и корпус получается меньше, однако трудоёмкость изготовления сильно повышается.
  4. Корпус - самая трудоёмкая часть, а именно выпиливание деталей и подгонка. Если будете повторять мой подвиг будьте готовы сразу.
Схемы плат: плата 1 плата 2Печатные платы уже в виде картинок: ПлатыПроекты печатных плат: плата 1 плата 2Исходники: srcДа, за говнокод не пинайте, как обычно каждая следующая программа совершеннее предыдущей :)

Картинки в большом разрешении

*** Лирическое отступление ***Однако, радость от часов уменьшает не очень приятная (для разработчика) особенность в окружающих людях… когда показываешь и говоришь: “Смотри какие часы я наваял!” Люди не понимают, чего я  там такого наваял, ибо по не опытности у них возникает чувство, что если часы и не куплены, то по крайней мере корпус точно был куплен, допилен и использован в конструкции. Теперь начинаю думать о том, чтобы делать свои самоделки с изъянами, тогда будет точно ясно, что это вещь самодельная!Хотя это я так, я ж перфекционист… и на такие компромиссы с совестью не пойду.

ysiliverst.livejournal.com

ЛАМПОВЫЕ ЧАСЫ НА ОДНОМ ИНДИКАТОРЕ

Ламповые часы на 1 индикаторе ИВ-9. 

Это оригинальный проект часов с использованием 1 индикатора для отображения времени. 

Индикация времени отображается на вакуумном сверхминиатюрном индикаторе накаливания ИВ-9   в течении 4 секунд далее следует пауза 10 секунд и начинается все сначала .

Для удобства восприятия часов используется 4 светодиода которые загораются 

в определенной последовательности 1 часов,10 часoв,1 минут,10 мин в течении 4 секунд . 

Все часы можно уместить на одной плате 35х35мм, в моем варианте 35х50мм.

В часах используется популярный микроконтроллер PIC16F84A .

Компактные размеры платы позволяют располагать и использовать часы в малогабаритных корпусах.

Я в своем проекте использовал пластиковую кробку для скрепок .

(предварительно вытащив магнит из верхней части крышки) а сам монтаж сделал на макетной плате.

За основу использовал эту схему .

Схему можно упростить если не использовать стабилизатор 7805,  а питание 5v брать например сразу с USB порта  от компьютера .

Фото авторов повторивших проект 

Часы на 1 индикаторе с подсветкой - автор: Денис Михалев

Одноламповые газорязрядные часы v2.0

Версия этих часов сделана по той же схеме что и часы на индикаторе ив-9   , но эти часы сделаны не на макетной плате а на печатной плате  и красном индикаторе TESLA ZM1040. Корпус часов взят готовый весьма оригинальный, жестяная  коробка от скрепок с дырочками и окошком, кишочки хорошо видно =) Управление : Кнопка сверху - настройка часов Тумблер с переди - вкл\выкл синей подсветки лампы.

Схема часов TESLA ZM1040

Схема типовая коих много в сети похожих .Высоковольтный генератор для анодного на ваше усмотрение можно из розетки через диод можно платку слепить тут дело вкуса.

микро-кнопка упр. часов

 тумблер подсветки 

 лампа задняя часть маркировка

Внутренняя часть часов ZM1040 TESLA

Если кому интересно, то есть еще один одноламповый проектик на Радиокоте   , но не мой.

www.petrofflab.ru

Часы на газоразрядных индикаторах. Схема часов на газоразрядных индикаторах

Технологии 9 июля 2015

Используя газоразрядные индикаторы, можно сделать очень интересные часы Nixie Clock. В этом плане у человека открывается много возможностей. Схемы для часов есть возможность использовать самые разнообразные. Дополнительно творческие люди могут подумать над интересным дизайном часов.

Некоторые считают, что газоразрядные лампы имеют множество недостатков, а потому лучше использовать люминесцентные аналоги, однако это заблуждение. В первом случае человек получает материал, который стабильно работает и не сильно перегревается. В то время как люминесцентные лампы довольно быстро выгорают, что является серьезной проблемой.

схемы на газоразрядных индикаторах

Важные элементы часов на индикаторах

Если не брать во внимание корпус устройства и непосредственно индикаторы, то основной деталью является микросхема. Именно она позволяет отображать в устройствах реальное время. Дополнительно в модель включаются транзисторы и конденсаторы. Для блоков питания в основном используются батареи. Трансформаторами, а также катушками индуктивности оснащаются далеко не все часы на газоразрядных индикаторах.

Как собрать ручные часы с транзисторами СВ303?

Часы на газоразрядных индикаторах набор транзисторов СВ303 включает биполярного типа. В первую очередь следует отметить то, что они практически не перегреваются во время работы. Если говорить о газоразрядных лампах, то их важно использовать новые, из магазина. В противном случае они в часах прослужат крайне мало. Для обозначения цифр чаще всего используют именно контакты.

Микросхема для управления обычно применяется серии К15554, а относится она к классу трехканальных, выводов на блок питания имеет два. Конденсаторы наручные часы на газоразрядных индикаторах в основном эксплуатируют именно с малой емкостью. В некоторых случаях можно встретить в устройствах стабилизаторы. В данной ситуации нагрузка с транзисторов значительно уберется. В качестве корпуса вполне реально использовать обычную коробку.

Видео по теме

Схема устройств со стабилизаторами

Схема часов на газоразрядных индикаторах со стабилизаторами в обязательном порядке должна включать импульсные конвертеры. Необходимы они в устройствах для того, чтобы передавать сигнал от микросхемы. Конденсаторы стандартная схема часов на газоразрядных индикаторах предполагает емкостью не более 50 пФ. Транзисторы, в свою очередь, включаются биполярного типа.

Если рассматривать системы с тремя конденсаторами, то и выводов на микросхеме должно быть три. Предельное сопротивление транзисторы обязаны выдерживать 6 Ом. Если говорить о нагрузке тока, то она в часах в среднем составляет 74 А. В данном случае использовать двойные платы крайне не рекомендуется. Связано это с тем, что показатель выходного напряжения значительно возрастет. В результате человеку придется ставить предохранители.

часы на газоразрядных индикаторах

Часы с использованием катушки индуктивности

Максимальную нагрузку катушки индуктивности способны выдерживать на уровне 5 А. Блок питания для их работы очень необходим. Непосредственно компиляционный процесс осуществляется в два этапа. В первую очередь к работе подключаются конденсаторы. В данном случае их используют только электролитического типа. На втором этапе попарно активизируются резисторы. Газоразрядные индикаторы в этой ситуации внутреннее сопротивление держат до 50 Ом. Чтобы обезопасить устройство, многие советуют использовать систему защиты, которая исключает короткие замыкания.

Модели на выпрямителях с индикаторами ИН-12Б

Индикаторы газоразрядные ИН-12Б с выпрямителями позволяют держать частоту в цепи на уровне 60 Гц. За счет этого напряжение на выходе не превышает 15 В. Стабилизаторы в платах, как правило, используются линейного типа. Защита от коротких замыканий в данном случае очень важна. Для того чтобы транзисторы могли выдерживать большое сопротивление, используют их с маркировкой РР200.

Биполярные элементы в часах, как правило, применяются редко. Непосредственно платы устанавливаются для часов серии К155. Тепловая проводимость у них довольно хорошая и в целом они отличаются отличными характеристиками. Преобразователи в системе используются довольно редко. В охлаждении резисторы в принципе не нуждаются, и это плюс. Газоразрядные индикаторы в этой ситуации сопротивление держат до 50 Ом.

часы на газоразрядных индикаторах набор

Варианты с датчиками температуры

Часы на газоразрядных индикаторах с датчиками температуры позволяют контролировать основные элементы в цепи. Как правило, заранее очень сложно рассчитать тепловую нагрузку на определенную пару резисторов. В результате установленный предохранитель может ситуацию не спасти. Также от повышения температуры в часах страдают трансформаторы. Когда на вторичную обмотку подается большое напряжение, ее целостность может быть нарушена.

Часы с использованием преобразователей

Преобразователи в часах чаще всего используются самые обычные. В данном случае они позволяют в устройстве не устанавливать трансформатор. Однако минусы в таком случае также имеются, и их следует учитывать. В первую очередь недостаток преобразователей заключается в большом напряжении на входе, которое порой может превышать 16 В. Согласование всех уровней в такой ситуации значительно усложняется.

Переключение катодов может осуществляться с малой задержкой. Решить все эти проблемы можно при помощи микроконтроллеров. Специалисты советуют использовать их именно серии "Мега 8". Для регулировки часов понадобится всего три кнопки. Некоторые перед началом сборки затрудняются в выборе светодиодов. На сегодняшний день наиболее подходящими принято считать элементы с красным цветом. Смотреться в конечном счете они в квартире будут просто изумительно. Для цифр в газоразрядных лампах, как всегда, используют контакты.

индикаторы газоразрядные ин

Система вентиляции в устройствах

Система вентиляции в часах может быть различной. Самым простым способом для охлаждения делателей устройства принято считать естественную вентиляцию при помощи отверстий на корпусе. Сделать их можно с двух сторон сразу. Важно при этом понимать, что больше всего в часах перегревается именно преобразователь. Учитывая это, перекрывать его платой в корпусе крайне не рекомендуется. Если рассматривать модели с блоками питания на 15 В, то максимальная температура преобразователей там составит примерно 40 градусов. Это является нормой, и нет никакой необходимости оснащать часы Nixie Clock куллером.

Схема часов с внутренними генераторами

Схемы на газоразрядных индикаторах с внутренними генераторами предполагают использование блоков питания на 30 В. Внутренне сопротивление в данном случае повысится до 2 Ом. Нагрузка максимум на транзисторы оказывается 5 А. Для выбора тактового сигнала нужно использовать микроконтроллеры. Точность хода тока зависит исключительно от кварца. Транзисторы простые схемы на газоразрядных индикаторах, как правило, предусматривают биполярного типа.

Датчики температуры устанавливаются довольно редко. Объясняется это тем, что в системе абсолютно не нужен трансформатор с вторичной обмоткой. В результате тепловая проводимость будет довольно низкая. Анодные ключи для портов применяются. Подходят они только для плат на три разъема. Микроконтроллеры серии "Мега 8" в данном случае будут уместными. Для прошивки платы необходим высокий порог мониторинга.

схема часов на газоразрядных индикаторах

Часы на конденсаторах РР22

Часы на газоразрядных индикаторах на конденсаторах данного типа позволяют более стабильно передавать сигнал. Порог мониторинга в данном случае будет довольно высоким. Резисторы в часах используются только с сопротивлением не ниже 6 Ом. Напряжение на входе должно составлять не менее 6 В. Согласование уровней происходит только за счет переключения катодов.

Преобразователи для конденсаторов данного типа подходят серии "Степ Ап". Дополнительно следует позаботиться о системе защиты, чтобы исключить случаи коротких замыканий. Микросхемы к конденсаторам используют только на два выхода. При этом портов может быть до пяти штук. Стабилизаторы для конденсаторов применяются в основном линейного класса. Предельное напряжение на входе должно минимум составлять 5 В.

Есть ли часы с двумя микросхемами?

Часы на газоразрядных индикаторах с двумя микросхемами на сегодняшний день встречаются довольно редко. Необходимы они для более быстрой синхронизации процесса. В этом случае переключение катодов ламп осуществляется за считанные нс. Биполярные транзисторы для таких часов использоваться не могут. Минимальный уровень сопротивления в данном случае должен находится на уровне 50 Ом.

В свою очередь, транзисторы обязаны выдерживать напряжение тока в 30 А. Конвертеры в часах, как правило, устанавливают импульсного типа. За счет этого переключение на двоичный формат происходит быстро. Непосредственно согласование уровней происходит в микроконтроллере. Регулировать напряжение в устройстве можно за счет стабилизатора. Однако минимальная емкость конденсатора должна составлять 22 пФ.

газоразрядные индикаторы

Модели на предохранителях КА445

Данные предохранители по своему типу относятся к электролитическим. Предельную емкость они имеют ровно 10 пФ. В начале цепи они, как правило, располагаются перед транзисторами. Светодиоды в часах важно использовать с высокой пропускной способностью. На микросхеме должно быть предусмотрено как минимум три порта. При этом стабилизатор линейного типа припаивается обязательно. С высоким входным напряжением в значительной мере поможет справиться предохранитель.

Если исключить использование в часах преобразователя, то можно взять трансформатор с вторичной обмоткой. Устанавливается он перед блоком питания. Предохранители специалисты советуют использовать только плавкого типа. Прослужат они в часах довольно долго. Перед кварцами резисторы важно устанавливать с пределом 33 Ом. Блок питания должен быть рассчитан на 15 В. В результате предельная частота в системе будет колебаться в районе 60 Гц.

Источник: fb.ru

Комментарии

Идёт загрузка...

Похожие материалы

Инструкция: как на часах поменять ремешокДом и семья Инструкция: как на часах поменять ремешок

Какими бы хорошими и дорогостоящими часы ни были, у них есть основное чувствительное место, а именно - браслет. Знаменитые бренды выпускают часовые механизмы, которые на протяжении долгого времени будут радовать точно...

Часы авиационные с секундомером АЧС-1 на приборной доскеДом и семья Часы авиационные с секундомером АЧС-1 на приборной доске

В авиа­ции время и некоторые другие показатели измеряют, используя часы авиационные, хронометры, секундомеры, которые функционируют по принципу механических колебаний маятника. В действие механизм таких устройств ...

Почему часы носят на левой руке, а не на правой?Дом и семья Почему часы носят на левой руке, а не на правой?

Самый ценный и невосполнимый ресурс человечества – время. С древних времен люди искали надежные способы измерить его. Так были изобретены часы. За века их конструкция совершенствовалась и уменьшалась. А с изобре...

На какой руке носить часы девушке? На какой руке носит часы левша? Часы-браслет женскиеДом и семья На какой руке носить часы девушке? На какой руке носит часы левша? Часы-браслет женские

Девушка должна выглядеть красиво и стильно всегда. И это касается не толь...

Рейтинг швейцарских часов. Данные на 2013-й годДом и семья Рейтинг швейцарских часов. Данные на 2013-й год

Составить рейтинг марок швейцарских часов – задача непростая. Все дело в том, что установить единый критерий, по которому будет определяться престижность того или иного производителя, достаточно сложно. Что брат...

На что необходимо обращать внимание, покупая китайские часы?Дом и семья На что необходимо обращать внимание, покупая китайские часы?

Ещё со второй половины 80-х годов  прошлого века наиболее популярными часами китайского производства были "Монтана". Они имели от 7 до 16 мелодий. На удивление многих мастеров, данные китайские часы являлись синт...

Часы на цепочке – символ благородства и красотыДом и семья Часы на цепочке – символ благородства и красоты

Говорят, что только влюбленные могут позволить себе роскошь не наблюдать время. Люди деловые и активные, у которых каждая минута на счету, напряженно следят за быстро бегущими стрелками часов. Но часы – не прост...

Часы с калькулятором на все случаи жизниДом и семья Часы с калькулятором на все случаи жизни

На улице, в метро, автобусе или общественном месте мы часто замечаем на руках людей часы из «пластика». На первый взгляд, самые обычные, которые носили буквально несколько лет назад. Тогда в мире правили у...

Гравировка на часах - признак особого уважения, внимания и любвиДом и семья Гравировка на часах - признак особого уважения, внимания и любви

Что подарить любимому мужу? Чем наградить ценного сотрудника или уважаемого руководителя? Как порадовать хорошего клиента, чтобы он постоянно помнил о приятном сотрудничестве? Хорошие часы – один из самых ценных...

Как отполировать стекло на часах? Практические рекомендацииДомашний уют Как отполировать стекло на часах? Практические рекомендации

В ходе эксплуатации наручных часов их циферблат со временем тускнеет, а на поверхности стекла возникают дефекты. Существует несколько способов, которые позволяют вернуть изделию изначальный привлекательный вид. Давайт...

monateka.com

Часы на газоразрядных индикаторах « схемопедия

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 надфелем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал только 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 датчико 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.

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!!!

Прикрепленные файлы:

shemopedia.ru


Каталог товаров
    .