Направи си сам електронен часовник с газоразрядни индикатори. Часовник в стил Fallout с газоразрядни индикатори

Ние ще сглобяваме часовници с помощта на газоразрядни индикатори, възможно най-просто и достъпно.

Автор на този домашен продукт е AlexGyver, автор на едноименния канал в YouTube.

Понастоящем повечето газоразрядни индикатори вече не се произвеждат, а останките от съветските индикатори могат да бъдат намерени само на битпазар или радиопазар. Много трудно се намират в магазините. Но колкото по-малко стават тези индикатори, толкова повече расте интересът към тях. Расте сред любителите на лампи, реколта и, разбира се, пост-апокалипсиса.




И така, ние искаме да направим часовник на тяхна база и в името на простотата и максималната достъпност ще управляваме индикаторите с помощта на микроконтролер, представен от платформата Arduino, който е свързан към компютъра чрез USB и в него се зарежда фърмуерът с щракване на мишката. Между arduino и индикаторите имаме нужда от още електроника, която ще разпределя сигнали към краката на индикаторите. Това означава, че първо имаме нужда от генератор, който ще създаде високо напрежение за захранване на индикаторите.

Часовникът работи на постоянно напрежение около 180V. Този генератор е проектиран много просто и работи с индуктивни емисии. Честотата на генератора се задава от PWM контролера, при честота 16 kHz изходното напрежение е 180V. Но въпреки високото напрежение, генераторът е много, много слаб, така че дори не мислете за другите му приложения, той е способен само на тлеещ разряд в инертен газ. Това напрежение, а именно +, се изпраща чрез високоволтови оптрони към индикаторите. Самите оптрони се управляват от ардуино, тоест може да подава +180V към всеки индикатор. За да светне числото в индикатора, трябва да го заземите и това се прави от декодер за високо напрежение - съветска микросхема. Декодерът също се управлява от arduino и може да свърже произволен номер към земята.


А сега обърнете внимание: имаме 6 индикатора и 1 декодер.Как работи? Всъщност декодерът е свързан към всички индикатори наведнъж, т.е. към всичките им цифри, като работата на декодера и оптроните е синхронизирана по такъв начин, че в един момент от време се подава напрежение само към една цифра на един индикатор, тоест оптрона много бързо превключва индикаторите и декодера свети цифрите на тях и ни се струва, че всички числа горят едновременно. Всъщност всяка цифра светва за малко повече от 2 милисекунди, след което незабавно се включва друга, общата честота на опресняване на 6 индикатора е около 60Hz, тоест кадри в секунда, и като се има предвид инерцията на процеса, окото не забелязва никакво трептене. Тази система се нарича динамична индикация и ви позволява значително да опростите веригата.


Като цяло веригата на часовника се оказва много, много сложна, така че има смисъл да се направи печатна платка за нея.


Платката е универсална за индикатори IN12 и IN14. На тази платка, освен всичко необходимо за индикаторите, има места за следния хардуер: бутон за включване/изключване на будилник, изход за будилник, термометър + влагомер DHT22, термометър DS18b20, модул за реално време на чип DS3231 и 3 бутона за управление на часовника.

Целият изброен хардуер не е задължителен и можете да го свържете или не, всичко е конфигурирано във фърмуера. Тоест, на тази платка можете да направите просто часовник, без никакви бутони и без нищо, или можете да направите часовник с будилник, показващ температура и влажност, това е толкова универсална платка. Естествено решиха да поръчат печата от китайците, защото има много тънки писти и преходи към другата страна на дъската. В архива ще намерите така наречения файл на gerber board, който можете да изтеглите от.

В този проект има много писти, особено тънки на дъската с индикатори.


Дъската трябва да бъде нарязана на парчета, тъй като е двуетажна. Но е по-добре да не режете, стъкленият прах е много вреден за белите дробове. С помощта на закален самонарезен винт надраскваме дъската и внимателно я счупваме в менгеме.




Като цяло, сега трябва да запоите всички компоненти върху платката според подписите и чертежите на копринения екран. Освен това ще трябва да закупите релса с щифтове, за да свържете частите на дъската.






Проектът използва Arduino Nano в пълен размер. Това беше направено, за да се опрости изтеглянето на фърмуера дори за най-начинаещите.




И така, сглобихме долната дъска. Първо трябва да тествате работата на генератора. Ако е сглобен неправилно, кондензаторът може да се повреди. Така че го покриваме с нещо и включваме захранването.



Нищо не се е объркало, това е добре. Измерете внимателно напрежението на краката на кондензатора, трябва да бъде 180V.


Страхотен. Ние внимателно разглеждаме как да запояваме индикатори. На всички индикатори единият крак е маркиран с бяло - това е анодът.




Лампата трябва да се постави така, че анодният крак да попадне в тази дупка, това са анодните пътища.




След запояване не забравяйте да измиете потока, в противен случай няколко номера могат да изгорят вместо едно. След това запояваме останалите сензори и звукови сигнали, ако е необходимо, и запояваме проводниците за свързване на бутоните.


Температурният сензор трябваше да бъде изграден върху проводници, за да се постави далеч от източници на топлина.


Носим всички бутони и превключвателя на алармата на жици. Ще направим и часовниковия модул на жици.
Изтеглете архива, който съдържа фърмуера и библиотеките. Изтеглете фърмуера.


Да проверим.


Всичко работи! Поздравления, направихме тръбен часовник.
Сега, що се отнася до тялото. Авторът прекара дълго време в търсене на най-достъпния и дървен вариант и най-накрая намери тази заготовка за домашна кутия, която е идеално оразмерена за дъската.




Изработваме и отвори за пищялки, кабели, бутони и превключватели.




Платката трябва да се повдигне, авторът използва обикновени стойки за печатни платки.


Авторът рисува тялото орех. Не е много успешно, по-добре използвайте петна.




Готов! Остава да покажем как да използваме всичко това. Преди да мигате фърмуера, можете да конфигурирате някои точки: времена в режим на часовник и режим на показване на температура и влажност. Авторът е задал 10 секунди за часовника и 5 за температурата. Температурата, между другото, е отляво, влажността отдясно.

Тръбен часовник в стила на добре познатата игра "Fallout". Понякога се чудите на какво са способни някои хора. Фантазията, съчетана с прави ръце и бистра глава, върши чудеса! Е, време е да започнем да говорим за истинско произведение на изкуството :)

В своя продукт авторът използва само изходни компоненти, писти на печатна платка с ширина най-малко 1 милиметър, което от своя страна е много удобно за начинаещи и неопитни радиолюбители. Цялата схема е на една платка, стойностите на компонентите и самите компоненти са посочени. Тъй като авторът на продукта не можа да вземе решение за цвета на LED подсветката на лампите, беше решено да се използва контролерът PIC12F765 за регулиране на RGB светодиодите. Лампите с нажежаема жичка също се използват за осигуряване на уютна светлина за осветяване на арматурното табло и амперметъра. Някои части и самият корпус бяха взети от стария (издание от 1953 г.) съветски мултицет TT-1.Бих искал да използвам само оригинални части от този мултицет, така че беше решено да запазя амперметъра с арматурното табло и да запуша газ- индикатори за изпускане в мястото под капака. Но се появи първият проблем - имаше твърде малко място под капака за индикаторите, така че капакът просто не можеше да се затвори с индикаторите вътре. Но авторът намери изход - леко да вдлъбне панела в корпуса и да направи амперметъра малко по-малък по обем.

Силният феритен магнит беше заменен от два миниатюрни неодимови, като цяло авторът премахна всички ненужни части, за да освободи място за пълнежа, като същевременно запази функционалността на TT-1. Предвижда се амперметърът да бъде свързан към крака MK, който регулира подаването на ток към анода на шестата лампа, която отговаря за показването на секундите, така че стрелката ще се движи във времето с променящите се секунди на лампата.


Авторът е използвал тороидален трансформатор 0,8 A, за да преобразува 220 волта в 12 волта. Жалко, че трансформаторът не може да бъде поставен извън кутията, защото много пасва на дизайна на Fallout.


Платката е изработена по стандартите на технологията LUT. Проектиран според размерите на тялото.


Авторът обръща специално внимание на часовниковия чип DS1307. На снимката е в DIP пакет, но окабеляването за тази микросхема е направено като за SMD, така че краката са обърнати в другата посока, а самата микросхема е залепена с корема нагоре. Вместо K155ID1 е използван KM155ID1, авторът твърди, че само със сменената част е възможно да се избегнат отблясъците. Разположение на елементите на дъската:



Авторът е сглобил прост LPT програмист за програмиране на K ATMega8 (фърмуер за ATMega8, всички платки, фърмуер за PIC в края на статията)


PIC програмист:



Газоразрядните индикатори IN-14 имат дълги меки изводи за запояване, но поради ограничения им ресурс беше решено да бъдат лесно сменяеми. Затова авторът използва цанги от DIP чип панела и скъсява краката IN-14 до дълбочината на цангите. Отворите в центъра на гнездата са направени специално за светодиоди, които се намират под лампите на отделна платка. Светодиодите са свързани паралелно, един резистор служи за ограничаване на тока на цвят.


Ето как изглеждат газоразрядните индикатори, монтирани в алуминиев ъгъл.
Закрепването, което е алуминиев ъгъл, е гравирано в железен хлорид, поради което визуално е остаряло много, което му придава повече атмосфера. Както се оказа, алуминият реагира много бурно с железен хлорид: отделя се много голямо количество хлор и топлина. Разбира се, разтворът след такива тестове вече не е подходящ за употреба.


Други части са направени по подобна технология (LUT) (логото на Fallout Boy, Vault-Tec, както и номерът HB-30YR). Устройството беше предназначено за подарък на приятел за 30-ия му рожден ден. За тези, които не разбират, номерът HB-30YR означава Честит рожден ден - 30 години :)



Авторът използва нихромна спирала с F-тип конектори за антена в краищата, за да постави кабелите между тялото и капака. За щастие имаше 6 дупки на панела на правилното място и те служеха за конектори за проводниците.


Часове преди пълно сглобяване. Проводниците, разбира се, не са прекарани добре, но това няма да повлияе на функционалността по никакъв начин.


Захранващ кабел. Някои стари военни конектори. Авторът сам направи адаптера за щепсела.



Конектор за захранващ кабел, както и предпазител на повърхността на кутията в долната част.


Изглед на устройството в затворено състояние. Всъщност не се различава много от TT-1.



Общ изглед на устройството.


Ограничител за предпазване на капака от обръщане назад.



Часовникът изглежда най-добре на тъмно.


Но никога не съм си правил труда да напиша историята на сътворението...
Всъщност се събрах и убих половин ден, за да напиша този пост.
Първоначално нямах намерение да правя часовник, това не беше много трудна задача и следователно не беше много интересно, но един приятел ме убеди да помогна с електрониката. Е, добре, не ми е трудно да направя часовник... както се оказа по-късно, не е толкова лесно, ако нямаш опит в часовникарството :)

Според техническите спецификации е планирано:
Важно (имплементирано в текущата версия на софтуера):


  1. Затъмняване на светлината на лампите през нощта (чрез фотосензор), тъй като те осветяват пода на стаята. Затъмняването се осъществява чрез плавна промяна на яркостта.

  2. 10 стойности на яркост, чрез които блясъкът се затъмнява.

  3. Конфигурируема функция за потискане на нулата.

  4. Персонализирана функция за превключване на номерата на лампите, реализирана само плавен поток и просто превключване. Обикновено се използва само плавен поток. Ето защо не измислих велосипеди, въпреки че отначало исках от вълнение, но след това студеното инженерно изчисление взе своето.

  5. Настройка на часа от менюто на функциите.

  6. Корекция на времето (имплементирана в самия RTC, всичко, което трябва да направя, е да създам меню).

  7. Използван е високопрецизен кварцов осцилатор, според резултатите от теста, обикновеният кварц се представи зле, лоша температурна стабилност, в резултат на това загуба на време с +/- 10 секунди на ден в зависимост от температурата и фазата на луната :). Да, за съжаление вече не показвах това на таблото. Който иска сам си го преначертава.

  8. Захранва се от мрежов адаптер 7-20V.

  9. Йонистор в захранващата верига на чипа на часовника за реално време (RTC), така че времето да не се губи при прекъсване на мрежата.

От маловажното (все още не е внедрено в софтуера като ненужно):

  1. Будилник с музикален звън.

  2. Изберете мелодия за будилника от 10 бр.

  3. 3 нива на регулиране на звука на алармата.

  4. RGB лампи за подсветка.

  5. 10 предварително конфигурируеми нюанса на подсветката на лампата.

  6. Възможност за настройка на периода, след който се променя сянката на осветлението на лампата (от десет предварително зададени).

  7. Регулира яркостта на лампите заедно с яркостта на лампите, когато стане тъмно.

  8. Измерване на температурата (по същество се оказва, че измерва температурата на печатната платка, така че реших да не го извършвам, въпреки че мога да направя дистанционна сонда).

Веднага реших за себе си, че ще направя преобразувател на мощност за лампи (12-180V) с управление на микроконтролер (обратна връзка на сигнала към ADC и PWM модул като източник на часовник). Докато търсех информация за часовника, попаднах на информация и просто готово решение за преобразувателя, не преоткрих колелото, повторих както програмния код, така и веригата на преобразувателя. Написах останалите части на часовника от нулата, използвайки моите програмни умения и въображение :)
Часовникът е изграден на шест лампи - IN8-2:




Мрежата им е малко дебела... но както се оказа по-късно това изобщо не пречи.
Изненадващо, клемите на тези лампи са гъвкави; обикновено, както разбирам, лампите от този тип имат клеми за гнездото.
Между другото, тези лампи слязоха от конвейера 5 години преди да се родя... Рядкост!

Тъй като не се интересувах да го правя просто така, на колене, подходих към разработката много сериозно, като истински инженер по електроника, разработвайки пълноценен проект, като се започне от 3D модели на корпуса (AI):


завършвайки с 3D модели на борда (AD):





И 3D сглобки (AI):




Който е в темата ще разбере.
Дизайнът съдържа 2 платки, поради факта, че е необходимо фоново осветление, а платката е доста натоварена и просто нямаше къде да се инсталират 180V писти за лампи.

Използваният микроконтролер е Atmega32A.
Декодери за лампи - класически K155ID1.
Часовник за реално време - M41T81 остана от работни боклуци.
Проектът на уважавания ELM се използва като плейър за будилника: връзка. Използвам отделен микроконтролер ATtiny45, защото е невъзможно да се събере всичко в един контролер, нито като брой пинове, нито като производителност.Проектът на плейъра използва високочестотна ШИМ, която има ATtinyX5, но Atmega32A и Atmega64A нямат, така че не посмях да използвам нещо по-конкретно. Има опция, която не изисква много висока производителност, когато се използва R-2R DAC на един от портовете на микроконтролера, но в микроконтролера нямаше допълнителни 8 крака и задачата на будилника не беше приоритет; по отношение на производителността също не е факт, че микроконтролерът би го изтеглил. Може да мислите по тази тема в бъдеще.
Звукът се усилва или от отделен превключвател, който превключва миниатюрен високоговорител през +12V кондензатор, или за експериментиране от операционен усилвател, въпреки че мисля, че тук е необходим специализиран усилвател за ниско напрежение, но не намерих един в боклука.
За фото сензора използвах китайски фоторезистор, честно казано, не разбрах дали имат друго съпротивление, този има съпротивление 150 kOhm на тъмно и 1,5 kOhm на дневна светлина. Без маркировка. Така че нямам представа какво е. Изглежда нещо подобно:



Използван е резисторът за измерване на температурата, за разлика от посочения на диаграмата при 47 kOhm, при 25 градуса: B57421V2473J62 на Epcos. Инсталирах го, но не измервах температурата, защото измервате само температурата на платката, вече писах за това по-горе.
Веригата съдържа и ключове за свързване на неоновите лампи на разделителите на цифрите на часовника, но тези неонови лампи, както се оказа, светят в различен нюанс на оранжево и изглеждат неестествено... като цяло ги изоставих, много по-красиви са .

RGB SMD5050 светодиоди, които успяхме да намерим на нашия радиопазар в Ждановичи... там сме тъжни с RGB светодиоди (и не само защото продават само това, което се търси), защото това е единственото нещо, което успяхме да намерим който беше повече или по-малко подходящ за цена и блясък. Веднага казвам, че ако ще осветявате лампите, ви трябват матови светодиоди (тоест с матов пълнител, а не прозрачни като моите)... защото светещите кристали отразяват цветни точки върху стъклото на лампите, което не е много красиво.

Не можах да снимам целия етап на сглобяване, така че ще публикувам това, което имам:
Платките бяха произведени от фоторезист Крамолин Позитив, тогава мислех само за филмов фоторезист.







Поради факта, че първата версия на корпуса трябваше да има горен капак от полирана неръждаема стомана, беше необходимо да се покаже значително в дизайна на печатната платка на лампите: Направете джъмпери с лакирана тел.
Това е вторият вариант, който е за сестра ми:



Това е прототипът:


Реших, че няма да го правя отново, много трудоемък вариант, но беше интересно изживяване :)

Бутоните за управление са разположени навсякъде в кутията и са запоени с жици към контактните площадки на платката, в задната стена на кутията има отвор за фотосензора.

В резултат на това, докато занитвах прототипа, реших да дам второ копие на сестра си и да направя тялото от фибростъкло:


Тялото е изтеглено, изработено, грундирано, боядисано и изсушено :). Повече няма да режа ръчно такива кутии, по-добре би било да оставя CNC машина да го направи. Калъфът е с габаритни размери: 193.2 x 59.2 x 27.5, „крачетата“, които са оформени в ъглите са с височина 4 мм.
За съжаление няма снимка на тялото след боядисване. Но се надявам от снимките по-горе да оцените красотата на идеята.

Какви изводи направихте след изграждането на първия прототип:


  1. Кварцът трябва да е много прецизен, за да не се налага да го настройвате; обикновеният часовник няма да работи. Трябваше да преначертая веригата до DS32kHz, тя има точност от +/- 1 минута на година. Има още по-добър вариант DS3231S - всичко е в един чип, часовник за реално време и прецизен кварц. Вече обаче не ги купих и затова трябваше да поръчам DS32kHz от Китай.

  2. Платката, която разработих, не беше от най-успешните, преобразувателят на напрежение е твърде близо до часовника за реално време, единичен импулсен шум може да премине към входа на кварцовия осцилатор на часовника за реално време. В тази връзка е необходимо да се подобри шумоустойчивостта на захранването; по-добре е да включите няколко допълнителни кондензатора и индуктор в захранващата верига на часовника за реално време; ще го внедря в следващата итерация ; тук трябваше да се предпазя от намеса с допълнителни външни елементи. Следващата версия на часовника ще бъде изградена така, че конверторът и часовникът за реално време да са в противоположните ъгли на дъската.

  3. Въпреки че вариантът на дизайн с две дъски има право на живот и кутията се оказва по-малка, трудоемкостта на производството се увеличава значително.

  4. Тялото е най-трудоемката част, а именно изрязване на части и напасване. Ако повторите моя подвиг, бъдете готови веднага.

Диаграми на борда:

Тази статия ще се съсредоточи върху създаването на оригинални и необичайни часовници. Тяхната уникалност се състои в това, че времето се показва с помощта на цифрови индикаторни лампи. Някога се произвеждаха огромен брой такива лампи, както у нас, така и в чужбина. Те са били използвани в много устройства, от часовници до измервателно оборудване. Но след появата на LED индикатори, лампите постепенно излязоха от употреба. И така, благодарение на развитието на микропроцесорната технология, стана възможно да се създават часовници с относително проста схема, използвайки цифрови индикаторни лампи.

Мисля, че няма да е излишно да се каже, че са използвани основно два вида лампи: флуоресцентни и газоразрядни. Предимствата на луминисцентните индикатори включват ниско работно напрежение и наличие на няколко разряда в една лампа (въпреки че такива примери се срещат и сред газоразрядните индикатори, но те са много по-трудни за намиране). Но всички предимства на този тип лампи се компенсират от един огромен недостатък - наличието на луминофор, който изгаря с течение на времето и блясъкът намалява или спира. Поради тази причина не могат да се използват използвани лампи.

Газоразрядните индикатори са свободни от този недостатък, т.к в тях свети газоразряд. По същество този тип лампа е неонова лампа с множество катоди. Благодарение на това експлоатационният живот на газоразрядните индикатори е много по-дълъг. Освен това както новите, така и използваните лампи работят еднакво добре (и често използваните работят по-добре). Има обаче някои недостатъци - работното напрежение на газоразрядните индикатори е повече от 100 V. Но решаването на проблема с напрежението е много по-лесно, отколкото с изгарящия фосфор. В интернет такива часовници са често срещани под името NIXIE CLOCK:

Самите индикатори изглеждат така:

И така, всичко изглежда ясно относно дизайнерските характеристики, сега нека започнем да проектираме веригата на нашия часовник. Нека започнем с проектирането на източник на напрежение с високо напрежение. Тук има два пътя. Първият е да използвате трансформатор с вторична намотка от 110-120 V. Но такъв трансформатор или ще бъде твърде обемист, или ще трябва да го навиете сами (перспективата е така). Да, и регулирането на напрежението е проблематично. Вторият начин е да се сглоби повишаващ конвертор. Е, ще има повече предимства: първо, ще заема малко място, второ, има защита от късо съединение и, трето, можете лесно да регулирате изходното напрежение. Като цяло има всичко необходимо, за да сте щастливи. Избрах втория път, защото... Нямах желание да търся трансформатор и намотаващ проводник, а исках и нещо миниатюрно. Беше решено да се сглоби конверторът на MC34063, т.к Имах опит в работата с нея. Резултатът е тази диаграма:

За първи път беше сглобен на макет и показа отлични резултати. Всичко започна веднага и не беше необходима конфигурация. При захранване от 12V. изходът се оказа 175V. Сглобеното захранване на часовника изглежда така:

Веднага на платката беше инсталиран линеен стабилизатор LM7805 за захранване на часовниковата електроника и трансформатор.
Следващият етап от развитието беше проектирането на веригата за превключване на лампата. По принцип управлението на лампите не се различава от управлението на седемсегментни индикатори, с изключение на високо напрежение. Тези. Достатъчно е да приложите положително напрежение към анода и да свържете съответния катод към отрицателното захранване. На този етап трябва да се решат две задачи: съпоставяне на нивата на MK (5V) и лампите (170V) и превключване на катодите на лампите (те са числата). След известно време на размисъл и експериментиране беше създадена следната схема за управление на анодите на лампите:

И управлението на катодите е много лесно; за това те излязоха със специална микросхема K155ID1. Вярно, че отдавна са спрени от производство, като лампите, но закупуването им не е проблем. Тези. за да контролирате катодите, просто трябва да ги свържете към съответните щифтове на микросхемата и да подадете данни в двоичен формат към входа. Да, почти забравих, захранва се от 5V. (е, много удобно нещо). Беше решено да се направи дисплеят динамичен, т.к в противен случай ще трябва да инсталирате K155ID1 на всяка лампа и ще има 6 от тях. Общата схема се оказа така:

Под всяка лампа инсталирах яркочервен светодиод (така е по-красив). Когато се сглоби, таблото изглежда така:

Не можахме да намерим гнезда за лампите, така че трябваше да импровизираме. В резултат на това старите конектори, подобни на съвременните COM, бяха разглобени, контактите бяха отстранени от тях и след някои манипулации с резачки за тел и файл бяха запоени в платката. Не съм правил панели за IN-17, направих ги само за IN-8.
Най-трудната част свърши, остава само да се разработи схема за „мозъка“ на часовника. За това избрах микроконтролера Mega8. Е, тогава всичко е съвсем лесно, просто го вземаме и свързваме всичко към него по удобния за нас начин. В резултат веригата на часовника включва 3 бутона за управление, чип за часовник в реално време DS1307, цифров термометър DS18B20 и чифт транзистори за управление на подсветката. За удобство свързваме анодните ключове към един порт, в този случай това е порт C. Когато се сглоби, изглежда така:

Има малка грешка на платката, но тя е коригирана в прикачените файлове на платката. Конекторът за мигане на MK е запоен с проводници, след мигане на устройството, той трябва да бъде разпоен.

Е, сега би било хубаво да начертаем обща диаграма. Речено, сторено, ето го:

А ето как изглежда всичко сглобено:

Сега остава само да напиша фърмуера за микроконтролера, което и беше направено. Функционалността се оказа следната:

Показване на час, дата и температура. Когато натиснете за кратко бутона MENU, режимът на дисплея се променя.

Режим 1 - само време.
Режим 2 - време 2 мин. дата 10 сек.
Режим 3 - време 2 мин. температура 10 сек.
Режим 4 - време 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.

Когато се задържи, настройките за час и дата се активират и можете да навигирате през настройките, като натиснете бутона MENU.

Максималният брой сензори DS18B20 е 2. Ако температурата не е необходима, не можете да ги инсталирате изобщо, това няма да повлияе на работата на часовника по никакъв начин. Няма възможност за горещо включване на сензори.

Кратко натискане на бутона НАГОРЕ включва датата за 2 секунди. При задържане подсветката се включва/изключва.

С кратко натискане на бутона НАДОЛУ температурата се включва за 2 секунди.

От 00:00 до 7:00 часа яркостта се намалява.

Цялата работа работи така:

Източниците на фърмуер са включени в проекта. Кодът съдържа коментари, така че няма да е трудно да промените функционалността. Програмата е написана на Eclipse, но кодът се компилира без никакви промени в AVR Studio. MK работи от вътрешен осцилатор с честота 8 MHz. Предпазителите са настроени така:

И в шестнадесетичен като този: ВИСОКА: D9, НИСКО: D4

Включени са също табла с коригирани грешки:

Този часовник работи един месец. Не са установени проблеми в работата. Регулаторът LM7805 и преобразувателният транзистор са едва топли. Трансформаторът се нагрява до 40 градуса, така че ако планирате да инсталирате часовника в кутия без вентилационни отвори, ще трябва да използвате трансформатор с по-висока мощност. В моя часовник осигурява ток от около 200mA. Точността на механизма е силно зависима от използвания кварц при 32,768 KHz. Не е препоръчително да инсталирате кварц, закупен в магазин. Най-добри резултати показа кварцът от дънни платки и мобилни телефони.

В допълнение към лампите, използвани в моята верига, можете да инсталирате всякакви други газоразрядни индикатори. За да направите това, ще трябва да промените оформлението на платката, а за някои лампи напрежението на усилвателния преобразувател и резисторите на анодите.

Внимание: устройството съдържа източник на високо напрежение!!! Токът е малък, но доста осезаем!!! Затова внимавайте при работа с уреда!!!

PS Статия първа, може да съм сгрешил/объркал някъде - предложения и предложения за корекция са добре дошли.

Тази статия ще се съсредоточи върху създаването на оригинални и необичайни часовници. Тяхната уникалност се състои в това, че времето се показва с помощта на цифрови индикаторни лампи. Някога се произвеждаха огромен брой такива лампи, както у нас, така и в чужбина. Те са били използвани в много устройства, от часовници до измервателно оборудване. Но след появата на LED индикатори, лампите постепенно излязоха от употреба. И така, благодарение на развитието на микропроцесорната технология, стана възможно да се създават часовници с относително проста схема, използвайки цифрови индикаторни лампи.

Мисля, че няма да е излишно да се каже, че са използвани основно два вида лампи: флуоресцентни и газоразрядни. Предимствата на луминисцентните индикатори включват ниско работно напрежение и наличие на няколко разряда в една лампа (въпреки че такива примери се срещат и сред газоразрядните индикатори, но те са много по-трудни за намиране). Но всички предимства на този тип лампи се компенсират от един огромен недостатък - наличието на луминофор, който изгаря с течение на времето и блясъкът намалява или спира. Поради тази причина не могат да се използват използвани лампи.

Газоразрядните индикатори са свободни от този недостатък, т.к в тях свети газоразряд. По същество този тип лампа е неонова лампа с множество катоди. Благодарение на това експлоатационният живот на газоразрядните индикатори е много по-дълъг. Освен това както новите, така и използваните лампи работят еднакво добре (и често използваните работят по-добре). Има обаче някои недостатъци - работното напрежение на газоразрядните индикатори е повече от 100 V. Но решаването на проблема с напрежението е много по-лесно, отколкото с изгарящия фосфор. В интернет такива часовници са често срещани под името NIXIE CLOCK:

Самите индикатори изглеждат така:

И така, всичко изглежда ясно относно дизайнерските характеристики, сега нека започнем да проектираме веригата на нашия часовник. Нека започнем с проектирането на източник на напрежение с високо напрежение. Тук има два пътя. Първият е да използвате трансформатор с вторична намотка от 110-120 V. Но такъв трансформатор или ще бъде твърде обемист, или ще трябва да го навиете сами (перспективата е така). Да, и регулирането на напрежението е проблематично. Вторият начин е да се сглоби повишаващ конвертор. Е, ще има повече предимства: първо, ще заема малко място, второ, има защита от късо съединение и, трето, можете лесно да регулирате изходното напрежение. Като цяло има всичко необходимо, за да сте щастливи. Избрах втория път, защото... Нямах желание да търся трансформатор и намотаващ проводник, а исках и нещо миниатюрно. Беше решено да се сглоби конверторът на MC34063, т.к Имах опит в работата с нея. Резултатът е тази диаграма:

За първи път беше сглобен на макет и показа отлични резултати. Всичко започна веднага и не беше необходима конфигурация. При захранване от 12V. изходът се оказа 175V. Сглобеното захранване на часовника изглежда така:

Веднага на платката беше инсталиран линеен стабилизатор LM7805 за захранване на часовниковата електроника и трансформатор.
Следващият етап от развитието беше проектирането на веригата за превключване на лампата. По принцип управлението на лампите не се различава от управлението на седемсегментни индикатори, с изключение на високо напрежение. Тези. Достатъчно е да приложите положително напрежение към анода и да свържете съответния катод към отрицателното захранване. На този етап трябва да се решат две задачи: съпоставяне на нивата на MK (5V) и лампите (170V) и превключване на катодите на лампите (те са числата). След известно време на размисъл и експериментиране беше създадена следната схема за управление на анодите на лампите:

И управлението на катодите е много лесно; за това те излязоха със специална микросхема K155ID1. Вярно, че отдавна са спрени от производство, като лампите, но закупуването им не е проблем. Тези. за да контролирате катодите, просто трябва да ги свържете към съответните щифтове на микросхемата и да подадете данни в двоичен формат към входа. Да, почти забравих, захранва се от 5V. (е, много удобно нещо). Беше решено да се направи дисплеят динамичен, т.к в противен случай ще трябва да инсталирате K155ID1 на всяка лампа и ще има 6 от тях. Общата схема се оказа така:

Под всяка лампа инсталирах яркочервен светодиод (така е по-красив). Когато се сглоби, таблото изглежда така:

Не можахме да намерим гнезда за лампите, така че трябваше да импровизираме. В резултат на това старите конектори, подобни на съвременните COM, бяха разглобени, контактите бяха отстранени от тях и след някои манипулации с резачки за тел и файл бяха запоени в платката. Не съм правил панели за IN-17, направих ги само за IN-8.
Най-трудната част свърши, остава само да се разработи схема за „мозъка“ на часовника. За това избрах микроконтролера Mega8. Е, тогава всичко е съвсем лесно, просто го вземаме и свързваме всичко към него по удобния за нас начин. В резултат веригата на часовника включва 3 бутона за управление, чип за часовник в реално време DS1307, цифров термометър DS18B20 и чифт транзистори за управление на подсветката. За удобство свързваме анодните ключове към един порт, в този случай това е порт C. Когато се сглоби, изглежда така:

Има малка грешка на платката, но тя е коригирана в прикачените файлове на платката. Конекторът за мигане на MK е запоен с проводници, след мигане на устройството, той трябва да бъде разпоен.

Е, сега би било хубаво да начертаем обща диаграма. Речено, сторено, ето го:

А ето как изглежда всичко сглобено:

Сега остава само да напиша фърмуера за микроконтролера, което и беше направено. Функционалността се оказа следната:

Показване на час, дата и температура. Когато натиснете за кратко бутона MENU, режимът на дисплея се променя.

Режим 1 - само време.
Режим 2 - време 2 мин. дата 10 сек.
Режим 3 - време 2 мин. температура 10 сек.
Режим 4 - време 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.

Когато се задържи, настройките за час и дата се активират и можете да навигирате през настройките, като натиснете бутона MENU.

Максималният брой сензори DS18B20 е 2. Ако температурата не е необходима, не можете да ги инсталирате изобщо, това няма да повлияе на работата на часовника по никакъв начин. Няма възможност за горещо включване на сензори.

Кратко натискане на бутона НАГОРЕ включва датата за 2 секунди. При задържане подсветката се включва/изключва.

С кратко натискане на бутона НАДОЛУ температурата се включва за 2 секунди.

От 00:00 до 7:00 часа яркостта се намалява.

Цялата работа работи така:

Източниците на фърмуер са включени в проекта. Кодът съдържа коментари, така че няма да е трудно да промените функционалността. Програмата е написана на Eclipse, но кодът се компилира без никакви промени в AVR Studio. MK работи от вътрешен осцилатор с честота 8 MHz. Предпазителите са настроени така:

И в шестнадесетичен като този: ВИСОКА: D9, НИСКО: D4

Включени са също табла с коригирани грешки:

Този часовник работи един месец. Не са установени проблеми в работата. Регулаторът LM7805 и преобразувателният транзистор са едва топли. Трансформаторът се нагрява до 40 градуса, така че ако планирате да инсталирате часовника в кутия без вентилационни отвори, ще трябва да използвате трансформатор с по-висока мощност. В моя часовник осигурява ток от около 200mA. Точността на механизма е силно зависима от използвания кварц при 32,768 KHz. Не е препоръчително да инсталирате кварц, закупен в магазин. Най-добри резултати показа кварцът от дънни платки и мобилни телефони.

В допълнение към лампите, използвани в моята верига, можете да инсталирате всякакви други газоразрядни индикатори. За да направите това, ще трябва да промените оформлението на платката, а за някои лампи напрежението на усилвателния преобразувател и резисторите на анодите.

Внимание: устройството съдържа източник на високо напрежение!!! Токът е малък, но доста осезаем!!! Затова внимавайте при работа с уреда!!!

PS Статия първа, може да съм сгрешил/объркал някъде - предложения и предложения за корекция са добре дошли.

Свързани публикации