Часы на газоразрядных индикаторах

Часы на газоразрядных индикаторах | radiolaba.ru - программирование микроконтроллеров pic

Простые часы с ретро лампами ИН-12

Часы собраны по мотивам предыдущей конструкции, но с меньшим бюджетом и на более доступном микроконтроллере PIC16F628A.Устаревшая модель, см обновление — проект История любви ИН-12.

Часы работают в 24 часовом формате.

Реализован метод борьбы с отравлением катодов ламп (или антиотравление). Перед сменой минут происходит быстрый перебор всех цифр во всех лампах.

Управление часами тремя кнопками – «увеличить», «уменьшить» и «ок» (выбор режима).

Нажатием на кнопку «ок» перебираются следующие режимы:

– настройка часов текущего времени (ЧЧ _ _);
– настройка минут текущего времени (_ _ ММ);
– настройка часов будильника (ЧЧ._ _);
– настройка минут будильника (_ _.ММ);
– настройка текущего дня недели от 1 до 7 (0 _ _ 1);
– срабатывание будильника в понедельник (1 _ _ 1);
– срабатывание будильника во вторник (2 _ _ 1);
– срабатывание будильника в среду (3 _ _ 1);
– срабатывание будильника в четверг (4 _ _ 1);
– срабатывание будильника в пятницу (5 _ _ 1);
– срабатывание будильника в субботу (6 _ _ 0);
– срабатывание будильника в воскресенье (7 _ _ 0);
– яркость свечения ламп от 0 до 20 (8 _ 05);
– почасовой сигнал с 9:00 до 21:00 (9 _ _ 1).

Изменения и замечания:

1. Добавлены новые функции в программу – см режимы выше. Теперь эксплуатация часов комфортнее, но настройка сложнее.

2. Увеличена частота ШИМ – дроссель перестал пищать; можно использовать индуктивности меньших номиналов. Решая этот вопрос, пришлось пожертвовать мелодичным сигналом будильника (теперь звуковой излучатель при срабатывании будильника просто пикает).

3. Скорректирована схема – добавлен транзистор BC558, ускоряющий закрытие силового полевого транзистора. Теперь полевой транзистор не греется (чуть тёплый при потреблении 12В * 100 мА).

4. Изменен алгоритм подавления засветки соседних разрядов. Ранее для закрытия оптопар использовался пустой такт динамической индикации. Сейчас  выполняется задержка для гарантированного закрытия оптопар. Увеличена частота переключения разрядов, свечение цифр стало ярче и «пушистее» .

5. Теперь часы могут работать и от 5В – для этого в схеме вместо стабилизатора КР1158ЕН5А (7805) поставить перемычку. При этом потребуется настроить яркость на максимум (>15 ед)

Внимание — при питании 9…12В поднимать яркость больше 15 ед не рекомендуется, т.к. возникает свечение вокруг подводящих электродов цифр

6. Уменьшено потребление в режиме ожидания (при обесточке), примерно 0,47 мА (ранее было 0,52 мА).

7. Добавлен алгоритм восстановления времения для случаев коротких обесточек при эксплуатации без батарейки.

8. Ранее наличие напряжения контролировалось на пин 18 через делитель напряжения 1:2 (4,7 кОм + 4,7 кОм) для целей ускорения перехода в режим ожидания. Решено ограничиться одним сопротивлением 4,7 кОм (потому что их много у меня). Допустимый входящий ток на пин 18 до 20 мА (см даташит параметр Input clamp current). При питании 20В входящий ток составляет (20 Вольт / 4700 Ом) = 4,2 мА.

9. Газоразрядный индикатор тлеющего разряда является простейшим стабилизатором постоянного тока (стабилитроном). Фактически в моих экземплярах ламп напряжение стабилизации измерено на уровне 175В. Ток свечения цифр подбирается на уровне 1-2 мА. В документации на ИН-12 указан параметр напряжения источника питания. Всё это подвожу к тому, что нет необходимости стабилизировать напряжение питания ламп.

Некоторые детали могут быть заменены.

Стабилизатор напряжения КР1158ЕН5А (TO-251) = 7805 (TO-220)

Полевой транзистор STU6N62K3 (IPAK) = IRF840 (TO-220)

Индуктивность 1000 мкГн = 470 мкГн.

Конденсатор 4,7мкФ х 350В = 10 мкФ х 350В

Диод Шоттки 1N5817 = 1N5819 (нежелательно).

Много аналогов у установочных компонентов – почти любые горизонтальные держатели батареи CR2032, тактовые кнопки 6х6 мм, пьезоизлучатели диаметром до 12мм, любые доступные панели под микросхемы.

Для повышения точности хода часов кварц 32768 Гц нагружать рекомендованными емкостями. Место монтажа кварца и прилегающие линии отмыть растворителем и просушить. Корпус кварца соединить с общим минусом.

 
На видео какое-то непонятное мерцание, в реале всё светится равномерно.
 

01.07.2015 Evgeniy Korzhov

Дмитрий Алексеев

19.12.15.   Юрий, Евпатория

Станислав

Проект устарел и не поддерживается.
Новая версия проекта «История любви ИН-12».

Описание проекта

Решил я сделать максимально простой и доступный проект часов на газоразрядных индикаторах и Arduino! Односторонняя плата, выводные компоненты, никакой жести!

Платы:

  • Габариты платы меньше 100х100мм, то есть заказать 10 таких плат у китайцев будет стоить $2 без учёта доставки
  • Плата односторонняя, её без проблем можно сделать классическим ЛУТом!
  • Все компоненты – выводные, припаяет даже новичок
  • Количество компонентов сведено к минимуму!
  • На данный момент в проекте есть платы под индикаторы ИН-12 и ИН-14, возможно будут сделаны и другие
  • Система состоит из двух плат: нижней (вся управляющая электроника) и верхней (лампы и светодиоды подсветки)
  • Нижних плат два варианта: обычная (4 оптопары, точка – светодиод) и с дополнительной оптопарой под неоновую точку (5 оптопар, точка – неонка)
  • У плат ИН-14, ИН-12, ИН-12_перевертыш нижняя часть одинаковая! Части плат взаимозаменяемы. Нижняя плата отличается только у ИН-14_неон
Популярные статьи  8 канзаши на 8 марта мастер класс

Хардварные фишки:

  • Сердце платы – полноразмерная Arduino NANO, это означает простую сборку и прошивку
  • Питание всей схемы – 5 Вольт
  • Генератор высокого напряжения раскачивается ШИМ каналом Arduino
  • Напряжение генератора подстраивается резистором с крутилкой
  • Время задаёт RTC DS3231
  • 3 кнопки для настройки времени и будильника
  • Пищалка для будильника
  • Подсветка ламп индикаторов

Софтварные фишки:

  • “Перебор” цифр, не дающий индикаторам окисляться
  • Режим будильника
  • Плавное изменение яркости точки и подсветки (эффект “дыхания”)
  • Настройка яркости цифр, “точки” и подсветки ламп
  • Разные режимы переключения индикаторов
    • Плавное угасание/разгарание
    • Перебор цифр
    • Перебор катодов

Связанные материалы

Часы на ГРИ и К155ИД1. Нужна помощь…
Доброго времени суток! Сделал часы на газоразрядных индикаторах с динамической индикацией на…

Вариант датагорских часов Nixie Tube Clock (JGL) с GPS-синхронизацией…
С удовольствием повторил проект Юрия Глотова (JGL) «Часы с GPS-синхронизацией времени и…

Часы с GPS-синхронизацией времени и винтажными индикаторами ИН-12. Наш вариант Nixie Tube Clock…
Не думал, что спустя много лет я вернусь к часам на газоразрядных индикаторах. В конце 70-х я…

«Red Dragon» — часы на газоразрядных индикаторах ИН-14 + PIC16F628A…
Здравствуйте, уважаемые читатели журнала Datagor.ru! Предлагаю вам историю создания часов на…

Ламповый преамп для бас-гитары на основе Alembic (12AX7, ECC83)…
Часто встречается явление, когда басист хочет изменить или улучшить звук своего инструмента….

Микрорепортаж: часы из датагорского кита Simplex Clock в кухонном гарнитуре…
Привет, дрУги! Я коротко и по делу. Всего пара «говорящих» фоток. Порадовал жену. В реале смотрится…

Чертеж корпуса датагорских часов Simplex Clock в формате Corel Draw…
Привет, дрУги! Предлагаю всем желающим текущую версию файла раскроя акрила для корпуса часов из…

Муки творчества: прототипирование корпуса датагорских часов Simplex Clock из акрила…
Привет, дрУги! Предлагаю посмотреть кино. Особенно тем, кто подумывает над приобретением нашего…

Новые идеи корпусов для датагорских цифровых часов Simplex Clock. Файлы резки в комплекте…
После получения датагорского конструктора Project-012 «Simplex Clock» и просмотра ролика сборки…

Термостат для отопления дачи инфракрасными обогревателями Иколайн. Дежурный режим, часы. DS1307, DS1631, Atmega8, энкодер…
Как говорит мой коллега, что бы Гаврилов ни делал — все равно термометр получается… Новая статья об…

Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки…
Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой…

Микроконтроллер ATmega 8 управляет шаговым двигателем…
Подключение шагового двигателя к микроконтроллеру ATmega 8 Недавно пришлось подключать шаговый…

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Алексей (teXnik)
Россия, Тула
Список всех статей

Профиль teXnik

Студент политехнического университета, увлекаюсь радиэлектроникой и модернизацией авто (подготовка для джип триала). Паять люблю. Переделал амфитоны 25 ас 27 и усилитель под них на тдашке.Собрал уазик с мотором v8.На сайт пришел для разватия своих навыков и умений

Часы «Элиза ИН-12»

Часы собраны на лампах ИН-12 с дизайном плат проекта «Элиза».
Платы показали успешную повторяемость, простоту и компактность конструктива.

Преимущества:

– собрано на выводных компонентах, которые способны смонтировать школьники, начинающие и кружковцы с минимальным опытом пайки;

– лампы ИН-12 наиболее дешевы и доступны для приобретения (на момент написания статьи);

– питание 5 Вольт от дешевых зарядок для мобильных с USB;

– минимум деталей с широким разбросом номиналов, следовательно, больше надёжность;

– платы просты для изготовления, т.к. имеют односторонний рисунок проводников, широкие дорожки (0,5 мм), крупные контактные площадки (2,0 мм и более);

– толщина собранного пакет плат имеет компактный размер (12 мм) + наплывы припоя на выводах (~1мм).

Популярные статьи  Тайник - новые посты

Недостатки:

– Ток потребления в режиме обесточки 0,47 мА. Батарейки-таблетки CR2032 расчётно хватит в среднем на 20 дней поддержания хода при обесточке (качественные батареи работают дольше). Предполагается, что часы должны работать непрерывно и стационарно, а обесточка часов (домашней бытовой сети) на 20 дней маловероятна.

– Монтаж гребенки разъемов (штырей), кнопок и разъема питания со стороны дорожек. Это делать не совсем удобно, но гораздо проще, чем сделать двухстороннюю плату с металлизацией отверстий.

Рекомендации:

– У ламп ИН-12 (как впрочем и у других ИН-хх) «гуляет» геометрия корпуса баллона, расположение и размер вакуумного соска, допускается отклонение оси корпуса от осей выводов, различается цвет сетки. Для сборки желательно подобрать внешне схожие лампы. Перед пайкой все лампы вставляются в плату, оценивается взаимное позиционирование ламп, при необходимости лампы меняются местами. Затем «прихватываются» припоем в 2-3 точках и после корректировки положения припаиваются основательно.

– Звуковой чип UM66T19 в рознице в отечественных магазинах не встречается, но есть прошивка с работой пъезоизлучателя в режиме пищалки без UM66T19.

Схема

Лицевая сторона платы индикации не отличается от предыдущих проектов.

Вид сверху.

Монтаж кнопок и разъема питания со стороны дорожек. При эксплуатации к этим компонентам не прикладываются боковые усилия. Припой надёжно фиксирует кнопки и разъём на больших контактных площадках. Конструктивно как кнопки, так и разъем питания и вовсе можно не устанавливать на плате, а расположить другие произвольные кнопки и разъем на корпусе.

Вид сбоку, смотрите монтаж разъема гребенки (штырей PLS-10). Гребенка припаивается к плате, затем сдвигается пластиковая обойма к плате.

Перечень компонентов:

Наименование

Кол-во

Примечание, замены

ИН-12

4

ИН-3

1

NE-2

К155ИД1

1

PIC16F628A

1

TLP627

5

IRF840

1

IRF740, IRF830, STP5N52K3, STF7N52K3…

BC558

1

КТ3107 – внимание зеркальная распиновка!

1N4148

2

КД522

BYV26C

1

SF18

1N5817

1

1N5819

32768 Гц

1

часовой кварц DT-38Tили компактнее DT-26

15 пФ

2

К10-17

100 мкФ х 16В

1

К50-35, размер не более D5 х L11

4,7 мкФ х 350В

1

К50-35, размер не более D10 х L13

470 мкГн

1

RLB0914,1000 мкГн

470 Ом

1

С2-23 (MF-25)

4,7 кОм

3

С2-23 (MF-25)

470 кОм

1

С2-23 (MF-25)

PBS-10

2

PBS-40 (1 шт)

PLS-10

2

PLS-40 (1 шт)

FSM16JH

3

FSM16JH кнопка тактовая и пр.

DS-216

1

разъем питания

BH20D76

1

CH224-2032, держатель 2032

CR2032

1

батарея таблетка 3В

DS18B20

1

термодатчик

UM66T19

1

звуковой чип, разные мелодии в чипах UM66T**

PKM13EPYH4000

1

пьезоизлучатель, HPM14A и пр. пьезо-

Блок питания 5В

1

зарядка для мобильного на 5В – 500 мА

Если у Вас недостаточно опыта пайки, во избежании перегрева микросхем рекомендуется использовать узкие DIP панели SCS-16, SCS-20, SCS-18 или аналогичные.

Фото zone_dead

Фото aleksandr-karpov-89

aleksandr-karpov-89

Проект устарел и не поддерживается.
Новая версия проекта «История любви ИН-12».

Корпус для часов на ИВ-11

Корпус для часов я решил сделать из дерева, мне кажется, пластиковый корпус смотрелся бы скучно и не интересно. Для начала я выпилил из сосновой доски прямоугольный брусок, в котором просверлил 4 сквозных отверстия под индикаторы ИВ-11, с помощью перового сверла. Далее с нижней стороны вырезал полость, просверлил много отверстий и удалил лишнюю древесину тонкогубцами. Затем с помощью той же дрели и специальной насадки шлифовал внутреннюю поверхность полости. По внутренним углам оставил выступы, чтобы в дальнейшем закрепить плату.

Далее по центру были просверлены отверстия под светодиод разделитель и фоторезистор, на задней стенке отверстия под разъем питания, зуммер и кнопки. Следующая стадия это скругление углов и шлифовка наружной поверхности наждачной бумагой. В результате получается готовый деревянный корпус.

Оставлять корпус в таком виде нежелательно, нужно чем-то обработать древесину. В общем, решил пропитать корпус льняным маслом. Оно экологически чистое и безвредное, дерево пропитанное маслом становится водостойким, не высыхает и не растрескивается, улучшаются эстетические характеристики.

Я купил нерафинированное льняное масло в аптеке, но лучше использовать специальное рафинированное, которое используется художниками, можно купить в канцелярских товарах, оно более светлое. Льняное масло может очень долго сохнуть (полимеризация) после пропитки, поэтому его лучше прокипятить. Греть нужно до появления легкого дымка и постоянно контролировать процесс, затем выключить плитку и подождать пока дым не исчезнет. Нужно проделать эту процедуру несколько раз. При этом выделяется сильный запах рыбьего жира, скорее всего из-за того что масло нерафинированное, но это не точно. Сильно греть не стоит, так как масло может загореться, нужно быть осторожным.

Популярные статьи  Ободки из фоамирана своими руками: мастер-класс с пошаговым фото

По идее, пропитывать дерево нужно тонкими слоями с помощью кисточки или тканью, и так несколько раз, пока масло не перестанет впитываться. Я подумал, что это будет слишком долго и решил просто погрузить корпус в горячее масло. При этом из дерева выделяются пузырьки воздуха. Я продержал корпус около часа, время от времени нагревал масло для ускорения процесса. В итоге корпус стал тонуть в масле, пузырьки больше не выделялись.

Через сутки корпус для часов на ИВ-11 практически высох, и приобрел темный неравномерный  оттенок, более отчетливо проявилась текстура дерева. Также уменьшился общий размер корпуса, примерно на 1мм.

У меня не было опыта в пропитке дерева, я пока не знаю всех нюансов данного процесса. Но думаю, что получилось неплохо для первого раза. Итак, корпус готов, осталось собрать все воедино.

Сборка не составляет труда, остается вставить часы в корпус и закрыть снизу текстолитовой крышкой на 4 шурупа, вот и все готово.

Часы на ИВ-11 схема

Ниже представлена схема ламповых часов на вакуумно-люминесцентных индикаторах ИВ-11:

Для питания индикаторов я собрал высокочастотный двухтактный импульсный преобразователь на специализированной микросхеме CD4047В (DD1), микросхема управляет сборкой полевых транзисторов DD2, которые коммутируют импульсный трансформатор T1. Трансформатор намотан на ферритовом кольце, диаметром 13мм, сечение 6 на 3 мм. Все обмотки имеют отвод от середины, первичная обмотка содержит 14 витков, вторичная для накала 2 витка, проводом 0,4мм. Вторичная анодная обмотка 140 витков, проводом 0,2мм. Намотка не составляет труда при использовании специального челнока. Частота генератора составляет 50 кГц. Полное напряжение накала составило 1,42В по осциллографу, анодное напряжение относительно среднего вывода около 50В.

Чтобы исключить свечение сегментов при отсутствии управляющего напряжения, нужно подать на сетку отрицательное смещение относительно катода. Это можно реализовать положительным смещением напряжения накала относительно общего провода. Для этой цели в схеме установлен стабилитрон VD3 подколоченный к среднему выводу обмотки накала, на катод стабилитрона через резистор подается анодное напряжение, для получения смещения.

Для коммутации анодов сегментов и сетки я использовал специализированные высоковольтные драйвера TD62783AP (DA1, DA2), максимальное коммутируемое напряжение 50В.

Вообще часто встречается другая схема управления, на катод подают отрицательное смещение равное анодному напряжению, аноды сегменты и сетки при этом коммутируют с помощью биполярных pnp транзисторов на общий провод. Я не захотел паять кучу транзисторов, и усложнять печатную плату, поэтому применил  драйвера, о чем говорил выше.

В качестве управляющего микроконтроллера DD3 был выбран PIC16F876A, так как потребовалось много линий для подключения всех компонентов. Программа написана на ассемблере.

В качестве часов реального времени используется популярный модуль DS3231, в котором нужно выпаять резистор, подающий внешнее питание на батарейку, а также светодиод, можно и микросхему памяти выпаять.

Для возможности синхронизации времени я использовал GPS модуль u-blox NEO-6mv2, на сайте уже была статья, посвященная этому модулю. С помощью транзистора VT3 микроконтроллер управляет питанием GPS модуля. Для установки связи с микроконтроллером, модуль должен иметь следующие настройки порта: скорость передачи 9600 бит в сек, 8 бит данных, 1 стоповый бит. По умолчанию модуль обычно поставляется именно с такими настройками, если это не так, нужно изменить параметры порта через специальную программу u-center, подключив модуль к компьютеру через USB-UART переходник.

Я дополнительно добавил в схему часов на ИВ-11 фоторезистор R14, и реализовал в программе микроконтроллера автоматическую регулировку яркости свечения индикаторов, в зависимости от освещения

Яркость регулируется путем изменения скважности

Светодиод HL1 является разделителем часов и минут, он мигает во время отображения времени, светодиоды HL2-HL5 установлены для подсветки индикаторов. Зуммер для сигнала будильника имеет встроенный генератор, обычный зуммер не будет издавать звука. Из-за нехватки выводов микроконтроллера, пришлось оставить только две кнопки для настройки часов.

Часы смонтированы на двух односторонних печатных платах, индикаторы, фоторезистор и светодиоды располагаются на отдельной плате, которая при помощи разъемов вставляется в основную плату.

Драйверы DA1, DA2 можно заменить на KID65783AP, UDN2981A- UDN2984A, M54563P. Полевой транзистор VT3 можно заменить на IRLML2244, IRLML6402 и др., сборку полевых транзисторов DD2 на IRF7311, IRF7341, IRF7351, диоды VD1, VD2 на HER107- HER108, STTH110.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: