Часы с газоразрядными индикаторами. Часы на газоразрядных индикаторах V2.0
Answer
Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.
Простые часы - термометр на газоразрядных индикаторах.
Возможности часов
Время:
Дата:
(Дата - Месяц - День недели)
Температура:
6 режимов индикации и автопоказ даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём кнопку "-" перебор режимов индикации.
http://www.youtube.com/watch?v=QReDKfZJKd0
Часы собраны на минимуме микросхем:
PIC16F628А
- контроллер часов.
DS1307
- сами часики.
BU2090
- дешифратор катодов.
MAX1771
- преобразователь напряжения.
DS18B20
- термодатчик - Если термометр не нужен можно его и не ставить.
DS32KHz
- микросхема генератора для точности хода.
Если точность не нужна и вы просто подберёте точный кварц на 32.768
то DS32KHz можно и не ставить.
Описание кнопок:
Кнопка "-" в режиме установки часов и кнопка перебора режимов индикации в рабочем режиме часов.
Кнопка "ОК" - для входа в режим установки часов.
Кнопка "+" в режиме установки часов и кнопка показания даты и температуры в рабочем режиме часов.
Режимы индикации:
1 - цифры плавно гаснут и плавно появляются новые.
2 - часы работают как обычно в этом режиме работает "маятник".
3 - цифры при смене меняются перебором в этом режиме работает "маятник".
4 - цифры при смене накладываются друг на друга.
5 - режим индикации меняются каждые сутки в 00:00.
6 - режим индикации меняются каждый час.
Включение / выключение автоматического показа даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём и держим в течении 3 секунд кнопку "+" - показ даты/температуры.
Установка времени:
Для установки времени жмём и держим кнопку "ОК" в течении 3х секунд во время показа времени.
Часы переходят в режим установки времени и начинают мигать часы.
Кнопками "-" и "+" устанавливаем час и нажимаем кнопку "ОК" и переходим к установке минут.
И так далее в последовательности час > минуты > число > месяц > день недели.
При долгом удержании кнопок "-" или "+" цифры автоматически сами убывают или прибавляются.
Настройка катодов, то есть порядка цифр.
В часах можно использовать любые лампы.
Для платы что входит в проект можно использовать любые лампы с гибкими выводами
Типа ИН-8-2 или ИН-14 или ИН-16 или ИН-17.
Проект так-же содержит плату и прошивку для ИН-12 - Прошивка другая потому что лампы не на месте, и платку для ИН-18.
Прошивка контроллера рассчитана на использование ИН-14 в родной плате,
если будете использовать другие лампы или рисовать свою плату
нужно после сборки платы и запуска часов переназначить цифры.
Т.к. их порядок нарушается - например вместо 0 будет 7 или вместо 5 - 3.
Назначение цифр:
Необходимо если вы будете использовать свою плату с другими лампами.
Или другие лампы для этой платы - например ИН-8-2 или ИН-16.
Катоды можно подключать к BU2090 как удобно.
Исключение только для точек если они есть в лампах (14 - правые, 15 - левые точки выводы BU2090).
Если точек нет то их можно не подключать.
Жмём и держим кнопку ОК и включаем часы.
В 1м или 3м разряде загорается цифра.
Отпускаем кнопку и начинается перебор цифр.
Надо назначить цифры от 0 до 9
.
При их появлении нажимаем кнопку "+" и так последовательно с 0 до 9.
После чего загорается 4 разряд и начинает мигать 0 и 1.
Это включение / выключение бегающей точки.
Если нажать кнопку "+" на 0 то функция отключается.
Затем загорается 5й разряд - это разрешение мигания секундных ламп.
На тот случай если вы секундные лампы расположите по центру вместо секундных точек.
После чего часы переходят в рабочий режим.
Платы нарисованы с помощью программы Sprint Layout 3.0
Фото верхней части платы с подписанными элементами для большей наглядности.
Последнее время весьма популярны часы в духе ретро, на газоразрядных индикаторах. В забугорье такие часы зовутся "Nixie-clock". Увидев подобный проект на просторах интернета, я загорелся идеей собрать и себе такие-же.
Что из этого получилось, читайте далее.
Изучил варианты схем в интернете. Обычно Nixie-часы состоят из четырёх основных частей:
1. управляющий микроконтроллер,
2. высоковольтный блок питания,
3. драйвер-дешифратор и собственно лампы.
В большинстве схем в качестве дешифратора используются советские микросхемы К155ИД1 - «высоковольтные дешифраторы управления газоразрядными индикаторами». Мне найти такой чип не удалось, да и не очень хотелось использовать DIP-корпуса.
Схема часов, применённые детали
С учётом имеющихся компонентов я разработал свою версию схемы часов, в которой роль дешифратора отведена микроконтроллеру.
Рисунок 1. Схема Nixie-часов на МК
На микросхеме U4 MC34063 собран повышающий «dc-dc» преобразователь с внешним ключом на IRF630M в полностью изолированном корпусе. Транзистор взят с платы монитора.
R4+Q1+D1 являются простым драйвером для ключа, быстро разряжая затвор. Без такого драйвера ключ сильно грелся и не получалось получить необходимого напряжения.
R5+R7+С8 - обратная связь, определяющая выходное напряжение на уровне 166 Вольт. Транзисторы Q3-Q10 совместно с резисторами R8-R23 составляют анодные ключи, позволяя организовать динамическую индикацию.
Резисторы R8-R11 задают яркость свечения цифр индикатора, а резистор R35 – яркость разделительной точки.
Одноименные выводы всех ламп за исключением анода соединены между собой и управляются транзисторами Q11-Q21.
Микроконтроллер ATMEGA8 управляет ключами ламп, он же опрашивает микросхему часов реального времени (RTC) DS1307 и кнопки.
Диоды D3 и D4 обеспечивают генерацию запроса внешнего прерывания по нажатию на любую из кнопок управления.
Питание контроллера выполнено через линейный стабилизатор 78L05.
Лампы ИН-14 - индикаторы тлеющего разряда.
Катоды в форме арабских цифр высотой 18 мм и двух запятых. Индикация осуществляется через боковую поверхность баллона. Оформление - стеклянное, с гибкими выводами.
Так сказать э… калькулятор «Искра 122». Фото ~MERCURY LIGHT~
Индикаторы ИН-14 от монструозного калькулятора «Искра 122» 1978 года выпуска светят без проблем и достались мне за «спасибо, что освободил мой балкон».
Питать конструкцию можно постоянным напряжением 6 - 15 Вольт от внешнего БП. Потребление менее одного Ватта (70 мА при 10 В).
Для сохранения хода часов при сбоях питания, предусмотрена батарейка CR2032. Если верить даташиту, потребление у DS1307 всего 500nA при батарейном питании, так что этой батарейки хватит очень надолго.
Управление часами
После подачи питания загорятся четыре нуля, и, если связь с микросхемой DS1307 установлена без ошибок, начнёт мигать разделительная точка.Установка времени выполняется с помощью трёх кнопок «+», «-» и «set». Нажатие на кнопку «set» погасит часовые разряды, далее, с помощью кнопок «+» и «-» настраиваются минуты. Следующее нажатие на кнопку «set» переведёт в режим настройки часов. Ещё одно нажатие на «set» сбросит в 0 секунды и переведёт часы в режим отображения времени «ЧЧ:ММ». Замигает разделительная точка.
Удерживая кнопку "+" можно в любой момент посмотреть текущее время в режиме «ММ:СС».
Плата
Все основные части схемы разведены на одну двухстороннюю плату размером 135×53 мм. Плату изготавливал ЛУТ-ом и травил в перекиси водорода с лимонной кислотой. Слои платы соединял между собой путём впаивания в отверстия отрезков медного провода.Шаблоны платы совмещал на просвет по отметкам за пределами платы. Стоит напомнить, что верхний слой М1 в Sprint-Layout надо печатать зеркально.
В ходе тестовой сборки были выявлены «косяки» в разводке. Пришлось анодные транзисторы проволочками подключать. Печатная плата в архиве к статье исправлена.
Для программирования контроллера предусмотрены контактные площадки.
Фото собранной платы часов
Фото 1. Плата часов снизу
Высоковольтный эл. конденсатор размещён горизонтально, для него я сделал пропил в текстолите. Я старался сделать собранную плату как можно миниатюрнее. Получилось всего 15 мм в толщину. Можно изготовить тонкий стильный корпус!
Список деталей
Файлы
В архиве схема часов в большом разрешении, печатная плата в формате SL5 и прошивка для контроллера.Фьюзы необходимо настроить на работу от внутреннего генератора на 8 МГц.
▼ 🕗 24/05/15 ⚖️ 819,72 Kb ⇣ 137 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
Лампа: ИН-14
Схема: есть
Плата:нет
Прошивка:есть
Исходник:нет
Описание: есть
Особенности: авторская разработка от Myxomop.
Схема:
Часики собственной конструкции. Есть будильник и сервисное меню, где можно изменить настройки часов. Можно включить "бой" - при смене часа часы пищат количество часов.
Блок питания - простейший импульсный. Делал по этой схеме
На плате около кварцевого генератора можно увидеть мой косяк. Я привык к контроллерам, типа все можно программно изменить. А тут выходы дешифратора (жесткая логика) рулят ключами, я при разработке схемы даже не подумал об этом, нужно 1 подавать или 0. Чисто автоматом соединил выходы дешифратора с ключами. Потом долго искал ошибку в проге Когда до меня наконец дошло, в чем дело - пол дня матерился.
Когда все косяки (и железные, и программные) были пофиксены, получились вот такие часики.
Кратенько дам список функций сервисного меню:
1
- вкл(1)/выкл(0) бой
2
- вкл(1)/выкл(0) показывать незначащий "0" в старшем разряде часов
3
- 12/24 часовой цикл отображения времени (если выбран 12-ти часовой цикл, при установке времени часы автоматически переходят в 24-часовой цикл, а потом возвращаются обратно)
4
- 4 варианта мигания разделительной точки
5
- 4 варианта звука для будильника (кнопкой "Set" можно послушать звук)
6
- количество циклов проигрывания звука будильника (1-99)
7
- число коррекции для отсчета времени
8
- вкл(1)/выкл(0) плавной смены цифр
9
- запись настроек в eeprom (происходит однократно при каждом заходе в этот пункт меню, при этом мигающий "0" устанавливается в "1")
В сервисное меню можно войти, нажав одновременно кнопки "Set" и "Mode". Кнопку "Set" обязательно надо нажать первой. Выход аналогично.
Если часы идут не достаточно точно, можно попробовать в сервисном меню поменять число коррекции. Рассчитать его можно так. Сначала записываем туда 0. И оставляем ровно на сутки. За это время часы обязательно должны убежать вперед. Если они отстали, то никакая коррекция не поможет, скорее всего причина в кварце - только менять! Так вот, смотрим на сколько секунд они ушли вперед (sek ) рассчитываем это число примерно по формуле korr=43.2/sek . Потом можно еще раз засечь уже за несколько суток и попробовать изменить на +/-1 и посмотреть будут ли улучшения.
Ну и если вы решили повторить мою конструкцию, выкладываю прошивку.
Прошивка .
Единственная хрень, которую так не удалось побороть - звон (писк) индикаторов от динамической индикации. Судя по опыту других никсистроителей, тут ничего не поделать, такова уж конструкция самих ламп.
Схема:
Скачать схему
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:
- Отображение времени
- Отображение даты по нажатию кнопки
- RGB подсветка индикаторов. Она имеет 2 режима.
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.
- Светодиодная подсветка под корпусом - светящиеся ножки. Обычные белые светодиоды. Подсветка может использоваться в качестве ночника, или просто для эстетики.
- Возможность регулировать яркость свечения индикаторов. Реализуется за счет простого программного ШИМа, поскольку три канала уже заняты под RGB подсветку.
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.
Вот индикаторы уже припаяны к общей плате с подсветкой.
Начинаем делать корпус - вырезаем детали из стеклотекстолита, спаиваем их между собой.
Примерка плат и деталей в корпусе.
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.
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.
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.
Соберем часы на газоразрядных индикаторах, максимально просто и доступно, на сколько это вообще возможно.
Автором данной самоделки является AlexGyver, автор одноименного YouTube канала.
В настоящее время большинство газоразрядных индикаторов больше не производится, и остатки советских индикаторов можно найти только на барахолке или радиорынке. В магазинах их найти очень трудно. Но чем меньше становится этих индикаторов, тем больше к ним растёт интерес. Растёт он у любителей ламповости, винтажа и конечно же пост апокалипсиса.
Итак, мы хотим сделать часы на их основе, и ради простоты и максимальной доступности будем управлять индикаторами при помощи микроконтроллера в лице платформы ардуино, которая подключается к компьютеру по USB и в неё по клику мышки загружается прошивка. Между ардуиной и индикаторами нам нужна ещё некоторая электроника , которая будет раздавать сигналы по ногам индикаторов. Значит, во-первых, нам нужен генератор, который будет создавать высокое напряжение для питания индикаторов.
Часы работают от постоянного напряжения около 180В. Этот генератор устроен очень просто и работает на индуктивных выбросах. Частоту генератора задаёт шим контроллер, при частоте в 16кГц на выходе получаем напряжение 180В. Но не смотря на высокое напряжение, генератор очень и очень слабый, так что о других его применениях даже не думайте, он способен только на тлеющий разряд в инертном газе. Это напряжение, а именно +, через высоковольтные оптопары направляется на индикаторы. Сами оптопары управляются ардуиной, то есть она может подать +180В на любой индикатор. Чтобы цифра в индикаторе засветилась, нужно подать на неё землю, и этим занимается высоковольтный дешифратор – советская микросхема. Дешифратор тоже управляется ардуиной и может подключить к земле любую цифру.
А теперь внимание: индикаторов у нас 6, а дешифратор 1. Как же это работает? На самом деле дешифратор подключен сразу ко всем индикаторам, то есть ко всем их цифрам, и работа дешифратора и оптопар синхронизирована таким образом, что в один момент времени напряжение подаётся только на одну цифру одного индикатора, то есть оптопара очень быстро переключают индикаторы, а дешифратор зажигает на них цифры, и нам кажется, что все цифры горят одновременно. На деле же каждая цифра горит чуть больше 2 миллисекунд, затем сразу включается другая, суммарная частота обновления 6-ти индикаторов составляет около 60Гц, то есть кадров в секунду, а учитывая инертность процесса, глаз никаких мерцаний не замечает. Такая система называется динамическая индикация и позволяет очень сильно упростить схему.
В общем и целом, схема часов получается весьма и весьма сложной, поэтому разумно сделать для неё печатную плату.
Плата универсальная для индикаторов ИН12 и ИН14. На этой плате, помимо всей необходимой для индикаторов обвязки, предусмотрены места для следующих железок: кнопка включения/выключения будильника, выход на пищалку будильника, термометр + гигрометр DHT22, термометр DS18b20, модуль реального времени на чипе DS3231 и 3 кнопки для управления часами.
Всё перечисленное железо является опциональным, и его можно подключать, а можно и не подключать, это всё настраивается в прошивке. То есть на этой плате можно сделать просто часы, вообще без кнопок и без всего, а можно сделать часы с будильником, отображением температуры и влажности воздуха, вот такая вот универсальная плата. Печатку естественно решили заказать у китайцев, потому что есть очень много тонких дорожек и переходов на другую сторону платы. Так называемый гербер файл платы вы найдёте в архиве, который можно скачать на .
Дорожек в этом проекте много, особенно тонких на плате с индикаторами.
Плату нужно распилить на части, так как она двухэтажная. Но лучше не пилить, стеклянная пыль очень вредна для лёгких. Закалённым саморезом царапаем плату и аккуратно ломаем в тисках.
В общем сейчас нужно запаять все компоненты на плату согласно подписям и рисункам на шелкографии. Также нужно будет купить рейку с пинами, чтобы соединить части платы.
В проекте используется полноразмерная Arduino Nano. Сделано это для упрощения загрузки прошивки даже для самых новичков.
Итак, собрали нижнюю плату. Сначала нужно протестировать работу генератора. Если он собран неправильно, то может бахнуть конденсатор. Так что накрываем его чем-нибудь и включаем питание.
Ничего не бахнуло, это хорошо. Аккуратно измеряем напряжение на ногах конденсатора, должно быть 180В.
Отлично. Внимательно смотрим как паять индикаторы. На всех индикаторах одна нога помечена белым - это анод.
Лампу нужно вставлять так, чтобы анодная нога попала вот в это отверстие, это анодные дороги.
После пайки обязательно отмойте флюс, иначе вместо одной цифры могут гореть несколько. Далее распаиваем оставшиеся датчики и пищалки, если они нужны, и паяем провода для подключения кнопок.
Датчик температуры пришлось выносить на проводах, чтобы разместить его подальше от источников нагрева.
Все кнопки и выключатель будильника выносим на проводах. Модуль часов тоже сделаем на проводах.
Со качаем архив, в котором есть прошивка и библиотеки. Загружаем прошивку.
Проверяем.
Всё работает! Поздравляю, мы сделали ламповые часы.
Теперь, что касается корпуса. Автор долго искал максимально доступный и деревянный вариант, и таки нашёл вот такую заготовку для самодельной шкатулки, которая идеально подходит по размеру к плате.
Также делаем отверстия под пищалки, провода, кнопки и переключатели.
Плату нужно приподнять, автор использует обычные стойки для печатных плат.
Корпус автор покрасил под орех. Не очень удачно, лучше используйте морилку.
Готово! Осталось показать, как всем этим пользоваться. Перед прошивкой можно настроить некоторые моменты: времена режима часов и режима отображения температуры и влажности. Автор поставил 10 секунд на часы и 5 на температуру. Температура, к слову, слева, влажность справа.