Залізо 

Годинник на газорозрядних індикаторах. Годинники на газорозрядних індикаторах – травлення плат Годинники на електронних лампах своїми руками

Годинник на ІН-14 лампах своїми руками

Давно хотів викласти статтю з виготовлення своїми руками годинників на лампах ІН-14,або як ще відгукуються-годинник у стилі стим-панк.

Намагатимуся поетапно і зупиняючись на ключових моментах викласти тільки найголовніше. Індикація годинника добре видно як вдень так і вночі, і самі по собі дуже красиво виглядають, особливо в хорошому дерев'яному корпусі. Загальним, приступаємо.

Схема пристрою (для збільшення-як і скрізь-клік):

У цьому годиннику встановлено газорозрядні індикатори ІН-14. Також їх можна замінити на ІН-8, природно з урахуванням відмінностей у цоколівці. Нумерація висновків індикаторів здійснюється за годинниковою стрілкою з боку висновків. У ІН-14 висновок 1 вказаний стрілкою.


Характеристика годинника:

Напруга живлення, 12
Струм споживання, не більше, ма 200
Струм споживання типовий, ма 150
Індикатори типу ІН-14
Формат індикації часу Годинник\Хвилини\Секунд
Формат індикації дати Число місяць рік
Кількість кнопок керування 2
Будильників 2
Дискретність встановлення часу спрацювання будильника, хв 5
Програмних градацій підстроювання яскравості індикаторів 5

Мікроконтролер Atmega8 у корпусі TQFP. Робота годинника з контролером в DIP корпусі не передбачена. Годинник реального часу DS1307. Звуковий випромінювач має вбудований генератор та напругу живлення 5В. Усі необхідні файли проекту - плата, прошивка контролера- завантажити

Фьюзи:


Ще фото:


Підвищує перетворювач напруги виконаний мікросхемі MC34063A. (MC33063A). За поширеністю та вартістю вона дещо поступається таймеру 555, на якому можна побудувати такий перетворювач, проте дешевше і доступніше MAX1771.

Неполярні конденсатори кераміка, полярні електроліти Low ESR. Якщо Low ESR недоступні, паралельно поставте електроліту кераміку або плівку. Дросель у підвищувальному перетворювачі 220 мкГн на струм 1.2A. Мінімальне розрахункове значення дроселя становить 180 мкГн, мінімальний розрахунковий струм дроселя становить 800 мA.


Дешифраторами працюють два корпуси К155ІД1. У комутаторі анодної напруги використана оптопара TLP627. Величини R23 та R24 потрібно підбирати самостійно, залежно від ступеня світіння. Без них струми через крапки перевищують допустимий рівень. При монтажі індикатори заштовхуємо не до кінця. Так як корпуси всіх індикаторів індивідуальні, їх потрібно буде вирівнювати щодо друкованої плати і між собою.

Управління годинником на ІН-14:

Перехід від режиму до режиму відбувається за кільцем кнопкою "MODE".

Встановлення значення виконується кнопкою "SET".

Кориговане значення або блимає, або має більшу яскравість.

Встановлення значення секунд полягає в їхньому обнуленні.

Установка значення хвилин, годин, дня, місяця, року полягає у додатку 1 до поточного значення по кільцю до максимального значення, після чого значення обнулюється.

Встановлення хвилин спрацьовування будильника виконується від нуля з дискретністю 5 хвилин (00-05-10-15:55).

Якщо годинник знаходиться не в основному режимі і натискання кнопок припиняється, то через кілька хвилин годинник повертається в основний режим.

Скасування сигналу будильника здійснюється кнопкою "SET".

При цьому наступного разу при досягненні часу спрацювання сигнал будильника буде активовано. Коми в десятках і одиницях секунд говорять про активність будильників 1 і 2 відповідно. Режими роботи годинника наведені в таблиці. Червоним умовно позначені яскраві розряди, помаранчевим - тьмяно підсвічені розряди, чорним - погашені розряди. Для часу: Ч – години, М – хвилини, С – секунди. Для дати: Д – день місяця (число), М – місяць, Р – рік. Для встановлення будильника: 1 – будильник 1, 2 – будильник 2, Х – немає значення (погашений).

Перше включення, програмування контролера та налаштування. Спочатку перевірте правильність монтажу схеми годинника. Потім перевірте ланцюга живлення щодо наявності короткого замикання. Якщо не знайшли, спробуйте подати на вхід живлення джерела 12В. Якщо дим не пішов, перевірте напругу ланцюга живлення D5V0. За допомогою підстроювального резистора RP1 встановіть на виході перетворювача, що підвищує, напруга величиною 200В (для зазначених номіналів). Зачекайте кілька хвилин. Елементи схеми повинні помітно нагріватися. Особливо це стосується дроселя високовольтного перетворювача. Його перегрів говорить про неправильно обраний номінал або про конструктив з занадто малим робочим струмом. Такий дросель треба замінити більш відповідний.


З цього моменту знадобиться елемент живлення ВТ1 типу CR2032. У крайньому випадку закоротіть контакти панелі живлення, але тоді час і дату встановлюватимете щоразу при припиненні подачі живлення.


Запрограмуйте послідовно Flashі EEPROMмікроконтролера за допомогою прошивок, що додаються. Робити цю операцію потрібно у зазначеній послідовності. На індикаторах відображатиметься " 21-15-00 Секунди при цьому "підуть". Якщо ж ви все ще не підключили BT1, то замість часу і дати побачите на індикаторах щось на кшталт " 05-05-05 ".

Встановіть значення часу, дати, будильників відповідно до таблиці опису режимів роботи. Коли ви дійдете до налаштування яскравості, програмно увімкніть мінімальну яскравість індикаторів. Підлаштуйте підвищуючий перетворювач таким чином, щоб кожен індикатор світився з мінімальною яскравістю, але повністю. Тобто не повинно бути так, що частина цифри індикатора світиться, а частина ні. Потім програмно виставте максимальну яскравість та перевірте свічення цифр індикаторів.

Індикатори не повинні світитися надто яскраво, і не повинно бути об'ємного свічення. Корекція яскравості знову ж таки проводиться за допомогою RP1. Після цього знову перевірте свічення при мінімальній яскравості і так далі, доки не будуть отримані прийнятні результати. Якщо ж прийнятних результатів не буде отримано, спробуйте підібрати номінали анодних резисторів і повторити вищезгадані дії.

Такий годинник буде вигідно відрізнятися від звичайних китайських, на світлодіодах, які, між іншим, коштують чималих грошей.

Відео роботи в нашій групі ВК-

Доброго часу доби всім шановним муськівчанам. Хочу розповісти вам про цікавого радіоконструктора для тих, хто знає, з якого кінця нагрівається паяльник. Коротко: набір доставив позитивні емоції, які цікавляться цією темою - рекомендую.
Подробиці нижче (обережно, багато фото).

Почну здалеку.
Сам я не відношу себе до справжніх радіоаматорів. Але не чужий паяльнику і іноді хочеться чого-небудь сконструювати/спаяти, та й дрібний ремонт електроніки, що оточує мене, намагаюся спочатку здійснити самотужки (не завдаючи непоправної шкоди піддослідному пристрою), а вже в разі невдачі звертаюся до професіоналів.

Одного разу під впливом я купив і зібрав такі годинники. Сама конструкція там проста і складання не принесла жодних складнощів. Поставив годинник у кімнату сина і на якийсь час заспокоївся.

Потім, прочитавши, мені захотілося спробувати зібрати і їх, заодно потреновавшись у пайку компонентів smd. В принципі і тут все запрацювало одразу, тільки мовчала пищалка звукового сигналу, купив в офлайні, замінив і все. Подарував годинник другу.

Але хотілося чогось ще, цікавіше та складніше.
Якось, копирсаючись у батька в гаражі, натрапив на останки якогось електронного приладу радянської доби. Власне останки - це конструкція з плат, що містила в собі 9 газорозрядних індикаторних ламп ІН-14.

Тоді й відвідала мене думка – зібрати годинник на цих індикаторах. Тим більше, що подібний годинник, колись зібраний батьком, я спостерігаю в квартирі батьків уже років 30, якщо не більше. Плату я акуратно розпаяв і став володарем 9 ламп випуску початку 1974 року. Бажання влаштувати у справу ці раритети посилилося.

Шляхом допитливих розпитувань Яндекса я вийшов на сайт, який виявився просто джерелом премудрості на тему створення подібного годинника. Переглянувши кілька схем таких конструкцій, я зрозумів, що хочу годинник під керуванням мікроконтролера з мікросхемою реального часу (RTC). І якщо, повторюючи одну з конструкцій годинника, запрограмувати контролер і спаяти плату мені було б під силу, то питання виготовлення самої друкованої плати поставило мене в безвихідь (я ж ще не true-радіоаматор).

Загалом вирішено було спочатку купити конструктор такого годинника.
саме обговорюється цей конструктор, що це топік автора (його нік mss_ja) цього набору, де він сам і допомагає зі складанням та запуском своїх наборів. У нього є і , де багато фото готових виробів. Там можна купити не тільки набори для самостійного складання, а й готовий годинник. Подивіться, перейміться.

Деякі сумніви викликало питання доставки, адже шановний автор мешкає в Україні. Але виявилося, що війна – війною, а пошта працює за розкладом. Власне 14 днів та посилка у мене.

доставка


Ось така коробочка.


Отже, що ж я купив? А все видно на фото.


До складу набору входять:
друкована плата (на якій автор люб'язно розпаяв контролер, щоб мені не мучитися, аж надто ноги у нього дрібні). Програма була вже зашита у контролер;
Пакет із компонентами конструкції. Добре видно великі - мікросхеми, електролітичні конденсатори, пищалка і т.д., згідно зі схемою та описом. Під цим пакетиком ще один, із дрібними smd компонентами – резисторами, конденсаторами, транзисторами. Усі smd елементи наклеєні на папір із надписаними номіналами, дуже зручно. Фото зроблено в процесі збирання.


Заготівля під корпус годинника не входить у набір за замовчуванням, але списавшись з автором, я її купив. Це перестрахування від своєї можливої ​​криворукості, т.к. з деревом справи практично не маю і весь досвід обробки його зводиться до періодичного пиляння дров для шашлику на дачі. А хотілося традиційного виду - типу «скляшки з дерева», як виражаються на форумі радіокота.
Отже, почнемо.
Ось власне і все, що нам знадобиться, щоб розпочати збирання. А щоб її успішно завершити, нам ще потрібні голова та руки.


А ні, не все показав. Без цієї штуки можна навіть не починати. Ці smd елементи є такі дрібні…


Складання почав суворо за рекомендацією автора - з перетворювачів харчування. А їх у цій конструкції – два. 12В->3.3В для живлення електроніки та 12В->180В для роботи самих індикаторів. Збирати такі речі треба дуже уважно, попередньо переконавшись, що паяєш саме те саме туди і не переплутавши полярність компонентів. Сама друкована плата відмінної якості, промислового виготовлення, паяти одне задоволення.
Перетворювачі живлення були зібрані і протестовані на наявність відповідних напруг, далі почав встановлювати компоненти, що залишилися.

Починаючи процес збирання, я дав собі обіцянку фотографувати кожен його етап. Але, захопившись цим дійством, згадав про своє бажання написати огляд лише тоді, коли плата була вже практично готова. Тому наступне фото було зроблено коли я почав тестувати індикатори просто встромивши їх у плату та подавши харчування.


З дев'яти видобутих мною ламп ІН-14 одна виявилася повністю не робочою, зате інші були у відмінному стані, всі цифри та коми чудово світилися. 6 ламп вирушили в годинник, а дві - в запас.


Я спеціально не став змивати дату виготовлення ламп.
Зворотній бік




Тут видно коряво встановлений фоторезистор, це я шукав його найкраще становище.
Отже, переконавшись, що схема запрацювала і годинник пішов, я відклав їх убік. І зайнявся корпусом. Нижня частина виготовлена ​​зі шматка склотекстоліту з якого я здер фольгу. А дерев'яна заготовка була ретельно зашкурена дрібною наждачкою до стану «приємної гладкості». Ну і далі покрита лаком з морилкою в кілька шарів з проміжною сушкою та поліруванням дрібною наждачкою.


Вийшло не ідеально, але, як на мене, добре. Особливо з огляду на відсутність у мене досвіду роботи з деревом.


Ззаду видно отвори для підключення живлення та датчика температури, якого у мене поки що немає (так-так, воно ще й температуру може показувати...).


Тут є кілька кадрів в інтер'єрі. Толково сфотографувати ніяк не вдається, фото не передають всієї «лепоти».


Це показ дати.


Підсвічування ламп. Ну кудись без неї. Вона відключається, не подобається - не вмикай.

Чудова точність ходу. З тиждень спостерігаю за годинником, йдуть секунда на секунду. Звичайно, тиждень - не термін, але тенденція очевидна.

На закінчення наведу характеристики годинника, який я скопіпастил прямо з сайту автора проекту:

Можливості годинника:

Годинник, формат: 12 / 24
Дата, формат: ЧЧ.ММ.РР / ЧЧ.ММ.Д
Будильник налаштований по днях.
Вимірювання температури.
Щогодинний сигнал (відключається).
Автоматичне регулювання яскравості в залежності від освітлення.
Висока точність ходу (DS3231).
Ефекти індикації.
---без ефектів.
---плавне згасання.
---прокручування.
---накладка цифр.
Ефекти розділових ламп.
---вимкнені.
---миготіння 1 герц.
---плавне згасання.
---миготіння 2 герца.
---включено.
Ефекти показ дати.
---без ефектів.
---Зсув.
---Зсув з прокручуванням.
---Прокручування.
---Заміна цифр.
Ефект маятника.
---Простий.
---Складний.
Підсвічування
---Синя
---Можливість підсвічування корпусу. (опційно)

Отже, підсумую. Годинник мені дуже сподобався. Складання годинника з набору не становить складності для людини середньої криворукості. Витративши кілька днів на дуже цікаве заняття, отримуємо гарний та корисний пристрій, навіть з нальотом ексклюзивності.

Звичайно, за нинішніми мірками ціна не дуже гуманна. Але по-перше це хобі, на нього витрачатися не шкода. А по-друге автор же не винен, що рубль зараз нічого не вартий.

У даній статті мова піде про виготовлення оригінального та незвичайного годинника. Їх незвичайність у тому, що індикація часу здійснюється з допомогою цифрових індикаторних ламп. Таких ламп колись було випущено величезну кількість, як у нас, так і за кордоном. Використовувалися вони у багатьох пристроях, починаючи від годинника і закінчуючи вимірювальною технікою. Але після появи світлодіодних індикаторів лампи поступово вийшли із вжитку. І ось, завдяки розвитку мікропроцесорної техніки стало можливим створення годинника з відносно простою схемою на цифрових індикаторних лампах.

Думаю, не зайвим буде сказати, що в основному використовувалися лампи двох типів: люмінесцентні та газорозрядні. До переваг люмінесцентних індикаторів слід віднести низьку робочу напругу та наявність кількох розрядів в одній лампі (хоча серед газорозрядних теж зустрічаються такі екземпляри, але знайти їх значно складніше). Але всі плюси даного типу ламп перекриває один величезний мінус - наявність люмінофора, який з часом вигоряє, і свічення тьмяніє або припиняється. З цієї причини не можна використовувати б/в лампу.

Газорозрядні індикатори позбавлені цього недоліку, т.к. у них світиться газовий розряд. По суті, цей тип ламп є неоновою лампою з кількома катодами. Завдяки цьому термін служби у газорозрядних індикаторів набагато вищий. Крім цього, однаково добре працюють і нові та б/в лампи (а часто б/в працюють краще). Без недоліків все ж таки не обійшлося - робоча напруга газорозрядних індикаторів більше 100 В. Але вирішити питання з напругою набагато простіше, ніж з люмінофором, що вигорає. В інтернеті такий годинник поширений під назвою NIXIE CLOCK:

Самі індикатори виглядають так:

Отже, щодо конструктивних особливостей начебто все зрозуміло, тепер приступимо до проектування схеми наших годинників. Почнемо із проектування високовольтного джерела напруги. Тут є два шляхи. Перший – застосувати трансформатор із вторинною обмоткою на 110-120 В. Але такий трансформатор буде або надто громіздкий, або його доведеться мотати самому (перспектива так собі). Та й напругу регулювати проблематично. Другий шлях – зібрати step up перетворювач. Ну тут уже плюсів більше буде: по-перше, він займе мало місця, по-друге, в ньому є захист від КЗ і, по-третє, можна легко регулювати напругу на виході. Загалом є все, що для щастя треба. Я вибрав другий шлях, т.к. шукати трансформатор та обмотувальний провід ніякого бажання не було, та й мініатюрності хотілося. Перетворювач було вирішено збирати на MC34063, т.к. був досвід роботи з нею. Вийшла ось така схема:

Спочатку вона була зібрана на макетній платі та показала відмінні результати. Все запустилося відразу і ніякого налаштування не знадобилося. При харчуванні від 12В. на виході вийшло 175В. У зібраному вигляді блок живлення годинника виглядає наступним чином:

На плату відразу було встановлено лінійний стабілізатор LM7805 для живлення електроніки годинника та трансформатора.
Наступним етапом розробки було проектування схеми включення ламп. В принципі, керування лампами нічим не відрізняється від керування семисегментними індикаторами, за винятком високої напруги. Тобто. достатньо подати позитивну напругу на анод і з'єднати з мінусом живлення відповідний катод. На цьому етапі потрібно вирішити дві задачі: узгодження рівнів МК (5В) та ламп (170В), та перемикання катодів ламп (саме вони є цифрами). Після деякого часу роздумів та експериментів була створена ось така схема для керування анодами ламп:

А керування катодами здійснюється дуже легко, для цього придумали спеціальну мікросхему К155ІД1. Щоправда, вони давно зняті з виробництва, як і лампи, але купити їх не складає проблем. Тобто. для управління катодами потрібно лише підключити їх до відповідних висновків мікросхеми і подати на вхід дані в двійковому форматі. Так, мало не забув, харчується вона від 5В. (Ну дуже зручна штуковина). Індикацію вирішили зробити динамічної, т.к. в іншому випадку довелося б ставити К155ІД1 на кожну лампу, а їх буде 6 штук. Загальна схема вийшла такою:

Під кожною лампою я встановив яскравий світлодіод червоного кольору свічення (так гарніше). У зібраному вигляді плата виглядає так:

Панельки під лампи знайти не вдалося, тож довелося імпровізувати. У результаті були розібрані старі роз'єми, схожі на сучасні COM, з них було вилучено контакти і після деяких маніпуляцій із кусачками та надфілем вони були впаяні в плату. Для ІН-17 панельки не став робити, зробив тільки для ІН-8.
Найскладніше позаду, залишилося розробити схему "мозку" годинника. Для цього я вибрав мікроконтролер Mega8. Ну а далі все зовсім легко, просто беремо та підключаємо до нього все так, як нам зручно. У результаті в схемі годинника з'явилися 3 кнопки для управління, мікросхема годинника реального часу DS1307, цифровий термометр DS18B20, і пара транзисторів для управління підсвічуванням. Для зручності анодні ключі підключаємо на один порт, в даному випадку це порт С. У зібраному вигляді це виглядає так:

На платі є невелика помилка, але у файлах плат вона виправлена. Проводами підпаяно роз'єм для прошивки МК, після прошивки пристрою його слід відпаяти.

Ну, а тепер непогано було б намалювати загальну схему. Сказано – зроблено, ось вона:

А ось так все це виглядає цілком у зібраному вигляді:

Тепер залишилося лише написати прошивку для мікроконтролера, що і було зроблено. Функціонал вийшов наступний:

Відображення часу, дати та температури. При короткочасному натисканні кнопки MENU змінюється режим відображення.

1 режим – лише час.
2 режими - час 2 хв. дата 10 с.
3 режим – час 2 хв. температура 10 с.
4 режим – час 2 хв. дата 10 с. температура 10 с.

При утриманні вмикається налаштування часу та дати, перехід за налаштуваннями за натисканням кнопки MENU

Максимальна кількість датчиків DS18B20 – 2. Якщо температура не потрібна, можна їх взагалі не ставити, на роботу годинника це ніяк не вплине. Гаряче підключення датчиків не передбачено.

При короткочасному натисканні на кнопку UP вмикається дата на 2 сек. При утриманні вмикається/вимикається підсвічування.

При короткочасному натисканні на кнопку DOWN вмикається температура на 2 сек.

З 00:00 до 7:00 яскравість знижена.

Працює вся ця справа ось так:

До проекту додаються вихідні джерела прошивки. Код містить коментарі, так що змінити функціонал буде не важко. Програму написано в Eclipse, але код без будь-яких змін компілюється в AVR Studio. МК працює від внутрішнього генератора на частоті 8МГц. Фьюзи виставляються ось так:

А у шістнадцятковому вигляді ось так: HIGH: D9, LOW: D4

Також додаються плати із виправленими помилками:

Цей годинник працює протягом місяця. Жодних проблем у роботі виявлено не було. Стабілізатор LM7805 та транзистор перетворювача ледь теплі. Трансформатор нагрівається градусів до 40, тому якщо планується встановлення годинника в корпус без вентиляційних отворів, трансформатор доведеться взяти більшої потужності. У моїй годині він забезпечує струм в районі 200мА. Точність ходу залежить від застосованого кварцу на 32,768 КГц. Кварц, куплений у магазині, ставити не бажано. Найкращі результати показали кварці з материнських плат та мобільних телефонів.

Крім ламп, використаних у моїй схемі, можна встановлювати будь-які інші газорозрядні індикатори. Для цього доведеться змінити розведення плати, а для деяких ламп напруга перетворювача, що підвищує, і резистори на анодах.

Увага: пристрій містить джерело високої напруги! Струм невеликий, але досить відчутний! Тому при роботі з пристроєм слід бути обережними!

PS Стаття перша, десь міг помилитися/наплутати – побажання та поради до виправлення вітаються.

Але написати історію створення ніяк не знайшов час...
Власне, зібрався з силами і вбив півдня на написання цієї посади.
Годинник, спочатку, не збирався робити, не дуже складне завдання, і тому було не дуже цікаво, однак, друг умовив допомогти з електронікою. Ну, що ж, для мене не важко, зварганити годинник ... як потім виявилося, не так вже й просто, якщо досвіду в годино-будуванні немає:)

По ТЗ було задумано:
З важливого (реалізовано у поточній версії ПЗ):


  1. Приглушення свічення ламп уночі (по фото-датчику), бо освітлюють підлогу кімнати. Приглушення реалізовано плавною зміною яскравості.

  2. 10 значень яскравості, яку приглушується світіння.

  3. Функція гасіння незначного нуля, що настроюється.

  4. Функція перемикання цифр на лампах, що налаштовується, реалізував тільки плавне перетікання і просте перемикання. Зазвичай використовується лише плавне перетікання. Тому й не вигадував велосипедів, хоча спочатку в азарті хотілося, проте потім холодний інженерний розрахунок узяв своє.

  5. Налаштування часу з функціонального меню.

  6. Коригування часу (реалізована в самому RTC, мені залишилося зробити лише меню).

  7. Застосований високоточний кварцовий генератор, за результатами випробування звичайний кварц погано показав себе, погана температурна стабільність, як наслідок догляд часу на +/- 10 секунд на добу в залежності від температури і фази місяця:). Так, на жаль, на платі цього я вже не відображав. Хто захоче сам перекроїти.

  8. Живлення від мережевого адаптера 7-20V.

  9. Іоністор в ланцюзі живлення мікросхеми годинника реального часу (RTC), щоб час не збивався при відключення мережі.

З неважливого (поки не реалізовано в ПЗ через непотрібність):

  1. Будильник із музичним дзвінком.

  2. Вибір мелодії для будильника із 10 штук.

  3. 3 ступені регулювання гучності будильника.

  4. RGB підсвічування ламп.

  5. 10 відтінків підсвічування ламп, що попередньо налаштовуються.

  6. Можливість встановлення періоду, через який змінюється відтінок підсвічування ламп (із десяти попередньо налаштованих).

  7. Регулювання яскравості підсвічування ламп разом з яскравістю свічення ламп під час темряви.

  8. Вимірювання температури (по суті виходить вимірювання температури друкованої плати, тому вирішив у життя не проводити, хоча можна зробити виносний щуп).

Відразу для себе вирішив, що перетворювач живлення для ламп (12-180V) робитиму з управлінням на мікроконтролері (зворотний зв'язок по сигналу на АЦП і як джерело тактування - ШИМ модуль). У пошуках інформації про годинник набрав інформацію і саме готове рішення для перетворювача, винаходити велосипед не став, повторив і програмний код, і схему перетворювача. Роботу інших частин годинника писав з нуля застосовуючи своє вміння програмування і уяву:)
Годинник побудований на шести лампах - ІН8-2:




Сітка у них товстувата ... але як потім виявилося, це зовсім не заважає.
Напрочуд, висновки у цих ламп гнучкі, зазвичай, як я зрозумів, лампи цього типу мають висновки під панельку.
До речі, ці лампи зійшли з конвеєра за 5 років до мого народження... Раритет!

Оскільки робити просто так, на колінах мені було не цікаво, до розробки підійшов дуже серйозно, як справжній інженер-електронщик, розробивши повноцінний проект, починаючи від 3D моделей корпусу (AI):


закінчуючи 3D моделями плат (AD):





І 3D збірками (AI):




Хто у темі той зрозуміє.
Конструкція містить 2 плати, тому що потрібне підсвічування, і плата досить зайнята, і розвести там 180V доріжки для ламп просто було ніде.

Мікроконтролер використовував – Atmega32A.
Декодери для ламп - класично К155ІД1.
Годинник Реального Часу - M41T81 залишився від робочого барахла.
Як плеєр для будильника використовується проект шанованого ELM: лінк. Використовую окремий мікроконтролер ATtiny45, бо в один контролер все вмістити не виходить, ні за кількістю висновків, ні за продуктивністю, в проекті плеєра використовується високочастотний ШІМ, який є у ATtinyX5 але немає у Atmega32A і у Atmega64A теж, що більш специфічне застосовувати . Є варіант, що не вимагає дуже великої продуктивності, коли використовується R-2R ЦАП на одному з портів мікроконтролера, але зайвих 8 ніг у мікроконтролері не знайшлося, та й завдання будильника пріоритетною не була, за продуктивністю теж не факт, що мікроконтролер потяг би. У майбутньому можна подумати про цю тему.
Звук посилюється або окремим ключем, що комутує мініатюрний динамік через конденсатор на +12V, або, для закладеного експерименту, операційним підсилювачем, хоча думаю що тут потрібен спеціалізований низьковольтний підсилювач, але в барахлі у мене такого не знайшлося.
Для фото-датчика використовував китайський фоторезистор, чесно кажучи так і не зрозумів, чи бувають вони якогось іншого опору, цей у темряві має опір 150кОм, при денному світлі 1,5кОм. Без маркування. Тож що за воно, гадки не маю. Виглядає приблизно так:



Резистор для вимірювання температури використовувався на відміну від вказаного на схемі 47 кОм, при 25 градусах: B57421V2473J62 від Epcos. Встановити встановив, міряти температуру не міряв, бо міряти виходить температуру плати, це писав вже вище.
У схемі так само закладені ключі для підключення неонових ламп роздільників розрядів годинника, проте ці неонки, як виявилося світять іншим відтінком помаранчевого, і виглядають неприродно ... загалом відмовився я від них, так набагато красивіше.

Світлодіоди RGB SMD5050, які вдалося знайти на нашому радіоринку на ждановичах ... там у нас сумно з RGB світлодіодами (і не тільки, тому що продається тільки те, що користується попитом), тому це єдине що вдалося знайти більш-менш відповідне по ціні та світіння. Відразу скажу, якщо робитимете підсвічування ламп, світлодіоди вам потрібні матові (тобто з матовим наповнювачем, а не як у мене прозорі)... бо кристали, що світяться, бликують на склі ламп кольоровими точками, що не дуже красиво.

Весь етап складання відзняти на фото не вдалося, що є.
Плати робив крамолінівським фоторезистом Positiv, тоді ще про плівковий фоторезист тільки думав.







Через те, що перший варіант корпусу передбачав мати верхню кришку з полірованої нержавіючої сталі, довелося істотно випендритися в конструкції друкованої плати ламп: Перемички робити лакованим дротом.
Це другий варіант, який для сестрички:



Це прототип:


Вирішив що більше так робити не буду, дуже трудомісткий варіант, проте досвід цікавий:)

Кнопки керування розміщуються в будь-якому місці корпусу, і підпаюють проводами до контактних майданчиків на платі, для фото-датчика є отвір в задній стінці корпусу.

У результаті поки клепав прототип, вирішив другий екземпляр подарувати сестричці, а корпус зробити зі склотекстоліту:


Корпус був накреслений, виготовлений, грунтований, і пофарбований, висушений:). Більше вручну різати такі корпуси не буду, краще нехай це робить верстат ЧПУ. Корпус вийшов габаритними розмірами: 193.2 х 59.2 х 27.5, "ніжки", які утворилися по кутах, мають висоту 4 мм.
Фото корпусу після фарбування, на жаль, не залишилося. Але сподіваюся згори на фотках можна оцінити всю красу задуму.

Які висновки зробив після побудови першого прототипу:


  1. Кварц потрібен дуже точний, щоб налаштовувати не довелося, звичайний вартовий не піде. Довелося перекроїти схему на DS32kHz, у нього точність +/- 1 хвилина на рік. Є ще кращий варіант, DS3231S - тут все в одній мікросхемі, годинник реального часу і точний кварц. Однак їх я вже не купував, і так довелося DS32kHz виписувати з Китаю.

  2. Плату розробив не найвдалішу, перетворювач напруги надто близько до годинника реального часу, поодинокі імпульсні перешкоди можуть проскакувати на вхід кварцового генератора годинника реального часу. У зв'язку з цим слід поліпшити помехозащищенность по живленню, в ланцюг живлення годинника реального часу краще включити пару додаткових конденсаторів і дросель, в наступній ітерації реалізую, тут довелося захищатися від перешкод додатковими навісними елементами. Наступний варіант годинника буде побудований так, щоб перетворювач і годинник реального часу знаходилися в протилежних кутах плати.

  3. Варіант конструкції з двома платами хоч і має право на життя, і корпус виходить меншим, проте трудомісткість виготовлення сильно підвищується.

  4. Корпус - найбільш трудомістка частина, а саме випилювання деталей і припасування. Якщо повторюватимете мій подвиг будьте готові відразу.

Схеми плат:

Схема:
Завантажити схему

Йтиметься про мій новий годинник на газорозрядних індикаторах ІН-8-2. Цей годинник я хотів зробити, так би мовити, ідеальним з моєї суб'єктивної точки зору. А саме - щоб вони були на статиці, мали індикатори з правильною п'ятіркою, відносно бездоганний корпус, та й, відповідно, більш-менш добротну конструкцію.

Вийшло, як кажуть, те, що вийшло.

Загалом, цілком непогано. Корпус виготовлений зі склотекстоліту і пофарбований аерозольною фарбою з наступним легким напиленням для надання характерної матовості. Захисна трубка сталева. Спочатку була думка її відполірувати щоб була як хромована, але потім все ж таки вирішив що біла якось цікавіше.

Перерахуємо функції та можливості годинника:

  • Відображення часу
  • Відображення дати натискання кнопки
  • RGB підсвічування індикаторів. Вона має 2 режими.

Перший - ручний вибір кольору, кожен канал налаштовується окремо, можна присвоїти значення ШІМ від 0 до 255 з кроком 5 одиниць. Таким чином можна налаштувати практично будь-який колір.

Другий режим – автоматичний. Колір змінюється в залежності від часу доби за таким законом:

По осі Х відкладено годинник. Тобто о восьмій годині ранку у нас зелене світло, о 16 годині синє, а опівночі червоне. У проміжках кольори змінюються. Виглядає дуже цікаво, можна навіть навскідку визначати час за кольором. Для обчислення значень ШІМ використовується не тільки годинник, а й хвилини, тому колір змінюється плавно.

  • Світлодіодне підсвічування під корпусом - ніжки, що світяться. Звичайні білі світлодіоди. Підсвічування може використовуватися як нічник, або просто для естетики.
  • Можливість регулювати яскравість індикаторів. Реалізується за рахунок простого програмного ШІМу, оскільки три канали вже зайняті під RGB підсвічування.

Пристрій досить простий - схема на 74HC595 і К155ІД1 (все підключено строго по даташитах, ніяких "переплутаних" катодів), керує всім цим ATMEGA 8. Годинник реального часу DS1307. Ключі ULN2803 для RGB та звичайних світлодіодів. Перетворювача немає, живлення трансформатора ТА1-127. Має 4 обмотки по 28 вольт. Одна з обмоток підключена до подвоювача напруги, потім послідовно коїться з іншими до діодного мосту. На конденсаторі у своїй близько 200 вольт.

Дивимося схему на початку посту.

Як видно за схемою, є 7 кнопок.

При натисканні будь-якої з цих кнопок, відбувається переривання INT0, і програма реагує на кнопку. Для цього потрібна розв'язка на діодах.

Перша кнопка – режим відображення – час або дата.

Друга і третя кнопки - встановлення хвилин і годин відповідно (якщо годинник показує час), або встановлення дня, місяця і року (якщо годинник показує дату). Під час встановлення хвилин секунди обнуляються. Рік встановлюється за місяці.

Четверта кнопка (в режимі відображення часу) перебирає режими підсвічування. Усього режимів чотири. 1 - ручне RGB підсвічування, нижнє світло вимкнене. 2 - автоматичне RGB підсвічування, нижнє світло вимкнене. 3 - ручна RGB, нижнє світло увімкнено. 4 - автоматична RGB, нижнє світло увімкнено. У режимі відображення дати кнопкою можна регулювати яскравість індикаторів. Усього 10 градацій яскравості.

П'ята, шоста та сьома кнопки - налаштування ручного підсвічування RGB. Кожен канал регулюється кнопкою. Можна надавати значення ШІМ від 0 до 255 з кроком 5. При цьому саме значення ШІМ виводиться на індикатори, і красується там доти, поки не закінчиться налаштування, після неї потрібно натиснути на першу кнопку, і годинник повернуться в режим відображення часу.

Звичайно, можна повністю вимкнути підсвічування - для цього потрібно вибрати режим ручного підсвічування і виставити нулі по всіх каналах.

RGB світлодіоди живляться від 12 вольт через резистори та ключі на ULN2803. Само собою, яскравість каналів усередині світлодіода різна, тому необхідно відкалібрувати систему. Для цього потрібно виставити однакові коефіцієнти ШІМ та підбором резисторів або спеціальних констант у програмі добитися білого світла, без перекосів у будь-який бік спектру. У моїх світлодіодів червоний канал світил значно слабший за синій і зелений, тому в програмі введені відповідні коефіцієнти поправки.

Мікроконтролер працює на частоті 14 МГц, хоча це неістотно, можна запустити і внутрішній генератор на 8 МГц.

Регістри та дешифратори підключені за типовими схемами.

Індикатори живляться через резистори 33 ком. Далі на них подається живлення 200 вольт через елемент, що управляє. Як нього можна використовувати відповідну високовольтну оптопару, твердотільне реле, ключ із опторозв'язкою тощо. Якщо, звичайно, необхідне регулювання яскравості.

Тепер трохи про процес виготовлення.

Вся конструкція розміщується на двох платах. Одна з регістрами та дешифраторами, інша з мікроконтролером, ключами та іншим.

Отже, плати витравлені, одна вже запаяна. Маленькі хустки для індикаторів.


Ось індикатори вже припаяні до загальної плати із підсвічуванням.

Починаємо робити корпус – вирізаємо деталі зі склотекстоліту, споюємо їх між собою.

Приміряє плати та деталі в корпусі.

Місцями зашпакльований холодним зварюванням та зачищений шкіркою.

Плата з дешифраторами та регістрами в корпусі. Припаяна безпосередньо до стінки та до однієї стійки.


Тепер варто звернути увагу на кнопки. Я вирізав маленькі важелі зі склотекстоліту, просвердлив у них отвори та надів на вісь. Сама вісь припаяна до стійок на платі. Між ними також надіті відрізки від стрижня кулькової ручки.

Як видно, при натисканні на важіль останній тисне на кнопку.


Тепер ставимо платню у корпус. У ньому попередньо вирізані довгасті отвори для важелів.

Ось так це виглядає ззовні.

Тепер електронну частину можна вважати зібраною. Знову з'явилася макетна хустка над мікроконтролером – на ній кварц 14 МГц та роз'єм для програматора. Контролер тепер працює від цього кварцу, плюс можна програмувати, не витягаючи контролер з панельки.

Спочатку я відокремив дно, яке було припаяне до всього корпусу, і закріпив на ньому плати та все інше. Таким чином, конструкція стала більш ремонтопридатною та незалежною від корпусу.


Звичайно, перш за все була змита фарба розчинником.

Стравив всю зайву мідь, тому що виявилося, що фарба погано тримається на міді.

Потім окремі частини корпусу були намертво припаяні до останнього.

Усі щілини, усі зайві дірки та тріщини були зашпакльовані холодним зварюванням – до речі, дуже міцний матеріал. І адгезія до склотекстоліту чудова. Одним словом, вона стає чи не єдиним цілим із вихідним матеріалом. Занадто плавні кути також нарощені холодним зварюванням і зашкурені.

Насамкінець я настільки ідеально його обробив, що навпомацки пальцями було зовсім неможливо визначити стики. Наче він завжди і був таким цілісним.


Отже, новий корпус забарвлений заново.

Тепер, на мою думку, все ідеально.