Часы на газоразрядных индикаторах

Схемы часов на газоразрядных индикаторах ИН-14

Часы на газоразрядных индикаторах

В прошлом веке газоразрядные индикаторы использовались очень активно на многих приборах: в часах, измерительной аппаратуре, частотомерах, осциллографах, весах и многих других.

Со временем их вытеснили жидкокристаллические дисплеи, технология изготовления которых проще и менее затратна, а самое главное, они компактнее и имеют большее количество разрядов.

Дисплеи на жидких кристаллах дают возможность отображать показания с большей точностью.

Область применения в наше время

Сейчас газоразрядные индикаторы с цифрами промышленность уже не делает, но в свое время их наштамповали столько, что до сих пор они пылятся на складах и в частных запасах.

Их можно уже назвать антиквариатом, ну как, например, во многих домах есть винтажные подсвечники, которые используются как декоративный элемент интерьера.

Так и часы на газоразрядных лампах – завораживают своей подсветкой и являются отличным добавлением к интерьеру различных помещений, особенно обустроенных в стиле ретро.

Вещь красивая и полезная, но заводами, увы, уже не производится. Можно сделать их самому или купить готовые у людей, специализирующихся на их производстве. Разработано немало схем часов с применением газоразрядных индикаторов на старых и новых микросхемах. Рассмотрим наиболее простые варианты.

Этапы сборки часов

Для начала надо понять принцип работы индикаторных элементов ИН-14, практически это неоновые лампочки с группой катодов в виде цифр. В зависимости от подачи питания светится тот или иной катод поочередно, применяется принцип лампы накаливания с газоразрядным процессом.

Конструкция и основные параметры газоразрядного индикатора ИН-14

Ресурс работы таких индикаторов огромный, потому что нет длительной и большой нагрузки на один катод. Для полноценной подсветки необходимо напряжение не менее 100 В, поэтому начнем проектирование с источника питания.

Блок питания

Вариант с трансформатором, на вторичной обмотке которого будет 170 или 180 В, исключаем сразу по причине больших габаритов и веса. Подбирать железо, провода и мотать самостоятельно – дело неблагодарное и утомительное. Практичнее применить преобразователь напряжения на микросхеме MC34063, имеющий малые габариты, вес и стабильные параметры.

Схема блока питания на базе преобразователя напряжения MC34063

Все элементы монтируются на печатную плату, после сборки в большинстве случаев настройки не требуется, с 10–12 В преобразователь дает 175–180 В.

Как видно, трансформатор в схеме присутствует, но очень маленький и легкодоступный для быстрого самостоятельного изготовления, такой можно купить в торговых сетях. На выходе вторичной обмотки 9–12 В переменного тока приходят на диодный мост (выпрямитель).

Линейный стабилизатор LM7805 предназначен для питания электронных элементов часов.

Схема для включения ламп

Эта схема решает проблему согласования управляющего напряжения на микросхеме 5 В и управляемого напряжения питания анодов. Положительный потенциал 180 В подается на анод, а отрицательный – на катоды соответствующих цифр.

Схема управления подключением анодов лампы

Включение катодов производится схемой на базе старой микросхемы К155ИД1, которая запитывается от напряжения 5 В, что в нашем случае очень удачно.

Микросхемы 155-й серии сняты с производства, но не являются дефицитом, их легко можно купить в торговых сетях и на радиорынках.

Чтобы не паять микросхему к каждой лампе, схема управления катодами делается по динамическому принципу.

Схема с элементами управления анодами и катодами ламп

Теперь блок питания, схему управления катодами и анодами надо подключить к процессору часов DS1307, для согласования идеально подходит микроконтроллер Mega8.

Часы с контроллером и кнопками управления

В состав этой схемы входят:

  • часы DS1307;
  • контролер Mega8;
  • DS18B20 цифровой термометр;
  • транзисторы для светодиодной подсветки;
  • кнопки для управления настройками времени.

Полная схема часов на газоразрядных лампах ИН-14

При необходимости эту схему можно значительно упростить, убрать светодиодную подсветку, цифровой термометр и лампы для разряда секунд с элементами катодного и анодного управления.

Прошивка микроконтроллера

Программное обеспечение для часов из газоразрядных индикаторных ламп написано на Eclipse, без искажений транслируется в AVR Studio, коды с комментариями, что значительно упрощает процесс.

Положение выставляемых фьюзов

В результате прошивки устанавливаются определенные режимы и процесс управления ими. При кратковременном нажатии кнопки «MENU» по кругу отображаются режимы:

  • режим №1 – времени (отображается постоянно);
  • режим №2 – 2 мин. время, 10 сек. дата;
  • режим №3 – 2 мин. время, 10 сек. температура;
  • режим №4 – 2 мин. время, 10 сек. дата и 10 сек. температура;
  • режим настройки времени и даты устанавливается удержанием кнопки «MENU»;
  • кратковременное нажатие на кнопку «UP» (2 сек.) отображает дату, удержание этой кнопки отключает или включает подсветку;
  • кратковременное нажатие «DOWN» (2 сек.) отображает температуру;
  • понижение яркости почасовой программой с 00.00 часов до 7 утра.

Соединение основных элементов и особенности эксплуатации

В конечном итоге вся система состоит из трех печатных плат:

  • Блок питания, преобразователь напряжения на базе MC34063
  • Плата с лампами, элементами управления анодами и катодами
  • Плата с контролером Mega8 и часами DS1307

Для компактности плата сделана с двухсторонним расположением элементов, такой вариант печатных плат не догма, есть другие.

Когда часы, управление катодами и анодами монтируются на одной плате, а блок питания на другой, для разряда секунд используются лампы поменьше – ИН-8.

Иногда лампы выносят вообще на отдельную панель и делают двухуровневую конструкцию, на первом уровне размещается плата с часовой микросхемой и элементами управлением катодами и анодами. На втором уровне – плата с панелями для ламп, все зависит от фантазии разработчика.

Лампы ИН-14 сняты с производства, может возникнуть проблема с приобретением панелей для них. В этом случае можно использовать контакты разъемов D-SUB формата «мама» или цанговых линеек, подходящих по диаметру.

Отрезок цанговой линейки и фабричная круглая панель для лампы

Пластик линейки можно аккуратно раскрошить пассатижами и извлечь контакты, которые впаиваются в просверленные отверстия на печатной плате.

Двухуровневая плата с встроенными контактами для лампМонтажная конструкция блока питания и часов

Теперь остается эту конструкцию упаковать в корпус (самый простой вариант – это прямоугольный короб). Материал может быть самый разнообразный: пластик, фанера, обклеенная кожей или другим декоративным материалом.

Варианты корпуса для часов на газоразрядных лампах

Трансформатор блока питания нагревается не более чем на 40  ̊С, поэтому в корпусе рекомендуется делать вентиляционные отверстия для стабильного обеспечения тока в 200 мА. Точность хода часов зависит от стабильной работы кварца 32,768 КГц, который рекомендуется брать из материнских плат ПК или сотовых телефонов, так как в торговых сетях часто попадается некачественная продукция.

Радиодетали, необходимые для сборки часов

Такой способ изготовления часов на газоразрядных лампах может осуществить человек, имеющий определенные знания в электронике и практические навыки. Начинающим можно воспользоваться услугами сайта http://vrtp.ru/index.php?showtopic=25695.

Можно заказать за 800 рублей готовые печатные платы с подробными инструкциями, в которых прописано, что и куда паять. За 2 500 продается полный набор «Сделай сам», на лампах с прошитой микросхемой и остальными деталями.

Можете за 3 500 рублей купить готовые часы, но это не интересно, если вы хотите что-то собрать своими руками.

Источник: https://LampaGid.ru/prochee/chasy-na-gazorazryadnyh-indikatorah-in-14

Часы на газоразрядных индикаторах

В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их необыкновенность заключается в том, что индикация времени осуществляется при помощи цифровых индикаторных ламп. Таких ламп, когда-то, было выпущено огромное количество, как у нас, так и за рубежом. Использовались они во многих устройствах, начиная от часов и заканчивая измерительной техникой.

Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно вышли из употребления. И вот, благодаря развитию микропроцессорной техники стало возможным создание часов с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах. Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов: люминесцентные и газоразрядные.

К преимуществам люминесцентных индикаторов следует отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя среди газоразрядных тоже встречаются такие экземпляры, но найти их значительно сложнее). Но все плюсы данного типа ламп перекрывает один огромный минус – наличие люминофора, который со временем выгорает, и свечение тускнеет или прекращается.

По этой причине нельзя использовать б/у лампы. Газоразрядные индикаторы избавлены от этого недостатка, т.к. в них светится газовый разряд. По сути, этот тип ламп представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Благодаря этому срок службы у газоразрядных индикаторов гораздо выше. Кроме этого, одинаково хорошо работают и новые и б/у лампы (а часто б/у работают лучше).

Без недостатков все же не обошлось — рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но решить вопрос с напряжение гораздо проще, чем с выгорающим люминофором. В интернете такие часы распространены под названием NIXIE CLOCK:Сами индикаторы выглядят вот так:Итак, на счет конструктивных особенностей вроде все понятно, теперь приступим к проектированию схемы наших часов.

Начнем с проектирования высоковольтного источника напряжения. Тут есть два пути. Первый – применить трансформатор со вторичной обмоткой на 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздкий, либо его придется мотать самому (перспектива так себе). Да и напряжение регулировать проблематично. Второй путь – собрать step up преобразователь.

Ну тут уж плюсов побольше будет: во-первых, он займет мало места, во-вторых, в нем присутствует защита от КЗ и, в-третьих, можно легко регулировать напряжение на выходе. В общем, есть все, что для счастья надо. Я выбрал второй путь, т.к. искать трансформатор и обмоточный провод никакого желания не было, да и миниатюрности хотелось.

Преобразователь решено было собирать на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась вот такая схема:Сначала она была собрана на макетной плате и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12В. на выходе получилось 175В.

В собранном виде блок питания часов выглядит следующим образом:На плату сразу был установлен линейный стабилизатор LM7805 для питания электроники часов и трансформатор. Следующим этапом разработки было проектирование схемы включения ламп. В принципе, управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными индикаторами, за исключением высокого напряжения. Т.е.

достаточно подать положительное напряжение на анод, и соединить с минусом питания соответствующий катод. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В), и переключение катодов ламп (именно они являются цифрами).

После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана вот такая схема для управления анодами ламп:А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е.

для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В. (ну очень удобная штуковина). Индикацию было решено сделать динамической, т.к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук.

Читайте также:  Простое 6xusb зарядное устройство на avr c токовым датчиком

Общая схема получилась такой:Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее ). В собранном виде плата выглядит вот так:Панельки под лампы найти не удалось, поэтому пришлось импровизировать.

В итоге были разобраны старые разъемы, похожие на современные COM, из них были извлечены контакты и после некоторых манипуляций с кусачками и надфилем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал только для ИН-8. Самое сложное позади, осталось разработать схему “мозга” часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8.

Ну а дальше все совсем легко, просто берем и подключаем к нему все так, как нам удобно. В итоге в схеме часов появились 3 кнопки для управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20, и пара транзисторов для управления подсветкой. Для удобства анодные ключи подключаем на один порт, в данном случае это порт С.

В собранном виде это выглядит вот так:На плате есть небольшая ошибка, но в приложенных файлах плат она исправлена. Проводами подпаян разъем для прошивки МК, после прошивки устройства его следует отпаять. Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему. Сказано – сделано, вот она:А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:Теперь осталось всего лишь написать прошивку для микроконтроллера, что и было сделано. Функционал получился следующий: Отображение времени, даты и температуры. При кратковременном нажатии кнопки MENU происходит смена режима отображения.

1 режим — только время. 2 режим — время 2 мин. дата 10 сек. 3 режим — время 2 мин. температура 10 сек.

4 режим — время 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.

При удержании включается настройка времени и даты, переход по настройкам по нажатию кнопки MENU Максимальное количество датчиков DS18B20 – 2. Если температура не нужна, можно их вообще не ставить, на работу часов это никак не повлияет. Горячего подключения датчиков не предусмотрено.

При кратковременном нажатии на кнопку UP включается дата на 2 сек. При удержании включается/выключается подсветка. При кратковременном нажатии на кнопку DOWN включается температура на 2 сек. С 00:00 до 7:00 яркость понижена.

Работает все это дело вот так: К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц.

Фьюзы выставляются вот так:

А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9, LOW: D4

Также прилагаются платы с исправленными ошибками:

Download (MEGA)

Данные часы работают в течение месяца. Никаких проблем в работе выявлено не было. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя едва теплые. Трансформатор нагревается градусов до 40, поэтому если планируется установка часов в корпус без вентиляционных отверстий, трансформатор придется взять большей мощности.

В моих часах он обеспечивает ток в районе 200мА. Точность хода сильно зависит от примененного кварца на 32,768 КГц. Кварц, купленный в магазине, ставить не желательно. Наилучшие результаты показали кварцы из материнских плат и мобильных телефонов.

Кроме ламп, использованных в моей схеме, можно устанавливать любые другие газоразрядные индикаторы. Для этого придется изменить разводку платы, а для некоторых ламп напряжение повышающего преобразователя и резисторы на анодах.

Внимание: устройство содержит источник высокого напряжения!!! Ток небольшой, но достаточно ощутимый!!! Поэтому при работе с устройством следует соблюдать осторожность!!!

PS Статья первая, где-то мог ошибиться/напутать — пожелания и советы к исправлению приветствуются.

Источник: https://habr.com/post/170551/

Часы на газоразрядных индикаторах – травление плат | Каталог самоделок

Вновь приветствую пользователей и выполняю обещание!

Сегодня начинаю выкладывать подробный фотоотчет по изготовлению часов на газоразрядных индикаторах (ГРИ). За основу взят ИН-14.

Все манипуляции в этом и следующих постах доступны для человека без опыта, достаточно только иметь немного сноровки. Работу разобью на несколько частей, каждая из которых будет подробно описана мною и выложена в сеть.

Приступаем к первому этапу – травление плат. Исследовав литературу, нашел несколько технологий:

  1.  Лазерно-утюжная технология (ЛУТ). Для работы нужны три компонента: лазерный принтер, хлорное железо и утюг. Способ самый простой и дешевый. Минус у него только один – сложно переносить очень тонкие дорожки.
  2.  Фото-резист. Для работы нужны следующие материалы: фото-разист, пленка для принтера, сода кальцинированная и УФ-лампа. Способ позволяет произвести травление плат дома. Минус в том, что стоимость его не из дешевых.
  3.  Реактивно-ионное травление (РИТ). Для работ нужна химически активная плазма, поэтому в домашних условиях не осуществим.

Чаше всего применяют анодное травление. Процесс анодного травления заключается в электролитическом растворении металла и механическом отрывании окислов выделяющимся кислородом.

Вполне объяснимо, что я выбрал метод ЛУТ для травления плат.  Перечень необходимого оборудования и материалов должен выглядеть примерно так:

  1. Хлорное железо. Его купают в радиотоварах по цене 100-150 рублей за банку.
  2. Фольгированный стеклотектолит. Можно найти в магазинах радиотоваров, на радиобарахолках или заводах.
  3. Емкость. Подойдет обычный пищевой контейнер.
  4. Утюг.
  5. Глянцевая бумага. Подойдет самоклеящаяся бумага или однотонная страница глянцевого журнала.
  6. Лазерный принтер.

Далее не долгий поиск в Интернете: добываем рисунок готовой платы и распечатываем его специальной программой (использовал Sprint Layout).

ВАЖНО! Версия для печати должна быть зеркальной, так как при переводе изображения с бумаги на медь оно отобразится обратно.

Нужно произвести разметку и отрезать кусок текстолита для платы. Это делают ножовкой по металлу, макетным ножом или, как в моем случае, бормашиной.

После этого вырезал из бумаги эскиз будущей платы и приложил рисунком к текстолиту (с фольгированной стороны). Бумага берется с запасом для того, чтобы обернуть текстолит. Закрепляем листок с обратной стороны с помощью скотча для фиксации.

Со стороны рисунка проводим по будущей плате утюгом несколько раз через лист А4. Понадобится не менее 2-х минут интенсивной «глажки» для перевода тонера на медь.

Заготовку подставляем под струю холодной воды и легко снимаем бумажный слой (мокрая бумага должна свободно отходить сама). Если нагрев поверхности был недостаточным, то могут отойти небольшие кусочки тонера. Их дорисовываем дешевым лаком для ногтей. В итоге заготовка для платы должна имеет следующий вид:

В приготовленной емкости готовим раствор хлорного железа и воды. Лучше использовать для этих целей горячую воду, это увеличит скорость реакции. От кипятка лучше отказаться, так как высокая температура деформирует плату. Готовая жидкость должна иметь цвет чая средней заварки. Плату помещаем в раствор и ждем, когда лишняя фольга полностью растворится.

Если иногда помешивать раствор в емкости, то скорость реакции также увеличится. Для кожи рук хлорное железо не опасно, но пальцы могут окраситься.

Для придания большей наглядности процессу, поместил плату в раствор частично. Какие должны произойти изменения видно на фото:

Лишняя медь растворяется в составе примерно через 40 минут. После чего процесс травления можно считать завершенным. Осталось только сделать несколько отверстий. Проводим шилом разметку и сверлим дрелью небольшие дырки. Инструмент должен работать с высокими оборотами, чтобы сверло не съезжало. Результат работы должен выглядеть примерно так:

Второй этап изготовления часов на ГРИ – пайка компонентов. Об этом буду рассказывать в следующем своем посте.

Скачиваем:

  1.  Плата для травления
  2.  Программа Sprint Layout).

Источник: https://volt-index.ru/electronika-dlya-nachinayushih/chasyi-na-gazorazryadnyih-indikatorah-travlenie-plat.html

Часы на газоразрядных индикаторах ИН-8

Автор: Евгений Козлов

Лампа: ИН-8-2

Схема: есть ( ATmega8)

Плата:есть 

Прошивка:есть

Исходник:есть

Описание: eсть

Особенности: статика,RGB подсветка.





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.

Читайте также:  Usb-мониторинг памяти и процессора

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.

Это плата с RGB подсветкой. на нее также напаяны крепежи из стеклотекстолита. К ним непосредственно мощным паяльником припаиваются платки с индикаторами. Так проще менять лампы в случае чего, а также выравнивать их.

 Вот индикаторы уже припаяны к общей плате с подсветкой. 

Это основная плата. В принципе тут сказать особо нечего. В качестве кнопок используются кнопки от мышей. Маленькая макетная платка – это удвоитель напряжения для одной обмотки (про который я уже писал ранее).

 Начинаем делать корпус – вырезаем детали из стеклотекстолита, спаиваем их между собой.

Примерка плат и деталей в корпусе.

Это уже почти готовый корпус. Точнее, его первая версия. Здесь панель с отверстиями для ламп – отдельная, и прикручивается винтами к корпусу. Верхняя крышка тоже отдельная, крепится также винтами. 

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.

Также здесь можно видеть, как выглядел корпус первой версии, как именно крепится панелька с отверстиями. Не все тут идеально – можно и получше сделать.

Этот же корпус общим планом. Защитная трубка стальная, ничем не покрыта. К тому же, несмотря на плотную подгонку частей, все равно видны щели. Опять же, винты эти – тоже бросаются в глаза.

Далее я пришел к выводу, что такие часы мне не нравятся и не доставляют эстетического наслаждения, поэтому я решил все таки довести корпус до ума. 

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.

Далее началась эпопея с корпусом.

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.

Незнающий человек даже ни за что в жизни не поверит что он когда-то состоял из отдельных частей.

На защитной трубке появились декоративные стопорные кольца – вырезаны также из стеклотекстолита.

Покраска тоже безупречная, с приятным полуматовым рельефом. Он получается после основной покраски – ждешь когда все высохнет, потом держишь баллончик на большом расстоянии и чуть-чуть обдаешь изделие краской. Чтобы только мельчайшие брызги долетали.

Лучше конечно для таких целей использовать автомобильную эмаль.

Я когда красил трубку, сначала купил баллончик бытовой белой эмали. Покрасить-то покрасил, но она ложится сразу слишком толстым слоем, и потом долго сохнет. В процессе высыхания я ее решил слегка подогреть над батареей, и в одном месте пузырь выскочил. Потом перекрасил конечно.

С автомобильной эмалью таким проблем не возникало.

 

Теперь пришло время обратить внимание на нижнюю подсветку.

Для этого используются прозрачные кнопки от стационарного телефона. В ней просверливается паз, и в него вкладывается светодиод, смазанный герметиком. Светодиод требуется именно с рассеивающей линзой, такие ставят в гирлянды.

 Вот так он и светится – в разные стороны.

На последнем фото днище крупным планом. Оно также закрашено черной краской. В нем же имеется и отверстие для питающего провода.

В темноте подсветка выглядит достаточно эффектно, и даже способна осветить комнату ночью.

Теперь продемонстрирую RGB подсветку. Ну здесь все довольно предсказуемо, такую подсветку уже все видели. Вот голубой,зеленый,красный:

 И всеми любимый Малиновый. Тут в режиме показа времени.

Можно посмотреть на некоторые детали корпуса:

Напоследок несколько общих видов:

Скачать архив проекта (схема,плата,исходники).

Первоисточник 

Другие проекты Автора

Источник: http://robocua.blogspot.com/2016/11/8.html

Nixie Clock (часы на газоразрядных индикаторах)

Года 2 назад, я узнал о замечательных советских газоразрядных индикаторах. До этого,  я конечно видел, что то подобное в старой советской технике, но никогда не задумывался, что такие индикаторы можно применить в быту, довольно таки в многочисленных проектах, в которых нужно выделить эдакую эстетическую изюминку.

Свою популярность эти индикаторы вновь приобрели среди радиолюбителей несколько лет назад из за своего антикварного вида и довольно красивого визуального отображения индикации.

В интернете уже сейчас можно найти прекрасные реализации часов на советских ИНках, но мне с самого начало хотелось  разобраться с принципами построения таких часов, написать свою прошивку и сделать самодельный корпус из подручных материалов. Не давно я выкроил время и соорудил свои собственные часики на платформе arduino.

Самым сложным оказалось достать эти индикаторы. В моем городе я так их и не нашел. Через форум сайта радиокот,  нашел человека, который как раз был не далеко в г. Омске. Купил у него 6 ламп ИН-14 и 12 ламп ИН-12Б, а также 6 высоковольтных дешифратора К155ИД1.

Набросал вот такую схему, которую подглядел на каком то сайте. Здесь мы видим 2 высоковольтных дешефратора К155ИД1, 6 трубок ИН-14, преобразователь напряжения с 12 до 180В для питания анодов колб.

Подсветку сделал с возможностью управлять через микроконтроллер, но ума так и не дал. Просто постоянно горит. Пищалку позднее я вообще подключил мимо транзистора напрямую к модулю с атмегой.

Почти все компоненты используются в планарном исполнении.

Модуль с атмегой и часами реального времени ds1307 сделал на отдельной плате. Я использовал atmega168PA-AU, но в данном проекте можно смело использовать atmega8PA или atmega88PA (просто зашейте соответствующий bootloader), работающие от внутреннего осцилятора 8MHz.

Схема модуля atmega + ds1307Печатная плата модуля atmega + ds1307

Далее написал вот такую простенькую прошивку с помощью Arduino IDE 1.0.3.

Как видим в начале скетча идет определение пинов К155ИД1, анодов и другой периферии  Так, что кто захочет извратится и сделать такую схему на макетке с обычной ардуиной можете переназначить на другие удобные вам порты. Есть 2 режима отображения: время и дата, настройка часов, 1 анимация.

 Я немного пытался оптимизировать исходный код, некоторым новичкам может потребоваться время на его осмысление. Советую почитать вот это для начала.

#include #include “RTClib.h” RTC_DS1307 RTC; // К155ИД1 (1) uint8_t Pin_1_a = 14; uint8_t Pin_1_b = 16; uint8_t Pin_1_c = 17; uint8_t Pin_1_d = 15; // К155ИД1 (2) uint8_t Pin_2_a = 5; uint8_t Pin_2_b = 7; uint8_t Pin_2_c = 8; uint8_t Pin_2_d = 6; // Анодные пины uint8_t Pin_a_1 = 11;//колбы 1, 4 uint8_t Pin_a_2 = 10;//колбы 2, 5 uint8_t Pin_a_3 = 9; //колбы 3, 6 #define DOT_ON PORTB|=1

Источник: http://lukjanow.ru/2013/05/nixie-clock/

Часы на ИН-14 лампах своими руками

Часы на ИН-14 лампах своими руками

Давно хотел выложить статью,по изготовлению своими руками часов на лампах ИН-14,или как еще отзываются-часы в стиле стим-панк.

Постараюсь поэтапно и останавливаясь на ключевых моментах изложить только самое главное. Индикация часов хорошо видна как днем так и ночью, и сами по себе очень красиво смотрятся,особенно в хорошем деревянном корпусе.Общем,приступаем.

Схема устройства(для увеличения-как и везде-клик):

В этих часах установлены газоразрядные индикаторы ИН-14. Также их можно заменить на ИН-8, естественно с учётом отличий по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН-14 вывод 1 указан стрелкой.

Характеристика часов:

Напряжение питания, В 12
Ток потребления, не более, мА 200
Ток потребления типичный, мА 150
Индикаторы типа ИН-14
Формат индикации времени ЧасыМинутыСекунды
Формат индикации даты ЧислоМесяцГод
Количество кнопок управления 2
Будильников 2
Дискретность установки времени срабатывания будильника, мин 5
Программных градаций подстройки яркости индикаторов 5

Микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP. Работа часов в с контроллером в DIP корпусе не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Звуковой излучатель имеет встроенный генератор и напряжение питания 5В. Все необходимые файлы проекта – плата, прошивка контроллера-скачать

Фьюзы:

Еще фото:

Повышающий преобразователь напряжения выполнен на микросхеме MC34063A. (MC33063A). По распространённости и стоимости она несколько уступает таймеру 555, на котором можно построить такой преобразователь, однако дешевле и доступнее MAX1771.

Неполярные конденсаторы керамика, полярные – электролиты Low ESR. Если Low ESR недоступны, поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе 220 мкГн на ток 1.2A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 мкГн, минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 мA.

Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения использована оптопара TLP627. Величины R23 и R24 нужно подбирать самостоятельно, в зависимости от степени свечения.

Без них токи через точки превышают допустимый уровень. При монтаже индикаторы заталкиваем не до конца.

Так как корпуса всех индикаторов индивудуальны их нужно будет выравнивать относительно печатной платы и между собой.

Управление часами на ИН-14:

Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой “MODE”.

Читайте также:  Обвеска крен8а для тока до 7.5а

Установка значения производится кнопкой “SET”.

Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость.

Установка значения секунд заключается в их обнулении.

Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения, после чего значение обнуляется.

Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55).

Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в основной режим.

Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой “SET”.

При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал будильника будет активирован.     Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно.     Режимы работы часов приведены в таблице.

Красным условно обозначены ярко горящие разряды, оранжевым – тускло подсвеченные разряды, чёрным – погашенные разряды. Для времени: Ч – часы, М – минуты, С – секунды. Для даты: Д – день месяца (число), М – месяц, Г – год.

Для установки будильника: 1 – будильник 1, 2 – будильник 2, Х – нет значения (погашен).

Первое включение, программирование контроллера и настройка. Проверьте вначале правильность монтажа схемы часов. Затем проверьте цепи питания на предмет наличия короткого замыкания. Если не нашли, попробуйте подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте напряжение цепи питания D5V0.

С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе повышающего преобразователя напряжение величиной 200В (для указанных номиналов). Подождите несколько минут. Элементы схемы не должны заметно нагреваться. Особенно это касается дросселя высоковольтного преобразователя.

Его перегрев говорит о неправильно выбранном номинале или о конструктиве со слишком малым рабочим током. Такой дроссель надо заменить на более подходящий.

С этого момента понадобится элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае закоротите контакты панельки элемента питания, но тогда время и дату будете устанавливать каждый раз при прекращении подачи питания.

Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок. Делать эту операцию нужно в указанной последовательности. На индикаторах будет отображаться “21-15-00

Источник: http://radiostroi.ru/vdomik/218-chasinain-14lampahsvoimirukami

Часы на газоразрядных индикаторах. Схема часов на газоразрядных индикаторах

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

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

Важные элементы часов на индикаторах

Если не брать во внимание корпус устройства и непосредственно индикаторы, то основной деталью является микросхема. Именно она позволяет отображать в устройствах реальное время.

Дополнительно в модель включаются транзисторы и конденсаторы. Для блоков питания в основном используются батареи.

Трансформаторами, а также катушками индуктивности оснащаются далеко не все часы на газоразрядных индикаторах.

Как собрать ручные часы с транзисторами СВ303?

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

Микросхема для управления обычно применяется серии К15554, а относится она к классу трехканальных, выводов на блок питания имеет два.

Конденсаторы наручные часы на газоразрядных индикаторах в основном эксплуатируют именно с малой емкостью. В некоторых случаях можно встретить в устройствах стабилизаторы.

В данной ситуации нагрузка с транзисторов значительно уберется. В качестве корпуса вполне реально использовать обычную коробку.

Схема устройств со стабилизаторами

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

Если рассматривать системы с тремя конденсаторами, то и выводов на микросхеме должно быть три. Предельное сопротивление транзисторы обязаны выдерживать 6 Ом.

Если говорить о нагрузке тока, то она в часах в среднем составляет 74 А. В данном случае использовать двойные платы крайне не рекомендуется. Связано это с тем, что показатель выходного напряжения значительно возрастет.

В результате человеку придется ставить предохранители.

Часы с использованием катушки индуктивности

Максимальную нагрузку катушки индуктивности способны выдерживать на уровне 5 А. Блок питания для их работы очень необходим. Непосредственно компиляционный процесс осуществляется в два этапа. В первую очередь к работе подключаются конденсаторы.

В данном случае их используют только электролитического типа. На втором этапе попарно активизируются резисторы. Газоразрядные индикаторы в этой ситуации внутреннее сопротивление держат до 50 Ом.

Чтобы обезопасить устройство, многие советуют использовать систему защиты, которая исключает короткие замыкания.

Модели на выпрямителях с индикаторами ИН-12Б

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

Биполярные элементы в часах, как правило, применяются редко. Непосредственно платы устанавливаются для часов серии К155.

Тепловая проводимость у них довольно хорошая и в целом они отличаются отличными характеристиками. Преобразователи в системе используются довольно редко.

В охлаждении резисторы в принципе не нуждаются, и это плюс. Газоразрядные индикаторы в этой ситуации сопротивление держат до 50 Ом.

Варианты с датчиками температуры

Часы на газоразрядных индикаторах с датчиками температуры позволяют контролировать основные элементы в цепи. Как правило, заранее очень сложно рассчитать тепловую нагрузку на определенную пару резисторов.

В результате установленный предохранитель может ситуацию не спасти. Также от повышения температуры в часах страдают трансформаторы.

Когда на вторичную обмотку подается большое напряжение, ее целостность может быть нарушена.

Часы с использованием преобразователей

Преобразователи в часах чаще всего используются самые обычные. В данном случае они позволяют в устройстве не устанавливать трансформатор.

Однако минусы в таком случае также имеются, и их следует учитывать. В первую очередь недостаток преобразователей заключается в большом напряжении на входе, которое порой может превышать 16 В.

Согласование всех уровней в такой ситуации значительно усложняется.

Переключение катодов может осуществляться с малой задержкой. Решить все эти проблемы можно при помощи микроконтроллеров. Специалисты советуют использовать их именно серии “Мега 8”. Для регулировки часов понадобится всего три кнопки.

Некоторые перед началом сборки затрудняются в выборе светодиодов. На сегодняшний день наиболее подходящими принято считать элементы с красным цветом. Смотреться в конечном счете они в квартире будут просто изумительно.

Для цифр в газоразрядных лампах, как всегда, используют контакты.

Система вентиляции в устройствах

Система вентиляции в часах может быть различной. Самым простым способом для охлаждения делателей устройства принято считать естественную вентиляцию при помощи отверстий на корпусе. Сделать их можно с двух сторон сразу.

Важно при этом понимать, что больше всего в часах перегревается именно преобразователь. Учитывая это, перекрывать его платой в корпусе крайне не рекомендуется. Если рассматривать модели с блоками питания на 15 В, то максимальная температура преобразователей там составит примерно 40 градусов.

Это является нормой, и нет никакой необходимости оснащать часы Nixie Clock куллером.

Схема часов с внутренними генераторами

Схемы на газоразрядных индикаторах с внутренними генераторами предполагают использование блоков питания на 30 В. Внутренне сопротивление в данном случае повысится до 2 Ом.

Нагрузка максимум на транзисторы оказывается 5 А. Для выбора тактового сигнала нужно использовать микроконтроллеры. Точность хода тока зависит исключительно от кварца.

Транзисторы простые схемы на газоразрядных индикаторах, как правило, предусматривают биполярного типа.

Датчики температуры устанавливаются довольно редко. Объясняется это тем, что в системе абсолютно не нужен трансформатор с вторичной обмоткой. В результате тепловая проводимость будет довольно низкая.

Анодные ключи для портов применяются. Подходят они только для плат на три разъема. Микроконтроллеры серии “Мега 8” в данном случае будут уместными. Для прошивки платы необходим высокий порог мониторинга.

Часы на конденсаторах РР22

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

Преобразователи для конденсаторов данного типа подходят серии “Степ Ап”. Дополнительно следует позаботиться о системе защиты, чтобы исключить случаи коротких замыканий.

Микросхемы к конденсаторам используют только на два выхода. При этом портов может быть до пяти штук. Стабилизаторы для конденсаторов применяются в основном линейного класса.

Предельное напряжение на входе должно минимум составлять 5 В.

Есть ли часы с двумя микросхемами?

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

В свою очередь, транзисторы обязаны выдерживать напряжение тока в 30 А. Конвертеры в часах, как правило, устанавливают импульсного типа. За счет этого переключение на двоичный формат происходит быстро.

Непосредственно согласование уровней происходит в микроконтроллере. Регулировать напряжение в устройстве можно за счет стабилизатора. Однако минимальная емкость конденсатора должна составлять 22 пФ.

Модели на предохранителях КА445

Данные предохранители по своему типу относятся к электролитическим. Предельную емкость они имеют ровно 10 пФ. В начале цепи они, как правило, располагаются перед транзисторами.

Светодиоды в часах важно использовать с высокой пропускной способностью. На микросхеме должно быть предусмотрено как минимум три порта. При этом стабилизатор линейного типа припаивается обязательно.

С высоким входным напряжением в значительной мере поможет справиться предохранитель.

Если ис
ключить использование в часах преобразователя, то можно взять трансформатор с вторичной обмоткой. Устанавливается он перед блоком питания. Предохранители специалисты советуют использовать только плавкого типа.

Прослужат они в часах довольно долго. Перед кварцами резисторы важно устанавливать с пределом 33 Ом. Блок питания должен быть рассчитан на 15 В. В результате предельная частота в системе будет колебаться в районе 60 Гц.

Источник: http://info-4all.ru/obrazovanie/nauka-i-tehnika/tehnologii/chasi-na-gazorazryadnih-indikatorah-shema-chasov-na-gazorazryadnih-indikatorah/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector