Газоразрядный индикатор своими руками

6 режимов индикации:

Автопоказ даты и температуры каждые 35 секунд.

Часы собраны на минимуме микросхем:
PIC16F628 — 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.

Схема стандартная.

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.

Перебор режимов индикации:
Жмём кнопку «-» — перебор режимов индикации.
https://www.youtube.com/watch?v=QReDKfZJKd0

Появится

первый режим индикации — цифры плавно гаснут и плавно появляются новые.

Жмём ещё раз
Появится

второй режим индикации — часики работают как обычно в этом режиме работает «маятник».

И ещё раз
Появится

третий режим индикации — цифры при смене меняются перебором в этом режиме работает «маятник».

Ещё раз нажимаем
Появится

четвёртый режим индикации — цифры при смене накладываются друг на друга.

Ещё одно нажатие
Появится

пятый автоматический режим индикации — режимы индикации сами меняются каждые сутеи в 00:00.

И ещё одно нажатие
Появится

шестой автоматический режим индикации — режимы индикации сами меняются каждый час.

Включение / выключение автомптического показа даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём т держим в течении 3 секунд кнопку «+» — показ даты/температуры.
Если появится

автопоказ выключен.

Если

автопоказ включен.

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 0ля будет 7ка или вместо 5ки — 3ка.

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.

Сам процесс:
Жмём и держим кнопку ОК и включаем часы.
В 3м разряде загорается цифра.

Отпускаем кнопку и начинается перебор цифр.
Надо назначить цифры от 0 до 9.
Пи 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.

Если на 1 то включается.

Затем загорается 5й разряд — это разрешение мигания секундных ламп.
На тот случай если вы секундные лампы расположите по центру вместо секундных точек.
Тут так же
Если нажать кнопку «+» на 0 то мигание отключается.

Если на 1 то включается.

После чего часы переходят в рабочий режим.

Платы нарисованы с помощью программы Sprint Layout 3.0

Сдесь фотка верхней части платы с подписанными элементами для большей наглядности:

А тут со стороны монтажа:

Тут расположение перемычек на плате

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. 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:

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.

>

Это интересно

Стройка

Душа собаки после смерти возвращается

0 комментариев

Стройка

В квартире появились белые длинные насекомые

0 комментариев

Стройка

Если голова клеща осталась в теле кошки

0 комментариев

Стройка

В ванной появились маленькие белые насекомые

0 комментариев