Ламповые часы на газоразрядных индикаторах – «Red Dragon» — часы на газоразрядных индикаторах ИН-14 + PIC16F628A » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Содержание

Nixie clock Kit IN-14 (Lite). Набор для сборки часов на газоразрядных индикаторах.

Добрейшего времени суток всем уважаемым муськовчанам. Хочу рассказать вам об интересном радиоконструкторе для тех, кто знает с какого конца нагревается паяльник. Вкратце: набор доставил положительные эмоции, интересующимся этой темой — рекомендую.
Подробности ниже (осторожно, много фото).

Начну издалека.
Сам я не отношу себя к истинным радиолюбителям. Но не чужд паяльнику и иногда хочется чего-нибудь сконструировать/спаять, ну и мелкий ремонт окружающей меня электроники стараюсь сначала осуществить своими силами (не нанося невосполнимого вреда подопытному устройству), а уж в случае неудачи обращаюсь к профессионалам.

Однажды под воздействием вот этого обзора я купил и собрал такие-же часики. Сама конструкция там простая и сборка не доставила никаких сложностей. Поставил часы в комнату сына и на время успокоился.

Потом, прочитав обзор этих часиков, мне захотелось попробовать собрать и их, заодно потренировавшись в пайке smd компонентов. В принципе и здесь все заработало сразу, только молчала пищалка звукового сигнала, купил в офлайне, заменил и все. Подарил часы другу.

Но хотелось чего-то ещё, поинтереснее и посложнее.

Как-то, ковыряясь у отца в гараже, наткнулся на останки какого-то электронного прибора советской эпохи. Собственно останки — это некая конструкция из плат, содержавшая в себе 9 газоразрядных индикаторных ламп ИН-14.

Тогда и посетила меня мысль — собрать часы на этих индикаторах. Тем более, что подобные часы, когда-то собранные отцом, я наблюдаю в квартире родителей уже лет 30, если не больше. Плату я аккуратно распаял и стал обладателем 9 ламп выпуска начала 1974 года. Желание пристроить в дело эти раритеты усилилось.

Путем дотошных расспросов Яндекса я вышел на сайт radiokot.ru, который оказался просто кладезем премудрости на тему создания подобных часов. Просмотрев несколько схем таких конструкций, я понял, что хочу часы под управлением микроконтроллера, с микросхемой реального времени (RTC). И если, повторяя одну из конструкций часов, запрограммировать контроллер и спаять плату мне было-бы по силам, то вопрос изготовления самой печатной платы поставил меня в тупик (я же ещё не true-радиолюбитель).

В общем решено было для начала купить конструктор таких часов.
Вот здесь как раз обсуждается этот конструктор, собственно это топик автора (его ник mss_ja) этого набора, где он сам и помогает с сборкой и запуском своих наборов. У него же есть и сайт, где много фото готовых изделий. Там можно купить не только наборы для самостоятельной сборки, но и готовые часы. ПосмотрИте, проникнитесь.

Некоторые сомнения вызывал вопрос доставки, ведь уважаемый автор живет на Украине. Но оказалось, что война — войной, а почта работает по расписанию. Собственно 14 дней и посылка у меня.

доставка


Вот такая коробчёнка.

Итак, что-же я купил? А всё видно на фото.

В состав набора входят:
печатная плата (на которой автор любезно распаял контроллер, чтоб мне не мучиться, уж больно ноги у него мелкие). Программа была уже зашита в контроллер;
Пакет с компонентами конструкции. Хорошо видны крупные — микросхемы, электролитические конденсаторы, пищалка и т.д., согласно схемы и описания. Под этим пакетиком ещё один, с мелкими smd компонентами — резисторами, конденсаторами, транзисторами. Все smd элементы наклеены на бумагу с надписанными номиналами, очень удобно. Фото сделано в процессе сборки.

Заготовка под корпус часов не входит в набор по умолчанию, но списавшись с автором, я и её купил. Это перестраховка от своей возможной криворукости, т.к. с деревом дела практически не имею и весь опыт обработки оного сводится к периодическому пилению дров для шашлыка на даче. А хотелось классического вида — типа «стекляшки из деревяшки», как выражаются на форуме радиокота.
Итак, приступим.
Вот собственно и всё, что нам понадобится, чтоб начать сборку. А чтобы её успешно завершить, нам ещё нужны голова и руки.

А нет, не все показал. Без этой штуки можно даже и не начинать. Эти smd элементы такие мелкие…

Сборку начал строго по рекомендации автора — с преобразователей питания. А их в этой конструкции — два. 12В->3.3В для питания электроники и 12В->180В для работы самих индикаторов. Собирать такие вещи надо очень внимательно, предварительно удостоверившись, что паяешь именно то, именно туда и не перепутав полярность компонентов. Сама печатная плата отличного качества, промышленного изготовления, паять одно удовольствие.
Преобразователи питания были собраны и протестированы на наличие соответствующих напряжений, далее начал устанавливать оставшиеся компоненты.

Начиная процесс сборки, я дал себе обещание фотографировать каждый его этап. Но, увлекшись сим действом, вспомнил о своем желании написать обзор только когда плата была уже практически готова. Поэтому следующее фото было сделано когда я начал тестировать индикаторы просто воткнув их в плату и подав питание.


Из девяти добытых мною ламп ИН-14 одна оказалась полностью не рабочей, зато остальные были в отличном состоянии, все цифры и запятые отлично светились. 6 ламп отправились в часы, а две — в запас.


Я специально не стал смывать дату изготовления с ламп.

Обратная сторона



Тут виден коряво установленный фоторезистор, это я искал его лучшее положение.

Итак, убедившись, что схема заработала и часы пошли, я отложил их в сторону. И занялся корпусом. Нижняя часть изготовлена из куска стеклотекстолита с которого я содрал фольгу. А деревянная заготовка была тщательно зашкурена мелкой наждачкой до состояния «приятной гладкости». Ну и далее покрыта лаком с морилкой в несколько слоёв с промежточной сушкой и полировкой мелкой наждачкой.


Получилось не идеально, но, на мой взгляд, хорошо. Особенно учитывая отсутствие у меня опыта работы с деревом.


Сзади видны отверстия для подключения питания и датчика температуры, которого у меня пока нет (да-да, оно ещё и температуру может показывать…).


Тут несколько кадров в интерьере. Толково сфотографировать никак не удаётся, фото не передают всей «лепоты».


Это показ даты.


Подсветка ламп. Ну куда-же без неё. Она отключаемая, не нравится — не включай.

Замечательная точность хода. С неделю наблюдаю за часами, идут секунда в секунду. Конечно неделя — не срок, но тенденция очевидна.

В заключение приведу характеристики часов, которые я скопипастил прямо с сайта автора проекта:

Возможности часов:

Часы, формат: 12 / 24

Дата, формат: ЧЧ.ММ.ГГ / ЧЧ.ММ.Д

Будильник настраиваемый по дням.

Измерение температуры.

Ежечасный сигнал(отключаемо).

Автоматическая регулировка яркости в зависимости от освещения.

Высокая точность хода (DS3231).

Эффекты индикации.

—без эффектов.

—плавное затухание.

—прокрутка.

—накладка цифр.

Эффекты разделительных ламп.

—выключены.

—мигание 1 герц.

—плавное затухание.

—мигание 2 герца.

—включены.

Эффекты показы даты.

—без эффектов.

—Сдвиг.

—Сдвиг с прокруткой.

—Прокрутка.

—Замена цифр.

Эффект маятника.

—простой.

—сложный.

Подсветки

—Синяя

—Возможность подсветки корпуса. (Опционально)

Итак, подведу итоги. Часы мне очень понравились. Сборка часов из набора не представляет сложности для человека средней криворукости. Потратив несколько дней на весьма интересное занятие, получаем красивое и полезное устройство, даже с налётом эксклюзивности.

Конечно по нынешним меркам цена не очень гуманная. Но во-первых это хобби, на него тратиться не жалко. А во-вторых автор же не виноват что рубль сейчас ничего не стоит.

P.S. Смотреть не обязательно

Очередное наведение порядка в хламе. Что это там блестит такое стеклянное?

Кажется я уже знаю куда их пристроить…

Всем — Удачи!

mysku.ru

Теплые ламповые часики для гиков на любой вкус / Хабр


После завершения своего мега проекта системы автополива у меня началось временное помешательство. В смысле я начал проект механических часов. Дабы быть максимально оригинальным, я решил внимательно проштудировать все существующие конструкции любительских часов, начав поиск с ламповых экземпляров.
С удовольствием делюсь данным обзором и с вами, так что подкатом вы найдете много теплых ламповых и винтажных видео.

Я подготовил видеообзор антуражных часов на фоне антуражных часов:

Разумно начать обзор с газоразрядных индикаторов. В зарубежное литературе их еще называют Nixie tubes.

Внутри индикатора заполненного неоном имеется общий на всех анод и десяток катодов из проволочек, каждый выгнут в форме нужной цифры или символа.


Подавая напряжение в 200В между анодом и нужной цифрой возникает тлеющий разряд и цифра начинает светиться.

Эти индикаторы можно разделить на две большие группы — с индикацией через боковую поверхность баллона и с торца.

Индикаторы типа ИН-1, ИН-2, ИН-12 и другие обеспечивают индикацию через купол баллона, позволяя создавать интересные конструкции часов:

Часы Nuvitron на ИН-12 а ля Fallout



Еще одни винтажные часики в очень интересном исполнении


А это просто прелесть. Часы в стиле стимпанк, с поршнями шестеренками и паром

В свою очередь ИН-8, ИН-14, ИН-18 и многие другие в том числе зарубежные обеспечивают индикацию через боковую поверхность баллона. Такие индикаторы отлично смотрятся торчащими из подставки без какой либо поддержки.

Самые большие отечественные ИНки — ИН-18 — имеют высоту цифры 40мм! Их цена на ebay — $200-250 за комплект из 6 штук


А здесь автор сделал часы на ИН-18 с самодельным боем.



А это часы на индикаторах от Dalibor Farny похожих на Z568 производства ГДР, с высотой цифры 50мм. Цена последних поднимается до 400 баксов за штуку. Сколько стоят эти штучные экземпляры — подумать страшно.


Но есть индикаторы ЕЩЕ круче. Например CD-47 имеют высоту цифры в 135мм! Сто тридцать пять! Общая высота индикатора 200мм.


Рядом стоит Z568 для сравнения.

Часы в работе выглядят просто бесподобно. На ebay такие лампочки даже найти проблематично. Да и цена 900 евро за лампочку совсем печалит.

Хотите клевые наручные часы?

Разместить 4 индикатора в наручных часах привычного размера довольно проблематично, хотя в принципе таких проектов немало, поэтому имеют популярность и часы с двумя индикаторами, которые последовательно отображают сначала часы потом минуты. При этом, для экономии батареи индикация включается на короткое время после проведения по часам рукой.



Лень заряжать аккумуляторы? Не вопрос, устанавливаем парочку солнечных панелей и вуаля. Для сохранения малых размеров приходится отказаться еще от одного индикатора и все показывать одной трубкой, но зато эти часы можно смело оставлять на солнце и не беспокоиться о заряде.


Кстати, вы знали что у Стива Возняка есть вот такие наручные часы? Их производит David Forbes под маркой Cathodecorner. Кстати они продаются за 495 долларов плюс доставка. Неплохой подарок любителю подобной экзотики. Как видно эти часы тоже имеют только два индикатора, но в них встроен акселерометр который реагирует на характерный жест — поворот рукой чтобы посмотреть часы. Стильно и лаконично.


А вот и сам Стив Возняк, рассказывающий про эти часы

Для управления такими индикаторами существуют специализированные микросхемы К155ИД1, К133ИД1 и SN74141. Но микросхемы это не тру.

Может быть возьмем неонки?



Да, сначала делим на 50 частоту питающей сети, сформировав секундные импульсы, этот сигнал подаем на делитель на 60, попутно формируя сигнал для новой цифры секунд, с этого делителя формируем минуты, а потом и часы. Совершенно ничего сложного.Совершенно.

Вот тут есть схема данного устройства.

Неонки не по душе? Есть декатроны.

Декатрон — это такой газоразрядный декадно-счетный прибор, на котором можно построить различные счетные схемы. 60-е годы декатроны применялись для построения электронно-вычислительных машин, а в 70-е их уже вытеснили транзисторные схемы.

В любительских часах декатроны любят ставить просто для красоты, так как прибор не смотря на достаточно низкую стоимость все же дефицитный. Обычно его используют просто как декоративную крутилку, т.н. decatron spinner.

Да, это любительские часы на декатронах. Автор специально подбирал компоненты и технологии 1959 года при разработке прибора. Вот тут есть описание и схемы.

Как релейный фетифанат я не мог обойти часы на механике с релейно-счетной логикой



Только послушайте как мелодично оно щелкает… Эдакие старые маятниковые часы. Схемотехника такая же простая — триггеры на реле и декадно-счетная логика.

Кстати, ближайшие из моих будущих часов (я же говорил про помешательство, так что часов на самом деле несколько) будут работать на основе шаговых искателей и существенного размера релюх:

Среди любителей тоже нашлись неравнодушные к этому типу устройств:



Здесь автор взял два 10-позиционных искателя на минуты, дабы считать единицы и десятки минут. А часовой искатель взял как у меня — мой на 25 позиций, так что для отсчета 24 положений он вполне справится. Автор впоследствии переделал эти часы под вторичные, так и не задействовав секундные разряды.

Самое интересное, что такие часы выпускались и серийно. Вот пруф (Осторожно! В видео присутствует голый Jukebox[проигрыватель-автомат])

В столь жаркую летнюю пору не помешает что-то холодное и освежающее. Поэтому глупо было бы пропустить вакуумно-люминесцентные индикаторы (VFD).

Тут уже нет винтажной ламповости, так что формление гораздо более современное.

Вот вам миленькие семисегментники с цветной подсветкой:



А вот часики немалого размера на точечных индикаторах ИВ-26


да, у нас тут опять обилие отечественных индикаторов. На этот раз ИВшки.

С вакуумными индикаторами пришла мода помещать много разрядов в один баллон.

Например, вот симпатичные часики на ИВ-18

Вакуумные индикаторы кстати, несмотря на преимущества светодиодных и жидкокристаллических индикаторов во многих областях техники, очень даже производятся. Правда основная сфера их использования — это дисплей музыкальных центров и автомагнитол. Увы.

Напоследок мы посмотрим мои самые любимые, но самые немногочисленные до поры до времени часы, кстати самые ламповые из всех.

Часы на электронно-лучевых трубках.

Различные темы отображения на круглой трубке



А вот и рождественские часики, с катающимся по экрану санта-клаусом.

Можно и вовсе воспользоваться готовым осциллографом, хотя без гашения луча картинка получается немного грязной

Трубки от осциллографа хороши тем, что в них уже встроена электростатическая система отклонения луча. В случае телевизионных трубок помимо самой трубки нужно найти еще и родную отклоняющую систему, которую потом еще нужно будет настроить. А тут лишь подать разность потенциалов на отклоняющие электроды и готово.

Надеюсь вам понравился этот ламповой теплоты пост. Оставляйте в комментариях интересные проекты часов, которые я случайно или не очень пропустил, а я пошел отмечать свой юбилей. Удачи!

habr.com

Radiotech modding labs: ЛАМПОВЫЕ ЧАСЫ NIXIE CLOCK

Схема этих часов лишена недостатков часов версии v2.0  анодные ключи на транзисторах не дают засветку на соседний разряд .

Платы односторонние сделаны и собраны в бутерброд   ,плата с индикаторами и плата контроллер с блоком питания.

Отверстия под лампы сделаны специальным сверлом для металла 

Сейчас на просторах интернета можно очень часто увидеть интересные часы на старых индикаторах 70-80х годов  и популярность их все больше и больше растет из-за необычного винтажного вида и красивого свечения. Для этих часов используют разнообразные газоразрядные индикаторы.

Здесь я опишу свой второй проект ламповых часов.

Nixie Mullard clock

Порывшись на просторах интернета по теме ламповых часов я быстро нашел для себя исходники для проекта. Часы сделаны на распространенном микроконтроллере pic16f84a , индикаторы подобрал красного цвета ZM1080 MULLARD из великой Британии .

Эта лампочка весьма популярна не только в Англии , в европе ее выпускали многие производители 

DATASHEET   ZM1080 MULLARD

Как вы видите ламп с  сокетом B13D выпускалось много .

B570M, F9080B, F9080BA, TAF1093A, TAF1317A, TAU7030, Z5700M, Z570M, Z5730M, Z573M, Z5740M, Z574M, ZM1082, ZM1134, ZM1135, ZM1136A, ZM1136L, ZM1136R, ZM1138A, ZM1138L, ZM1138R

Схема ламповых часов 

Схема всем хороша , но есть одно неприятное но,  анодные ключи здесь на  оптронах  и при дин.индикации они дают засветку на соседние разряды .Поэтому не наступайте на эти грабли как я а делайте на транзисторных анодных ключах как указано в схеме ниже.
Я же сделал чтоб попробовать и посмотреть насколько сильно присутствует засветка и есть ли возможность исправить с оптронами, а также по тому что на транзисторных ключах я уже делал другой проект но об этом позже.

Платы часов сделаны в виде бутерброда из 2х плат  , плата индикаторов и плата контроллера и блока питания .




Собрав сие чудо  я получил забавные циФИРЪ  на индикаторах ,оказалось воткнул не тот кварц  ,поставил 32.768  вместо 3.2768 Mhz

Поменяв кварц все встало на свои места часики ожили и отлично ходят  . 

На схеме указана микросхема 74141  это полный  аналог нашей микросхемы К155ИД1 .

Индикаторы zm1080 на плате , на разделительную точку хорошо подошел индикатор ИН-3 

Далее пошла сборка в корпус  платы установлены на стоечки нужного размера. Для корпуса использовал подходящую жестяную коробку от сувенира Промсвязьбанка .По размерам отлично подошла.

Сверлить крупные отверстия в жестянке  нужно аккуратно ! Чтоб не порвать края лучше зажать в струбцинах жесть между двумя листами оргалита или фанеры , а потом спокойно сверлить.



Корпус сверлим собираем. Гнездо адаптера залил термоклеем изнутри чтоб не болталось.Снаружи сделал накладку из латуни .Сверху сделал накладку под бронзу.





В нижней части сделал отверстия для стоек плат . 

Ножки нашел резиновые (чтоб часы не скользили по столу) от старой аппаратуры уже с отверстиями .

Собираем , вдох-выдох подключаем ! ура работают ! Настраиваем время и наслаждаемся винтажным девайсом — все часы готовы !

По опциям , в часах есть только настройка минут и часов. В сети есть море часов с разными опциями , дата ,термометр , подсветка и.т.д  я считаю ,что это все лишнее , т.к. первые часы на таких индикаторах в те времена и были с минимальными настройками .В ламповых устройствах чем меньше деталей тем оно надежнее .

Ночной вид часов .

www.petrofflab.ru

Часы на газоразрядных индикаторах, или Nixie Clock (ver 1.0)

Уже прошло примерно полгода, как подарил сестрёнке такие часы:


Но написать историю создания никак не удосуживался…
Собственно, собрался с силами, и убил полдня на написание этого поста.
Часы, по началу, не собирался делать, не сильно сложная задача, и потому было не очень интересно, однако, друг уговорил помочь с электроникой. Ну, что-ж, для меня не трудно, сварганить часики… как потом оказалось, не так уж и просто, если опыта в часо-строении нету 🙂

По ТЗ было задумано:
Из важного (реализовано в текущей версии ПО):

  1. Приглушение свечения ламп ночью (по фото-датчику), ибо освещают пол комнаты. Приглушение реализовано плавным изменением яркости.
  2. 10 значений яркости, на которую приглушается свечение.
  3. Настраиваемая функция гашения незначащего нуля.
  4. Настраиваемая функция переключения цифр на лампах, реализовал только плавное перетекание и простое переключение. Обычно используется только плавное перетекание. Потому и не выдумывал велосипедов, хотя по началу в азарте хотелось, однако потом холодный инженерный расчёт взял своё.
  5. Установка времени из функционального меню.
  6. Коррекция времени (реализована в самом RTC, мне осталось сделать лишь меню).
  7. Применен высокоточный кварцевый генератор, по результатам испытания обычный кварц плохо себя показал, плохая температурная стабильность, как следствие уход времени на +/- 10 секунд в сутки в зависимости от температуры и фазы луны :). Да, к сожалению на плате этого я уже не отображал. Кто захочет сам перекроит.
  8. Питание от сетевого адаптера 7-20V.
  9. Ионистор в цепи питания микросхемы часов реального времени(RTC), дабы время не сбивалось при отключениях сети.

Из не важного (пока не реализовано в ПО за ненадобностью):

  1. Будильник с музыкальным звонком.
  2. Выбор мелодии для будильника из 10 штук.
  3. 3 ступени регулировки громкости будильника.
  4. RGB подсветка ламп.
  5. 10 предварительно настраиваемых оттенков подсветки ламп.
  6. Возможность установки периода, через который меняется оттенок подсветки ламп (из десяти предварительно настроенных).
  7. Регулировка яркости подсветки ламп вместе с яркостью свечения ламп при наступлении темноты.
  8. Измерение температуры (по сути получается измерение температуры печатной платы, поэтому решил в жизнь не проводить, хотя можно сделать выносной щуп).

Сразу для себя решил, что преобразователь питания для ламп (12-180V) буду делать с управлением на микроконтроллере (обратная связь по сигналу на АЦП и в качестве источника тактирования — ШИМ модуль). В поисках информации про часы набрёл информацию тут и тут, как раз готовое решение для преобразователя, изобретать велосипед не стал, повторил и программный код, и схему преобразователя. Работу остальных частей часов писал с нуля применяя своё умение программирования и воображение 🙂
Часы построены на шести лампах — ИН8-2:


Сетка у них толстовата… но как потом оказалось, это совсем не мешает.
На удивление, выводы у этих ламп гибкие, обычно, как я понял, лампы этого типа имеют выводы под панельку.
Кстати, эти лампы сошли с конвейера, за 5 лет до моего рождения… Раритет!

Поскольку делать просто так, на коленках, мне было не интересно, к разработке подошёл очень серьёзно, как настоящий инженер-электронщик, разработав полноценный проект, начиная от 3D моделей корпуса (AI):

заканчивая 3D моделями плат (AD):


И 3D сборками (AI):


Кто в теме тот поймёт.
Конструкция содержит 2 платы, по причине того, что нужна подсветка, и плата довольно таки сильно занята, и развести там 180V дорожки для ламп попросту было негде.

Микроконтроллер использовал — Atmega32A.
Декодеры для ламп — классически К155ИД1.
Часы Реального Времени — M41T81 остались от рабочего барахла.
В качестве плеера для будильника используется проект уважаемого ELM: линк. Использую отдельный микроконтроллер ATtiny45, ибо в один контроллер всё вместить не получается, ни по количеству выводов, ни по производительности, в проекте плеера используется высокочастотный ШИМ, который есть у ATtinyX5 но нету у Atmega32A и у Atmega64A тоже, что то более специфичное применять не решился. Есть вариант не требующей очень большой производительности, когда используется R-2R ЦАП на одном из портов микроконтроллера, но лишних 8 ног в микроконтроллере не нашлось, да и задача будильника приоритетной не была, по производительности тоже не факт, что микроконтроллер потянул бы. В будущем можно подумать на эту тему.
Звук усиливается либо отдельным ключом, коммутирующим миниатюрный динамик через конденсатор на +12V, либо, для эксперимента заложенным, операционным усилителем, хотя думаю что тут нужен специализированный низковольтный усилитель, но в барахле у меня такого не нашлось.
Для фото-датчика использовал китайский фоторезистор, честно говоря так и не понял бывают ли они какого другого сопротивления, этот в темноте имеет сопротивление 150кОм, при дневном свете 1,5кОм. Без маркировки. Так что что за оно, понятия не имею. Выглядит примерно так:

Резистор для измерения температуры использовался в отличие от указанного на схеме на 47 кОм, при 25 градусах: B57421V2473J62 от Epcos. Установить установил, мерить температуру так и не мерил, ибо мерить получается температуру платы, об этом писал уже выше.
В схеме так-же заложены ключи для подлкючения неоновых ламп разделителей разрядов часов, однако неонки эти, как оказалось светят другим оттенком оранжевого, и выглядят неестественно… в общем отказался я от них, так гораздо красивее.

Светодиоды RGB SMD5050, какие получилось найти на нашем радиорынке на ждановичах… там у нас грустно с RGB светодиодами (и не только, по причине что продается только то, что пользуется спросм), потому это единственное что удалось найти более-менее подходящее по цене и свечению.  Сразу скажу, если будете делать подсветку ламп, светодиоды вам нужны матовые (т.е. с матовым наполнителем, а не как у меня прозрачные)… ибо светящиеся кристаллы бликуют на стекле ламп цветными точками, что не очень красиво.

Весь этап сборки отснять на фото не удалось, что есть выкладываю:
Платы делал крамолиновским фоторезистом Positiv, тогда еще про плёночный фоторезитст только думал.

Из-за того, что первый вариант корпуса предполагал иметь верхнюю крышку из полированной нержавейки, пришлось существенно выпендриться в конструкции печатной платы ламп: Перемычки делать лакированным проводом.
Это второй вариант, который для сестрёнки:

Это прототип:

Решил что больше так делать не буду, трудоёмкий очень вариант, однако опыт интересный 🙂

Кнопки управления размещаются в любом месте корпуса, и подпаиваются проводами к контактным площадкам на плате, для фото-датчика имеется отверстие в задней стенке корпуса.

В итоге пока клепал прототип, решил второй экземпляр подарить сестрёнке, а корпус сделать из стеклотекстолита:

Корпус был начерчен, изготовлен, погрунтован, и покрашен, высушен :). Больше вручную резать такие корпусы я не буду, лучше пусть это делает станок ЧПУ. Корпус вышел габаритными размерами: 193.2 х 59.2 х 27.5, «ножки» которые образовались по углам имеют высоту 4 мм.
Фото корпуса после покраски к сожалению не осталось. Но надеюсь с верху на фотках можно оценить всю красоту задумки.

Какие выводы сделал после постройки первого прототипа:

  1. Кварц нужен очень точный, чтобы настраивать не пришлось, обычный часовой не пойдёт. Пришлось перекроить схему на DS32kHz, у него точность +/- 1 минута в год. Есть вариант ещё лучше, DS3231S — тут всё в одной микросхеме, часы реального времени и точный кварц. Однако, их я уже не покупал, и так пришлось DS32kHz выписывать из Китаю.
  2. Плату разработал не самую удачную, преобразователь напряжения слишком близко к часам реального времени, единичные импульсные помехи могут проскакивать на вход кварцевого генератора часов реального времени. В связи с этим следует улучшить помехозащищённость по питанию, в цепь питания часов реального времени лучше включить пару дополнительных конденсаторов и дроссель, в следующей итерации реализую, тут пришлось защищаться от помех дополнительными навесными элементами. Следующий вариант часов будет построен так, чтобы преобразователь и часы реального времени находились в противоположных углах платы.
  3. Вариант конструкции с двумя платами хоть и имеет право на жизнь, и корпус получается меньше, однако трудоёмкость изготовления сильно повышается.
  4. Корпус — самая трудоёмкая часть, а именно выпиливание деталей и подгонка. Если будете повторять мой подвиг будьте готовы сразу.

Схемы плат: плата 1 плата 2
Печатные платы уже в виде картинок: Платы
Проекты печатных плат: плата 1 плата 2
Исходники: src
Да, за говнокод не пинайте, как обычно каждая следующая программа совершеннее предыдущей 🙂

Картинки в большом разрешении

*** Лирическое отступление ***
Однако, радость от часов уменьшает не очень приятная (для разработчика) особенность в окружающих людях… когда показываешь и говоришь: “Смотри какие часы я наваял!” Люди не понимают, чего я  там такого наваял, ибо по не опытности у них возникает чувство, что если часы и не куплены, то по крайней мере корпус точно был куплен, допилен и использован в конструкции. Теперь начинаю думать о том, чтобы делать свои самоделки с изъянами, тогда будет точно ясно, что это вещь самодельная!
Хотя это я так, я ж перфекционист… и на такие компромиссы с совестью не пойду.

ysiliverst.livejournal.com

Ламповые часы на газоразрядных индикаторах

Светотехника

Главная  Радиолюбителю  Светотехника


Несмотря на то, что газоразрядные индикаторы в обиходе очень быстро были заменены на более продвинутую и практичную альтернативу, светодиодные индикаторы, они все еще находят свое применение в интересных поделках.

Одним из таких «винтажных» приборов можно назвать ламповые часы. На газоразрядных индикаторах они смотрятся очень оригинально, особенно в полумраке или в темноте.

Для затравки внимания – изображение одной из возможных реализаций.

Рис. 1. Внешний вид устройства

Эффектно, ничего не скажешь. Самое интересное, что в сети можно найти множество готовых вариантов, вплоть до наручных часов с газоразрядными лампами. Команды, занимающиеся реализацией таких проектов, часто находят такую же «теплую ламповую» поддержку со стороны сообщества, потому как конечный продукт — это скорее искусство, чем схемотехника.

Но как же собрать свой вариант ламповых часов? Об этом ниже.

Какие лампы подходят

Здесь нужно начать с того, что ламповые индикаторы уже сняты с производства, как и большинство микроконтроллеров, которые с ними работали в связке. Поэтому придется потратить не один вечер на поиск всех необходимых комплектующих.

В продаже можно найти различные варианты, стоимость зависит от типа индикатора и высоты цифр. К примеру, лампа Z568M с высотой цифр 50 мм обойдется около 250 долларов за каждую.

Конечно, есть и более доступные альтернативы.

Сами лампы могут быть газоразрядными или люминесцентными. У последних люминофор (вещество, обеспечивающее свечение) со временем выгорает, и сама лампа тускнеет, поэтому их лучше не использовать в часах.

При заказе на иностранных сайтах (если будете брать для себя) стоит искать лампы NIXIE CLOCK (газоразрядные). Они лишены недостатка люминесцентных, но имеют свой – для свечения требуется питание минимум 100-110 В (некоторые от 150 В и более). Отсюда сложность в проектировании плат (необходимо согласование уровней, ведь часть схемы, отвечающая за логику работы часов, питается низким напряжением).

Система питания

Чтобы уменьшить габариты блока питания можно использовать Step-Up преобразователь. То есть после обычного понижающего трансформатора из 220 В получаем 9,5 В (мощность не менее 200мА), и увеличиваем их до 175 В.

Принципиальная схема БП часов.

Рис. 2. Принципиальная схема БП часов

Согласование уровней

На выходе микроконтроллера, управляющего свечением ламп мы имеем всего 5 В. Этого явно недостаточно для того, чтобы зажечь нужную цифру.

Чтобы получить около 180 В на аноде можно применить следующую схему согласования.

Рис. 3. Схема согласования

В качестве контроллера управления ламами была выбрана микросхема К155ИД1 (существуют и другие аналоги, она снята с производства на многих заводах, но найти в продаже ее еще можно).

Общая схема управления лампами выглядит так.

Рис. 4. Общая схема управления лампами

При сборке посадочных мест может возникнуть проблема с гнездами для ламп (сложно найти в продаже). Их можно собрать самостоятельно из других разъемов, использовав медные трубки с продольными разрезами. Или, как вариант, припаять напрямую (как микросхему). Но тогда, будет сложно ее заменить при выходе из строя.

Сами часы (блок управления) – микроконтроллер ATMega8

Чтобы логику работы можно было адаптировать под свои нужды, можно использовать программируемый контроллер, например, Mega8.

В качестве задающего генератора было решено использовать DS1307 (это часы реального времени, которые работают в качестве ведомого устройства).

Для дополнительного функционала был подключен термометр DS18B20.

Итоговая схема выглядит следующим образом.

Рис. 5. Итоговая схема устройства

Обратите внимание, в схему включены светодиоды подсветки, они установлены прямо под лампами и создают необходимый антураж. Цвет можно подобрать под лампы – предпочтительно белый или красный. Последний идеально сочетается с лампами ИН-8 и ИН-17, которые использовались в данном приборе.

Логика работы

После сборки часов и установки прошивки (исходники ниже во вложениях) на Mega8 получается следующий функционал:

1. Кнопка «Меню» после кратковременного нажатия меняет текущий режим работы — просто время/время (показывается 2 минуты)-дата (10 сек.)/время-температура (2 мин/10 сек)/время-дата-температура (2мин/10сек/10сек).

2. Длительное нажатие на «Меню» — переход в режим настройки даты/времени (смена настраиваемого элемента – короткое нажатие «Меню»).

3. Кнопка «Up» при кратковременном нажатии показывает дату (2 секунды).

4. Длительное нажатие «Up» — включение/отключение светодиодов подсветки.

5. Кнопка «Down» показывает температуру на 2 секунды (на длительное нажатие функции нет).

В исходном коде можно изменить время приглушенного света (по умолчанию это промежуток с полуночи до 7 утра). В настройках этот параметр не меняется.

Расстановка фьюзов на изображении ниже.

Рис. 6. Расстановка фьюзов

В собранном виде часы выглядят так.

Рис. 7. Внешний вид устройства

Архив со схемами находится здесь.

Автор: RadioRadar

Дата публикации: 19.04.2018

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

www.radioradar.net

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 исключить 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.

fb.ru

Эксклюзивные часы на газоразрядных индикаторах ‘PANDICON»

Ламповые часы «Пандикон»

Мы разработали эти ламповые часы, чтобы отдать дань уважения эпохе, которая породила газоразрядные индикаторы. То было время Холодной войны и уроки прошлого сейчас как никогда актуальны.  Эти часы не будут играть музыку, измерять вашу температуру или подключаться к Интернету.  Все, что они будут делать, — это показывать время и делать это красиво, просто и дорого.
Мы используем только аутентичные газоразрядные индикаторы производства СССР, которые проходят предварительное тестирование. На сегодняшний день они не производятся уже несколько десятилетий, их запас ограничен и стоимость растет. В то же время, из-за особенностей своей конструкции, со временем качество свечения в них не падает и цифры спустя много лет после того, как индикатор был произведен, светятся все тем же мягким оранжевым неоновым светом в стеклянных колбах.

Установка времени осуществляется простым нажатием на две кнопки, скрытые на задней панели: одна для часов и одна для минут. Высота цифр в индикаторах ИН-14 18мм. Время отображается в стандартном 24-часовом формате на 4 лампах. Для работы ламповых часов требуется  постоянный ток напряжением 5 Вольт. При помощи USB-разъема на задней панели вы сможете подключить часы к компьютеру либо к сети 220В через соответствующий адаптер питания.

Сердцем часов является высокоточная микросхема – часы реального времени со встроенным кварцевым резонатором с температурной компенсацией. Заявленное производителем отклонение – 10 секунд в год. В этой микросхеме присутствует вход для напряжения резервной батареи. При отключении основного питания микросхема автоматически переключается на работу от резервной батареи, точность хода от резервной батареи не нарушается. Наши газоразрядные часы собраны на двух платах (плата управления и плата индикации) на современной элементной базе. Платы заводского изготовления, 2-слойные, компоненты установлены на SMD-станках (станки-раскладчики компонентов с ЧПУ).

Отдельного упоминания заслуживает корпус часов. Для того, чтобы полностью отображать идею проекта, корпус изготавливается из цельного бруска нержавеющей стали. Технически очень сложно сделать такой корпус, но результат стоит того.  Никаких стыков,  швов, винтов и стыков. Никакого дерева, пластика и окрашенных алюминиевых сплавов. Никаких компромиссов. Только шлифованная нержавеющая сталь, которая сама своим внешним видом скажет о вашем вкусе. Они отлично впишутся практически в любой интерьер.  С уверенностью можно сказать что ламповые часы «Пандикон» стоят особняком среди множества предложений на рынке. Часы в деревянном, пластиковом или алюминиевом корпусе есть у многих. Часы на газоразрядных индикаторах «Пандикон» из нержавеющей стали будут только у вас. Помимо прочего, такой корпус как нельзя лучше отображает сущность самих индикаторов. В отличие, например, от вакуумно-люмининисцентных индикаторов, в газоразрядных индикаторах отсутствует люминофор, который может выгорать со временем. Нержавеющая же сталь по сути вечная. Она не потемнеет и не потрескается как лак или краска, не поцарапается и не подвергнется коррозии. Часы «Пандикон» будут радовать вас многие годы — каждые из них  являются уникальным произведением искусства. Если вы желаете купить часы на газоразрядных индикаторах, то вы попали на нужный сайт. Добро пожаловать в наш магазин.

Также обращаем ваше внимание что всегда в наличии наборы для самостоятельной сборки газоразрядных часов (Nixie clock kits): часы на ИН-14, часы на ИН-12, часы на ИН-16, часы на ИН4, часы на ИН8-2 и термометр на ИН-14+Ин19А.
С помощью наборов для самостоятельной сборки различной комплектности вы сможете создать часы в стиле стимпанк (steampunk nixie clock), ретро-часы, часы в стиле лофт, fallout  и т.п.

Если вы хотите купить оригинальный эксклюзивный подарок на юбилей руководителю, директору, начальнику, сделать деловой подарок или ищете идею корпоративного подарка, то мы уверены, что уникальные часы на газоразрядных индикаторах «Pandicon» подойдут как нельзя лучше.

Заказать часы вы можете на сайте www.pandicon.net

Из истории газоразрядных индикаторов.

Часы на газоразрядных индикаторах (на западе за этими лампами закрепилось название “Nixie tube”) – это устройство, которое в качестве индикаторов времени использует ионный прибор с  тлеющим разрядом. Название «Nixie» получилось от сокращения «NIX 1» — «Numerical Indicator eXperimental 1» («цифровой индикатор экспериментальный, разработка 1»).
Цифровые (знаковые) индикаторы типа «Nixie tube», состоят из десяти тонких металлических электродов (катодов), каждый из которых соответствует одной цифре или знаку, при этом они включаются индивидуально. Электроды сложены так, что различные цифры появляются на разных глубинах, в отличие от плоского отображения, в котором все цифры находятся на одной плоскости по отношению к зрителю. Стеклянная колба наполнена инертным газом неоном (или другими смесями газов) с небольшим количеством ртути. Когда между анодом и катодом прикладывается электрический потенциал от 120 до 180 вольт постоянного тока, вблизи катода возникает свечение.
С начала 1950-х до 1970-х годов индикаторы, построенные на газоразрядном принципе, были доминирующими в технике. Позже они были заменены вакуумно-люминесцентными, жидкокристаллическими дисплеями и светодиодами и стали довольно редки сегодня. В настоящее время большинство наименований газоразрядных индикаторов больше не производится.
В последние годы популярность газоразрядных индикаторов возросла из-за их необычного ретро- вида. В отличие от ЖК и светодиодов, они излучают мягкий неоновый оранжевый или фиолетовый свет.
Многоразрядный индикатор типа «Nixie tube» называется «пандикон»

Заказать часы вы можете на сайте www.pandicon.net

graver36.ru