РадиоКот :: Часы на ИН-8-2
РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >Часы на ИН-8-2
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.
1. Отображение времени
3. 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.
4. Светодиодная подсветка под корпусом — светящиеся ножки. Обычные белые светодиоды. Подсветка может использоваться в качестве ночника, или просто для эстетики.
5. 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.
Как видно по схеме, там имеются 7 кнопок.
При нажатии на любую из этих кнопок, происходит прерывание INT0, и программа реагирует на нажатую кнопку. Для этого и нужна развязка на диодах.
Первая кнопка — режим отображения — время или дата.
Вторая и третья кнопки — установка минут и часов соответственно (если часы показывают время), или установка дня, месяца и года (если часы показывают дату). При установке минут секунды обнуляются. Год устанавливается через месяцы.
Четвертая кнопка (в режиме отображения времени) перебирает режимы подсветки. Всего режимов четыре. 1 — ручная RGB подсветка, нижний свет выключен. 2 — автоматическая RGB подсветка, нижний свет выключен. 3 — ручная RGB, нижний свет включен. 4 — автоматическая RGB, нижний свет включен. В режиме отображения даты данной кнопкой можно регулировать яркость индикаторов. Всего 10 градаций яркости.
Пятая, шестая и седьмая кнопки — настройка ручной подсветки RGB. Каждый канал регулируется соответствующей кнопкой. Можно присваивать значения ШИМ от 0 до 255 с шагом 5. При этом само значение ШИМ выводится на индикаторы, и красуется там до тех пор, пока не закончится настройка, после нее нужно нажать на первую кнопку, и часы вернутся в режим отображения времени.
Естественно, можно полностью выключить подсветку — для этого нужно выбрать режим ручной подсветки и выставить нули по всем каналам.
RGB светодиоды питаются от 12 вольт через резисторы и ключи на ULN2803. Само собой, яркость каналов внутри у светодиода разная, поэтому необходимо откалибровать систему. Для этого нужно выставить одинаковые коэффициенты ШИМ и подбором резисторов или специальных констант в программе добиться белого света, без перекосов в какую либо сторону спектра. У моих светодиодов красный канал светил значительно слабее чем синий и зеленый, поэтому в программе введены соответствующие коэффициенты поправки.
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.
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.
Теперь ставим плату в корпус. В нем предварительно вырезаны продолговатые отверстия для рычажков.
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.
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.
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 например.
Зеленый. Значение ШИМ = 80 (это значение выводится на индикаторы единиц часов, минут и секунд, т.к. только у них подключены все катоды.)
Красный. 165
Малиновый. Тут в режиме показа времени.
Теперь можно посмотреть на некоторые детали корпуса.
Напоследок несколько общих видов.
Использованные материалы
оригинал https://dr-spear.com/page.php?id=217
https://avr.ru/ready/contr/indor/rgb-control
https://avrproject.ru/publ/kak_podkljuchit/bascom_avr_74hc595/2-1-0-44
Файлы:
Архив ZIP
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Часы на газоразрядных индикаторах ИН-8
Автор: Евгений КозловЛампа: 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.
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:
NiXIE: -= Часики =-
Автор: MiklSh
Лампа: ИН-8-2
Схема: есть ( ATMega8 )
Плата:есть ( Sprint-Layout 6 )
Прошивка:есть
Исходник:нет
Описание: нет
Особенности: тонкие часы как для 2 плат.
Схема:
————————————————————————————
* Mega8 — фьюзы: генератор на внутренний 8мГц, остальное по умолчанию.
* Настройки часов хранятся в RTC — отсутствие батарейки стирает ВСЕ.\
* Расположение индикаторов: T1-десятки часов … T4-единицы минут.
* Buzzer — без внутреннего генератора, просто «Динамик».
————————————————————————————
Режимы работы при клацаньи по кнопкам (K1…K3):
0.»Время»
K1: 0.»Время»->1.»Дата»->2.»Год»->3.»Секунды»->
K2: …->0.»Время»
K3: 0.»Время»->4.»Настр.Будильника»->5.»Настр.Время»->6.»Настр.Яркость»->7.»Настр.Плюшек»->
4.»Настр.Будильника»
K1: прибавление выбранного разряда
K2: «час А мин»->»ЧАС а мин»->»час а МИН»->
K3: …->0.»Время»
(«А»: точка — символ включения будильника)
5.»Настр.Время»
K1: прибавление выбранного разряда
K2: «ЧАС мин»->»час МИН»->»СЕКУНДА»->»день МЕС»->»ДЕНЬ мес»->»ГОД»->
K3: …->0.»Время»
(в режиме настройки «СЕКУНДА», K1 округляет время до минуты)
6.»Настр.Яркость»
K1: прибавление выбранного разряда
K2: «авт П ярк»->»АВТ п ярк»->»авт п ЯРК»->»MIN max»->»min MAX»->
K3: …->0.»Время»
(«авт»: изменение яркости 1-автоматическое, 0-ручное; «П»: подсветка)
(«MIN» и «MAX» — ограничители при автоматическом изменении яркости)
7.»Настр.Плюшек»
K1: прибавление выбранного разряда
K2: «_ХОД»->»__БОЙ»->
K3: …->0.»Время»
(«ХОД»: точность хода часов в 0.1ppm, 128=+0.0ppm ; «БОЙ»: включение «кукушки» — сигнал каждый час)
Значение точности хода: …не проверял
1 ед. = 0.1ppm = 3.1536 сек в год.
1 = -12.6 ppm Positive aging values add capacitance to the array, slowing
126 = -0.1 ppm the oscillator frequency. Negative values remove capacitance from
127 = -0.0 ppm the array, increasing the oscillator frequency.
128 = +0.0 ppm
/ Положительные значения увеличивают емкость, замедляя кварцевый
254 = +12.6 ppm генератор. Отрицательные — уменьшают, ускоряя ход часов.
(прим.: если занчение=»128″ и за год часы убежали вперед на 9.5сек => выставить «131»)
(прим.: если значение=»128″ и за год часы отстали на 6.3сек => выставить «125»)
—
С уважением,
Михаил mailto:[email protected]
Файлы проекта. Первоисточник.
Upd 2015/06/09:
Реализация от Яна
Схема-плата.
Фото Жека Авдеев
upd 2019/01/25:
Автор доработал прошивку для борьбы с дребезгом кнопок и по просьбе форумчан добавил в функцию боя каждый час режим ночного молчания. Для желающих повторить устройство в DIP исполнении предлагается переработанная схема обвязки контроллера (Михаил её видел) с фьюзами, рекомендованными автором проекта.
за архив благодарность Андрею Никитину.
Ссылка на архив.
NiXIE: Sunny clock
Автор: Alexey_Sh
Лампа: ИН-14, ИН-8-2,ИН-12
Схема: есть ( ATMega8-16)
Плата:есть (Sprint-Layout )
Прошивка:есть
Исходник:есть
Описание: eсть
Особенности: первая версия часов sunny. Прошивки и схема отлична от этой (Sunny clock 2).Схема:
Несколько лет назад попались на глаза часы на газоразрядных индикаторах и
чем-то заворожили. Стал собирать фотографии, схемы, описания. И сайт
«Радиокот» был обнаружен именно благодаря этому «нездоровому» интересу.
Копировать кого-то и повторять «как есть» не хотелось: как показывал
опыт, делать свои ошибки гораздо приятнее и менее затратно, чем
разбираться в чужих.
Много чего насобирал и стал размышлять, что же именно нужно. Запросы
были весьма и весьма скромны: хотелось, чтобы показывало практически
всё на больших красивых индикаторах, говорило человеческим голосом и
било боем каждые 15 минут в дневное время и не било боем в ночное. Чтобы
будило приятной музыкой по выбору пользователя, само себя
корректировало по каналам GPS, DCF-77 и сигналам точного времени
радиостанции «Маяк», управлялось от пульта по протоколу RC5, от
компьютера по Bluetooth, а от пользователя — с помощью такого простого,
распространённого и доступного всем способа как прямое мыслеуказание.
Хотя бы… Но суровые будни с дефицитом времени и средств привели к
варианту системы «простой». Что значит простой? В понимании автора это
значит: 6 знакомест, время/дата, будильник, микроконтроллер + часы
реального времени, одна печатная плата, динамическая индикация,
доступная и недорогая элементная база. Да, динамическая индикация хуже
статической, но проще аппаратно и ценою подешевле. Кроме того, в сети
оказалось довольно много коммерческих проектов с динамической
индикацией. То, что они продолжают существовать, говорит о достаточной
надёжности такого подхода.
Что в результате получилось, можно увидеть на фото.
Изготовлено 4 экземпляра. Все запустились и работают. Правда, по очереди — блок питания один, и батареек на всех не хватает.
Основные характеристики часов SUNny_Clock:
Номинальное напряжение питания, В | 12 |
Ток потребления, не более, мА | 200 |
Ток потребления типичный, мА | 150 |
Индикаторов типа ИН 14 | 6 |
Размер ПП, мм | 150×60 |
Минимальная высота устройства без учета высоты ламп, мм | 36 |
Минимальная высота устройства с учетом высоты ламп типа ИН 14, мм | 85 |
Формат индикации времени | Часы\Минуты\Секунды |
Формат индикации даты | Число\Месяц\Год |
Момент и продолжительность индикации даты | Последние 2 с каждой минуты |
Количество кнопок управления | 2 |
Будильников | 2 |
Дискретность установки времени срабатывания будильника, мин | 5 |
Программных градаций подстройки яркости индикаторов | 5 |
Описание представленной выше схемы и конструкции часов SUNny_Clock.
Схема выполнена в OrCAD Capture 9.2 и построена на ATMega8 16AI в корпусе для поверхностного монтажа. Нумерация выводов микроконтроллера соответствует корпусу TQFP 32. Замена на микроконтроллер в DIP корпусе в рамках данного проекта не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Точность хода определяется параметрами часового кварца ZQ1. Какой поставите, так ходить и будут. В часах установлены газоразрядные индикаторы ИН 14, которые можно заменить на ИН 8 2 с учётом отличий по распиновке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН 14 вывод 1 указан стрелкой.
Ахтунг! С индикаторами ИН 8 2 работа часов не проверялась.
Нумерация выводов транзисторов MPSA42 дана для корпусаTO 92. Впрочем, эти транзисторы в других корпусах имеют другие обозначения. У Philips они такие:
Канал связи упрощённой версии RS232 использовался в процессе написания
программы микроконтроллера и его работа в окончательном варианте не
предусмотрена. Звуковой излучатель BA1 имеет встроенный генератор и
напряжение питания 5В. При соответствующем подключении подойдёт любой
другой на напряжение 12В. 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 (например, EXR
фирмы Hitano, FC Philips, CV AX Sanyo и т.п.). Если Low ESR недоступны,
поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в
повышающем преобразователе использован типа B82477 (EPCOS) 220 uH на ток
1.16A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 uH,
минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 mA. Не рекомендуется
использование дросселя с меньшими значениями (зато с бОльшими
рекомендуется :).
Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного
напряжения использована оптопара TLP627. Предвосхищая вопрос, можно ли
использовать вместо них распространённую схему на транзисторах
MPSA42/MPSA92: теоретически можно, но для данной прошивки нужен
дополнительный инвертор и не факт, что временнЫе характеристики ключей
совпадут, а прошивка будет управлять динамической индикацией корректно. В
общем, четкого ответа автор дать не может, так как им это решение
экспериментально не проверено. Величины R23 и R24 предлагается подобрать
самостоятельно, так как в авторском варианте они отсутствуют, а без них
токи через запятые превышают допустимые уровни.
Пару слов о странностях с распределением сигналов по портам. При
разработке схемы подразумевалось привлечение внешнего программиста. Он
бы с ними и боролся. А у автора плата зато красиво развелась. Если бы
автор изначально собирался программировать сам, то он ни в жизнь бы так
сигналы не расставил. Ну а уж раз так расставил, то пришлось
выкручиваться. Теперь о конструкции. Все элементы часов смонтированы на
одной печатной плате заводского изготовления. Плата разработана под
настольный вариант. На нижнюю сторону платы установлены стойки М3
высотой 25 или 30 мм для крепления к основанию корпуса. Печатная плата
разработана в малораспространённой среди посетителей сайта среде OrCAD
Layout 9.2 и содержит некоторое количество ошибок и «лишних» элементов
(не прижились), поэтому не приводится. Желающим повторить часы придётся
разрабатывать плату самостоятельно. До корпуса руки автора проекта по
состоянию на сегодняшний буднишний день пока не дошли. Ниже приведены
фото смонтированной платы часов.
Особо следует отметить монтаж индикаторов на печатную плату. Если вы вставите выводы индикатора в соответствующие им отверстия и по старой памяти затолкав стеклянные баллоны до упора (как обычно поступают с корпусами DIP) пропаяете выводы, то перевернув плату сможете наблюдать весело стоящие «в раскорячку» ИН 14 (или ИН 8 2). Дело в том, что индикаторы несколько кривоваты. Причём их кривоватость является индивидуальной для каждого конкретного экземпляра. Поэтому при монтаже индикаторы заталкиваем не до конца, прихватываем пайкой 3 вывода каждого из них единообразным способом и начинаем выравнивать по положению относительно печатной платы и относительно друг друга. Выбираем индикатор и смотрим, куда его нужно наклонить. Затем прогреваем вывод одного из трёх припаянных выводов прибора. После того как припой расплавился, измененяем положение индикатора в нужную нам сторону, отводим жало паяльника и, зафиксировав положение, ждём остывания припоя. Переходим к следующему выводу. И так до тех пор, пока не получим приемлемый результат. Иногда требуется «довернуть» индикатор в ту или иную сторону. Но не стоит переусердствовать в грубом физическом насилии над хрупким прибором в стеклянном корпусе.
Описание работы часов SUNny_Clock.
Программа микроконтроллера написана на BASIC-е. Это наверное не модно и
вообще неправильно. Но автор честно и с упорством старался исправить
ситуацию. Собирал книги по Си и Ассемблеру, клал их (в различных
комбинациях: лицевой обложкой как вверх, так и вниз, иногда — в
раскрытом виде) под подушку на время сна и под кота Ваську во время
бодрствования. Катал их на общественном транспорте. Насколько известно
автору, этот в высокой степени прогрессивный и теперь уже достаточно
широко распространённый среди студентов ВУЗов метод имеет повышенную
усвояемость. Однако, вопреки уверениям этих самых студентов (проклятые
двоечники!) и высокой оценке качества книг котом Васькой, на автора
вышеуказанный метод не подействовал. Так что выбирать особо не пришлось,
а пришлось довольствоваться BASICом, остаточные сведения о котором
сохранились с тех времён, когда аппарат сэра Клайва Синклера был
способен выполнять роль домашнего компьютера.
Была произведена попытка разработки простого интуитивно понятного
интерфейса пользователя. Что из этого получилось, судите сами.
Управление производится всего 2 мя кнопками «MODE» (режим) и «SET»
(установка).
Правила интерфейса пользователя:
1. Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой «MODE».
2. Установка значения производится кнопкой «SET».
3. Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость.
4. Установка значения секунд заключается в их обнулении.
5. Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в
прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения,
после чего значение обнуляется.
6. Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55).
7. Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок
прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в
основной режим.
8. Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой «SET».
При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал
будильника будет активирован.
9. Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно.
Режимы работы часов приведены ниже в таблице 2. 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 (черный, погашен).
Первое включение, программирование контроллера и настройка.
Внимание! Схема содержит опасное для жизни напряжение! Будьте осторожны!
Проверьте правильность монтажа схемы. Затем проверьте цепи питания
на предмет наличия короткого замыкания в оных. Если не нашли, попробуйте
подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте
напряжение цепи питания D5V0. Как видно из названия, оно должно быть
равным 5В. С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе
повышающего преобразователя напряжение величиной 190В (для указанных
номиналов). Подождите минут 10: 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.
Подключите программатор. Автор воспользовался AVR910 USB от
премногоуважаемого Prottoss`а (Рыжкова Андрея), за что ему большое
человеческое спасибо. Установите фьюзы согласно прилагаемому скриншоту
программы AVRprog.
Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок *.hex и *.epp соответственно. И именно в указанной последовательности. На индикаторах будет отображаться «21-15-00». Секунды при этом «пойдут». Если же вы всё ещё не подключили BT1, то вместо времени и даты увидите на индикаторах что-то вроде «05-05-05» и будете долго искать неисправность и ругать нехорошими словами автора. А автор не любит, когда его ругают нехорошими словами.
Установите требуемые значения времени, даты, будильников в соответствии с таблицей описания режимов работ. Когда дойдёте до настройки яркости, программно включите минимальную яркость индикаторов. Подстройте повышающий преобразователь таким образом, чтобы каждый из индикаторов светился с минимальной яркостью, но полностью. То есть, не должно быть так, что часть цифры индикатора светится, а часть нет. Затем программно выставьте максимальную яркость и проверьте свечение цифр индикаторов. Индикаторы не должны светиться чрезмерно, и не должно быть «объёмного» свечения. Коррекция яркости опять же производится с помощью RP1. После этого снова проверьте свечение при минимальной яркости и так далее до тех пор, пока не будут получены приемлемые результаты. Если же приемлемые результаты не будут получены, попробуйте подобрать номиналы анодных резисторов и повторить вышеуказанные действия. Всё! Настройка часов завершена.
Прошивка. Исходник (благодарю за ссылку Alexey Tolkachev).
Плата для ИН-12 Плата для ИН-8-2
Фото собранных часов от Сергей М.
Первоисточник
Форум.
