Часы на газоразрядных лампах: Магазин ламповых часов на газоразрядных индикаторах Купить — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

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.

conținut

Важные элементы часов на индикаторах
Как собрать ручные часы с транзисторами СВ303?
Схема устройств со стабилизаторами
Часы с использованием катушки индуктивности
Модели на выпрямителях с индикаторами ИН-12Б
Варианты с датчиками температуры
Часы с использованием преобразователей
Система вентиляции в устройствах
Схема часов с внутренними генераторами
Часы на конденсаторах РР22
Есть ли часы с двумя микросхемами?
Модели на предохранителях КА445

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.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit

Куканы для рыбы своими руками: удобство на рыбалке
Что такое планшет с клавиатурой и как им пользоваться?
На что необходимо обращать внимание, покупая китайские часы?
Мужские часы `Дизель` — стильный и модный аксессуар
Энергосберегающие устройства для дома. Отзывы об энергосберегающих устройствах. Как сделать…
Известные марки швейцарских часов. Список марок швейцарских часов
Известные марки часов. Марки часов наручных
Лодочные электромоторы: отзывы, обзор, характеристики, цены
Машины для GTA 4 с автоматической установкой — удобные моды
Как выбить АК-47 в `Варфейсе` быстро?
Рейсмусовый станок своими руками. Схема рейсмусового станка
Franck Muller — часы наручные. Фото и отзывы
Ламповый трансивер своими руками
Хронометр — это что за механизм, или Точность — вежливость королей
Ломбарды Пензы: адреса и график работы
Какой торрент-клиент лучше?
Часы stainless steel back water resistant: как разобраться в обозначениях?
Как выбрать часы
Восприятие времени
Выбираем часы с компасом
Лампа дневного света экономит электроэнергию

Часы на газоразрядных индикаторах

В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их необыкновенность заключается в том, что индикация времени осуществляется при помощи цифровых индикаторных ламп. Таких ламп когда-то было выпущено огромное количество, как у нас, так и за рубежом. Использовались они во многих устройствах начиная от часов и заканчивая измерительной техникой. Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно вышли из употребления. И вот, благодаря развитию микропроцессорной техники стало возможным создание часов с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах.

Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов люминесцентные и газоразрядные. К преимуществам люминесцентных индикаторов следует отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя среди газоразрядных тоже встречаются такие экземпляры, но найти их значительно сложнее). Но все плюсы данного типа ламп перекрывает один огромный минус – наличие люминофора, который со временем выгорает, и свечение тускнеет или прекращается. По этой причине нельзя использовать б/у лампы.

Газоразрядные индикаторы избавлены от этого недостатка, т.к. в них светится газовый разряд. По сути, этот тип ламп представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Благодаря этому рок 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. ) ). 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 толь-ко 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:

mega.co.nz/#!FJME2T4Y
или
db.tt/zzeeafpX

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.

Автор: FlynnCarsen

Источник

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!

Часы на газоразрядных индикаторах | Статья в журнале «Молодой ученый»

В данной статье представлен обзор разработки устройства «Часы на газоразрядных индикаторах». В работе представлено краткое схемотехническое, конструкторское и технологическое проектирование данного устройства. Представлены следующие разработанные схемы: схема электрическая структурная, схема электрическая принципиальная, чертежи печатных плат, схема сборки устройства с описаниями к каждой схеме. По результатам проектирования представлен внешний вид часов на газоразрядных индикаторах.

Введение

Электронные часы основаны на подсчете периодов колебаний от задающего генератора с помощью электронной схемы и выводе на индикатор. [1] Газоразрядный индикатор (далее ГРИ) — ионный прибор для отображения информации, использующий тлеющий разряд.

За последние годы популярность газоразрядных индикаторов возросла из-за их необычного антикварного вида. В отличие от ЖК, они излучают мягкий неоновый оранжевый или фиолетовый свет. Как правило, часы на газоразрядных индикаторах обладают небольшим функционалом и несут чисто эстетическую функцию.

Актуальность темыобусловлена тем, что такие часы являются хорошей альтернативой обычным цифровым часам с дисплеем или стрелками из-за их внешнего вида. Часы обладают светодиодной подсветкой, что делает их более оригинальными. Также питание часов осуществляется от напряжения 5 В с использованием разъема micro-USB, что позволяет использовать в качестве источника питания часов любой современный адаптер для телефона. Возможно питание от порта компьютера USB 2.0.

1 Схемотехническое проектирование часов на газоразрядных индикаторах

Разработанная схема электрическая структурная часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 1. Схема электрическая структурная была разработана согласно требованиям ГОСТ 2.702–75 [2].

Рис. 1. Схема электрическая структурная часов

В качестве управления часами на ГРИ был выбран микроконтроллер, поскольку управление только на логических элементах занимало бы много места на плате. Для настройки времени и включения декоративной подсветки светодиодами используются кнопки управления. Комбинация цифр на газоразрядных индикаторах устанавливается микроконтроллером. Для отображения цифр и работы микроконтроллера, следует обеспечить необходимое питание как микроконтроллеру, так и ГРИ.

Разработанная схема электрическая принципиальная часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 2, схема блока питания — на рисунке 3. Схема электрическая принципиальная была разработана согласно требованиям ГОСТ 2.702–75 [2], ГОСТ 2.701–84 [3], ГОСТ 2.708–81 [4], ГОСТ 2.728–74 [5], ГОСТ 2.730–73 [6].

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная часов

Исходя из данных, полученных от производителя газоразрядных индикаторов, максимальная долговечность ГРИ достигается при постоянном токе меньшим или равным 2,5 мА. Однако отображение цифр на ГРИ на данном устройстве осуществляется со скважностью 6, и производитель при заданной скважности и частоте 200 Гц гарантирует максимальную долговечность при токе не большим 10 мА. Чтобы человеческий глаз не замечал переменное отображение цифр, была выбрана частота индикации каждого индикатора в 1000 Гц. Опытным путем было установлено, что при напряжении между анодом и катодом ГРИ при напряжении в 160 В ток, протекающий через него равен 4,5 мА. Данное напряжение подходит для обеспечения питания ГРИ. На рисунке 2.3 — схема электрическая принципиальная блока питания, который обеспечивает данное напряжение. Для того чтобы управлять напряжением на анодах ГРИ, был разработан транзисторный ключ, состоящий из 2 транзисторов. Если на базу подать такое напряжение, чтобы открылся npn транзистор, откроется и pnp транзистор, через него пройдет ток на ГРИ. При закрытом состоянии pnp транзистора напряжение коллектор — эмиттер равен 160 В, следовательно, подберем транзистор MPSA92, у которого максимальное падение напряжения коллектор — эмиттер равно 300 В. Максимальная рассеиваемая мощность 625 мВт.

За управление катодами ГРИ отвечает дешифратор, который в зависимости от двоичного кода на входе притягивает к земле десятичный вывод. Резисторы R26, R27, R28, подключенные параллельно к кнопкам, ограничивают ток, протекающий на землю. Если их не будет, при замыкании цепи произойдет короткое замыкание источника питания. Резисторы R20… R25, подключенные последовательно светодиодам, тоже ограничивают ток, протекающий через них. Конденсаторы С1, С2 стабилизируют работу часового кварцевого резонатора. В качестве микроконтроллера был выбран STM32F1, у которого есть регистр резервных данных, с помощью которого можно хранить данные времени даже с отключенным питанием. Имеет низкое энергопотребление.

Рис. 3. Схема электрическая принципиальная блока питания

Для разработки повышающего преобразователя напряжения была взята за основу микросхема MC34063, генерирующая сигналы с определенной частотой, задаваемой конденсатором C3. Максимальное напряжение, которое может быть на выходе микросхемы 40 В. Для достижения 160 В на выходе была разработана схема, у которой на выходе напряжение достигает 160 В. Во время генерации импульсов микросхемы транзистор VT14 то открывается, то закрывается. В момент закрытия транзистора VT14 ток, протекающий через катушки L1 и L2, резко падает, и катушка генерирует мощный скачок напряжения. В момент открытия транзистора, ток снова протекает через катушку, и напряжение стабилизируется. Чтобы сгладить это напряжение, следует добавить в схему конденсатор C4. Чтобы напряжение держалось на одном уровне, в схему следует добавить диод VD7. При его отсутствии ток с конденсатора, при открытом транзисторе VT14 потечет на землю. Чтобы ограничить выходное напряжение, нужно прекратить подачу импульсов микросхемы MC34063. Чтобы это осуществить, вводится обратная связь с помощью резисторов R33 и R30, образующие делитель напряжение. Если на делителе напряжение превышает 1,25В, микросхема прекращает подачу импульсов на транзистор VT14. Частота импульсов задается конденсатором C3. Стабилизатор напряжения L78L33 обеспечивает напряжение в 3,3 В, после 5 В. Данный стабилизатор напряжения нужен для питания микроконтроллера STM32F1.

2 Разработка конструкции часов на газоразрядных индикаторах

Для часов на газоразрядных индикаторах были разработаны три печатные платы. Разработанные печатные платы реализуют коммутацию электрических компонентов согласно схеме электрической принципиальной (рисунок 2,3). Проводящие слои разработанных печатных плат, согласно требованиям ГОСТ 2.417–91 [7], представлены на рисунках 4–6.

Рис. 4. Проводящие слои печатной платы с газоразрядными индикаторами

Рис. 5. Проводящие слои печатной платы управления индикаторами

Разработанные печатные платы для часов на газоразрядных индикаторах выполнены двухсторонними в целях уменьшения их габаритов. Плата управления индикаторами (рисунок 5) имеет четвертый класс точности, две другие — второй (рисунок 4, 6).

Четвертый класс точности имеет следующие характеристики:

‒ ширина печатного проводника: не менее 0.15 мм;

‒ расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка: не менее 0.15 мм;

‒ ширина гарантийного пояска: не менее 0.05 мм;

‒ отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП: не менее 0. 25.

Второй класс точности имеет следующие характеристики:

‒ ширина печатного проводника: не менее 0.45 мм;

‒ расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка: не менее 0.45 мм;

‒ ширина гарантийного пояска: не менее 0.2 мм;

‒ отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП: не менее 0.4.

Рис. 6. Проводящие слои печатной платы блока питания

Для изготовления печатных плат используется стеклотекстолит марки FR4. Выбранный материал для печатных плат обладает следующими характеристиками:

‒ толщина фольги: 35 мкм;

‒ толщина основания: 1.5 мм;

‒ поверхностное электрическое сопротивление: 1010 Ом;

‒ удельное объемное электрическое сопротивление: 1012 Ом∙м;

‒ время устойчивости к воздействию теплового удара при t= 260 ˚С: 60 с.

Данный материал широко применяется в производстве печатных плат и имеет стоимость ниже, чем у аналогов.

Для прочного закрепления платы изделия в корпусе используются стойки и винтовые соединения. Части корпуса также соединяются между собой при помощи винтовых соединений, которые обеспечивают достаточную точность и надежность. Применение винтов обусловлено простотой организации быстрого доступа к плате для замены деталей или ремонта изделия в случае отказа.

Элементы монтируются на плату с обеих сторон с помощью пайки паяльником для КМО и пайки в печи для КМП. Для пайки паяльником используется припой и флюс, изготовленный на основе. Для пайки в печи используется паяльная паста.

Было решено разработать корпус, пропускающий через себя часть света, чтобы синяя подсветка внутри корпуса освещала не только ГРИ, но и сам корпус. АБС-пластик является для этого хорошим решением. Также его легко распечатать на 3D-принтере. Корпус в собранном виде представлен на рисунке 7.

Рис. 7. 3D-модель корпуса в собранном виде

3 Технологическое проектирование часов на газоразрядных индикаторах

Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит источником данных для разработки маршрутного ТП.

Для сборки и монтажа устройства используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали для сборки устройства выбирается нижняя часть корпуса, на которую устанавливаются ячейки электронные. Схема сборки разработана согласно требованиям ГОСТ 23887–79 [8]. Общая схема сборки часов на газоразрядных индикаторах представлена на рисунке 8.

Рис. 8. Общая схема сборки часов на газоразрядных индикаторах

4 Внешний вид часов на газоразрядных индикаторах

На рисунках 9–12 представлен внешний вид устройства

Рис. 9. Вид спереди

Рис. 10. Вид спереди с диодной подсветкой

Рис. 11. Вид сзади

Рис. 12. Вид спереди без задней крышки и верхней части корпуса

Заключение

На сегодняшний день довольно легко достать материалы, требующиеся для создания подобного устройства в домашних условиях. В данном устройстве исключением являются основные элементы — газоразрядные индикаторы, которые уже давно не выпускаются, и купить их можно по завышенной цене или б/у по низкой цене.

Данное устройство возможно усовершенствовать, добавив аккумулятор в левую часть корпуса и повысив КПД источника питания хотя бы на тот случай, если прекратиться электроснабжение помещения, где часы подключены в сеть.

Часы на газоразрядных индикаторах, на мой взгляд, будут смотреться хорошо независимо от того, какой интерьер в помещении и где они стоят.

Литература:

История часов: С древнейших времен до наших дней / В. Н. Пипуныров — М.: Наука, 1982. — 496 с.
ГОСТ 2.702–75 «Правила выполнения электрических схем».
ГОСТ 2.701–84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
ГОСТ 2.708–81 «Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники».
ГОСТ 2.728–74 «Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы».
ГОСТ 2.730–73 «Приборы полупроводниковые».
ГОСТ 2.417–91 «Платы печатные. Правила выполнения чертежей».
ГОСТ 23887–79 «Сборка. Термины и определения».
Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры/ А. И. Власов, Л. В. Журавлева и др.; Под общ ред. В. А. Шахнова, Изд-во МГТУ им. Н. Э.Баумана, 2005
Компьютерная инженерная графика/ В.Н Аверин, учебное пособие, 2012
AltiumDesigner. Проектирование функциональных узлов РЭС на печатных платах/ В. Ю. Суходольский
RM0008 Reference manual / STMicroelectronics Electronic Components Datasheet, November, 2015. — 1136 с.
Современные 32-разрядные ARM-микроконтроллеры серии STM32: часы реального времени RTC / О. Вальпа — Современная электроника № 2, 2014. — 84 с.

Основные термины (генерируются автоматически): индикатор, напряжение, схема, час, плат, рисунок, ГОСТ, класс точности, ток, базовая деталь.