Nixie clock или теплый ламповый свет вам в дом / Habr
Все началось в тот момент, когда на работе в одном из ящиков со старыми радиодеталями была найдена вот такая поделка. Кто ее сделал — история умалчивает, работала ли она тоже достоверно не известно.
И тогда возникла мысль об изготовление подобного устройства, тем более у моих проекционных часов дома благополучно отказала проекция. Вы только посмотрите на это, это ведь прекрасно!
Если вам кажется это ужасным, представьте что вы живете в 80х годах, у вас нет МК, нет стеклотекстолита, нет ЧПУ, нет точного инструмента и т.п. зато есть огромное желание и знания.
Итерация 1
От идеи до реализации времени прошло много, сначала были заказаны лампы на авито, я взял ИН12б, ИН1, ИНС-1, ИН-8-2, ИН-14. Далее я смотрел готовые решения по данной теме, в основном это касалось высоковольтной части (ВВ). Схемотехника всех часов элементарна, вот например популярная схема с одного из сайтов, в ней есть все необходимые части, изменяйте под имеющиеся элементы.
Читал на форумах что для высоковольтных DC-DC хорошо подходит микросхема мах1771, взял 5 штук, подготовил плату пока она ехала. Ох, и намучался я с ней, даташник знал наизусть. Очень капризная микросхема, не она крутая конечно, но очень требовательна к разводке платы, не срослось у меня с ней. Но часы на ней я таки сделал, с корпусом не стал заморачиваться, просто напечатал сегментный корпус на принтере. Лампы Ин-14, Arduino Nano, DC-DC на max1771, модуль времени на DS3231, индикация динамическая, подсветка светодиодная.
Во всех моих часах есть контроль температуры: если температура вырастет до порога, часы переходят в режим бездействия — отключаются индикаторы до того момента как не понизится температура. За время эксплуатации перегревы замечены не были. Также имеется функция противодействия катодному отравлению ламп, с периодичностью раз в час происходит прогон всех цифр на всех индикаторах. Недостаток в том, что корректировка времени производится только через UART порт. С платой там тоже не все в порядке, решил, что соединить перемычками сойдет, устройство работает, но отлаживать и ремонтировать сложнее в разы.
Итерация 2
Далее я решил заморочится, и сделать эстетичный корпус, для этого были выбраны часы на лампах ИН-12, лучше бы я сделал их в печатном корпусе. Для уменьшения размеров платы я использовал Arduino ProMini, DC-DC сделал на популярной и старой MC34063 (вот это безотказная микруха, простая как угол дома и дешевая). Также в этой итерации я решил не использовать транзисторные ключи, и заменил их высоковольтными оптронами TLP627.
Корректировка времени происходит через UART либо кнопками на тыльной стороне часов. Готовых библиотек мне не удалось найти/приспособить для своих часов, поэтому «меню» для корректировки времени пришлось писать самому.
Корпус сделал из торцевого распила березы. С корпусом пришлось помучиться: лампы имеют продолговато-скругленную форму, подобрать под них сверло форстнера или выбрать фрезером не представлялось возможным в виду жестких выводов, а также из-за разницы в размерах колбы лампы. Поэтому пришлось засверлить 2 отверстия и далее при помощи рашпиля и напильника придать нужную форму, из-за этого имеется некоторые огрехи в точности подгонки.
В целом лампы не очень понравились, понятно, почему они такие дешевые и в таких количествах продаются. Из-за того что они предназначены для горизонтального исполнения угол зрения у них не очень впечатляющий, а также более заметно что катоды располагаются на разной «глубине» в сравнении с теми же ИН-14.
Итерация 3
Учитывая недостатки предыдущих итераций я сделал 3 вариант часов. Решения с ВВ частью и мозгами такие же, как и во 2 варианте: Arduino ProMini, MC34063, TLP627, к155ид1, лампы ИН-14. Корпус сделал каноничный из дерева, на этот раз ясень, который взял у товарища. Часы получились довольно миниатюрные.
На плате предусмотрена подсветка и обдув, однако не реализованы физически. Практика показала, что с подсветкой ночью цифры видно хуже, по крайней мере, моим не 100% зрением. Обдув также не понадобился, так как транзистор остается холодным. Настройка времени производится кнопками на тыльной стороне часов. Теперь у меня дома 3 часов на ГРИ, можно начинать раздавать.
Но на этом эксперименты и получение приятного опыта в проектировании и реализации не закончены. Я уже подготовил 4 итерацию часов, на этот раз хочу отказаться от кнопок в пользу настройки при помощи веб-сервера и смартфона. Для этого подготовил вот такую плату для следующих часов, пока не решил какие именно лампы будут использованы, но скорее всего ИН1.
Обзор всех моих часов я сделал в видео, с демонстрацией внутренностей и ошибок проектирования.
Ссылки на ресурсы находится здесь.
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!
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 .
NiXIE: КАШАК Nixie clock модификация
Автор: КАШАКЛампа: ИН-14,ИН-16
Схема: есть (ATmega8)
Плата:есть
Прошивка:есть
Исходник:нет
Описание: есть
Особенности: улучшение предыдущего проекта 6 ламп, RGB, модификация с 4мя лампами.
Часть 1. Улучшенная схема на 6 ламп.
Схема:
От меня: хочу отметить, что автор использовал 2 типа индикатора (ИН-8 и ИН-16) с разной цоколевкой, соединенных параллельно и применил программную коррекцию катодов. Поэтому при применении одинаковых ламп, нужна правка платы. Будьте внимательны!
Я перезалил схему, исправив явные ошибки. Если кто найдет еще — в почту.
Так как предыдущая статья вызвала множество вопросов от желающих собрать ее, либо от уже собравших, да и сама схема часов претерпела некоторые изменения, я решил написать еще одну статью, посвященную часам на газоразрядных индикаторах. Здесь я опишу улучшения/исправления как схемы, так и прошивки.
Итак, самым первым неудобством при использовании данных часов в квартире, явилась яркость. Если днем она совершенно не мешала, то ночью неплохо освещала комнату, мешая спать. Особенно это стало заметно после переделки платы и установки синих светодиодов в подсветку (красная подсветка оказалась неудачным вариантом, т.к. красный свет заглушал свечение ламп). Уменьшение яркости по времени большого эффекта не давало, т.к. спать я ложусь в разное время, а часы уменьшают яркость в одно и то же. Или же я еще бодрствую, а яркость снизилась и времени не видно. Поэтому я решил добавить датчик освещенности, а проще говоря фоторезистор. Благо выводов АЦП для подключения было предостаточно. Делать прямую зависимость яркости от уровня освещенности я не стал, а просто задал пять градаций яркости. Диапазон значений АЦП был поделен на пять промежутков и каждому промежутку задано свое значение яркости. Измерение производится каждую секунду. Выглядит новый узел схемы — вот так:
В роли датчика освещенности выступает обычный фоторезистор.
Следующее изменение коснулось схемы питания часов. Дело в том, что использование линейного стабилизатора накладывало ограничения на диапазон питающего напряжения, плюс сам стабилизатор грелся во время работы, особенно при полной яркости светодиодов. Нагрев был слабый, но хотелось избавиться от него полностью. Поэтому в схему добавился еще один импульсный стабилизатор, на это раз понижающий (Step-Down). Микросхема осталась та же, что и в Step-Up преобразователе, изменилась лишь схема.
Тут все стандартно, из даташита. Ток, требуемый схеме для работы, меньше 500мА и внешний транзистор не нужен, хватает внутреннего ключа микросхемы. В итоге всякий нагрев питающей части схемы прекратился. Кроме этого данный преобразователь не боится КЗ на выходе и перегрузок. А так же занимает меньше места на плате и от случайной переполюсовки питающего напряжения защитит. В общем сплошные плюсы. Правда, должны были возрасти пульсации по питанию, но на работу схемы это никакого влияния не оказывает.
Помимо электронной части изменился и внешний вид устройства. Больше в нем нет огромной кучи проводов. Все собрано на двух платах, которые сложены “бутербродом” и соединены через разъемы типа PLS/PBS. Сами платы скреплены при помощи винтов. На верхней плате находятся лампы, анодные транзисторные ключи и светодиоды подсветки. Сами светодиоды установлены за лампами, а не под ними. А на нижней расположились схемы питания, а также МК с обвязкой (на фото более старая версия часов, в которых еще не было датчика освещенности). Размер плат 128х38мм.
Лампы ИН-17 были заменены на ИН-14. Размер символа у них одинаковый, а вот форм-фактор отличается: После того, как все лампы стали “вертикальными”, упростилась разводка платы и улучшился внешний вид.
Как видно на фото, все лампы установлены в своеобразные панельки. Панельки для ИН-8 изготовлены из контактов разъема D-SUB формата “мама”. После снятия металлической оправы, он легко и непринужденно расстается с этими самыми контактами. А для ИН-16 из контактов обычной цанговой линейки.
Думаю, что надо сразу положить конец возможным вопросам о необходимости такого решения. Во-первых, всегда присутствует риск разбить лампу (может кошка залезет или за провод дернут, в общем всякое бывает). А во-вторых, толщина вывода разъема гораздо меньше толщины вывода лампы, что сильно упрощает разводку платы. Плюс при запайке ламы в плату, существует опасность нарушения герметичности лампы в связи с перегревом вывода.
И видео работы:
Работают стабильно, за полгода работы багов не выявлено. Летом стояли больше месяца без питания, пока был в отъезде. Приехал, включил – время никуда не убежало и режим работы не сбился.
Часть 2. О четырех лампах.
Схема:
Теперь можно перейти к следующей версии схемы. Она выполнена всего на четырех лампах ИН-14. Маленькие лампы для секунд просто негде взять, как, в прочем и ИН-8. Зато купить ИН-14 по приемлемой цене никаких проблем не составляет.
В схеме отличий почти нет, те же два импульсных преобразователя по питанию, тот же микроконтроллер AtMega8, те же анодные ключи. Та же RGB подсветка… Хотя стоп, никакой RGB подсветки не было. Значит отличия все-таки есть! Теперь часы умеют светиться разными цветами. Причем программа предусматривает возможность перебирать перебора цветов по кругу, а также возможность фиксации понравившегося цвета. Естественно, с сохранением самого цвета и режима работы в энергонезависимую память МК. Долго думал, как бы поинтереснее задействовать точки (их две в каждой лампе) и в конце концов вывел на них секунды в двоичном формате. На лампах часов идут десятки секунд, а на лампах минут – единицы. Соответственно, если у нас к примеру 32 секунды, то из точек левых ламп будет составлено число 3, а правых – 2.
Форм-фактор остался “бутербродным”. На нижней плате расположились два преобразователя для питания схемы, МК, К155ИД1, DS1307 с батарейкой, фоторезистор, датчик температуры (теперь он только один) и транзисторные ключи точек ламп, и RGB подсветки.
А на верхней анодные ключи (они, кстати, теперь в SMD исполнении), лампы и светодиоды подсветки.
Ну и видео работы:
Фьюзы остались такими же, как и в первой статье. МК работает от внутреннего генератора 8 МГц. В шестнадцатеричном виде: HIGH: D9, LOW: D4 и картинкой:
NiXIE: Часы «Микро»
Автор: Тимофей НосовЛампа: ИН-16
Схема: есть ( PIC16F1936)
Плата:есть (Sprint-Layout)
Прошивка:есть
Исходник:нет
Описание: eсть
Особенности: наручные часы.
Схема:
Лампы для часов на газоразрядных индикаторах очень дефицитны и дороги. В этом проекте часы собраны на двух лампах ИН-16, а текущий режим (часы/минуты) отображается светодиодами. Простая схема с автономным питанием позволяет сделать карманные (наручные) часы.
Идея автономных (наручных) часов с газоразрядными лампами не нова и наибольшую известность получили часы «Неоника» и «Хронометр ИН-16». С точки зрения компактности и экономии было принято решение сделать часы на двух лампах.Схема обеспечивает поддержание хода при напряжении от 2,0В.
Стабильная генерация высокого напряжения от 2,4В.
Максимальное рабочее напряжение 5,5В.
Используется типовой литий-ионный аккумулятор 3,7В * 250 мАч. Для зарядки применена микросхема TP4056. Заряд прекращается при достижении напряжения на аккумуляторе 4,2В.
Геометрия платы представляет усеченный круг диаметром 50 мм. Высота собранных плат 15,77 мм. Платы изготовлены по технологии ЛУТ и доступны для повторения. Использован двухсторонний текстолит 0,75 мм (можно другой толщины). Одна из сторон платы сплошной полигон минуса питания. Для защиты от травящего раствора перед травлением на плату на сторону с полигоном наклеивается обычный скотч.
Вывода компонентов в отверстиях платы, которые не должны соединяться с полигоном (общим минусом), имеют доработанные отверстия. Доработка заключается в зенковке (снятие фольги сверлом большего диаметра; руками). Вывода СМД компонентов и выводных конденсаторов соединены с полигоном тонкой перемычкой (жилкой из многожильного провода).
Перед пайкой ламп вставить аккумулятор между лампами и убедиться, что для аккумулятора достаточный зазор. Если аккумулятор вставляется с усилием или болтается – поменяйте лампы местами.
Плата с лампами и плата управления соединена угловыми перемычками. С точки зрения технологи, если будет спрос, в будущем фабричные платы предполагается соединять путём спаивания на двух платах металлизированных квадратных пяточков, т.е. без перемычек.
Наиболее подходящие по цвету свечения светодиоды YL-W83N3N с длиной волны 610 нМ. Ток через светодиоды в схеме значительно меньше номинального, т.к. с током 10 мА светодиоды слепят. Впрочем, могут быть любые подходящие по габаритам светодиоды, но для экономии энергии лучше использовать суперяркие. Высковольтный выпрямительный диод типа Super Fast Rectifiers – SF18. Высоковольтный конденсатор с низким low esr – 2,2 мкФ х 250В, размер не более 6,3х11. Полевой транзистор с управлением типа «Logic» и параметром Gate Threshold Voltage менее 3В. Например – FQU4N20L, FQU5N20L, FQU7N20L, FQU10N20L, FQU12N20L, IRLU210A, IRLU230A. Плата разведена под транзистор в корпусе I-PAK, но допустимо использовать в корпусе D-PAK. Алгоритм работы и настройкиДля тестирования аккумулятора на продолжительность работы была использована тестовая прошивка, в которой лампы постоянно светились, поочередно переключая часы-минуты. Для регистрации использовался USB АЦП (скачать лог-файл). График разряда практически линеен с 4,2В до 3,5В. Это участок времени занял 130 мин или 7800 сек. Результат радует, учитывая что на показ времени требуется 2 сек, то можно будет прогнозировать 3900 включений. На графике на уровне 2,39В сработала встроенная в аккумулятор схема защиты от переразряда.
На основании этих данных построен алгоритм оценки напряжения на аккумуляторе и вывод значения в условных единицах от 50 до 00. Ниже 3,5В блокируется вывод времени на лампы и после нажатия кнопки светодиоды вспыхивают 3 раза. Оставшееся напряжение в аккумуляторе используется для поддержания хода часов TP4056.
Продолжительность зарядки составила 1ч 55 мин. Заряжалось от USB разъема компьютера. Зарядный ток в TP4056 определяется сопротивлением на выв.2. По документации зависимость номинала сопротивления и тока заряда можно рассчитать по формуле, но нагляднее воспользоваться табличкой (у нас 10 кОм):
График заряда коррелируется с графиком из документации на TP4056:В процессе зарядки светодиод «БАТ» светится. По окончанию зарядки светодиод выключается. Без аккумулятора с подключенной зарядкой светодиод мерцает, лампы зажигаются через раз. В процессе зарядки пользоваться часами можно. Если аккумулятора нет, но нужно проверить работу часов – питание подавать на плату на контакты подключения аккумулятора.
После подключения зарядного устройства часы можно ввести в режим непрерывного показа времени; достаточно нажать и отпустить кнопку. Для вывода часов из режима непрерывного показа времени переподключаем зарядку. Разумеется, в момент непрерывного показа времени увеличивается время зарядки аккумулятора. Рекомендую к прочтению отличную статью по литий-ионным аккумуляторам.Приоритетной целью при проектировании было увеличение автономности, а говоря конкретнее – уменьшение тока потребления во всех режимах работы.
Выбрана микросхема часов реального времени M41T81, т.к. в отличии от DS1307 и прочих микросхем она функционирует от 2,0В (до 5,5В) с током потребления от батарейки 0,6 мкА (мультиметром SANWA PC7000 фактические замеры 1,8 мкА).Также был план «Б», по которому планировалось не использовать M41T81, а использовать только часовой кварц с прямым подключением к микроконтроллеру. И рисунок платы позволяет это сделать, т.к. линии микроконтроллера RC0 и RC1 предназначены для подключения часового кварца 32768Гц.
Сейчас в схеме с M41T81 ток потребления микроконтроллера 36 мкА. Разумеется, этот ток мал, но между 36 мкА и 1,8 мкА гигантская пропасть. Теряется смысл использования M41T81 и это доказано ранее в проекте «Малыш ИН-16».
Потери тока происходят во внутренней подтяжке на линии RB3, которая нужна для работы кнопки. Можно было бы попробовать сделать внешнюю подтяжку, но принципиально ток потребления не изменился бы.
Решением снижения тока может стать полная обесточка микроконтроллера механическим размыкателем. При этом питание на M41T81 по линии батарейки должно оставаться. Например, конструктивно это видится как концевой выключатель на открытие крышки на манер карманных часов «Брегет».
А теперь ответим на вопрос – а каков сценарий использования часов? Предполагается, что часы будут включать, чтобы посмотреть время. И ток потребления в момент свечения ламп несопоставимо велик по сравнению с режимом ожидания. Есть ли смысл ставить дорогую и не распространённую M41T81, нужно ли усложнять конструкцию дополнительным размыкателем питания. Ответ очевиден – смысла нет и не нужно усложнять. Но, честно говоря, мне уже не интересно переделывать.
И если вы внимательно дочитали статью до этого места, то скажем, что M41T81 решено оставить, т.к. большинство сборщиков часов считают, что микросхемы часов реального времени это благо с модной, но бредовой заявкой о «суперточности». В данном случае потребление тока в моменты работы и ожидания несопоставимы, а точность, как известно, определяется точностью часового кварца с параметром 20 ppm и менее.
Первоисточник.Архив проекта.
Upd 2016/10/20:
От Gioco (РадиоКот) / Алексей !
Хочу представить вам свое виденье замечательного проекта Тимофея Носова ручных часов на индикаторах ИН-16. Хочу сказать стразу все что будет здесь рассказано, описано и показано это всего лишь мое личное виденье развитие этого проекта и к тому же это черновой вариант но вполне рабочий. Для начала стояла задача собрать часы не просто красивые но удобные в ношении и использовании, также стояла задача сделать это из доступных материалов и доступными средства.
Все началось с того что я полностью собрал плату часов по описанию Тимофея. Внесены были минимальные изменения, в основном это подгонка платы под имеющиеся в наличии детали. Сборка и настройка была сделана по описанию автора часов. Скажу только одно, никаких трудностей это не вызвало кроме поиска и покупки некоторых труднодоступных для меня деталей.
Итак, плата была собрана и имеет вид:Дальше были долгие поиски по инету как сделать корпус, то что было предложена на некоторых сайтах вполне красиво но сложно. Нужен знакомый и толковый токарь и дорогой материал. Поэтому был взят лист бумаги и начал чертить как я это вижу. После долгих раздумий было решено использовать дешевую и доступную технологию 3D печати. Нашел в интернете объявления по печати, созвонился. Оказалось все просто, я высылаю чертеж на бумаги, они делают 3D модель, показывают ее и если все меня устраивает печатают и высылают почтой. (скажу сразу 3D файла модели у меня нет, фирма которая печатал не высылает ее!!!)
Первая версия была очень громоздкая и ужасная (извините не могу найти ее чтобы показать). Сделав определенные выводы для себя я понял необходимо сделать чтобы часы были не только красивые но и эргономичные и удобные. После этого был сделан второй вариант корпуса.
Основной проблемой было как закрепить стекло ведь корпус и так достаточно толстый 19мм. Тогда я понял, что без металла не обойдется! Многие скажут а как же клей и все такое прочие. Не прокатит это часы для постоянной носки а не для того чтобы лежали на полке.
В этом корпусе предполагалось использовать четыре латунных пластин для крепления стекла, четырьмя болтами под шестигранник, а снизу ими же крепились бы пластины для крепления ремня. Думаю на фото видно идея.
После того как я покрутил их в руках и немного подумал в итоге родилась идея третьего варианта корпуса. Нашлось решение как красиво закрепить стекло с помощью 8 болтов под шестигранник.
Итак, был нарисован и заказан третий вариант корпуса, заказаны из Китая болты М2 для крепления стекла и М3 для крепления ремня а также метчики для ник. Вечерок за бор машинкой и крепление для ремня готово.
Вот результат того что вышло у меня:Это не конечный вариант все будет еще дорабатываться. В планах заказать заводскую печатную плату, красиво и аккуратно оформленную, а также сделать ее в диаметре 48,5 мм. Это нудно для того чтобы избавиться от латунных лепестков которые держат стекло. Идея была чтобы стекло держалось за счет шляпок болтиков.
А это просто фото как они смотрятся на руке:В конце хочу добавить что часы ношу уже две недели. Вполне удобно, особенно шокируют людей, которые их видят когда смотрю время.)))) Уже есть мысли насчет следующей версии корпуса, но об этом будет другая статья.
Всем спасибо за внимание и автору спасибо!!!
Cкрины 3Д 🙂
Upd 2016/10/20:
Создание корпуса (продолжение от Gioco (РадиоКот) / Алексей).
Всем доброго дня. Как и говорил ранее, хочу представить следующий, доработанный вариант часов. Походив несколько месяцев с ними, я понял где и что надо доработать.
Самая важная для меня задача это сделать красивую и аккуратную печатную плату, так как часы будут открытыми. Я доработал немного плату автора и занялся поисками, где ее можно изготовить. Через множество друзей мне ее сделали такой как я и хотел (хотя сейчас такое можно и в Китае заказать!!). главными условиями были: двухсторонняя плата, тонкий текстолит и черная маска. Вот что получилось в итоге:
Затем был немного доработан под готовую плату корпус. Учтены все недочеты из предыдущей версии. В итоге корпус получился 17мм толщиной, это с учетом, что 13мм толщина самих лам и 1мм толщина стекла. Думаю это неплохой результат. Было немного доработано крепление стекла, теперь это только 8 болтов под шестигранник, без латуни. И было немного изменено крепление под ремень.
Так же, немного подумав, я отказался от разъёма USB!!! Да с одной стороны он универсальный, но с другой очень геморройно его точно подогнать под корпус. Я сделал по другому, с торца часов закрутил два латунных болтика с М3 и вывел их на плату. Часы будут заряжаться через станцию зарядки.
Последнем что осталось сделать это хороший и надежный ремень. Было много вариантов от широкого до тонкого. В итоге я остановился на ширине в 30 мм. Так как застёжки на такой ремень трудно найти автор, который мне его делал, предложил застежки штырькового типа. В итоге на мой взгляд ремень получился просто супер. !!! Ремень не покупался готовым а изготавливался именно под эти часы и крепление!!!
В итоге получились вот такие часы. ДУМАЮ И ЭТО НЕ КОНЕЧНЫЙ ВАРИАНТ))))) есть еще много задумок в голове.
Часы Nixie своими руками
Тонкая модель с полным набором опций — светодиод RGB (512 цветов настраивается и может быть деактивирован), датчик температуры, дата / час, индикатор заряда батареи (в процентах), активация акселерометра (запоминает любую позицию), 7 уровней регулировки яркости ламп, длительность настройки подсветка трубок.
Новые оригинальные оригинальные наручные часы с 4 трубками Nixie Z-5900.
Корпус фрезерован из цельного куска металла. Корпус изготовлен из алюминия 7075 (ERGAL) и латуни. (Размер: 56 * 44 * 15 мм) Стекло — которое используется в Galaxy Note 2 (Gorilla Glass) Срок службы батареи: 2-3 недели в режиме акселерометра или более 1 месяца с ручным зажиганием.
Качественный кожаный или стальной ремешок, ручка 30мм. Док-станция для зарядки выполнена из дерева (Mogano Meranti) с латунной основой. Часы заряжаются через магнитные контакты. Светодиод горит, когда батарея заряжается (светодиод гаснет, когда процесс завершен).
Шаг 1: Резка, обработка на токарном станке, сверление и фрезерование
Резка на куски, обработка на токарном станке, сверление и фрезерование
Корпус фрезерован из цельного куска металла.
Корпус изготовлен из алюминия 7075 (ERGAL) и латуни.
Шаг 2: Дизайн 2-х ламповых часов и печать 3D-корпуса
Откройте данный документ здесь вся разметка. https://drive.google.com/file/d/1d51V_XobCZ8QmpnDqO3KwKMsAOFMFugV/view?usp=sharing
При нажатии кнопки или при установке часов в определенное положение (это акселерометр, его можно легко настроить на автоматическое включение времени в определенном положении в пространстве в удобном положении), дисплей часов и светящийся светодиод что указывает на это, затем отображает минуты и загорается светодиодные минуты. Продолжительность вывода часов и минут настраивается в меню. Есть возможность регулировки точности. В меню вы можете изменить яркость индикаторов, а также яркость светодиодов. В режиме ожидания модуль потребляет 12 мкА / ч в режиме вывода 60 -130 мА / ч (зависит от настроек яркости). Аккумулятор 260 мАч длится два-три часа непрерывного отображения времени или несколько месяцев при 20 просмотрах в день. Плата является контроллером заряда, заряд 5-6 вольт 200 мА.
Шаг 3: Сборка 4 Tube Watch
