Схема часов на газоразрядных индикаторах своими руками: Часы на газоразрядных индикаторах своими руками — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Часы на газоразрядных индикаторах « схемопедия

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. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е. для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В., ну очень удобная штуковина. Индикацию было решено сделать динамической т. к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук. Общая схема получилась такой:

Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения, так красивее. В собранном виде плата выглядит вот так:

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 датчико не предусмотрено.

При кратковременном нажатии на кнопку UP включается дата на 2 сек. При удержании включается/выключается подсветка.

При кратковременном нажатии на кнопку DOWN включается температура на 2 сек.

С 00:00 до 7:00 яркость понижена.

Работает все это дело вот так:

К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц. Фьюзы выставляются вот так:

А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9, LOW: D4

Также прилагаются платы с исправленными ошибками.

Данные часы работают в течение месяца. Никаких проблем в работе выявлено не было. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя едва теплые. Трансформатор нагревается градусов до 40, поэтому если планируется установка часов в корпус без вентиляционных отверстий, трансформатор придется взять большей мощности. В моих часах он обеспечивает ток в районе 200мА. Точность хода сильно зависит от примененного кварца на 32,768 КГц. Кварц, купленный в магазине, ставить не желательно. Наилучшие результаты показали кварцы из материнских плат и мобильных телефонов.

Кроме ламп, использованных в моей схеме, можно устанавливать любые другие газоразрядные индикаторы. Для этого придется изменить разводку платы, а для некоторых ламп напряжение повышающего преобразователя и резисторы на анодах.

Внимание: устройство содержит источник высокого напряжения!!! Ток небольшой, но достаточно ощутимый!!! Поэтому при работе с устройством следует соблюдать осторожность!!!

Прикрепленные файлы:

Поделка часов своими ? руками поэтапно

Вы узнаете, как выполняется поделка часов своими руками. Вы разберетесь с тем, как сделать модель необычных часов без циферблата. Такие самодельные часы можно будет сделать из большого набора инструментов, который будет описан ниже. Мастер-класс, разобранный ниже, поможет вам создать кварцевые часы в виде поделки. Из подручных электронных материалов и средств вы сможете сделать часы на газоразрядных индикаторах с простым механизмом.

Содержание материала

Инструменты и материалы

генератор;
индикаторы;
одинарные индикаторы;
пила;
саморез;
линейка;
плата;
компьютер;
паяльник;
рисунок шелкографии.

Пошаговое изготовление

Распиливаем плату на две части.
Запаиваем все компоненты согласно рисунку, подобранному заранее.
После сборки нижней платы тестируем работу генератора.
Измеряем напряжение, должно быть 180 вольт.
Прикрепляем индикаторы и припаиваем их.
Распаиваем оставшиеся датчики и паяем провода.
Подаём питание на схему и подключаем к компьютеру.
Устанавливаем прошивку, и самодельные часы готовы!

Видео инструкция

Посмотрите это видео, чтобы узнать, как сделать часы своими руками. Автор видео в деталях расскажет, как сделать часы, и что для них понадобится. Приятного просмотра!

Теперь вы знаете, как выполняется поделка часы своими руками. Такие часы своими руками сделать сможет не каждый, но, если внимательно изучить инструкцию, вы легко сможете сделать такой часовой механизм. Если вы уже делали поделки из дерева, знаете, как делать стрелки и как починить старые часы – создание таких необычных часов станет для вас настоящим интересным испытанием. Справившись с ним, вы останетесь довольны! А вы когда-то работали с часами? Знаете, как отремонтировать их, или нет? Пробовали делать подобные поделки? Пишите свои ответы ниже!

▶▷▶▷ схемы часов на газоразрядных индикаторах ин 12а

Интерфейс	Русский/Английский
Тип лицензия	Free
Кол-во просмотров	257
Кол-во загрузок	132 раз
Обновление:	19-05-2019

схемы часов на газоразрядных индикаторах ин 12а — Электронные часы-будильник на газоразрядных индикаторах и МК cxemnetmcmc206php Cached Проект электронных часов -будильника на газоразрядных индикаторах ИН -12 и микроконтроллере avr Часы на газоразрядных индикаторах ИН-12А Мастер-класс sdelaysam-svoimirukamiru3667-chasy-na Cached Часы на газоразрядных индикаторах ИН — 12А 22 август 2017 Электроника Электроника своими руками 18 196 9 Всем привет Часы на газоразрядных индикаторах V20 cxemnetmcmc282php Cached Проект часов на газоразрядных индикаторах второй версии часы на ин 14 с rgb схемы -10К на Часы Элиза на газоразрядных лампах ИН 12А — YouTube wwwyoutubecom watch?vNW7NngEWVUM Cached Часы Элиза на газоразрядных лампах ИН 12А Часы на ГРИ с нуля Сборка часов на газоразрядных лампах (Nixie РадиоКот :: Часы на газоразрядных индикаторах ИН-12Б radiokotrulabcontroller28 Cached Так случилось и на этот раз не в добрый час досталась мне сборка из 6-ти газоразрядных индикаторов ИН -12Б, умеющих отображать цифры от 0 до 9 и десятичную точку Схема Часы на газоразрядных индикаторах ИН-12, ИН-14, ИН-4 radio-komplektruclock-in12php Cached Часы на газоразрядных индикаторах ИН -12 Принципиальная схема часов на газоразрядных индикаторах : Посмотреть оригинал статьи с описанием схемы часов и элементной базы ( на сайте cxemnet Цифровые часы на ин12 — YouTube wwwyoutubecom watch?v60opOxFg4HE Cached Цифровые часы на индикаторах ИН — 12А Демонстрационное видео где показана работа часов Часы на лампах ин 12 DIY Часы на газоразрядных лампах ИН-12 delvikruraznoechasy-na-lampax-in-12-diy-chasy Cached Полный размер wwwdrive2ru Часы на газоразрядных индикаторах ИН — 12А Всем привет Хочу рассказать, о моей недавней поделке, а именно часах на газоразрядных индикаторах (ГРИ) Часы на газоразрядных индикаторах — Технический форум wwwtehnariruf291 Cached Схемы часов на ГРИ ИН -4 Ремонт часов на газоразрядных Часы на индикаторах ИН -14 Простые часы на ИН-12А — Технический форум wwwtehnariruf291t101137 Cached Она в индикаторах 12Б, у меня 12А В них нету ее По микросхемам — если есть схемы (или если сможете помочь с ними) часов под газоразрядные индикаторы буду премного благодарен Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 636

Цифровой индикатор прибор для отображения значения числовой величины в цифровом виде. Газоразрядные
цифровые индикаторы ИН-16. Газоразрядные индикаторы на сегодняшний день применяются редко, используют тлеющий разряд . …времени Применение сетевых приложений, таких как система носителях управлен
уют тлеющий разряд . …времени Применение сетевых приложений, таких как система носителях управления базами данных и электронные таблицы, позволя- ТВ-программа Видеопленка Телевещание ет сотрудникам работать совместно, не покидая своего рабо- Охранная сигнали- Индикаторы… Газоразрядные индикаторы снова в деле. Чтобы не отставать от тренда, я взял на тестирование часы с газоразрядными индикаторами. Время выводится на самых крупных индикаторах, производившихся в советском союзе ИН-18. Наука , Индикатор , Наука и жизнь , Наука и технологии РФ , Научная Россия , Популярная механика , РИА Наука , Чердак , N1 , Naked Science. Прогнозирование потребности в запасе по индикаторам………. Фрагмент блок-схемы алгоритма управления запасами с плавающими страховым и максимальным желательным уровнями запаса. Описание системы: продукты и услуги, цены. Ежедневный мониторинг законодательства и новостная лента Федерального собрания РФ. Большая интегральная схема. Жданов Е.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИЛОЖЕНИИ PLAXIS НА ПРИМЕРЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА 3-Х СХЕМ ЗАМОРАЖИВАНИЯ Научные руководители — Быкова О. Г., к. т. н., доцент, Потемкин Д.А., канд. техн. наук… Часы VacuumGlow совмещают в себе черты, которыми гордится породистая ламповая техника: винтажный внешний вид с газоразрядными лампами и современные разработки вроде датчика GPS и Bluetooth-модуля. Индикаторы повышение эффективности розницы путем регулярного сопоставления: выбор индикаторов. Курс Mini MBA: РИТЕЙЛ для руководителей розничных компаний 30 очных аудиторных часов посвящено специализации, посвященной вопросам управления розницей На курсе преподают…

Популярная механика

Научная Россия

а именно часах на газоразрядных индикаторах (ГРИ) Часы на газоразрядных индикаторах — Технический форум wwwtehnariruf291 Cached Схемы часов на ГРИ ИН -4 Ремонт часов на газоразрядных Часы на индикаторах ИН -14 Простые часы на ИН-12А — Технический форум wwwtehnariruf291t101137 Cached Она в индикаторах 12Б
у меня 12А В них нету ее По микросхемам — если есть схемы (или если сможете помочь с ними) часов под газоразрядные индикаторы буду премного благодарен Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster
ИН-14

Request limit reached by ad manXML

Цифровой индикатор прибор для отображения значения числовой величины в цифровом виде. Газоразрядные цифровые индикаторы ИН-16. Газоразрядные индикаторы на сегодняшний день применяются редко, используют тлеющий разряд . …времени Применение сетевых приложений, таких как система носителях управления базами данных и электронные таблицы, позволя- ТВ-программа Видеопленка Телевещание ет сотрудникам работать совместно, не покидая своего рабо- Охранная сигнали- Индикаторы… Газоразрядные индикаторы снова в деле. Чтобы не отставать от тренда, я взял на тестирование часы с газоразрядными индикаторами. Время выводится на самых крупных индикаторах, производившихся в советском союзе ИН-18. Наука , Индикатор , Наука и жизнь , Наука и технологии РФ , Научная Россия , Популярная механика , РИА Наука , Чердак , N1 , Naked Science. Прогнозирование потребности в запасе по индикаторам………. Фрагмент блок-схемы алгоритма управления запасами с плавающими страховым и максимальным желательным уровнями запаса. Описание системы: продукты и услуги, цены. Ежедневный мониторинг законодательства и новостная лента Федерального собрания РФ. Большая интегральная схема. Жданов Е.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИЛОЖЕНИИ PLAXIS НА ПРИМЕРЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА 3-Х СХЕМ ЗАМОРАЖИВАНИЯ Научные руководители — Быкова О. Г., к. т. н., доцент, Потемкин Д.А., канд. техн. наук… Часы VacuumGlow совмещают в себе черты, которыми гордится породистая ламповая техника: винтажный внешний вид с газоразрядными лампами и современные разработки вроде датчика GPS и Bluetooth-модуля. Индикаторы повышение эффективности розницы путем регулярного сопоставления: выбор индикаторов. Курс Mini MBA: РИТЕЙЛ для руководителей розничных компаний 30 очных аудиторных часов посвящено специализации, посвященной вопросам управления розницей На курсе преподают…

СВЕТЯЩИЕСЯ ЧАСЫ

Несмотря на большое разнообразие различных светящихся часов в продаже, все они собраны с применением светодиодов и LED индикаторов, так что если вам хочется чего-то оригинального, попробуйте собрать часы на вакуумных старинных индикаторных лампах. Схема устройства, для самодельной сборки, показана на рисунке. Для увеличения — клик.

Схема принципиальная светящихся часов на МК и ИН-14

В этих часах установлены газоразрядные индикаторы ИН-14. Также их можно заменить на ИН-8, естественно с учётом отличий по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН-14 вывод 1 указан стрелкой.

Характеристики электронных часов:

Напряжение питания, В 12

Ток потребления, не более, мА 200

Ток потребления типичный, мА 150

Индикаторы типа ИН-14

Формат индикации времени Часы\Минуты\Секунды

Формат индикации даты Число\Месяц\Год

Количество кнопок управления — 2

Будильников — 2

Дискретность установки времени срабатывания будильника, мин — 5

Программных градаций подстройки яркости индикаторов — 5

Микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP. Работа часов в с контроллером в DIP корпусе не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Звуковой излучатель имеет встроенный генератор и напряжение питания 5В. Все необходимые файлы проекта — плата, прошивка контроллера — тут.

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. Если Low ESR недоступны, поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе 220 мкГн на ток 1.2A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 мкГн, минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 мA.

Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения использована оптопара TLP627. Величины R23 и R24 нужно подбирать самостоятельно, в зависимости от степени свечения. Без них токи через точки превышают допустимый уровень. При монтаже индикаторы заталкиваем не до конца. Так как корпуса всех индикаторов индивудуальны их нужно будет выравнивать относительно печатной платы и между собой.

Управление работой часов:

Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой «MODE«.

Установка значения производится кнопкой «SET«.

Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость.

Установка значения секунд заключается в их обнулении.

Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения, после чего значение обнуляется.

Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55).

Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в основной режим.

Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой «SET«. При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал будильника будет активирован.

Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно.

Режимы работы часов приведены в таблице. 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 (погашен).

Первое включение, программирование контроллера и настройка. Проверьте вначале правильность монтажа схемы часов. Затем проверьте цепи питания на предмет наличия короткого замыкания. Если не нашли, попробуйте подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте напряжение цепи питания D5V0. С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе повышающего преобразователя напряжение величиной 200В (для указанных номиналов). Подождите несколько минут. 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.

С этого момента понадобится элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае закоротите контакты панельки элемента питания, но тогда время и дату будете устанавливать каждый раз при прекращении подачи питания.

Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок. Делать эту операцию нужно 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«.

Установите 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 слишком ярко, 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.

Видео работы светящихся часов на ИН-14

Такие часы будут выгодно отличаться от обычных китайских, на светодиодах, которые между прочим стоят немалых денег. Сборка устройства и фото — SssaHeKkk.

Форум по электронным часам на вакуумных индикаторах

Форум по обсуждению материала СВЕТЯЩИЕСЯ ЧАСЫ

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

Уже прошло примерно полгода, как подарил сестрёнке такие часы:

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

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

Приглушение свечения ламп ночью (по фото-датчику), ибо освещают пол комнаты. Приглушение реализовано плавным изменением яркости.

10 значений яркости, на которую приглушается свечение.

Настраиваемая функция гашения незначащего нуля.

Настраиваемая функция переключения цифр на лампах, реализовал только плавное перетекание и простое переключение. Обычно используется только плавное перетекание. Потому и не выдумывал велосипедов, хотя по началу в азарте хотелось, однако потом холодный инженерный расчёт взял своё.

Установка времени из функционального меню.

Коррекция времени (реализована в самом RTC, мне осталось сделать лишь меню).

Применен высокоточный кварцевый генератор, по результатам испытания обычный кварц плохо себя показал, плохая температурная стабильность, как следствие уход времени на +/- 10 секунд в сутки в зависимости от температуры и фазы луны :). Да, к сожалению на плате этого я уже не отображал. Кто захочет сам перекроит.

Питание от сетевого адаптера 7-20V.

Ионистор в цепи питания микросхемы часов реального времени(RTC), дабы время не сбивалось при отключениях сети.

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

Будильник с музыкальным звонком.

Выбор мелодии для будильника из 10 штук.

3 ступени регулировки громкости будильника.

RGB подсветка ламп.

10 предварительно настраиваемых оттенков подсветки ламп.

Возможность установки периода, через который меняется оттенок подсветки ламп (из десяти предварительно настроенных).

Регулировка яркости подсветки ламп вместе с яркостью свечения ламп при наступлении темноты.

Измерение температуры (по сути получается измерение температуры печатной платы, поэтому решил в жизнь не проводить, хотя можно сделать выносной щуп).

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

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

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

заканчивая 3D моделями плат (AD):

И 3D сборками (AI):

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

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

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

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

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

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

Это прототип:

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

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

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

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

Какие выводы сделал после постройки первого прототипа:

Кварц нужен очень точный, чтобы настраивать не пришлось, обычный часовой не пойдёт. Пришлось перекроить схему на DS32kHz, у него точность +/- 1 минута в год. Есть вариант ещё лучше, DS3231S — тут всё в одной микросхеме, часы реального времени и точный кварц. Однако, их я уже не покупал, и так пришлось DS32kHz выписывать из Китаю.

Плату разработал не самую удачную, преобразователь напряжения слишком близко к часам реального времени, единичные импульсные помехи могут проскакивать на вход кварцевого генератора часов реального времени. В связи с этим следует улучшить помехозащищённость по питанию, в цепь питания часов реального времени лучше включить пару дополнительных конденсаторов и дроссель, в следующей итерации реализую, тут пришлось защищаться от помех дополнительными навесными элементами. Следующий вариант часов будет построен так, чтобы преобразователь и часы реального времени находились в противоположных углах платы.

Вариант конструкции с двумя платами хоть и имеет право на жизнь, и корпус получается меньше, однако трудоёмкость изготовления сильно повышается.

Корпус — самая трудоёмкая часть, а именно выпиливание деталей и подгонка. Если будете повторять мой подвиг будьте готовы сразу.

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

Картинки в большом разрешении

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

Наручные часы на газоразрядных индикаторах

Наручные часы на газоразрядных индикаторах «Неоника»

Давно мечтал сделать наручные часы на газоразрядных индикаторах. Но мои познания в программировании имеют скорее обратную величину… 🙁 Этот проект смог осуществиться только благодаря нашему уважаемому ALS’у — steampunker.ru/profile/ALS/ Он не только написал прошивку для этих часов, но и смог изготовить сверхминиатюрную печатную плату. За это ему низкий поклон и огромная благодарность. Применён аккумулятор 250 мА/час. Его хватает на неделю при использовании индикации или на два месяца в режиме ожидания. Для наручных часы, конечно, несколько великоваты, но это полностью компенсируется тем эффектом, который они производят на окружающих. Корпус оставлен латунным для того, чтобы они состарились естественным образом, для предотвращения контакта с кожей руки снизу приклеена замша. Снимки на тёмном фоне.

Снимки на светлом фоне.

Часы имеют докстанцию со стеклянным колпаком для защиты от пыли, со встроенным зарядным устройством и с подсветкой.

На передней части часы имеют кнопку включения индикации, а на задней разъём для зарядки и две кнопки коррекции времени. Осталось только пожалеть, что часы не могут переходить в режим постоянной работы при питании от докстанции. Но думаю, что это небольшая потеря. Посоветовавшись с автором схемы удалось с минимумом переделок сделать так, чтобы во время нахождения часов на докстанции, они переключались в режим постоянной индикации. Правда это увеличивает время заряда.

Так же решил закрасить чёрным цветом матовые полоски по краям стекла.

Часы на руке. Как видно из снимка, часы работают без кабеля USB.

Спасибо за просмотр!

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

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 срок службы у газоразрядных индикаторов гораздо выше. Кроме этого, одинаково хорошо работают и новые и б/у лампы (а часто б/у работают лучше). Без недостатков все же не обошлось — рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но решить вопрос с напряжение гораздо проще, чем с выгорающим люминофором. В интернете такие часы распространены под названием NIXIE CLOCK:

Сами индикаторы выглядят вот так:

Итак, на счет конструктивных особенностей вроде все понятно, теперь приступим к проектированию схемы наших часов. Начнем с проектирования высоковольтного источника напряжения. Тут есть два пути. Первый – применить трансформатор со вторичной обмоткой на 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздкий, либо его придется мотать самому (перспектива так себе). Да и напряжение регулировать проблематично. Второй путь – собрать step up преобразователь. Ну тут уж плюсов побольше будет: во-первых, он займет мало места, во-вторых, в нем присутствует защита от КЗ и, в-третьих, можно легко регулировать напряжение на выходе. В общем, есть все, что для счастья надо. Я выбрал второй путь, т.к. искать трансформатор и обмоточный провод никакого желания не было, да и миниатюрности хотелось. Преобразователь решено было собирать на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась вот такая схема: Сначала она была собрана на макетной плате и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12В. на выходе получилось 175В. В собранном виде блок питания часов выглядит следующим образом:

На плату сразу был установлен линейный стабилизатор LM7805 для питания электроники часов и трансформатор. Следующим этапом разработки было проектирование схемы включения ламп. В принципе, управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными индикаторами, за исключением высокого напряжения. Т.е. достаточно подать положительное напряжение на анод, и соединить с минусом питания соответствующий катод. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В), и переключение катодов ламп (именно они являются цифрами). После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана вот такая схема для управления анодами ламп:

А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е. для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В. (ну очень удобная штуковина). Индикацию было решено сделать динамической, т.к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук. Общая схема получилась такой:

Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее ). В собранном виде плата выглядит вот так:

Панельки под лампы найти не удалось, поэтому пришлось импровизировать. В итоге были разобраны старые разъемы, похожие на современные COM, из них были извлечены контакты и после некоторых манипуляций с кусачками и надфилем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал только для ИН-8. Самое сложное позади, осталось разработать схему “мозга” часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8. Ну а дальше все совсем легко, просто берем и подключаем к нему все так, как нам удобно. В итоге в схеме часов появились 3 кнопки для управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20, и пара транзисторов для управления подсветкой. Для удобства анодные ключи подключаем на один порт, в данном случае это порт С. В собранном виде это выглядит вот так:

На плате есть небольшая ошибка, но в приложенных файлах плат она исправлена. Проводами подпаян разъем для прошивки МК, после прошивки устройства его следует отпаять. Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему. Сказано – сделано, вот она:

А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:

Теперь осталось всего лишь написать прошивку для микроконтроллера, что и было сделано. Функционал получился следующий: Отображение времени, даты и температуры. При кратковременном нажатии кнопки MENU происходит смена режима отображения.

1 режим — только время. 2 режим — время 2 мин. дата 10 сек. 3 режим — время 2 мин. температура 10 сек.

4 режим — время 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.

При удержании включается настройка времени и даты, переход по настройкам по нажатию кнопки MENU Максимальное количество датчиков DS18B20 – 2. Если температура не нужна, можно их вообще не ставить, на работу часов это никак не повлияет. Горячего подключения датчиков не предусмотрено. При кратковременном нажатии на кнопку UP включается дата на 2 сек. При удержании включается/выключается подсветка. При кратковременном нажатии на кнопку DOWN включается температура на 2 сек. С 00:00 до 7:00 яркость понижена. Работает все это дело вот так: К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц. Фьюзы выставляются вот так:

А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9, LOW: D4

Также прилагаются платы с исправленными ошибками:

Download (MEGA)

PS Статья первая, где-то мог ошибиться/напутать — пожелания и советы к исправлению приветствуются.

Метки:

DIY
ИН-17
ИН-8
NIXIE CLOCK

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 «Микро»

Автор: Тимофей Носов

Лампа: 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.

Катушка индуктивности (дроссель) Bourns RLB0914-102KL, 1000 мкГн.

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.

Используется угловая тактовая кнопка C-0206 (TS-A3PV-130). Алгоритм работы и настройки Для 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.

Как сделать будильник на газоразрядных лампах

Нашел в закромах старый советский будильник, как на фото. Решил дать вторую жизнь будильнику и сделать из них nixie clock (часы на газоразрядных индикаторах). Не отходя далеко от первого проекта, решил так же сделать под управлением arduino nano, но внести некоторые изменения.

Найдя шесть штук индикаторов ИН-12 и ИН-17 (флешка для масштаба) начал разводить плату.

Первая плата с лампами получилась двух сторонняя, но я подготовил еще пару плат, с перемычками и с транзисторными отпорами TLP627(F) вместо транзисторных ключей на MPSA92 и MPSA42. Схему с TLP627 я не пробовал, возможно, надо будет поправить задержку между включением и выключением ламп.
В этом проекте я убрал RGB подцветку и их регулировку.

Добавил:
buzzer (пищалка) для воспроизведения мелодии будильника;
светодиод для обозначения включенного будильника и входа в его настройку;
стабилизатор напряжения L7805CV, родной стабилизатор arduino сильно нагревался.

Так же я заменил RTC модуль с DS1302 на DS3132, потому что DS1302 начинает отставать каждую неделю.
Я использовал светодиод для индикации будильника, подключен к 13му пину arduino, а в плате есть встроенный светодиод, который работает параллельно, поэтому его можно отковырять или перерезать дорожку.

Платы делал, как обычно ЛУТ технологией травил в растворе перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли, больше информации об этом можно найти в интернете. Как будет свой ЧПУ, буду делать платы фрезеровкой или выжигать фоторезист лазером.
Решил снять старую краску будильника и покрасить его в черный матовый цвет, вот фото первой попытки, но она получилась не очень.

Переделав плату, получилось намного лучше, сразу протестировал работоспособность ламп и остальные элементы на макетной плате. Важный момент: функция tone() накладывается на ШИМ сигнал на «3» и «11» выводах Arduino. Т.е., вызванная, например, для пина «5», функция tone() может мешать работе выводов «3» и «11». Имейте это в виду, когда будете проектировать свои устройства. Можно использовать пищалку и без tone(), при помощи analogWrite, но из-за TCCR1B пищалка не работает. Что бы она работала необходимо:
1) С шестого пина перекинуть на третий
2) Заменить в программе TCCR1B на TCCR2B
3) использовать функцию analogWrite вместо tone().

Вклеим небольшие столбики по горизонтали, что бы лицевая плата ни перекашивалась и что бы ее было проще вставлять в будильник.

Потратив еще вечер на настройку и отладку всех элементов часов, я их закончил.
В часах присутствует будильник, чтобы его включить, надо нажать на кнопку (ее вывел наверх будильника), после нажатия загорается светодиод на лицевой панели, для отключения будильника надо еще раз нажать на кнопку. Зажав эту же кнопку, попадаем в настройку будильника, светодиод начнет мигать и цифры обнуляться, чтобы выйти из режима надо еще раз зажать кнопку. Будильник будет срабатывать каждый день, храниться он будет до перезагрузки часов.

Работа других четырех кнопок не изменилось
1. смена вывода даты или времени, в режиме настройки является сменой разряда;
2. +1 к настраиваемому числу если зажать, то прибавлять начнет быстрей;
3. -1 к настраиваемому числу если зажать, то прибавлять начнет быстрей;
4. Вход и выход в режим настройки часов;
5. Включение и выключение будильника, при долгом нажатии вход и выход из режима настройки будильника;

Часы питаются от блока питания 9в-1А.
Все необходимые компоненты купил на все известном китайском сайте и в радио деталях.

Источник

Часы на газоразрядных индикаторах по 14 схеме. Манекен на газоразрядных индикаторах. Блок высокого напряжения

Хотел написать, что прошло меньше года, а прошел только год 🙂 Речь идет о часах на газоразрядных индикаторах, о которых раньше было два поста:

Работу над ними затолкали в предыстория из-за начала летнего сезона, организации путешествий по Балканам, тогда на них просто не было времени.Только где-то в декабре взял себя в руки и заставил хотя бы доделать макет.

Кто помнит, год назад я начал самостоятельно делать и собирать часы на газоразрядных индикаторах. Основная идея заключалась в том, чтобы сделать что-то красивое своими руками и при этом получить навыки в новых, полезных и интересных областях. Несмотря на то, что в титульном посте я с гордостью говорю, что работаю инженером в Роскосмосе, на практике я довольно далек от электроники и программирования там.Однако желание овладеть этими навыками постепенно продвигается вперед.

Никак не могу сделать новые фото. Я уже пришел к выводу, что камеру просто убили в двух поездках и хотел ее продать, купив взамен другую, но потом решил, что, скорее всего, это объектив. Вот, например, одно и то же фото с разными объективами. 50mm f / 1.8 и стандартный 18-55mm f / 3.5-5.6, который проехал со мной на мотоцикле почти 30 тыс. Км.

1.Сам я ничего не изобретал. Схему в интернете взял готовую, а дорожки сделал сам на плате. Для тех, кто не очень силен в электронике, общий смысл заключается в том, что узор наносится на специальный материал со слоем меди сверху, который дополнительно защитит медь в растворе кислоты.

2. В данном случае раствор не хлорид железа, как многие делают, а перекись водорода + лимонная кислота. Буквально за 10 минут вся медь, не защищенная черным слоем, растворяется.

3. Затем плита промывается простой водой и защитный черный слой смывается ацетоном. Сам этот слой был нанесен с использованием технологии LUT, о которой много информации в Интернете.

4. Получается плата с медными дорожками, соединяющими между собой все элементы часов, как это предполагается по схеме.

5. Осталось только просверлить отверстия и припаять все элементы.Для тех, кто в теме: с правой стороны находится преобразователь напряжения на микросхеме MC34063, который делает 180 вольт с 12 вольт для питания ламп. Рядом находится динамик и линейный стабилизатор для питания микросхем. Его использование кажется мне сомнительным, он выделяет много энергии в тепло и сильно нагревается. Слева — управляющий микроконтроллер ATmega8, декодер лампы К155ID1 и микросхема часов с батарейным питанием (при выключении часов из розетки время не потеряно).Три кнопки, позволяющие установить время и включить / выключить некоторые функции.

6. Вид с обратной стороны … Вся логика работы управляется микроконтроллером — маленьким компьютером размером с колпачок ручки. В нужный момент включает тот или иной номер на лампах, может проиграть мелодию на динамике и так далее.

7. Часы состоят из двух плат, на второй находятся сами лампы. Она была сделана раньше, и это была моя первая доска, которую я сделал в своей жизни.Получилось намного хуже, чем на фото выше.

8. Очень удобная штука — пирометр. На ebay он стоит 700 рублей и позволяет довольно точно бесконтактно измерять температуру в пределах 300 градусов. На фото чисто баловство, смотрел, меняется ли температура элементов во время работы. Для умелых это вообще удобная штука. Можно, например, измерить температуру двигателя мотоцикла, а мой отец искал самые холодные места в доме за городом и решил, какую стену нужно утеплить в первую очередь 🙂

9.Из любопытства замерил сигналы на входе питания игрушечным осциллографом.

10. Ну итоговый результат на данный момент:

11.

12.

13.

14.

15.

функционал планируется следующим образом:
— время, дата
— будильник
— термометр
— регулировка яркости ламп

Образец мелодии:

На данный момент основной проблемой для меня являются плохие навыки программирования, в связи с чем пока не написана программа, которая будет отвечать за отображение времени для ламп и другие функции.Пока на часах можно только цифры переворачивать как на видео выше. В Интернете есть готовые программы, но это не интересно и изначально ставилась цель попрактиковаться в программировании в процессе изготовления часов.

В дальнейшем планируется расширение функционала и создание полноценной готовой платы управления / питания. К нему можно будет подключить любые лампы и отображать по желанию не только время, а просто какую-то цифровую информацию. Готовую плиту запускайте в производство, чтобы на выходе иметь действительно качественный и проверенный продукт.А завтра выскажу свои мысли о корпусе.

В последнее время очень популярны часы с газоразрядными индикаторами. Эти часы дарят многим людям теплый свет своих ламп, создают в доме уют и непередаваемое ощущение дыхания прошлого. Давайте разберемся в этой статье, из чего сделаны такие часы и как они работают. Сразу скажу, что это обзорная статья, поэтому многие непонятные места более подробно будут рассмотрены в следующих статьях.

Часы можно разделить на следующие функциональные блоки:

1) Блок высокого напряжения

2) Дисплей

3) Счетчик времени

4) Блок подсветки

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Блок высокого напряжения

Чтобы внутри лампы загорелся номер, нам нужно подать на него напряжение. Особенность газоразрядных ламп в том, что напряжение должно быть достаточно высоким, порядка 200 вольт постоянного тока.Сила тока для лампы наоборот должна быть очень маленькой.

Где найти такое напряжение? Первое, что приходит в голову, это розетка. Да, вы можете использовать выпрямленное сетевое напряжение. Схема будет выглядеть так:

Недостатки данной схемы очевидны. Это отсутствие гальванической развязки, отсутствие безопасности и защиты схемы вообще. Поэтому лучше всего проверить лампы на правильность работы, соблюдая при этом максимальную осторожность.

В часах разработчики пошли другим путем, увеличив безопасное напряжение до желаемого уровня с помощью преобразователя постоянного тока в постоянный. Одним словом, такой преобразователь работает по принципу качелей. В конце концов, мы можем приложить небольшое усилие руки к качели, чтобы придать ему достаточно большое ускорение, верно? То же самое и с преобразователем постоянного тока: переключите низкое напряжение на высокое.

Приведу одну из наиболее распространенных схем преобразователя (кликните, чтобы увеличить, схема откроется в новом окне)

Схема с так называемым полудрайвером полевого транзистора.Обеспечивает мощность, достаточную для питания шести ламп, не нагреваясь, как утюг.

Дисплей

Следующий функциональный блок — индикация. Это лампа, в которой катоды соединены попарно, а аноды выводятся на оптопары или транзисторные переключатели … Обычно в часах используется динамический дисплей для экономии места на печатной плате, миниатюризации схемы и упрощения компоновки печатной платы.

Счетчик времени

Следующий блок — счетчик времени.Проще всего это сделать на специализированной микросхеме DS1307.

Обеспечивает отличную точность синхронизации. Благодаря этой микросхеме часы поддерживают правильное время и дату, несмотря на длительное отключение электроэнергии. Производитель обещает до 10 лет (!) Автономной работы от круглой батареи CR2032.

Вот типовая схема подключения DS1307:

Есть и аналогичные микросхемы, которые выпускаются многими фирмами для изготовления радиодеталей.Эти микросхемы могут обеспечить особую точность хода времени, но будут дороже. Мне кажется, что их использование в бытовых часах нецелесообразно.

Блок подсветки

Блок подсветки — самая простая часть часов. Это необязательно. Это просто светодиоды под каждой лампой, обеспечивающие подсветку. Это могут быть одноцветные светодиоды или светодиоды RGB. В последнем случае вы можете выбрать любой цвет, какой захотите, или даже сделать так, чтобы он плавно менялся. В случае с RGB требуется соответствующий контроллер.Чаще всего это делает тот же микроконтроллер, который считает время, но для упрощения программирования можно установить дополнительный.

Ну а теперь несколько фото довольно сложного часового проекта. Он использует два микроконтроллера PIC16F628 для управления временем и лампами и один контроллер PIC12F692 для управления освещением RGB.

Бирюзовый цвет подсветки:

А теперь зеленый:

Розовый цвет:

Все эти цвета настраиваются одной кнопкой.Вы можете выбрать все, что захотите. RGB-диоды способны воспроизводить любой цвет.

А это кусок высоковольтного преобразователя. Ниже фото полевого транзистора, сверхбыстрого диода и накопительного конденсатора DC-DC преобразователя

Тот же преобразователь, вид снизу. Применен SMD дроссель и SMD версия микросхемы MC34063. На фото еще не смыты остатки флюса.

А это упрощенная четырехламповая версия часов.Тоже с RGB-подсветкой

Ну это уже классика строения часов на газоразрядных лампах Sunny Clock, статическая подсветка и несколько необычный способ управления лампами с помощью пары декодеров К155ID1

В следующей статье мы поговорим более подробно о DC-DC преобразователях и получении высокого напряжения. Также мы подробно разберем процесс сборки такого преобразователя и запустим от него лампу.

Спасибо всем, Эль Котто был с вами.Присоединяйтесь к группе в контакте

Соберем часы на газоразрядных индикаторах, максимально просто и доступно, максимально.

Автором самоделки является AlexGyver, автор одноименного YouTube-канала.

В настоящее время большинство индикаторов сброса газа больше не производятся, а остальные советские индикаторы можно найти только на барахолке или радиорынке. Их очень сложно найти в магазинах. Но чем меньше становится этих показателей, тем больше к ним растет интерес.Он растет среди поклонников лампового, винтажного и, конечно же, постапокалипсиса.

Итак, мы хотим сделать часы на их основе, и для простоты и максимальной доступности мы будем управлять индикаторами с помощью микроконтроллера в лице платформы arduino, которая подключена к компьютер через USB и прошивка загружается в него щелчком мыши. Между Arduino и индикаторами нам понадобится еще какая-то электроника, которая будет распределять сигналы по ножкам индикаторов.Это означает, что, во-первых, нам нужен генератор, который будет создавать высокое напряжение для питания индикаторов.

Часы работают от постоянного напряжения около 180 В. Этот генератор очень прост и работает на индуктивных выбросах. Частота генератора задается ШИМ-контроллером, на частоте 16 кГц, выходное напряжение 180В. Но, несмотря на высокое напряжение, генератор очень и очень слабый, поэтому даже не думайте о других его применениях, он способен только на тлеющий разряд в инертном газе.Это напряжение, а именно +, через высоковольтные оптопары направляется на индикаторы. Сами оптопары управляются ардуино, то есть может подавать + 180В на любой индикатор. Чтобы цифра на индикаторе загорелась, нужно на нее подать заземление, и это делается высоковольтным декодером — советской микросхемой. Декодер также управляется Arduino и может подключать любую цифру к земле.

А теперь внимание: индикаторов у нас 6, а декодер 1.Как это работает? Фактически, декодер подключается сразу ко всем индикаторам, то есть ко всем их разрядам, а работа декодера и оптопары синхронизируется таким образом, что за один раз напряжение подается только на одну цифру единицы. индикатор, то есть оптопара очень быстро переключает индикаторы, а декодер подсвечивает на них числа, и нам кажется, что все числа горят одновременно. На самом деле каждая цифра горит чуть больше 2 миллисекунд, потом сразу включается другая, общая частота обновления 6 индикаторов около 60 Гц, то есть кадров в секунду, а с учетом инерции процесса глаз не замечаю никакого мерцания.Такая система называется динамической индикацией и позволяет значительно упростить схему.

В целом схема часов получается очень и очень сложной, поэтому разумно сделать для нее печатную плату.

Плата универсальная для индикаторов IN12 и IN14. На этой плате, помимо всей необходимой для индикаторов обвязки, есть места для следующих элементов оборудования: кнопка включения / выключения будильника, выход звукового сигнала, термометр DHT22 + гигрометр, термометр DS18b20, настоящий … модуль времени на микросхеме DS3231 и 3 кнопки для управления часами.

Все перечисленное оборудование является дополнительным, и вы можете подключить его, или вы не можете подключить его, это все настроено в прошивке. То есть на этой плате можно сделать просто часы, совсем без кнопок и без чего, а можно сделать часы с будильником, отображающим температуру и влажность воздуха, вот такая вот универсальная доска. Естественно, решили заказать пломбу у китайцев, потому что очень много тонких дорожек и переходов на другую сторону платы.Так называемый файл доски gerber можно найти в архиве, который можно скачать по адресу.

В этом проекте много дорожек, особенно тонких на плате с индикаторами.

Доску нужно разрезать на части, так как она двухъярусная. Но лучше не резать, стеклянная пыль очень вредна для легких. Закаленным саморезом царапаем доску и осторожно ломаем в тисках.

В общем, теперь нужно припаять все компоненты к плате по подписям и рисункам на шелкографии.Также нужно будет купить рейку со штырями для соединения частей доски.

В проекте используется полноразмерная Arduino Nano. Это сделано для упрощения загрузки прошивки даже для самых новичков.

Итак, нижняя плата собрана. Для начала нужно протестировать работу генератора. При неправильной сборке конденсатор может лопнуть. Так что накрываем чем-то и включаем питание.

Ничего не прогремело, все хорошо.Внимательно измеряем напряжение на ножках конденсатора, оно должно быть 180В.

Хорошо. Рассмотрим подробнее, как паять индикаторы. На всех индикаторах белым цветом обозначена одна ножка — это анод.

Лампу нужно вставлять так, чтобы анодная ножка попала в это отверстие, это анодные дороги.

После пайки обязательно промойте флюс, иначе вместо одного номера могут подгореть несколько. Далее припаиваем оставшиеся датчики и пищалки, если нужно, и припаиваем провода для подключения кнопок.

Датчик температуры необходимо было закрепить на проводах, чтобы разместить его вдали от источников тепла.

Ставим на провода все кнопки и выключатель сигнализации. Так же сделаем модуль часов на проводах.
Скачайте архив с прошивкой и библиотеками. Качаем прошивку.

Проверка.

Все работает! Поздравляю, мы сделали ламповые часы.
Теперь по делу. Автор долго искал максимально доступный и деревянный вариант, и все же нашел именно такую заготовку для самодельной коробки, идеально подходящую под размер доски.

Также делаем отверстия для твитеров, проводов, кнопок и переключателей.

Плату нужно поднять, автор использует обычные стойки для печатных плат.

Автор покрасил корпус под орех. Не очень хорошо, лучше использовать морилку.

Готово! Осталось показать, как все это использовать. Перед прошивкой можно настроить некоторые моменты: время режима часов и режим отображения температуры и влажности.Автор поставил на часы 10 секунд и 5 на температуру. Температура, кстати, слева, влажность справа.

В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их уникальность заключается в том, что индикация времени осуществляется с помощью цифровых индикаторных ламп. В свое время таких ламп производилось огромное количество, как в нашей стране, так и за рубежом. Они использовались во многих устройствах, от часов до измерительной техники. Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно выходили из строя.И теперь, благодаря развитию микропроцессорной техники, стало возможным создавать часы с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах.

Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов: люминесцентные и газоразрядные. К достоинствам люминесцентных индикаторов можно отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя такие экземпляры встречаются и среди газоразрядных, найти их намного сложнее).Но все плюсы ламп этого типа перекликаются с одним огромным минусом — наличием люминофора, который со временем перегорает, а свечение тускнеет или прекращается. По этой причине нельзя использовать старые лампы.

Газоразрядные индикаторы лишены этого недостатка, так как в них светится газовый разряд. Фактически, этот тип лампы представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. За счет этого срок службы газоразрядных индикаторов намного выше. Кроме того, как новые, так и бывшие в употреблении лампы работают одинаково хорошо (а часто используемые лампы работают лучше).И все же не обошлось без недостатков — рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но с напряжением проблему решить намного проще, чем с перегоревшим люминофором. В Интернете такие часы распространяются под названием NIXIE CLOCK:

Сами индикаторы выглядят так:

Итак, за счет конструктивных особенностей вроде бы все понятно, теперь приступим к проектированию схемы. наших часов. Начнем с проектирования источника высокого напряжения.Есть два пути. Первый — использовать трансформатор с вторичной обмоткой 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздким, либо придется наматывать его самостоятельно (перспектива так себе). Да и напряжение регулировать проблематично. Второй способ — построить повышающий преобразователь. Что ж, плюсов будет больше: во-первых, он будет занимать мало места, во-вторых, у него есть защита от короткого замыкания и, в-третьих, можно легко регулировать выходное напряжение. В общем, для счастья есть все.Я выбрал второй путь, потому что не было желания искать трансформатор и обмоточный провод, а хотелось быть миниатюрным. Было решено собрать преобразователь на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась такая схема:

Она была впервые построена на макете и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12 В. на выходе оказалось 175В. Собранный блок питания часов выглядит так:

На плату сразу же установили линейный стабилизатор LM7805 для питания тактовой электроники и трансформатора.
Следующим этапом разработки стала схема переключения ламп. В принципе, управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными дисплеями, за исключением высокого напряжения. Те. достаточно подать положительное напряжение на анод, а соответствующий катод подключить к отрицательному полюсу источника питания. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В) и переключение катодов ламп (они числа).После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана следующая схема управления анодами ламп:

А управление катодами очень простое, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их — не проблема. Те. для управления катодами нужно просто подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да чуть не забыл, питается от 5В.(ну очень удобная штука). Индикацию было решено сделать динамической, иначе на каждую лампу пришлось бы устанавливать К155ИД1, а их будет 6 штук. Общая схема такая:

Под каждой лампой я установил ярко-красный светодиод (он красивее). Собранная плата выглядит так:

Розетки для ламп найти не удалось, пришлось импровизировать. В итоге старые разъемы, похожие на современные COM, были разобраны, с них сняты контакты и после некоторых манипуляций кусачками и напильником впаяны в плату.Для ИН-17 панели не делал, делал только для ИН-8.
Самое сложное позади, осталось разработать схему «мозга» часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8. Что ж, тогда все довольно просто, просто берем и подключаем все к нему так, как нам удобно. В результате в схеме часов появились 3 кнопки управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20 и пара транзисторов для управления подсветкой.Для удобства подключаем анодные ключи к одному порту, в данном случае это порт С. В собранном виде это выглядит так:

На плате есть небольшая ошибка, но она исправлена в прикрепленные файлы доски. Разъем для прошивки МК распаян проводами; после прошивки устройства его нужно распаять.

Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему. Сказано — сделано, вот оно:

И вот так все выглядит в собранном виде:

Теперь осталось только написать прошивку для микроконтроллера, что и было сделано.Функциональные возможности следующие:

Отображение времени, даты и температуры. Кратковременное нажатие кнопки MENU изменяет режим отображения.

1 режим — только время.
2-й режим — время 2 мин. дата 10 сек.
3 режима — время 2 мин. температура 10 сек.
4 режим — время 2 мин. дата 10 сек. температура 10 сек.

При удерживании включается настройка времени и даты, переход по настройкам нажатием кнопки МЕНЮ

Максимальное количество датчиков DS18B20 — 2.Если температура не нужна, их можно вообще не устанавливать, на работу часов это никак не отразится. Датчики не имеют горячего подключения.

Кратковременное нажатие кнопки ВВЕРХ включает дату на 2 секунды. При удерживании включается / выключается подсветка.

Короткое нажатие на кнопку ВНИЗ включает температуру на 2 секунды.

С 00:00 до 7:00 яркость снижается.

Работает все дело так:

Исходники прошивки прикреплены к проекту.Код содержит комментарии, поэтому изменить функционал не составит труда. Программа написана на Eclipse, но код компилируется в AVR Studio … МК работает от внутреннего генератора на частоте 8 МГц. Предохранители устанавливаются так:

А в шестнадцатеричном виде так: ВЫСОКИЙ: D9 , НИЗКИЙ: D4

Также включены платы с исправленными ошибками:

Эти часы работают месяц. Проблем в работе не обнаружено. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя еле греются.Трансформатор нагревается до 40 градусов, поэтому, если вы планируете устанавливать часы в корпусе без вентиляционных отверстий, трансформатор будет потреблять больше мощности. В моих часах он обеспечивает ток порядка 200 мА. Точность сильно зависит от используемого кварца на частоте 32,768 кГц. Купленный в магазине кварц устанавливать не рекомендуется. Наилучшие результаты показал кварц от материнских плат и мобильных телефонов.

Кроме ламп, используемых в моей схеме, можно установить 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 !!! Течение небольшое, но довольно заметное !!! Поэтому будьте осторожны при работе с устройством !!!

PS Статья первая, где-то я мог ошибиться / запутаться — пожелания и советы по исправлению приветствуются.

Ламповые часы в стиле всем известной игры «Fallout».Иногда удивляешься, на что способны некоторые люди. Фантазия вкупе с прямыми руками и чистой головой творит чудеса! Что ж, пора начать рассказ о настоящем произведении искусства 🙂

В своем продукте автор использует только выходные компоненты, дорожки на печатной плате шириной не менее 1 миллиметра, что, в свою очередь, является очень удобно для новичков и неопытных радиолюбителей. Вся схема находится на одной плате, указаны номиналы компонентов и сами компоненты.Поскольку автор продукта не мог определиться с цветом светодиодных ламп подсветки, для настройки светодиодов RGB было решено использовать контроллер PIC12F765. Лампы накаливания также используются для уютного освещения приборной панели и амперметра. Некоторые детали и сам корпус были взяты от старого советского мультиметра ТТ-1 (1953 года выпуска). Я бы хотел использовать только оригинальные детали от этого мультиметра, поэтому было решено оставить амперметр с приборной панелью, а газоразрядные индикаторы воткнуть в место под крышкой.Но возникла первая проблема — под крышкой не хватало места для индикаторов, поэтому крышка просто не могла закрываться вместе с индикаторами внутри. Но автор нашел выход — немного утопить панель в корпусе и сделать амперметр чуть меньше по объему.

Здоровенный ферритовый магнит заменили на два миниатюрных неодимовых, в общем, автор удалил все лишнее, чтобы освободить место для начинки, сохранив при этом работоспособность ТТ-1.Амперметр планируется подключить к ножке МК, регулирующей подачу тока на анод на шестой лампе, отвечающей за отображение секунд, поэтому стрелка будет двигаться в такт с чередующимися секундами на лампе.

Автор использовал тороидальный трансформатор на 0,8 А для преобразования 220 вольт в 12 вольт. Жалко, что трансформер не удалось разместить за пределами корпуса, ведь он очень соответствует дизайну Fallout.

Плата изготовлена по стандартам технологии LUT.Разработан по габаритам корпуса.

Особое внимание автор уделяет микросхеме часов DS1307. На фото он в DIP-корпусе, но разводка для этой микросхемы сделана как для SMD, поэтому ножки развернуты в другую сторону, а сама микросхема торчит брюхом вверх. Вместо К155ИД1 был использован КМ155ИД1, автор утверждает, что только с замененной деталью удалось избежать бликов. Размещение элементов на плате:

Автор собрал простейший LPT-программатор для программирования K ATMega8 (прошивка для ATMega8, все платы, прошивка для PIC в конце статьи)

Программатор PIC:

Газоразрядные индикаторы ИН-14 имеют длинные мягкие выводы под пайку, но в связи с ограниченным ресурсом было решено сделать их легко заменяемыми.Поэтому автор использовал цанги от панели DIP-микросхем, а ножки ИН-14 укоротил на глубину цанг. Отверстия по центру розеток сделаны специально для светодиодов, которые расположены под лампами на отдельной плате. Светодиоды подключены параллельно, один резистор служит для ограничения тока на цвет.

Так выглядят газоразрядные индикаторы, установленные в алюминиевом уголке.
Крепление, представляющее собой алюминиевый уголок, протравлено хлоридом железа, из-за чего оно стало очень визуально состаренным, что придает больше антуража.Как оказалось, алюминий очень бурно реагирует с хлоридом железа: выделяется очень большое количество хлора и тепла. Конечно, раствор после таких испытаний уже не годится для использования.

Остальные детали были изготовлены по аналогичной технологии (LUT) (логотип Fallout-Boy, Vault-Tec, а также номер HB-30YR). Устройство должно было стать подарком другу на его 30-летие. Кто не понял, цифра HB-30YR расшифровывается как Happy Birthday — 30 YeaRs 🙂

Для прокладки проводки между корпусом и крышкой автор использовал нихромовую катушку с антенными разъемами F-типа на концах.К счастью, на панели в нужном месте было 6 отверстий, и они служили разъемами для выводов проводов.

Смотреть до полной сборки. Провода, конечно, не аккуратно проложены, но на функциональность это никак не повлияет.

Шнур питания. Какие-то старые военные разъемы. Адаптер для вилки автор сделал сам.

Разъем для подключения кабеля питания, а также предохранитель на поверхности корпуса внизу.

Закрытый вид устройства. Действительно, мало чем отличается от ТТ-1.

Общий вид устройства.

Стопор для предотвращения опрокидывания крышки.

Наиболее выигрышно часы смотрятся в темноте.

Nixie Clock на IN-14 и Arduino v2 — общий доступ к проекту

ВВЕДЕНИЕ С шести лет я подумал, что было бы круто сделать своего собственного веб-кастера.Не зная тогда многого, я подумал, что могу использовать леску с присоской на конце, и это может помочь. 3D-принтеры только становились доступными, а у нас их в то время не было. Итак, идея проекта была отложена. С тех пор мы с папой стали Творцами. Это натолкнуло меня на мысль, что, если бы в «Стихах-пауках» был другой персонаж — скажем, 14 лет, единственный ребенок, выросший со старыми моторами и механическими деталями в подвале и электронными приборами. У него накопилось два 3D-принтера и сварщик.В 9 лет он открыл канал Maker (Raising Awesome). Его отец импульсивно купил швейную машинку в Prime Day, и ТОГДА, в 14 лет, его укусил радиоактивный жук Maker … ну, паукообразный. Сначала он был Создателем, а затем получил свои паучьи способности. На что был бы похож этот персонаж? Итак, мы придумали перчатку Webslinger Gauntlet и Spidey-Sense Visual AI Circuit. ДИЗАЙН ПРОЕКТА WebSlinger В перчатке Webslinger находится 16-граммовый картридж с углекислым газом, с помощью которого можно выстрелить в крючок, привязанный к кевлару. Для этого не требуется никакого микроконтроллера, только клапан, который вы найдете для накачивания велосипедных шин.У него будет двигатель в перчатке, чтобы отследить кевлар. Spider-SenseКамера и amp; датчик приближения был вшит в спину рубашки. Raspberry Pi A + служил мозгом для всего костюма, управляя всеми датчиками и камерами внутри костюма. Наряду с этим мы использовали Pi SenseHat со встроенным дисплеем RGB для изменения логотипов, например, при срабатывании «Spidey Sense». Учитывая время этого конкурса, я смог выиграть последний костюм на Хеллоуин. Вы можете найти модель на нашем сайте GitHub: https: // github.com / RaisingAwesome / Spider-man-Into-the-Maker-Verse / tree / master. Это код для запуска RGB и вибрации: from sense_hat import SenseHat время импорта импортировать RPi.GPIO как GPIO # Режим GPIO (ПЛАТА / BCM) GPIO.setmode (GPIO.BCM) # установить контакты GPIO GPIO_ECHO = 9 GPIO_TRIGGER = 10 GPIO_VIBRATE = 11 # установить направление GPIO (IN / OUT) GPIO.setup (GPIO_TRIGGER, GPIO.OUT) GPIO.setup (GPIO_ECHO, GPIO.IN) GPIO.setup (GPIO_VIBRATE, GPIO.ИЗ) смысл = SenseHat () г = (0, 255, 0) б = (0, 0, 255) у = (255, 255, 0) ш = (255,255,255) г = (204, 0, 0) a1 = [ б, г, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, б, б, б, г, г, б, б, б, г, г, г, г, г, р, г, г, б, б, б, г, г, б, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б ] a2 = [ б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, г, г, г, г, г, г, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, б, г, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б ] a3 = [ г, б, б, б, б, б, б, г, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, г, г, г, г, г, г, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б ] def animate (): # dist дано в футах.# скорость рассчитывается по линейному уравнению y = mx + b, где b = 0 и m = 0,1 sense.set_pixels (a1) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a2) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a1) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a3) time.sleep (0,05 * расстояние ()) def distance (): # Возвращает расстояние в футах StartTime = time.time () timeout = time.time () timedout = Ложь # установите для Trigger значение HIGH, чтобы подготовить систему GPIO.вывод (GPIO_TRIGGER, True) # установите Триггер через 0,00001 секунды (10 мкс) на НИЗКИЙ, чтобы отправить эхо-запрос от датчика time.sleep (0,00010) GPIO.output (GPIO_TRIGGER, ложь) # чтобы не ждать вечно, установим тайм-аут, если что-то пойдет не так. а GPIO.input (GPIO_ECHO) == 0: # если мы не получили ответ, чтобы сообщить нам, что он собирается пинговать, двигайтесь дальше. # датчик должен сработать, сделать свое дело и начать отчитываться через миллисекунды.StartTime = time.time () если (time.time () & gt; тайм-аут + .025): timedout = True перерыв #print («Истекло время ожидания эхо от низкого до высокого:», время ожидания) timeout = Время начала StopTime = Время начала а GPIO.input (GPIO_ECHO) == 1: # если мы не получим отскока на датчике с верхней границей его диапазона обнаружения, двигайтесь дальше. # Ультразвук движется со скоростью звука, поэтому он должен возвращаться, по крайней мере, # быстро для вещей, находящихся в пределах допустимого диапазона обнаружения.timedout = Ложь StopTime = time.time () если (time.time () & gt; тайм-аут + .025): timedout = True перерыв #print («Тайм-аут эха от высокого до низкого:», время ожидания) # записываем время, когда оно вернулось к датчику # разница во времени между стартом и прибытием TimeElapsed = StopTime — Время начала # умножаем на звуковую скорость (34300 см / с) # и разделим на 2, потому что он должен пройти через расстояние и обратно # затем преобразовать в футы, разделив все на 30.48 см на фут расстояние = (Истекшее время * 17150) / 30,46 #print («Расстояние:», расстояние) если (расстояние & lt; .1): расстояние = 5 distance = round (расстояние) если расстояние & lt; 5: вибрировать () расстояние возврата def vibrate (): # если что-то очень близко, вибрируйте spidey-sense #code pending GPIO.output (GPIO_VIBRATE, Истина) time.sleep (.1) GPIO.output (GPIO_VIBRATE, ложь) # Следующая строка позволит этому скрипту работать автономно, или вы можете # импортировать скрипт в другой скрипт, чтобы использовать все его функции.если __name__ == ‘__main__’: пытаться: GPIO.output (GPIO_TRIGGER, ложь) GPIO.output (GPIO_VIBRATE, ложь) время сна (1) в то время как True: анимировать () # Следующая строка — это пример из импортированной библиотеки SenseHat: # sense.show_message («Шон любит Бренду и Коннора !!», text_colour = желтый, back_colour = синий, scroll_speed = .05) # Обработка нажатия CTRL + C для выхода кроме KeyboardInterrupt: print («\ n \ nВыполнение Spiderbrain остановлено.\ n «) GPIO.cleanup () Визуальный AII Если вы видели Человека-паука: Возвращение домой, вы бы знали о совершенно новом ИИ под брендом Старка, Карен, которую Питер использует в своей маске, чтобы помочь ему в миссиях. Карен была разработана, чтобы иметь возможность выделять угрозы и предупреждать Питера о его окружении, а также управлять многими функциями его костюма. Хотя создание чат-бота с ИИ, который отвечает голосом и чувством эмоций, может быть не самой простой задачей для этого соревнования, мы все же заранее продумали возможность включения способа создания этого искусственного «паучьего чутья».«Мы решили, что сейчас самое подходящее время, чтобы воспользоваться всплеском популярности Microsoft Azure и API машинного зрения, предоставляемого Microsoft. Мы создали решение« видеть в темноте »с Raspberry Pi Model A и камера NoIR: облачный сервис Microsoft Computer Vision может анализировать изображения, снятые камерой Raspberry Pi (также известной как моя камера Pi-der), прикрепленной к ремню. Чтобы активировать это сверхшестое чувство, у меня есть как только акселерометр Sense Hat стабилизируется, снимок будет сделан автоматически.Используя личную точку доступа моего мобильного телефона, API Azure анализирует изображение, а пакет eSpeak Raspberry Pi сообщает мне об этом через наушник. Это позволяет костюму определять, приближается ли за мной машина или злой злодей. Python Visual AI для Microsoft Azure Machine Vision: import os запросы на импорт из Picamera импорт PiCamera время импорта # Если вы используете блокнот Jupyter, раскомментируйте следующую строку. #% matplotlib встроенный import matplotlib.pyplot как plt из PIL импорта изображения из io импорт BytesIO камера = PiCamera () # Добавьте ключ подписки Computer Vision и конечную точку в переменные среды. subscription_key = «ЗДЕСЬ ВАШ КЛЮЧ !!!» endpoint = «https://westcentralus.api.cognitive.microsoft.com/» Analyse_url = конечная точка + «видение / версия 2.0 / анализ» # Установите image_path как локальный путь к изображению, которое вы хотите проанализировать. image_path = «image.jpg» def spidersense (): камера.start_preview () время сна (3) camera.capture (‘/ home / spiderman / SpiderBrain / image.jpg’) camera.stop_preview () # Считываем изображение в байтовый массив image_data = open (image_path, «rb»). read () headers = {‘Ocp-Apim-Subscription-Key’: subscription_key, ‘Content-Type’: ‘application / octet-stream’}. params = {‘visualFeatures’: ‘Категории, Описание, Цвет’} ответ = запросы.post ( analysis_url, headers = headers, params = params, data = image_data). отклик.Raise_for_status () # Объект «анализ» содержит различные поля, описывающие изображение. Большинство # соответствующий заголовок для изображения получается из свойства ‘description’. анализ = response.json () image_caption = analysis [«описание»] [«captions»] [0] [«текст»]. capitalize () the_statement = «espeak -s165 -p85 -ven + f3 \» Коннор. Я вижу «+ \» «+ image_caption +» \ «—stdout | aplay 2 & gt; / dev / null» os.system (the_statement) #print (image_caption) паучье чувство () СОЗДАЙТЕ ВИДЕО Чтобы увидеть все это вместе, вот наше видео о сборке:

Nixie clock — современные электронные часы

Как выглядят самые современные электронные часы? Легко представить пластиковый корпус, номера сегментов на серой ЖК-плате или светящиеся на светодиодах.Без разницы, все они очень обычные и похожи друг на друга, как две капли воды. При изготовлении наших неоновых часов мы обращаемся к эпохе кибернетики и делаем их по самым устаревшим технологиям!

Прототипы неоновых индикаторов, всемирно известных как NIXIE, были разработаны в небольшой лаборатории производителя электровакуумных устройств Haydu Brothers Laboratories, которая впоследствии была приобретена Burroughs Corporation вместе с ее торговой маркой NIXIE.А в 1954 году на рынок были выведены индикаторы. Название NIXIE произошло от аббревиатуры «NIXI» (экспериментальный числовой индикатор № 1) и прочно вошло в повседневное использование для обозначения неоновых газоразрядных индикаторов. Следует отметить, что первые серийные индикаторы появились в 30-е годы прошлого века, но в то время их использование было сильно ограничено грубой конструкцией самих приборов и еще недостаточно развитой элементной базой. И самые первые показывающие устройства, работающие по принципу тлеющего разряда, были запатентованы в 1920 году, когда после изобретения радиоламп началось мощное и интенсивное изучение электрических процессов в вакууме и сильно разбавленных газах.

В любом случае такие часы лучше покупать на https://millclock.com/ru/ , что делать самому.

Как работает NIXIE

Неоновые индикаторы — это газоразрядные устройства низкого давления, работающие на основе процессов тлеющего разряда. Прежде чем перейти к объяснению принципа работы газоразрядных устройств, рассмотрим процесс прохождения электрического тока в газе. Под действием сильного электрического поля электроны от атомов инертного газа отрываются к аноду, а оставшиеся положительно заряженные ионы направляются к катоду.Этот процесс называется пробоем газовой колонки. Затем в результате интенсивной бомбардировки катода положительными ионами начинается вторичная электронная эмиссия и возникает устойчивый тлеющий разряд. Одновременно с процессом ионизации газа происходит обратное явление, при котором ионы превращаются в нейтральные атомы. Превращение ионов газа в нейтральные атомы называется рекомбинацией; При этом выделяется энергия, под действием которой ионизированный газ светится.

Непосредственно на катоде 1 находится тонкое, толщиной в доли миллиметра, астоновое темное пространство 2.Здесь выбитые из катода электроны еще не успели набрать скорость, достаточную для возбуждения атомов газа, поэтому свечения в этой области нет. Далее идет светящаяся пленка 3, в которой ускоренные электроны возбуждают, но еще не ионизируют атомы инертного газа. Возбужденные атомы излучают кванты света с характерной для этого газа цветом люминесценции. Таким образом, тлеющий разряд в неоне сопровождается интенсивным красно-оранжевым светом.

Далее следует темное катодное пространство 4, в котором начинается ионизация атомов, а также нарастают электронные лавины.Положительные ионы, образующиеся в этой области, уносятся обратно, бомбардируя катод и вызывая вторичную электронную эмиссию. Большое количество быстрых лавинообразных электронов атакует следующий слой. Она начинается с резкой светящейся границы и называется областью светящегося излучения. Здесь электроны рекомбинируют с положительными ионами.

Горящее свечение постепенно превращается в темное пространство Фарадея 6, куда более не доходят быстрые электроны, рожденные электронными лавинами. За этим пространством следует положительный столб разряда 7, занимающий всю оставшуюся область до анода 8 и светящийся из-за процессов рекомбинации.Напряжение, при котором образуется тлеющий разряд, называется напряжением зажигания. Это зависит от многих факторов, таких как состав газа, давление, расстояние между электродами, их материал и форма. Явление светящейся пленки у катода основано на работе газоразрядных индикаторов. Неоновый индикатор представляет собой стеклянную колбу с набором герметичных электродов, заполненных обедненным неоном. Анод выполнен в виде стекла, покрытого сеткой, и на него приложен положительный потенциал.Катоды в виде проволоки образованы одной из десяти арабских цифр и помещены внутри стекла. Если к одному из катодов приложить отрицательный потенциал, инертный газ начинает светиться вокруг проволоки. Технологически давление внутри шара подбирается так, чтобы свечение получалось равномерным и ярким. Таким образом, подав напряжение на один из катодов, можно «прошить» любую цифру от 0 до 9.

Каждый десятичный выход снабжен высоковольтным транзистором с открытым коллектором.Другими словами, катоды неоновых индикаторов могут напрямую подключаться к одним и тем же выводам этой микросхемы. Управление самим индикатором сводится к подаче двоичного кода зажженной цифры в четыре адресные строки декодера. Несмотря на то, что это микросхема очень старой школы, в бывшем СССР они, как и индикаторы серии ИН, выпускались до 87 года, а за рубежом от них давно отказались. Поэтому этот «советский товар» сейчас легче достать во всем мире, чем брендовые аналоги.Кроме того, стоимость этих четырех микросхем несопоставима со стоимостью четырех десятков высоковольтных транзисторов (40 рублей против 400).

В качестве управляющего контроллера выбран AVR — микроконтроллер ATtiny26 фирмы ATMEL. Описание принципа работы и архитектуры этих микроконтроллеров выходит за рамки статьи — информации по теме огромное количество. Строго говоря, для наших целей лучше подошла бы ATmegaS. Но рассмотрим другой вариант, к тому же не уступающий по цене.

Для управления индикаторами нам понадобится 16 пинов (4 индикатора на 4 линии), еще один пин нужен для мигающих точек, два будет использоваться для кварца, а еще два пина потребуются для кнопок. Итого — 21 вывод. Для увеличения недостающих выводов используем внешний 8-битный регистр защелки SN74LS373 (отечественный аналог KR1533IR22), и подключаем его параллельно основному порту A, а один выход из порта B используется для фиксации. Индикаторы подключаются попарно — одна пара к регистру защелки, другая — к контроллеру.Теперь, чтобы установить все четыре цифры на неоновых индикаторах, необходимо сделать следующее:

1. Установить вывод журнала регистрации-защелки STB. 1 .;
2. записать в порт A коды единиц и коды десятков часов;
3. Установите вывод журнала STB. 0, тем самым зафиксировав данные в нем;
4. впишите в порт A коды единиц и коды десятков минут.

Вся эта последовательность будет выполнена микроконтроллером за несколько микросекунд. Блок питания выполнен по классической схеме.В качестве сетевого трансформатора используется компактный ТТП-110 мощностью 7 Вт. С выпрямителя BD1C1C2 нестабилизированное напряжение 12 В подается на повышающий преобразователь и линейный стабилизатор L7805, питающий цифровую часть схемы. Все остальные блоки, за исключением самих индикаторов, установка которых планируется на лицевой панели, размещены на одной односторонней печатной плате. Кнопки установки и установки часов будут расположены на задней панели вместе с разъемом питания и конструктивно интегрированы с ISP-разъемом программирования микроконтроллера.

Полная версия схемы с изображением печатной платы, фотошаблонов, исходных кодов и поиском готовой прошивки на диске.

Корпус для NIXIE

Делая такие неоновые часы на старомодных неоновых индикаторах, было бы несостоятельно поместить их в какую-нибудь банальную пластиковую коробку. ИН-1 — это первые отечественные газоразрядные индикаторы эпохи кибернетики. Почти все они кривые, косые и очень жесткие, поэтому для них требуется подходящий корпус … в идеале из черного бакелита толщиной в палец или бетона, такого как NIXIE Concrete Clock.В Дэниеле Курте это была просто идея, мы воплотим ее в жизнь! Поскольку корпус претендует на фундаментальное право, то мы будем делать это по всем правилам создания фундаментов.

Опалубка и отливка второй стены

Неоновые часы своими руками
Конечно, мы не будем использовать настоящий бетон. Это неразумно, потому что время его схватывания составляет несколько дней, а полную силу он достигает только через месяц. Вместо бетона воспользуемся строительной штукатуркой (алебастром).Работать с ним намного проще, смесь затвердеет за 10 минут, будет иметь гладкую поверхность с шероховатой текстурой, приятную на ощупь. Отливка корпуса производится поэтапно — в каждую сторону отдельно. Для этого потребуется большой кусок стекла и несколько полосок жести. Основой служит стекло, а планки опалубки. Полосы толщиной около 0,5 мм фиксируются по углам с помощью плоских магнитов снаружи, благодаря чему получается легко разбираемая конструкция многоразового использования. Сначала на листе бумаги отмечается геометрия заготовки, после чего лист кладется под стекло.Затем по линиям будущих бордюров «крышки» укладывается жестяная опалубка. После этого гипс растворяется до консистенции жидкой сметаны и выливается в получившуюся форму. Время загустения всего 2-3 минуты, поэтому работать нужно очень быстро и аккуратно. С помощью шпателя смесь распределяется по всей форме. Через 7-10 минут гипс затвердевает. Заготовка становится теплой и прочной. Теперь опалубка демонтирована и можно приступать к отделению заготовки от стекла.Так что у нас осталась только одна стена. Остальные стенки корпуса формируются таким же образом. В первую очередь необходимо примерить уже имеющуюся преформу к вновь сформированной жестяной опалубке следующей стороны будущего корпуса, чтобы ее можно было легко туда вставить, а стенки опалубки плотно прилегали. Сначала заливается гипсовая смесь, затем вставляется заготовка, при этом заготовка должна лежать неподвижно около 10 минут — иначе не получится ровных стыков. Пока гипс теплый и влажный, еще не набрал полной прочности и его легко соскоблить, нужно быстро удалить все излишки.Если между сторонами есть «щели» или когда образуется оболочка, то после полного застывания оболочки их легко «залечить» шпателем, сухой смесью и небольшим количеством воды. Дно делается в последнюю очередь, предварительно проделав отверстия под неоновые индикаторы.

Контур отверстий начертан циркулем на штукатурке. Затем в центре просверливается несколько отверстий, и стержень аккуратно выдавливается. Только без ударов! До нужного диаметра все делается тонкостенной трубкой-скребком.Ямки готовы и можно приступать к заливке дна. Гипс — пористый материал и ведет себя аналогично утеплителю, поэтому для нормальной работы электроники заднюю крышку делать не следует.

Внутри гипс еще остается влажным, а чтобы корпус не шевелился, перед установкой электроники нужно на неделю оставить в теплом месте. В процессе сушки тело меняет цвет с темно-серого на светло-серый. Когда гипс полностью высохнет, можно приступать к закреплению неоновых индикаторов в отверстиях с помощью клея.На нижнюю плоскость бетонного корпуса часов приклеены резиновые ножки, и часы готовы!

Для больше информации посетите наш сайт.

Простые схемы и принципы работы неоновой лампы

Неоновая лампа — это лампа накаливания, состоящая из стеклянной крышки, закрепленной парой отдельных электродов и содержащей инертный газ (неон или аргон). Основное применение неоновой лампы — это индикаторные лампы или контрольные лампы.

При подаче низкого напряжения сопротивление между электродами настолько велико, что неон практически ведет себя как разомкнутая цепь.

Однако, когда напряжение увеличивается постепенно, на определенном уровне, когда инертный газ внутри неонового стекла начинает ионизоваться и становится чрезвычайно проводящим.

Из-за этого газ начинает излучать излучение вокруг отрицательного электрода.

Если в качестве инертного газа используется неон, подсветка будет оранжевого цвета. Для газа аргона, который не очень распространен, излучаемый свет синий.

Как работает неоновая лампа

Рабочие характеристики неоновой лампы можно увидеть на рис.10-1.

Уровень напряжения, который вызывает эффект свечения в неоновой лампе, называется начальным напряжением пробоя.

Как только достигается этот уровень пробоя, лампочка запускается в режим «зажигания» (тлеющего), и падение напряжения на неоновых выводах остается практически постоянным, независимо от какого-либо увеличения тока в цепи.

Кроме того, сечение накаливания внутри колбы увеличивается по мере увеличения тока питания до точки, в которой вся площадь отрицательного электрода заполняется свечением.

Любое дополнительное повышение тока может затем привести неон к возникновению электрической дуги, в которой тлеющее освещение превращается в бело-голубой свет над отрицательным электродом и начинает быстро разрушать лампу.

Следовательно, чтобы вы могли эффективно освещать неоновую лампу, у вас должно быть достаточное напряжение, чтобы лампа «загорелась», и, затем, достаточное последовательное сопротивление в цепи, чтобы иметь возможность ограничивать ток до уровня, который гарантирует что лампа продолжает работать в пределах обычного светящегося участка.

Поскольку сопротивление неона само по себе очень мало вскоре после его зажигания, ему нужен последовательный резистор с одной из линий питания, называемый балластным резистором.

Неоновое напряжение пробоя

Обычно напряжение зажигания или пробоя неоновой лампы может составлять примерно от 60 до 100 вольт (а иногда даже больше). Номинальный постоянный ток довольно минимален, обычно от 0,1 до 10 мА.

Величина последовательного резистора определяется в соответствии с входным напряжением питания, к которому может быть подключен неон.

Когда дело доходит до управления неоновыми лампами от источника питания 220 В (сеть), резистор 220 кОм обычно является хорошим выбором.

Что касается многих коммерческих неоновых ламп, резистор может быть включен в корпус конструкции.

Без какой-либо точной информации можно предположить, что неоновая лампа может просто не иметь сопротивления, когда она горит, но может иметь падение примерно 80 вольт на ее выводах.

Как рассчитать неоновый резистор

Правильное значение неонового балластного резистора можно определить, приняв во внимание этот эталонный тест, который имеет отношение к точному напряжению питания, используемому на нем, и предполагая, что «безопасный» ток составляет примерно 0 .2 миллиампера, например.

При питании 220 вольт резистор может потерять 250 — 80 = 170 вольт. Ток через последовательный резистор и неоновую лампу составит 0,2 мА. Поэтому мы можем использовать следующую формулу закона Ома для расчета соответствующего последовательного резистора для неона:

R = V / I = 170 / 0,0002 = 850 000 Ом или 850 кОм

Это значение резистора будет безопасным для большинства коммерческие неоновые лампы. Когда неоновое свечение не совсем ослепительное, значение балластного резистора можно уменьшить, чтобы поднять лампу выше в типичном диапазоне свечения.

При этом сопротивление ни в коем случае нельзя снижать слишком сильно, так как это может привести к тому, что весь отрицательный электрод будет охвачен горячим свечением, поскольку это может указывать на то, что лампа теперь затоплена и приближается к режиму дуги.

Еще одна проблема, связанная с мощностью неонового свечения, заключается в том, что он обычно может выглядеть намного ярче в окружающем свете по сравнению с темнотой.

На самом деле, в полной темноте освещение может быть непостоянным и / или требовать повышенного напряжения пробоя для зажигания лампы.

Некоторые неоны содержат крошечный намек на радиоактивный газ, смешанный с инертным газом, чтобы способствовать ионизации, в этом случае эффект такого рода может быть невидимым.

Простые схемы неоновых ламп

В приведенном выше обсуждении мы подробно рассмотрели принцип действия и характеристики этой лампы. Теперь мы немного повеселимся с этими устройствами и научимся создавать простые схемы неоновых ламп для использования в различных приложениях для создания декоративных световых эффектов.

Неоновая лампа как источник постоянного напряжения

Благодаря постоянному напряжению неоновой лампы при стандартных условиях освещения, она может применяться в качестве стабилизатора напряжения.

Следовательно, в схеме, показанной выше, выходной сигнал, извлекаемый с каждой стороны лампы, может работать как источник постоянного напряжения, при условии, что неон продолжает работать в пределах типичной области свечения.

Тогда это напряжение будет идентично минимальному напряжению пробоя лампы.

Цепь мигалки неоновой лампы

Использование неоновой лампы в качестве мигалки в схеме релаксационного генератора можно увидеть на изображении ниже.

Включает резистор (R) и конденсатор (C), подключенные последовательно к источнику постоянного напряжения.Параллельно конденсатору крепится неоновая лампа. Этот неон применяется как визуальный индикатор, показывающий работу схемы.

Лампа работает почти как разомкнутая цепь до тех пор, пока не будет достигнуто ее напряжение зажигания, когда она мгновенно переключает ток через нее, как через резистор низкого номинала, и начинает светиться.

Следовательно, напряжение питания для этого источника тока должно быть выше, чем напряжение пробоя неона.

Когда эта схема запитана, конденсатор начинает накапливать заряд со скоростью, определяемой постоянной времени RC резистора / конденсатора.Неоновая лампа получает напряжение, эквивалентное заряду, возникающему на выводах конденсатора.

Как только это напряжение достигает напряжения пробоя лампы, оно включается и заставляет конденсатор разряжаться через газ внутри неоновой лампы, в результате чего неон начинает светиться.

Когда конденсатор полностью разряжается, он препятствует прохождению тока через лампу и, таким образом, снова отключается до тех пор, пока конденсатор не наберет заряд другого уровня, равный напряжению зажигания неона, и цикл теперь повторяется.

Проще говоря, неоновая лампа теперь продолжает мигать или мигать с частотой, определяемой значениями составляющих постоянной времени R и C.

Осциллятор релаксации

Модификация этой конструкции показана на приведенной выше диаграмме с использованием потенциометр на 1 МОм, работающий как балластный резистор, и пара 45-вольтовых или четыре 22,5-вольтовых сухих аккумулятора в качестве источника входного напряжения.

Потенциометр настраивают до тех пор, пока не загорится лампа. Затем горшок вращают в противоположном направлении, пока неоновое свечение просто не погаснет.

Если потенциометр находится в этом положении, неон должен начать мигать с разной частотой, определяемой номиналом выбранного конденсатора.

Учитывая значения R и C на диаграмме, постоянную времени для схемы можно оценить следующим образом:

T = 5 (мегом) x 0,1 (микрофарад) = 0,5 секунды.

Это не совсем истинная частота мигания неоновой лампы. Для накопления напряжения на конденсаторе до напряжения зажигания неона может потребоваться период в несколько постоянных времени (или меньше).

Может быть выше, если напряжение включения превышает 63% от напряжения питания; и может быть меньше, если номинальное напряжение зажигания неона ниже 63% от напряжения питания.

Кроме того, это означает, что частота мигания может быть изменена путем изменения значений компонентов R или C, возможно, путем замены различных значений, разработанных для обеспечения альтернативной постоянной времени; или с помощью подключенного параллельно резистора или конденсатора.

Подключение идентичного резистора параллельно с R, например, вероятно, увеличило бы частоту мигания в два раза (поскольку добавление аналогичных резисторов параллельно приводит к уменьшению общего сопротивления до половины).

Подключение конденсатора идентичной емкости параллельно существующему C, вероятно, приведет к снижению частоты мигания на 50%. Этот тип схемы называется релаксационным генератором.

Неоновая мигалка со случайным множеством сигналов

Замена R на переменный резистор может позволить настроить любую желаемую частоту мигания. Это также может быть дополнительно улучшено, как новая система освещения, путем присоединения массива конденсаторных неоновых цепей, каждая из которых имеет свою собственную неоновую лампу в каскаде, как показано ниже.

Каждая из этих RC-цепей обеспечивает уникальную постоянную времени. Это может вызвать случайное мигание неона по всей цепи.

Генератор тона неоновой лампы

Другой вариант применения неоновой лампы в качестве генератора может представлять собой схему релаксационного генератора, показанную на рисунке ниже.

Это может быть настоящая схема генератора сигналов, выходной сигнал которой можно будет прослушивать через наушники или, возможно, небольшой громкоговоритель, соответствующим образом отрегулировав потенциометр переменного тона.

Неоновые мигалки могут работать в случайном порядке или последовательно. Схема последовательного мигания показана на рис. 10-6.

При необходимости в эту цепь можно включить дополнительные каскады, используя соединение C3 с самой последней стадией.

Нестабильный проблесковый маячок с неоновой лампой

Наконец, на рисунке ниже показана нестабильная схема мультивибратора, в которой используется пара неоновых ламп.

Эти неоновые индикаторы будут мигать или мигать последовательно с частотой, определяемой R1 и R2 (значения которых должны быть идентичными) и C1.

В качестве основных инструкций по времени мигания, увеличение номинала балластного резистора или конденсатора в цепи релаксационного генератора может снизить частоту мигания или частоту мигания; наоборот.

Однако, чтобы продлить срок службы типичной неоновой лампы, значение используемого балластного резистора не должно быть ниже примерно 100 кОм; и наилучшие результаты в очень простых схемах релаксационного генератора часто могут быть достигнуты при поддержании емкости конденсатора ниже 1 микрофарада.

Дополнительная неоновая схема в ассортименте

Neon Twinkling Star

Следующая схема с неоновой лампой обеспечивает прекрасный световой эффект неонового блеска. Раньше я часто использовал этот дизайн для украшения вечеринок. Из-за различий в пределах зажигания ламп последовательность освещения приводит к по существу случайному, поэтому мерцающему свету или «крошечным мигающим звездочкам».

В любой момент загорается одна (а иногда и пара) ламп, позволяя конденсаторам заряжаться.Когда конденсаторы заряжаются, это превышает порог зажигания для другого неона, заставляя его срабатывать. Из-за коммутационного воздействия какая-то лампа в включенном режиме впоследствии выключает другую лампу, которая загорелась ранее. Эти RC и неоновые сети по сути являются релаксационными генераторами.

Для того, чтобы эти генераторы работали, резисторы и напряжение питания должны быть выбраны так, чтобы они находились на участке с отрицательным сопротивлением неоновой кривой NE-2. Это часто имеет место в довольно большом диапазоне значений.Для чего-то еще экстравагантного могут потребоваться дальнейшие эксперименты.

Резисторы номиналом от одного до четырех МОм обычно могут быть хорошим местом для начала. Что именно удивительно, так это то, что я до сих пор не знаю, как реализовать этот вид схемы освещения с использованием светодиодов, которые могут оказаться такими же простыми, недорогими или низкими в потреблении энергии.

Ретро часы Nixie с трубками на советских трубках Уникальный подарок с трубками Metro 2033 Fallout

Корпус часов от военного устройства.Сделано своими руками и в единственном экземпляре. Работайте от любой USB-зарядки. Побалуйте своего начальника или любимого человека! Задействованы все переключатели и кнопки.

Собрана на новых индикаторах В-14 (с накопителем). Индикаторы газоразряда (GRI) не идут ни в какое сравнение с современными бездушными светодиодными индикаторами.

Эти часы — не только уникальное украшение. Это точные часы, основанные на специализированной современной схеме. Современная электронная система включает в себя стабильность и точность времени.Точность 1/2 мин в год!

Встроенная батарея для поддержания точного времени при отключении основного питания, батарея 3 В (тип CR2032). При отключении от сети сохраняет точность курса в течение полугода.

Название Nixie происходит от аббревиатуры NIX 1 — Numerical Indicator eXperimental 1 (экспериментальный цифровой индикатор, разработка 1). Название было присвоено всей линейке таких индикаторов и стало нарицательным. В частности, советские индикаторы ИН-14 в зарубежных каталогах записаны как ИН-14 Никси.С начала 1950-х до 1970-х годов в технике доминировали индикаторы, построенные на принципе газового разряда. Позже они были заменены вакуумно-люминесцентными, жидкокристаллическими дисплеями и светодиодными индикаторами и сегодня стали довольно редкостью.

В настоящее время большинство газоразрядных индикаторов больше не производятся. Некоторые исследователи полагают, что примерно за 10 лет до изобретения индикатора типа трубки Никси было разработано аналогичное устройство под названием Inditron. Авторы изобретения совершили ошибку, вообще не применив отдельный анод.Чтобы в таком индикаторе засветить ту или иную катодную цифру, требовалось, как и в обычном газоразрядном индикаторе, подавать отрицательный потенциал.

Но к следующей фигуре приложили положительный потенциал — она на время стала анодом. Понятно, что контролировать такой показатель достаточно сложно, а отсутствие сетчатого анода, не допускающего попадания металлических частиц с катодов на переднюю стенку баллона, привело к его быстрому помутнению. Индитрон был забыт, и вскоре пришлось заново изобретать газоразрядный индикатор.Сохранилось довольно много необычных устройств. При желании на газоразрядных индикаторах можно выполнить не только часы, но и календарь. В последнее время популярность разрядных индикаторов возросла из-за их необычного античного вида. В отличие от ЖК-дисплеев, они излучают мягкий неоновый оранжевый или фиолетовый свет. В СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ.

Азия, Европа и Океания. Мы не отмечаем стоимость товаров ниже стоимости и не помечаем товары как «подарки» — такое поведение запрещено постановлением правительства США и других стран.Мы торговая компания, предоставляющая отличный сервис и качество.

Эти часы были собраны по специальному заказу и представлены в штуке. Товар «Ретро-часы Nixie Tube Clock на советских трубках. Уникальный подарок с трубками Metro 2033 Fallout» поступил в продажу с четверга, 26 сентября 2019 г. Этот товар находится в категории «Дом и сад \ Домашний декор \ Часы \ Будильники и радиочасы. «. Продавец «Анто-1687» находится в Мытищах. Этот товар может быть доставлен по всему миру.

Бренд: Nixie Clocks
Тип дисплея: Nixie Tube

Многочисленные применения неоновой лампы

Неоновые огни — это предмет ностальгии, который, кажется, все любят. Неоновая лампа — это тип газоразрядной лампы, она излучает свет, когда электрический разряд проходит через ионизированный газ или плазму. Когда напряжение между электродами превышает определенный порог, газ ионизируется и начинает проводить электричество.Основной процесс, который генерирует свет, — это возвращение ионов в основное энергетическое состояние с испусканием фотона света. Цвет света зависит от спектров излучения атомов в газе, а также от давления газа, среди других переменных. Газоразрядные лампы можно классифицировать по давлению газа:

Низкое давление: включает неоновую лампу, люминесцентные лампы и натриевые лампы низкого давления.
Высокое давление: например, металлогалогенные, натриевые лампы высокого давления и ртутные лампы.

Другая классификация происходит от метода нагрева катода:

Лампы с горячим катодом: электрическая дуга между электродами создается за счет термоэлектронной эмиссии, при которой электроны удаляются из электродов из-за высокой температуры.
Лампы с холодным катодом: в них электрическая дуга возникает из-за высокого напряжения, приложенного между электронами, которое ионизирует газ и может иметь место проводимость.

Лампы высокой интенсивности — это еще один тип газоразрядных ламп, в которых между вольфрамовыми электродами образуется дуга большой мощности.Уровень мощности в несколько киловатт может быть легко произведен этим типом ламп. Конечно, мы не можем забыть упомянуть никси-лампы, которые представляют собой неоновую лампу с холодным катодом, популярную для создания ретро-часов. К счастью, сейчас они снова в производстве.

История

Современная версия трубки Гейслера.

История газоразрядной лампы началась в 1675 году, когда французский астроном Жан-Феликс Пикар заметил, что пустое пространство его ртутного барометра испускает слабое свечение, когда ртуть колеблется.Позже было показано, что свечение возникает от статического электричества в частичном вакууме ртутной трубки. В 19 веке, с появлением электрических генераторов, несколько ученых начали экспериментировать с газовыми трубками и электричеством, в результате чего в 1857 году немецким физиком и стеклодувом Генрихом Гайсслером была изобретена трубка Гейслера. Это были первые газоразрядные трубки. и производились серийно в основном для развлекательных целей.

Неоновая трубка, как мы ее знаем, была разработана французским инженером Жоржем Клодом в 1910 году и впервые продемонстрирована на Парижском автосалоне в том же году.В США первые неоновые вывески были приобретены автомобильным дилером Packard в Лос-Анджелесе по цене 1250 долларов за штуку. Поскольку трубки могут быть изготовлены практически любой формы, они видны даже при дневном свете, а большое количество цветов может быть создано с помощью различных комбинаций газов и покрытий в трубке, неоновые вывески быстро стали очень популярными. К 1940 году в США насчитывалось около 2000 магазинов, производящих неоновые вывески.

Relax

Неоновая лампа типа NE-2.

Но неоновые лампы — это не только элемент декора.Уменьшенная версия используется сегодня в основном в качестве светового индикатора в электронных приборах и приборах, но это было важно в истории электроники. У неоновой лампы отрицательное сопротивление: до достижения напряжения пробоя лампа почти не проводит ток. Когда достигается напряжение пробоя или включения, сопротивление лампы внезапно падает и возникает большой ток. В этом состоянии напряжение падает с увеличением тока. Следовательно, напряжение выключения ниже, чем напряжение включения.Это свойство называется гистерезисом.

Из-за этого свойства неоновые лампы использовались в генераторах релаксации, которые могут достигать максимальной частоты около 20 кГц. Неоновая лампа в цепи не проводит ток, пока напряжение на конденсаторе не достигнет значения включения. Затем лампа начинает проводить, и конденсатор быстро разряжается, пока его напряжение не станет напряжением выключения лампы. Неоновая лампа перестает проводить, и процесс повторяется.

Осцилляторы релаксации с неоновыми лампами.

Неоновые лампы также использовались в качестве источников опорного напряжения и устройств защиты от перенапряжения, используя их характеристическое напряжение включения. Кроме того, благодаря специальной технологии изготовления они также могут работать как регуляторы напряжения.

Память для неоновой лампы

Компьютеры можно делать и с неоновыми лампами! В схеме, показанной слева, взятой из руководства к лампе низкого напряжения GE, мы можем увидеть простую схему памяти. Согласно инструкции, это работает следующим образом: напряжение питания V находится между напряжениями включения и выключения лампы, так что в состоянии покоя лампа не проводит ток.

Если теперь на вход подается положительный импульс «set», лампа загорится, а при напряжении питания, превышающем напряжение выключения, лампа останется проводящей. Для считывания из памяти на вход подается положительный импульс «чтения» с амплитудой меньше, чем требуется для зажигания непроводящей лампы. Если лампа ранее была зажжена «установочным» импульсом, «считывающий» импульс будет передан через лампу на выход. Однако, если лампа не загорелась, импульс «считывания» будет заблокирован непроводящей лампой, и выходной сигнал останется на нуле.Для сброса памяти на вход подается отрицательный импульс «сброса» с величиной, достаточной для падения напряжения ниже напряжения выключения лампы.

Использование неона в электронных схемах, конечно же, из эпохи, предшествовавшей кремнию. Пик использования освещения пришелся на 60-е годы, а после этого он начал исчезать. Для рекламы отдают предпочтение современным видам освещения (как вы уже догадались, светодиодному). В настоящее время неон возвращается в качестве архитектурного и художественного элемента, а также в некоторых исторических проектах, таких как Закон о реставрации коридора шоссе 66.Мы надеемся, что он останется с нами на долгие годы.

больше, чем простые источники света

Неоновые лампы накаливания: больше, чем простые источники света

Введение

Меня всегда увлекали неоновые лампы накаливания. Не знаю почему, может просто потому, что они светятся в темноте. Может потому, что они не всегда горят ровным светом, но иногда трясутся немного, как если бы они были живы или горели, как пламя.Может быть, потому что кажется, что свет исходит из ничего, из пустого пространства, как стеклянная колба, полная света … Я знаю, я знаю, что это газ светится, но вы действительно не видите газа; когда лампа не горит, газ полностью прозрачный.

Крупный план обычной неоновой лампы накаливания NE-2, «выключенной» на слева и «включено» справа. (нажмите, чтобы увеличить).

Неоновые лампы накаливания сегодня устарели.Светодиоды обладают большей эффективностью, более длительным сроком службы и дешевле. Все-таки лампы накаливания — очень интересные устройства. Они не только излучают свет, но и обладают интересными электрическими (и физические) свойства и могут иметь другое применение, кроме простого излучения света. Цель этой страницы — представить некоторые из этих свойств и приложения, от самых простых до самых необычных.

Изображение нескольких десятков ламп накаливания. (нажмите, чтобы увеличить).

Примечание: большинство схем, представленных здесь, напрямую подключен к сети и представляет опасность поражения электрическим током. Они предназначены для опытных специалистов. Только пытайтесь построить эти схемы или экспериментировать с ними, только если вы знаете, что делаете, на свой страх и риск. Не забудьте прочитать мой отказ от ответственности.

Что такое неоновая лампа накаливания?

Неоновые лампы накаливания представляют собой миниатюрные газоразрядные лампы.Лампа состоит из герметичной стеклянной колбы, содержащей два электрода и смесь благородных газов низкого давления. Когда через лампу течет ток, газ, непосредственно окружающий отрицательный электрод светится. Это свечение обычно оранжевого цвета и не очень яркое.

Это очень старая технология: известная нам сегодня лампа накаливания в виде маленькая стеклянная колба была запатентована в 1919 году (патент США 1316967), но газовый разряд трубки были известны задолго до этого.Например, трубки Гейсслера были изобретены в 1857 году.

Эти лампы светятся очень низким током и относительно высоким напряжением, обычно в диапазоне от 0,1 до 10 мА и от 50 до 100 В, в зависимости от желаемая яркость и тип лампы. Это делает их идеальными для работы от сети с помощью всего лишь дополнительного резистор. По этой причине их чаще всего используют в качестве контрольная лампа сетевого напряжения.

Для запуска лампы требуется чуть более высокое напряжение, что-то вроде 10 на 20 В больше, чем напряжение горения, поэтому никаких специальных пусковых цепей требуются, так как напряжение в сети обычно достаточно высокое.

Неоновые лампы накаливания нельзя напрямую подключать к источнику напряжения без устройство ограничения тока (балласт). К счастью, для ограничения тока обычно достаточно простого резистора. Модели, которые можно подключать напрямую к сети (120 или 230 В _AC) легко доступны и в основном светятся неоновым светом. лампа со встроенным балластным резистором.

Лампа состоит из запаянной стеклянной колбы.Существует множество размеров и типов, но наиболее распространенными в наши дни являются Ø 5 мм и длиной 12 мм. Воздух внутри откачан и колба заполнена смесью низкого давления. газы, обычно около 99% неона и 1% гелия или аргона. Эта конкретная смесь называется смесью Пеннинга и сводит к минимуму напряжение ионизации. Давление составляет от 1 до 25 мбар, в зависимости от трубки. дизайн. [2]

Внутри находятся два металлических электрода, обычно из никеля или молибдена.Для снижения напряжения ионизации их можно покрыть барием или стронцием, но покрытие со временем ухудшится, и электрические характеристики будут дрейф тоже.

Когда через газ протекает ток, вокруг него появляется красно-оранжевое свечение. отрицательный электрод. Светится только отрицательный электрод, положительный остается темным. Если ток переменный, оба электрода будут светиться, но фактически только отрицательный светится в любой момент времени; это тоже случается быстро, чтобы глаза увидели мерцание свечения от одного электрода к другому.Как показано на следующих рисунках по ориентации диода, только отрицательный электрод светится; когда диод не подключен, появляются оба электрода светиться.

Фотографии той же неоновой лампы накаливания с отрицательным электродом на слева (слева), с переменным током (в центре) и с отрицательным электродом справа (Правильно). Обратите внимание на ориентацию и наличие диода. (нажмите, чтобы увеличить).

При необходимости, чтобы некоторые части электродов не светились, эти области могут быть покрыты изоляционным материалом. Это полезно для концентрации света на одной стороне трубки или во избежание свечение на соединительных проводах.

Фотографии двух одинаковых неоновых ламп накаливания. У лампы слева неизолированные электроды, и все вокруг них светится. У лампы справа нижняя часть электродов окрашена изоляционный материал: светится только верхняя часть.(нажмите, чтобы увеличить).

Цвет света неоновой лампы накаливания оранжевый, но другие цвета. (обычно зеленый или синий) можно получить, используя другую газовую смесь состоит из аргона. Аргон излучает ультрафиолетовый свет, который затем преобразуется в желаемый цвет с помощью флуоресцентное покрытие на внутренней стенке светильника. Не знаю почему, но смесь ртути и гелия, используемая в люминесцентных лампах. лампы не подходят для миниатюрных ламп.Электрические характеристики аналогичны обычным неоновым лампам, но напряжение обычно немного выше. Эти лампы без питания кажутся белыми, а не прозрачными.

Изображение трех ламп накаливания: оранжевой, зеленой и синей. (нажмите, чтобы увеличить).

Неоновые лампы накаливания потребляют мало энергии, но не очень эффективны: лампа NE-2H около 2,2 лм / Вт [2]; это очень далеко от 100 или более лм / Вт, которые могут обеспечить современные люминесцентные лампы или светодиоды (начиная с 2018).

Неоновые лампы накаливания производятся во многих размерах и формах. Самые маленькие, которые я когда-либо видел, около Ø4 мм и 8 мм в длину. с двумя тонкими выводами для пайки. Самые большие из них имеют форму грушевидной лампочки примерно Ø 60 мм и винтовая основа E27 Edison. Но существует множество вариаций и необычных форм.

Пять ламп накаливания с винтовым креплением для светового индикатора сети приложения: три слева имеют разъем E14, а два на правый E10.Все они имеют встроенный балластный резистор и подходят для прямого подключение к сети 230 В _AC. (нажмите, чтобы увеличить).

Шесть полностью стеклянных ламп накаливания. Слева направо: миниатюрная неоновая лампа накаливания Ø 4 мм. × 8 мм, настоящая неоновая лампа накаливания General Electric NE-2 Ø 6,35 мм × 27 мм, обычная неоновая лампа накаливания Ø 6 мм × 19 мм, зеленая люминесцентная лампа накаливания, синяя люминесцентная лампа накаливания и миниатюрная зеленая люминесцентная лампа накаливания.(нажмите, чтобы увеличить).

Лампа накаливания в форме предохранителя с асимметричными электродами. В этой модели нет встроенного балластного резистора. (нажмите, чтобы увеличить).

Дисперсия параметров, старение и виды отказов

Электрические характеристики неоновых ламп накаливания меняются со временем. Пусковое и поддерживающее напряжения сильно различаются в первые несколько часов работы. сервис: если эти параметры важны для применения, лампы перед использованием необходимо выдержать.Для этого дайте лампе светиться на максимальном токе (или немного больше) в течение Часто бывает достаточно одного-двух дней. Эти напряжения все равно будут меняться со временем, но намного медленнее.

50 ламп накаливания выдерживаются при двойном номинальном токе (1 мА вместо 0,5 мА) на 72 ч. (нажмите, чтобы увеличить).

Если лампочка работает от постоянного тока, она также «поляризуется» время. Предположим, что колба изначально идеально симметрична (что редко бывает в любом случае), т.е. напряжение зажигания и поддержание одинаково в обоих направления. После долгой службы с использованием постоянного тока эти напряжения больше не будут прежними.

Даже если бывают исключения, большинство ламп накаливания спроектированы так, чтобы лампа, поэтому требуется лишь небольшое усилие для сохранения их электрических параметров. в труднодоступном регионе. Как вы можете видеть на следующем рисунке, эти две лампы светятся очень сильно. по-разному, даже если они оба новые, одной партии и везут так же; неудивительно, что электрические характеристики у них тоже разные.У одного электрод светится полностью, у другого — только частично. Я не знаю причины; это вероятно из-за другой отделки поверхности электроды.

Две совершенно новые и идентичные лампы (одна и та же производственная партия), загнанные в одинаковые условия (одинаковое напряжение питания и номинал балластного резистора) могут светиться очень сильно. иначе. (нажмите, чтобы увеличить).

На следующей диаграмме представлена ионизация (удар) и напряжение горения 100 одинаковых ламп накаливания.Все они новые, из одной партии и выдержаны 72 часа при вдвое больше номинального тока. Как видно, большинство следует примерно одной тенденции, но не все. они: у некоторых ламп меньший зазор между ионизацией и напряжением горения чем другие.

Горящее и поражающее напряжение партии 100 новых (но устаревших) свечей лампы.

Неоновые лампы накаливания служат очень долго: они могут гореть непрерывно в течение десятилетия.Если их максимальные рейтинги не превышаются, они обычно постепенно выходят из строя. Со временем часть металла электродов разбрызгивается и скапливается на внутреннюю часть стеклянной стены, покрыв ее тонким слоем металла. По мере того, как металл становится все толще и толще, стекло становится все меньше и меньше. прозрачный: колба темнеет и постепенно становится менее яркой.

Изображение двух ламп накаливания: одна слева новая, а вторая горит. право имеет несколько лет службы.(нажмите, чтобы увеличить).

Если электроды имеют покрытие, покрытие сначала разбрызгивается, разрушая электрические характеристики лампы: горит еще, но напряжения нормальные. выше. Смесь газов внутри колбы также ухудшается со временем: лампа гаснет. сложнее запустить и мигает вместо того, чтобы гореть постоянно.

Изображение светящейся лампы после нескольких лет службы: все еще светится, но стекло почернеет из-за разбрызгивания металла с электродов.(нажмите, чтобы увеличить).

Изображение двух ламп накаливания после нескольких лет эксплуатации. Стекло теперь полностью черное, и свечения больше не видно, но электрически они все еще работают. (нажмите, чтобы увеличить).

Темный эффект

Лампы накаливания не запускаются в полной темноте. Чем ниже окружающий свет, тем более беспорядочно запускается лампа. становится: требуется больше времени и / или требуется более высокое напряжение.Для предотвращения этого эффекта в некоторых моделях в газ добавляют криптон-85. смесь. Он является источником ионизации, так как этот газ радиоактивен и испускает бета-частицы (электроны). К сожалению, период полураспада ⁸⁵ Kr составляет всего 10,8 года, а его эффект не длится вечно: через несколько десятилетий эти лампочки все еще работают, но не бейте так быстро и надежно, как раньше. Обычно это не проблема для простой индикаторной лампы, но в зависимости от приложение, особенно если лампа используется в качестве активного устройства в триггерная или счетная цепь, может потребоваться замена.

Чтобы предотвратить эффект темноты, достаточно добавить немного внешнего окружающего света. трюк, особенно если он содержит короткие волны, такие как синий или фиолетовый. Например, установка синих светодиодов, которые непрерывно светят внутрь. устройства, содержащего неоновую лампу (лампы), обычно достаточно для ремонта все оформлено за счет темного эффекта.

Напряжение и ток лампы

Лампы накаливания — это сильно нелинейные устройства, и они имеют очень разные характеристики. поведение, если газ внутри ионизирован или нет.Проще говоря, когда газ не ионизирован, лампа темная; когда газ ионизируется лампа светится. Когда лампа переходит из неионизированного состояния в ионизированное состояние, лампа Говорят, что ударит или ионизирует или включит .

Когда газ не ионизирован, лампа выключена и ведет себя почти как как обрыв цепи. Чтобы быть более точным, может течь только очень слабый ток, называемый темный. текущий , но он настолько мал, что им можно пренебречь в большинстве приложения.И, конечно же, есть паразитная емкость, скажем, несколько пФ.

Лампу характеризуют два важных пороговых напряжения: ионизирующее напряжение (также называемое напряжение зажигания , пусковое напряжение напряжение или напряжение пробоя ) и поддерживающее напряжение (также называется , поддерживающее напряжение ).

Ионизирующее напряжение — это напряжение, при котором газ в лампе ионизирует.При превышении этого порога лампа, которая изначально была выключена , ионизирует (или поражает ) и включается. Напряжение ионизации обычно составляет от 50 до 100 В и зависит от от многих факторов, таких как тип электродов, их покрытие, состав газа, его давления, возраста лампы … перечислим лишь некоторые из них.

Поддерживающее напряжение — это минимальное напряжение, необходимое для поддержания газ ионизированный.Поддерживаемое напряжение всегда меньше ионизирующего напряжения примерно на 10 до 20 В. Когда лампа горит и напряжение падает ниже этого порога, газ теряет его ионизация и лампа выключается.

Когда лампа горит, напряжение на ее выводе называется рабочее. напряжение или напряжение горения . Он довольно постоянен при изменении тока лампы, но лампа имеет отрицательный или характеристики положительного сопротивления при включении, в зависимости от тока.

Когда лампа горит, но ток низкий, только часть отрицательного электрод светится (называется нормальное свечение ), а лампа ведет себя как отрицательное сопротивление: увеличение напряжения приведет к уменьшению Текущий. При создании генераторов в этой области используются лампы накаливания, Преимущество отрицательного сопротивления, но свечение не очень яркое. Ток обычно ниже 100 мкА, но это зависит от лампы. вы используете.

Когда лампа горит, но сила тока выше, вся поверхность отрицательный электрод светится ( аномальное свечение ), а лампа ведет себя как «нормальное» сопротивление: увеличение напряжения приведет к также увеличить ток. При построении светового индикатора в этом районе обычно используются лампы накаливания.

Если лампа выключена (неионизирована), но на ее клеммах выше поддерживающее напряжение, но ниже ионизирующего напряжения, оно также может быть ионизированный внешним электромагнитное поле или ионизирующее излучение.Затем он будет оставаться ионизированным до тех пор, пока напряжение не упадет ниже поддерживаемого уровня. Напряжение.

Чтобы иметь общее представление о том, что происходит, я провел несколько измерений на «обычная» неоновая лампа накаливания (стиль NE-2) и на зеленом люминесцентном лампа накаливания примерно такого же размера. Давайте сначала посмотрим на неоновую лампу накаливания.

Изображение мерной неоновой лампы накаливания.

На следующем графике показаны нелинейные характеристики неоновой лампы.Напряжение отложено по горизонтальной оси (X), ток — по вертикальной оси (Y). Как видно, ток практически равен нулю, пока напряжение не достигнет напряжение удара (здесь 70 В), затем напряжение внезапно падает до напряжение горения (здесь 51 В) и лишь незначительно увеличивается с увеличением тока (оно изменяется от 51 В при 0 мА до 57 В при 3 мА, что дает динамическое сопротивление 2 кОм). Лампы накаливания не идеально симметричны; они не созданы, чтобы быть такими: это лампа имеет напряжение зажигания 71 В, напряжение маринования 52 В. и динамическое сопротивление 1.6 кОм в обратном направлении.

Зависимость тока от напряжения для неоновой лампы накаливания. Балластный резистор 100 кОм Напряжение по горизонтальной оси, ток по вертикальной.

Те же данные показаны как функция времени. Здесь лампа подключается к сети переменного напряжения (50 Гц в Это дело). Напряжение лампы желтое (Ch2), а ток лампы синее (Ch3). Видно, что после перехода напряжения через ноль ток остается нулевым до тех пор, пока достигается напряжение зажигания; затем напряжение внезапно снижается до горящее напряжение вызывает узкие всплески: лампа горит.Ток соответствует синусоидальной форме сетевого напряжения, но напряжение поперек лампы меняется лишь незначительно. Как только напряжение упадет ниже поддерживаемого напряжения, ток будет ноль, и лампы погаснут. Затем он остается в этом состоянии, пока напряжение не достигнет напряжения зажигания. опять таки.

Зависимость тока и напряжения от времени для неоновой лампы накаливания. Балластный резистор 100 кОм Напряжение — желтый (Ch2), а ток — голубой (Ch3).

Чтобы показать, как сопротивление становится отрицательным при малых токах лампы, I пытался увеличить балластный резистор со 100 кОм до 4,7 МОм. Хорошая новость заключается в том, что лампа колеблется (см. Ниже), что доказывает ее динамическое сопротивление действительно отрицательное, но из-за колебаний оно четко не отображается на графиках.

Зависимость тока от напряжения и времени для неона лампа накаливания, управляемая балластным резистором высокого номинала (4.7 МОм). К сожалению, это уже не та лампа, что была раньше, поэтому порог напряжения немного другие. Когда ток низкий, лампа колеблется, указывая на отрицательное сопротивление. На левом изображении напряжение указано по горизонтальной оси, а ток — по оси абсцисс. вертикальный; на правом изображении напряжение желтого цвета (канал 2), а сила тока голубого цвета (Глава 3).

Чтобы убедиться, что зеленые люминесцентные лампы накаливания ведут себя аналогичным образом, давайте теперь посмотрите на один из них.Они работают по тому же принципу, но имеют другую смесь газов. внутри.

Изображение мерной лампы накаливания зеленой муки.

На следующих графиках показаны те же меры, что и раньше, но для зеленого свечения. напольная лампа. Здесь напряжение зажигания составляет 107 В (102 В при реверсе), поддерживающее напряжение 57 В (64 В), динамическое сопротивление 2 кОм (3,2 кОм).

Зависимость тока от напряжения и времени для зеленого люминесцентная лампа накаливания.Балластный резистор 100 кОм На левом изображении напряжение указано по горизонтальной оси, а ток — по оси абсцисс. вертикальный; на правом изображении напряжение желтого цвета (канал 2), а сила тока голубого цвета (Глава 3).

Если вы хотите провести аналогичные измерения самостоятельно с помощью осциллографа, Изоляционный трансформатор и подходящие высоковольтные пробники являются обязательными.

Световой индикатор сетевого напряжения

Это простейшее и наиболее распространенное применение неоновых ламп накаливания: просто лампа, которая светится при наличии сетевого напряжения.Это покажет, присутствует ли напряжение в сети или включен ли прибор. на.

Схема предельно проста: лампа накаливания включена последовательно с подходящий резистор и подключен к сети. Номинал резистора зависит от типа лампы и номинального напряжения сети. но это действительно не критично: считайте около 150 кОм для 230 В _AC и около 68 кОм для 120 В _AC линии. Сила тока в лампе будет около 1 мА.

Принципиальная схема монитора главного напряжения.

Точный расчет номинала резистора довольно сложен, так как лампа характеристика нелинейная и ток не синусоидальный, но это не стоит усилие: ток в лампе действительно не критичен, достаточно измерить ток (с помощью мультиметра с истинным среднеквадратичным значением), если вас это беспокоит, но это не действительно важно, наличие 0,5 или 2 мА не будет иметь большого значения.Обычно мощность, рассеиваемая на резисторе, довольно мала и один Достаточно модели на 0,25 Вт, 0,5 Вт — более консервативный выбор.

Три одинаковые лампы накаливания, работающие на разные токи: 350 мкА (слева), 700 мкА (в центре) и 1,6 мА (справа). (нажмите, чтобы увеличить).

Если вам нужна универсальная пилотная лампа, которая может работать от 120 В до 400 В, используйте резистор большего номинала; скажем 470 кОм или 1 МОм рассчитан на 0.5 Вт. Не все резисторы предназначены для работы с пиковым линейным напряжением: если это превышает их абсолютный максимальный рейтинг, вы можете подключить два или более меньших резисторы последовательно.

Три индикаторные лампы сетевого напряжения со встроенным балластным резистором. В красной и оранжевой лампах используется настоящая неоновая лампа накаливания, а в зеленой — флуоресцентный тип. (нажмите, чтобы увеличить).

Эта лампа накаливания в стеклопакете, похожем на предохранитель, и ее пускорегулирующий аппарат. резистор хорошо виден.Эта конкретная лампа не идеально подходит к держателю предохранителя, который у меня есть, поэтому для эту картинку я просто положил на нее. (нажмите, чтобы увеличить).

Ночники с неоновыми лампами накаливания

Благодаря их способности работать от сетевого напряжения только с балластом резистор, их низкое потребление тока и низкая светоотдача, неоновое свечение лампы широко используются в качестве ночных светильников, т.е. подключите к розетке переменного тока, чтобы сделать ночь менее темной в детской спальне.Теперь это приложение идентично световые индикаторы сетевого напряжения мы только что обсуждали, но с годами я наткнулся на некоторые любопытные схемы которые заслуживают свое место здесь.

Ночной светильник только для ночи

Просто добавив фоторезистор параллельно лампе накаливания, можно сделать очень простой и примитивный ночник, который отключается во время день. Фоторезистор размещен таким образом, чтобы на него не влияли напрямую свет, излучаемый лампой накаливания, но она все еще может видеть окружающий свет.Балластный резистор и фоторезистор действуют как делитель напряжения. Когда в комнате дневной свет, сопротивление фоторезистора составляет низкий, и напряжение на лампе падает до значения, достаточно низкого, чтобы предотвратить это. от удара.

Принципиальная схема ночного светильника.

Я не рекомендую эту схему, потому что она рассеивает больше энергии, когда лампа выключен, чем когда он включен; Тем не менее, мне это интересно, потому что простота.Он справляется только с одним фоторезистором, и я не мог придумать ни одного более простая схема, чтобы сделать то же самое. В конце концов, мощность, потребляемая этим устройством, незначительна, но все же она будет быть «лучше» с точки зрения эффективности, чтобы оставить лампу постоянно включенной чем выключить его шунтированием фоторезистором.

Две фотографии этого ночника только в ночное время, «выключено» включено. слева и «на» справа.Из-за разной экспозиции на двух снимках невозможно примите во внимание, что окружающий свет намного темнее, когда лампа включена. (нажмите, чтобы увеличить).

Ночник с зеленой трубкой

Следующий зеленый ночник интересен формой этого лампа накаливания, представляющая собой небольшую люминесцентную лампу, диаметром около 9 мм. × 50 мм. Он имеет холодные катоды и подключается как обычная неоновая лампа накаливания только через резистор 330 кОм и без пусковой цепи, но его форма намного больше.Здесь свечение исходит от газа между электродами, а не от объема. немедленно окружая их. Совсем другое свечение: здесь та часть разряда, которая светится называется положительным столбом как обычно горячий катод люминесцентные лампы , в то время как в обычных неоновых лампах он называется катодом Свечение . К сожалению, у меня нет конкретной технической информации по этой лампе.

Принципиальная схема зеленого лампового ночника.

Изображение зеленой трубки ночника. (нажмите, чтобы увеличить).

Ночник с белой трубкой

Следующий белый ночник еще интереснее, так как он отделил пусковые электроды. Здесь лампа также в виде небольшой трубки диаметром около 9 мм. × 50 мм, но с каждой стороны по 3 клеммы: две из которых подключены вместе и один один.Трубка имеет холодные катоды: клеммы, соединенные внутри, являются только основные электроды, но они не нагреваются током, они не нить. Но для запуска лампы дополнительные пусковые электроды ставят очень близко к основным электродам. Пусковые электроды подключаются к противоположным основным электродам с помощью два резистора 68 кОм: этого достаточно для локальной ионизации газа в виде в общей лампе накаливания. После ионизации разряд перемещается между основными электродами и шунтирует два пусковых резистора.Это хороший трюк, чтобы зажечь лампу, для которой обычно требуется немного больше пикового сетевого напряжения для ионизации. Также в этой трубке свечение исходит от газа между электродами, а не объемом, непосредственно окружающим их.

Здесь балласт — конденсатор емкостью 470 нФ. Пусковой ток ограничен резистором 390 Ом и 1 МОм один действует как спускной резистор для разряда конденсатора, когда устройство отключено от сети.К сожалению, у меня нет конкретной технической информации об этой лампе, ни один.

Принципиальная электрическая схема этого ночника с белыми трубками с балластом и пусковая цепь.

Изображение ночника с белой трубкой. (нажмите, чтобы увеличить).

Переключатель указателей поворота

Неоновые лампы накаливания широко используются в качестве указателей поворота, просто чтобы освещать выключатель, когда свет выключен, чтобы его можно было легко найти в темнота.Хитрость заключается в том, чтобы просто установить неоновую лампу накаливания (с балластным резистором). параллельно переключателю: когда переключатель разомкнут, лампа включена последовательно с грузом и светится. Схема представлена на рисунке ниже; опять же, не ракетостроение схемы, но она настолько широко используется, что заслуживает упоминания.

Принципиальная схема переключателя габаритного света.

Неоновые лампы накаливания потребляют небольшой ток, поэтому нагрузка значительно более низкий импеданс, чем у балластного резистора, эффективно замыкающий цепь в то время как слабый ток лампы недостаточен для питания нагрузки, которая остается выключенный.При замкнутом выключателе нагрузка регулярно включается и лампа горит. короткое замыкание.

Этот переключатель с подсветкой содержит небольшую неоновую лампу накаливания (и балласт резистор) параллельно с ним. Он светится только при выключенном свете. (нажмите, чтобы увеличить).

Подойдет любая нагрузка, потребляющая гораздо больше энергии, чем лампа: лампа, двигатель, реле, таймер … Условием для этого является то, что нагрузка гаснет при малом токе лампы накаливания; обычно это случается с большинство нагрузок, но некоторые чувствительные электронные устройства, такие как лампы LED или CCFL может не нравиться и время от времени пытаться запускаться, производя раздражающие мигает.Если это произойдет, можно добавить резистивную нагрузку параллельно фактическому нагрузку, например, небольшую лампочку накаливания, или управляйте нагрузкой через электромагнитное реле (контактор).

Телефонный дозатор

Мы уже видели это неоновое свечение лампам требуется минимальное напряжение для зажигания и продолжения горения. Мы можем воспользоваться этой характеристикой для создания простого (аналогового) телефонный монитор звонка, i.е. лампа, которая мигает каждый раз, когда звонит телефон. Важно указать, что это работает только со старыми аналоговыми телефонными линиями; если у вас есть современная цифровая телефонная линия, она не будет работать.

Примечание: во многих странах подключаются несертифицированные устройства, такие как этот к телефонной линии не допускается. Это приложение представлено только в учебных целях.

Аналоговая телефонная линия имеет напряжение холостого хода (при положенной трубке) обычно немного меньше. чем 50 В _DC, которое падает примерно до 10 В _DC при трубка снята.Этого недостаточно, чтобы зажечь лампу накаливания. Но когда телефон звонит, напряжение переменного тока около 150 В _{переменного тока} накладывается на линию, которой более чем достаточно для ионизации лампы накаливания. Низкое потребление тока ламп накаливания является желательной чертой этого случае, потому что он не перегружает телефонную линию.

Принципиальная схема показанного здесь монитора телефонного звонка с разъемом RJ11 разъем.

Не во всех странах используются одинаковые стандарты телефонной связи, и напряжение может отличаться. но эти значения типичны.Если лампа продолжает гореть после звонка, поддерживающее напряжение лампа слишком горит (ниже напряжения холостого хода телефона). Чтобы решить эту проблему, просто попробуйте другую лампу накаливания или соедините две лампы накаливания. лампы последовательно.

Принципиальная схема такая же, как и индикатор сетевого напряжения, только резистор рассчитан на более низкое напряжение. Такую простую схему очень легко установить в (швейцарский) телефон. затыкать.

Два изображения монитора звонка телефона, показывающие, как он собран. внутри вилки. (нажмите, чтобы увеличить).

Отвертка сетевого тестера

Отвертка для тестера сети — еще одно типичное применение неонового свечения. лампы из-за их способности светиться очень малым током. Это старый инструмент, который используют электрики для проверки того, находится ли провод в сети. потенциал.Он представляет собой отвертку с изолированной ручкой. Внутри ручки находится неоновая лампа накаливания и дорогостоящая серия. резистор, около 1 МОм. Одна сторона соединена с валом, другая — с металлическим кольцом или зажимом на ручка. Пользователь касается зажима рукой, а тестируемого проводника — кончик вала. Если провод находится под напряжением, через лампу будет протекать очень слабый ток, резистор и корпус оператора замыкают цепь через емкостную или резистивная связь с землей.Если лампа горит, значит, проводник находится под напряжением. Сопротивление имеет очень высокое значение, чтобы поддерживать ток на безопасном уровне, например От 100 до 200 мкА, чтобы пользователь не почувствовал его.

Изображение трех отверток для тестера сети. Нижний старый, его вал не утеплен. (нажмите, чтобы увеличить).

Эти инструменты не очень безопасны по современным стандартам, потому что они требуют прямой контакт с одной стороной тестируемой цепи и с оператором тело с другой.Неисправность резистора может привести к поражению электрическим током. особенно если отвертка мокрая. В современных тестерах вал отвертки изолирован толстой пластиковой трубкой. остается только кончик. Еще один важный момент — свечение не очень яркое и затруднено. видеть под прямыми солнечными лучами. Яркость также зависит от того, как пользователь замыкает цепь: лампа загорится. светится сильнее, если вы находитесь в бетонном подвале, уложенном у стены, чем если бы вы стоите на деревянной лестнице на крыше, поскольку емкость между вашими кузов и земля не одно и то же.Это может привести к неправильному выводу. При этом я с радостью использую такие тестеры в течение десятилетий и Я все еще в порядке; Я просто отношусь к ним с уважением, которого они заслуживают. Даже если тестер сказал вам, что провод не под напряжением, это все равно хорошая практика. заземлить любой потенциально токоведущий провод, прежде чем прикасаться к нему.

Изображение отвертки для проверки электросети в действии. Обратите внимание, как пользователь касается заднего кольца, чтобы замкнуть цепь.(нажмите, чтобы увеличить).

Проверка заземления розетки переменного тока

С помощью только неоновой лампы накаливания и двух резисторов можно построить полезный инструмент, который проверяет, правильно ли подключен заземляющий провод розетки переменного тока. связаны.

Существует несколько систем заземления, которые различаются от страны к стране, но обычно нейтральный (N) провод подключается к защитному заземлению (PE). провод на трансформаторе (или в точке входа в дом), и оба проводника проходят отдельно к различным розеткам (системы TN-S или TN-C-S).Это два отдельных провода, но они соединены вместе.

Идея состоит в том, что это соединение между землей и нейтралью приводит к короткому замыканию лампа, предотвращающая его горение. Если заземляющий провод (PE) не подключен или если под напряжением (P) и нейтраль (N) провода перевернуты, на лампе появится полное напряжение, которое свечение, указывающее на наличие проблемы.

Принципиальная схема проверки заземления.

Причина, по которой вместо одного резистора 150 кОм используются два резистора: для предотвращения короткого замыкания или перегрузки лампы при перекрещивании проводов. Вы можете использовать эту схему в сети 120 В _{переменного тока}, уменьшив два резисторы примерно до 68 кОм.

Если система заземления вашей установки не имеет прямого подключения между нейтралью и заземляющим проводом (система TT или IT) эта цепь наверное не сработает.

Имейте в виду, что эта простая схема не может обнаружить все неправильные отжимы. соединения: например, если нейтральный провод не подключен, а находится под напряжением. Во-первых, лампа не может светиться, даже если есть проблема с заземляющим проводом. Тем не менее, это быстрый и простой инструмент для обнаружения большинства неправильных соединений.

Изображение проверки земли. (нажмите, чтобы увеличить).

Эта схема чрезвычайно проста и может быть встроена непосредственно в сетевой штекер. как показано на картинке выше.В том, что я построил, лампа находится там, где обычно крепится кабель. и это на самом деле в очень удобном месте.

Тестер розеток переменного тока

Предыдущую схему можно улучшить, добавив еще две неоновые лампы и связка стабилитронов. Схема немного сложнее, но более универсальна.

Как и раньше, считаем, что заземление система, которую вы используете, имеет нейтральный провод (N) и защитное заземление. проводник (PE), соединенный вместе на трансформаторе (TN-S или TN-C-S системы).Вероятно, это не будет работать (или работать плохо) для систем TT и IT, где нет прямого соединения между землей и нейтралью.

Таким образом, нейтральный и заземляющий проводники обычно имеют одинаковое электрическое соединение. потенциал, два резистора 150 кОм включены параллельно, и все три лампы светятся. Если одно соединение отсутствует или два провода перевернуты, эти резисторы будут образуют делитель напряжения, который вдвое уменьшает сетевое напряжение на одной или нескольких лампах это не будет светиться.Группы из двух стабилитронов, соединенных спина к спине, предназначены для предотвращения этого. лампы светятся примерно половиной основного напряжения.

Схема выходного тестера.

Заставить эту схему работать от сети 120 В _{переменного тока} немного сложно, так как разница между напряжением зажигания лампы и половиной пикового значения меньше. сетевое напряжение. Я не тестировал, но думаю, что просто используя стабилитроны на 43 В вместо 150 В.Значения резистора должны быть в порядке, по крайней мере, для начала, но вам может понадобиться уменьшите их, если лампы слишком тусклые. В этом случае уменьшите их все примерно на один процент, чтобы соотношения сохранены. Это предполагает, что лампочки зажигают при 70 В и горят при 55 В; если ваши лампочки значительно отличаются, вам многим нужны разные стабилитроны или разные лампы.

Эта схема способна обнаружить больше неправильных проводов, чем Предыдущая.Тем не менее, он не может определить, перевернуты ли нейтраль и земля, так как эти два провода имеют одинаковый потенциал, отличается только цвет их изоляции. Значение трех ламп следующее:

Лампа 1	Лампа 2	Лампа 3	Значение
ВКЛ	НА	НА	Ок
ВКЛ	НА	от	Нет Земли
ВКЛ	от	от	Live — нейтральный инвертированный
от	НА	НА	Нет нейтрали
от	от	НА	Live — Земля перевернутая
от	от	от	Нет жизни

Эта схема слишком сложна, чтобы поместиться в вилку сетевого шнура, поэтому я встроил его в небольшую пластиковую коробку и подключил к вилке с помощью короткого кабель, как вы можете видеть на картинке ниже.Я также распечатал таблицу со значением ламп для быстрого ознакомления.

Изображение тестера. (нажмите, чтобы увеличить).

Датчик пламени

Определить, горит ли газовая или масляная горелка на самом деле, сложно, но можно быть очень полезным, например, чтобы перекрыть подачу топлива, если пламя погаснет. выключенный. Печь — это жесткая среда: фотодиод может обнаруживать излучаемый свет пламенем, но он может не выдержать высокой температуры.Или на диоде может скапливаться сажа, из-за чего он не видит пламя. Некоторые виды пламени, такие как горящие газы, излучают очень мало видимых свет и может быть лучше обнаружен с помощью ультрафиолетовых фотодиодов, которые являются тонкими и дорогие. Термопара могла надежно измерить температуру внутри печи, но из-за тепловой инерции может потребоваться от нескольких секунд до нескольких минут реагировать.

Неоновая лампа накаливания может надежно обнаружить и показать наличие пламени с помощью пропускает через него ток.А схема действительно проста: все, что вам нужно, это немного больше, чем неон. лампа накаливания и вольфрамовый электрод.

Пламя состоит из плазмы: оно содержит ионизированные частицы, которые могут проводить электричество. Электрод в пламени замкнет цепь с горелкой только тогда, когда на нем горит пламя. Конечно, нужен электрод, который не горит и не плавится, как вольфрамовый. К счастью, их легко найти: электроды запальника газового барбекю легкодоступный, дешевый, изготовленный из вольфрама с изоляцией термостойкое керамическое крепление: они отлично подходят для этого применения.По соображениям безопасности горелку следует заземлить. Схема представлена на следующем рисунке:

Принципиальная схема извещателя пламени.

Изоляционный трансформатор — хорошая идея, потому что прямое подключение электрод с токоведущим проводом вашей сети опасен, следует кто-нибудь прикоснется к нему. Резистор 1 МОм — еще одна хорошая идея для ограничения тока до безопасное значение в случае случайного короткого замыкания электрода на земля.

На следующем рисунке вы можете увидеть тестовую установку, которую я провел с пропаном. факел. Фонарик подключается к заземлению с помощью черного зажима из кожи аллигатора слева, вольфрамовый электрод находится в пламени и светится красным из-за тепла и явно светится неоновая лампа накаливания. Два зажима из кожи аллигатора в центре и справа предназначены только для механическая опора и не имеют электрического соединения.

Неоновая лампа светится током, протекающим через пламя пропановая горелка.Из-за долгой выдержки и пламя, и лампа выглядят ярче, чем какие они есть на самом деле. (нажмите, чтобы увеличить).

При включенном пламени я измерил ток около 10 мкА при питании от сети. напряжение 230 В _AC: этого более чем достаточно, чтобы неон лампы накаливания. Он не очень яркий, но светится. Если нужен полезный (цифровой) сигнал, можно создать простую оптопару. поставив фотодиод или фоторезистор рядом с лампой накаливания и экраном их от окружающего света в черном корпусе.Это позволяет управлять микроконтроллером или логической схемой. Приятно то, что реакция лампы практически мгновенная: вы закрываете погаснет пламя, и лампа погаснет, вы зажжете пламя и лампы начинает светиться независимо от того, горячий электрод или нет.

Я также заметил, что пламя работает как диод и проводит больше тока. когда печь положительная, а вольфрамовый электрод отрицательный: как можно видите на картинке правый электрод лампы накаливания ярче, указывает на то, что больше тока течет слева направо.Я не знаю, почему происходит это явление и связано ли это с термоэмиссией. излучение горячего вольфрамового электрода.

Неоновые лампы накаливания в качестве замены диак

Неоновые лампы накаливания и диоды (также называемые триггерными диодами ) имеют очень похожие электрические характеристики. В некоторых случаях возможно заменить диак лампой накаливания. Но сначала давайте взглянем на диак и его кривую зависимости тока от напряжения.

Изображение двух диафрагм DB3 от двух разных производителей. Здесь измеряется тот, который справа, производства ST. (нажмите, чтобы увеличить).

Итак, я подключил диак к трассировщику кривых так же, как и для неона. лампы накаливания. На следующем графике можно увидеть, как ведет себя это устройство. Напряжение отложено по горизонтальной оси, а ток — по вертикальной. Сравнивая это с характеристиками неоновой лампы накаливания. измеренный ранее, можно увидеть, как они похожи.

Зависимость тока от напряжения для диак. DB3. Напряжение по горизонтальной оси, ток по вертикальной.

Диаки запускают около 30 В, что составляет примерно половину напряжения ионизации. лампы накаливания. Диаки более симметричны и не ломаются так резко, как свечение лампы делаю.

Зависимость тока и напряжения от времени для диак. DB3.Напряжение — желтый (Ch2), а ток — голубой (Ch3).

Конечно, диаки предназначены для срабатывания по точному напряжению и симметричный, но иногда возможно заменить диак лампой накаливания и еще есть рабочая схема. Диак — определенно лучший выбор, но если вы застряли на необитаемом острове без диак и большого количества ламп накаливания у вас может быть обходной путь … Давайте посмотрим на два примера.

Диммер лампы накаливания на основе лампы накаливания

Это классическая схема диммера, широко используемая для управления яркостью лампочки накаливания.Единственная разница в том, что диак заменен на неоновую лампу накаливания. и работает точно так же: когда напряжение в цикле переменного тока растет выше напряжения ионизации лампы, симистор срабатывает и запускается проведение. Затем он будет отключаться в конце каждого полупериода переменного тока, когда ток падает. до нуля. Регулируя потенциометр 220 кОм, можно изменить время потребляется конденсатором 100 нФ для зарядки и, следовательно, задержка, необходимая для к симистору для срабатывания.

Принципиальная схема диммера лампы накаливания на основе лампы накаливания.

Поскольку для лампы накаливания требуется более высокое напряжение срабатывания (ионизации), примерно 70 В вместо 30 В, некоторые настройки разных резисторов и конденсаторы могут потребоваться, но в моей схеме подмена сработала сразу же я просто уронил лампу накаливания вместо диака и все.

Изображение диммера.Хорошо видна лампа накаливания. (нажмите, чтобы увеличить).

Не ожидайте увидеть горящую лампу накаливания: импульсы очень короткие и сильные. очень низкий. В полной темноте я мог наблюдать тусклый оранжевый свет, но он был недостаточно, чтобы быть запечатленным на снимке … или, я бы сказал, снимок хороший достаточно, чтобы быть представленным здесь.

Стробоскоп на основе ксеноновой трубки с лампой накаливания

Стробоскоп с ксеноновой трубкой — еще одно классическое приложение, в котором обычно используется diac, чтобы запустить трубку.И здесь неоновая лампа накаливания может успешно заменить диак. Схема работает следующим образом: сетевое напряжение выпрямляется 1N4007. диод и два параллельно заряженных электролитических высокого напряжения 2,2 мкФ конденсаторы, которые используются в качестве накопителя энергии для ксеноновой лампы. Резистор 1 МОм, подключенный параллельно к ним, действует как прокачка для медленного разрядить эту энергию, когда цепь отключена. Последовательный резистор 1 кОм с питанием от сети играет двойную роль: ограничивает пусковой ток при первом включении цепи и предотвращает слишком быструю зарядку конденсаторов, если частота режим работы установлен слишком высоко, так как это приведет к перегрузке трубки слишком большим количеством энергии. и повредить его.

Небольшой ток протекает через резистор 1 МОм и Потенциометр 4,7 МОм, медленная зарядка конденсатора 100 нФ через пусковой трансформатор. Когда напряжение достигает уровня ионизации лампы накаливания, TIC106D тиристор срабатывает и внезапно разряжает этот конденсатор 100 нФ через трансформатор, который подает импульс высокого напряжения на ксенон. трубка: ксеноновая трубка ионизируется и производит яркую вспышку. После того, как трубка израсходовала всю энергию двух электролитических конденсаторов, она теряет ионизацию, и цикл повторяется.Регулируя потенциометр, скорость, с которой конденсатор 100 нФ заряжена может быть изменена, как и частота вспышки.

Принципиальная схема стробоскопа.

Энергия, запасенная в электролитических конденсаторах, может быть смертельной, даже если цепь выключена или отсоединена: даже при включенном дренажном резисторе место, всегда убедитесь, что они разряжены, прежде чем прикасаться к цепи.

Изображение стробоскопа. (нажмите, чтобы увеличить).

Как и раньше, лампа не будет заметно светиться, и сильная вспышка ксеноновой лампы в любом случае подавить слабый свет, излучаемый лампой накаливания. Не ожидайте увидеть его сияющим.

Кстати, ксеноновая вспышка — тоже газоразрядная. Но она отличается от лампы накаливания более высоким давлением газа, требующим намного более высокое напряжение ионизации.Здесь свет излучается газом между электродами, называемыми положительный столбец и не светится только отрицательный электрод. Газовая смесь тоже разная.

Указатели поворота и осцилляторы

Из-за их нелинейных характеристик и отрицательной динамики сопротивления, неоновые лампы накаливания могут действовать как активные элементы в поворотниках и генераторы. Это делает схемы очень простыми, но есть некоторые компромиссы.

Во-первых, лампа должна работать в области отрицательного сопротивления, что требует балластный резистор высокого качества и низкий ток. В результате светится только отрицательный электрод, только на части его поверхности. и свечение не очень яркое. Тогда лампы накаливания работают довольно медленно: колебания почти не пойдут выше 10 кГц или около того. Ограничивающим фактором является время, необходимое для деионизации газа. Наконец, необходимо знать точные пороговые напряжения, чтобы предсказать точное время. генераторов этого типа, но допуски очень большие, и значения дрейфуют с течением времени.

Вам также потребуется, по крайней мере, напряжение питания, достаточно высокое для ионизации лампы, но желательно гораздо более высокое напряжение, так как генератор более стабильный и менее чувствителен к дрейфу пороговых значений при подаче более высокого напряжения. Обычно достаточно просто выпрямить сетевое напряжение, даже если Сеть 120 В.

Даже если это не самые полезные схемы на сегодняшний день, они все равно забавны построить и их довольно легко заставить работать.Кроме того, мне нравится идея генератора без кремниевого компонента и вакуумные трубки.

Простой релаксационный осциллятор

Как видно на схеме ниже, сетевое напряжение выпрямляется 1N4007. диод, так что пульсирующий постоянный ток течет через резистор и медленно заряжает конденсатор емкостью 470 нФ. Если вы запустите эту схему напрямую с напряжением постоянного тока, диод не понадобится. Если вы посмотрите на эту схему, это всего лишь источник постоянного тока. световой индикатор с большим номинал резистора и конденсатор параллельно лампе.

Принципиальная схема релаксационного поворотника.

Пока напряжение остается ниже напряжения ионизации, говорят примерно 70 В, через лампу не может протекать ток. Когда напряжение достигает порогового значения, газ в лампе ионизируется, и конденсатор разряжается через лампу, вызывая короткую вспышку, затем лампы погаснут, и цикл начнется снова.

Важно использовать резистор большого номинала, чтобы подвести лампу к отрицательному полюсу. область сопротивления.Если его значение слишком мало, лампа просто включится и будет гореть без любое колебание. Замена конденсатора изменит частоту колебаний: как обычно, конденсатор большего размера замедлит мигание. Напряжение также имеет большое влияние на частоту: большее напряжение приводит к более быстрому миганию.

На следующих двух рисунках показано напряжение на лампе в двух разных напряжение питания: 120 В _{переменного тока} и 230 В _{переменного тока}.Из этих измерений видно, что напряжение ионизации этого конкретная лампа составляет 74,8 В, а поддерживающее напряжение — 57,2 В. Частота изменяется с 0,57 Гц до 3,3 Гц при изменении напряжения в сети. от 120 В _{переменного тока} до 230 В _{переменного тока}.

Напряжение лампы при питании от сети 120 В _AC (слева) и 230 В _AC (справа). Обратите внимание на разницу в частоте.

Следующее уравнение описывает, как можно рассчитать частоту. [1, 2] но это не стоит пытаться быть слишком точным из-за неопределенности пороговые напряжения:

Где ln — натуральный логарифм по основанию e .

Имейте в виду, что эта формула работает только при питании цепи постоянным током. Если вы используете выпрямленное пульсирующее напряжение, как здесь с диодом и Напряжение сети переменного тока, частота будет намного ниже.

Как вы можете видеть на картинке ниже, я построил этот генератор на небольшой печатной плате. Идея заключалась в том, чтобы установить его сразу за передней панелью распределительной коробки. К сожалению, я наконец установил вместо него постоянный индикатор, потому что поворотник был недостаточно ярким.

Изображение расслабляющего поворотника. Обратите внимание, светится только отрицательный электрод лампы. (нажмите, чтобы увеличить).

Я также снял короткое видео этого поворотника. На видео лампа мигает нерегулярно, но это не так. случае, это просто потому, что импульсы очень короткие и мешают затвор фотоаппарата. Учтите, однако, что светится только отрицательный электрод и только частично.

Посмотрите видео: blinker-video.mp4 (217 194 байта, 0:03, h364, 960 × 544, 23 кадра в секунду).

Даже если все лампы накаливания похожи, их электрические характеристики могут отличаться. сильно отличается от одной лампы к другой, поэтому для этой схемы может потребоваться модификации, чтобы заставить его работать с имеющимися у вас лампами и сетевое напряжение. Вот краткое описание того, что делать, если это не сработает:

Лампа не мигает:	Резистор слишком низкий: используйте больший.
Лампа слишком тусклая:	Резистор слишком высокий: используйте меньший, но не слишком маленький в противном случае лампа перестанет мигать и останется гореть.
Лампа не включается:	Напряжение ионизации лампы слишком высокое или напряжение в сети. слишком низкий: попробуйте другую лампу или более высокое напряжение питания.
Мигает слишком быстро (или медленно):	Используйте конденсатор большей (или меньшей) емкости.

Двухламповый мультивибратор

С двумя лампами накаливания можно построить простой мультивибратор и они светятся попеременно. Для этой схемы требуется истинное напряжение постоянного тока, которое подается от 1N4007. диод и высоковольтный электролитический конденсатор емкостью 16 мкФ. При необходимости этот конденсатор можно восстановить из старых компактных люминесцентных ламп. напольная лампа. Его значение не критично: стремитесь к нескольким мкФ и более. Резистор 330 кОм и резистор 2.Подстроечный резистор 2 МОм управляет частота колебаний за счет изменения постоянного напряжения. Для работы с фиксированной частотой оба могут быть заменены одним Резистор 1 МОм 0,25 Вт.

Схема двухлампового мультивибратора.

Когда схема включена, диод выпрямляет сетевое напряжение переменного тока. и медленно зарядите электролитический конденсатор через резистор и триммер.Когда напряжение станет достаточно высоким, одна из двух ламп ионизируется и включить. Из-за изменений параметров одна из двух ламп всегда будет гореть. первый. Как только это происходит, напряжение на его электроде падает из-за его поражения. напряжение до его напряжения горения, которое на 10-20 В. ниже. Из-за конденсатора 150 нФ это падение от 10 до 20 В также появляется. на другой лампе, понизив ее напряжение на такую же величину.

Теперь предположим, что горит первая лампа.Напряжение на нем — это напряжение горения, скажем, 50 В. Конденсатор 150 нФ теперь заряжается через резистор 1 МОм другая лампа. Напряжение на второй лампе повышается, и когда ее напряжение ионизации становится равным достигнув, скажем, 70 В, загорится вторая лампа. Теперь напряжение на второй лампе внезапно падает с 70 до 50 В, ее напряжение горения. Опять же, из-за конденсатора 150 нФ это падение 20 В также появляется на первой лампе, которая погаснет, потому что напряжение теперь ниже его поддержание напряжения.Теперь роли поменялись местами, заряды 150 нФ в обратном направлении. и цикл повторяется.

Это довольно критичная схема, требующая почти двух электрических цепей. идентичные лампы накаливания. Не всякая лампа здесь подойдет: если не работает, попробуйте другой набор лампы или более высокое напряжение питания.

Напряжение на двух лампах можно увидеть на следующем графике: частота около 1,4 Гц.Здесь схема была запитана от сети 230 В _AC. К сожалению, в моем случае две лампы слишком разные, чтобы работать на более низком уровне. напряжение, и он перестанет колебаться ниже примерно 150 В _AC. Вы можете увидеть разницу в напряжении ионизации и горения как сдвиг между желтым и синим следом. Но можно запустить эту схему от сети 120 В _AC, если лампы лучше подобраны.

Напряжение на двух лампах.

Как видите, напряжения на лампах — это не прямоугольные волны, а ток в лампах есть. Если нужно сгенерировать прямоугольную волну, можно поставить резистор (10 кОм или около того) последовательно с каждой лампой и получить выходной сигнал через Это.

Также обратите внимание, что электролитическому конденсатору требуется некоторое время, чтобы заряжать, когда цепь включена, поэтому не ожидайте, что она запустится немедленно.И наоборот, после выключения он будет продолжать мигать в течение нескольких секунд.

Также следует учитывать, что заряд в высоковольтном электролитическом конденсатор может быть смертельным, даже если поворотник выключен : всегда перед прикосновением к какой-либо части цепи убедитесь, что он разряжен !!! Было бы неплохо добавить дренажный резистор, но из-за высокоомный зарядный резистор, выпускное отверстие должно быть намного больше, например 10 МОм или около того: разрядка аккумулятора займет очень много времени. конденсатор через штуцер.Поэтому всегда проявляйте особую осторожность и создавайте его только в том случае, если знаете, что делаете. и на свой страх и риск.

Созданный мной мультивибратор виден на картинке ниже. Я выбрал небольшую печатную плату с травлением, но это не является строго необходимым.

Фотографии двойного поворотника. (нажмите, чтобы увеличить).

Я также снял короткое видео работы этого поворотника. Как обычно, лампы находятся в области отрицательного сопротивления и не светятся. очень ярко.И, конечно же, поскольку они работают на постоянном токе, только отрицательный электрод светится.

Посмотрите видео: twin-blinker-video.mp4 (254 545 байт, 0:03, h364, 960 × 544, 23 кадра в секунду).

Мониторы предохранителей

Неоновые лампы накаливания широко используются в качестве предохранителей. Самый простой и эффективный способ сделать это — подключить лампу в параллельно с нагрузкой как сеть индикатор напряжения, так что когда лампа горит, вы знаете, что предохранитель хороший.Альтернативный способ — подключить лампу параллельно предохранителю в качестве переключить свет ориентации, чтобы, если предохранитель исправен, лампа выключена и включается при сгорании предохранителя; в качестве если, конечно, подключена подходящая нагрузка. Здесь действуют те же ограничения, что и для ориентирующего света.

Когда я подключаю что-то параллельно предохранителю, например, лампу накаливания, я обычно добавляют дополнительный предохранитель, чтобы убедиться, что в случае выхода из строя основной предохранитель никогда не обходится.Этот дополнительный предохранитель не является обязательным, но это хорошая идея; в цепи диаграмма нарисована пунктирными линиями. Минимальный номинальный ток для небольших предохранителей обычно составляет 50 мА, и это значение, которое я обычно использую. Сила тока в лампе накаливания, конечно, намного меньше.

Принципиальная схема ламп накаливания в качестве предохранителей. Возможны оба варианта одновременно.

Еще одна идея создания монитора предохранителей — использовать релаксационный осциллятор.Здесь неоновая лампа накаливания показывает, оставаясь горящей, что предохранитель исправен. мигает, что предохранитель перегорел, и остается выключенным, что нет питания.

Схема, показанная на рисунке ниже, основана на релаксации осциллятор (мигалка), описанный ранее. Когда предохранитель исправен, лампа питается в основном через 150 кОм. и его последовательный диод. Резистор 2,2 МОм и его последовательный диод оказывают незначительное влияние. Это смещает лампу в области положительного динамического сопротивления, которая остается включенной. не моргая.Если предохранитель перегорел, лампа запитывает только резистор 2,2 МОм. который теперь смещен в области отрицательного динамического сопротивления и мигает. Конденсатор задает частоту колебаний. Конечно, если нет питания, лампа остается выключенной.

Принципиальная схема монитора мигания предохранителей.

Как и прежде, два дополнительных предохранителя, обозначенные пунктирными линиями, являются необязательными и просто чтобы убедиться, что главный предохранитель никогда не будет отключен, если эта маленькая неисправность цепи.

Изображение мигающего монитора предохранителя. (нажмите, чтобы увеличить).

Я построил этот монитор в небольшой пластиковой коробке, которую я установил рядом с автоматический выключатель, который здесь представляет собой главный предохранитель. Хорошо видны два дополнительных предохранителя. Схема забавная, но я должен признать, что лампа не очень яркая. Примерно через десять лет непрерывной работы лампа полностью погасла. и мне пришлось заменить его на новый.

Трубки Никси

Nixies — это особый тип неоновых ламп накаливания, используемых в дисплейных трубках. Вместо одного они имеют несколько катодов (отрицательных электродов) в форме с формами для отображения. Например, у большинства газоразрядных трубок десять катодов имеют форму цифр от 0. к 9. Все катоды остаются плавающими, кроме того, который мы хотим показать. подключен к цепи. Когда ток течет, поверхность этого катода будет светиться, а его форма будут хорошо видны, в то время как все остальные катоды останутся темными.

Анод обычно имеет форму сетки на передней и задней стороне трубка, достаточно тонкая, чтобы пропускать большую часть света. На снимке хорошо видна его сотовая структура.

Изображение газовой трубки Philips Z520M в форме «4». катод подключен к цепи. (нажмите, чтобы увеличить).

Для ламп Nixie требуется постоянное напряжение в диапазоне от 150 до 300 В, в зависимости от модель.Как и все неоновые лампы накаливания, им также нужен балластный резистор, обычно в 10 диапазон до 100 кОм, чтобы ограничить ток до 1-2 мА подключенного к анодному выводу. Цифры включаются и выключаются подключением соответствующих катодов. на землю, обычно с помощью высоковольтного транзистора. Потенциал земли одинаков для источника высокого напряжения nixie и цифровая схема управления.

Базовое соединение газовой трубки.

За исключением некоторых трубок с одним или двумя десятичными знаками, одновременно может быть подключен только один катод. Подключение более чем одного одновременно может разочаровать, так как только один может светиться или, может быть, только частично, но это не повредит трубку. Десятичные точки, с другой стороны, предназначены для совместной работы с основным катодом и при одновременном подключении ведут себя должным образом.

Регуляторы напряжения

Когда лампа накаливания ионизирована, напряжение на ее выводе достаточно велико. постоянный.Большие колебания тока лампы мало влияют на напряжение. Таким образом, лампы накаливания могут использоваться в качестве регуляторов напряжения, ведя себя почти как большие Стабилитроны.

Теперь обычные лампы накаливания созданы для работы как лампы, поэтому их напряжение регулирование не очень хорошее. Они не настроены на какое-либо конкретное значение и не стабильны время. Но существуют трубки для регуляторов напряжения: они специально созданы для этого. Назначение и основаны на том же тлеющем разряде, что и обычные неоновые лампы накаливания.Они могут быть изготовлены с жесткими допусками и хорошими температурными коэффициентами. У них большие электроды, чтобы выдерживать более высокие токи, электроды — нет. покрыты для лучшей долговременной стабильности, и они тщательно состариваются производитель перед использованием.

Изображение двух трубок стабилизатора напряжения 0A2 на 150 В. Слева трубка производства Philips, справа трубка. производства Sylvania. Обе трубки включены, но свет не проникает.(нажмите, чтобы увеличить).

Эти трубки довольно большие, размером с вакуумную трубку. Свечение внутри не всегда хорошо видно: некоторые довольно открыты и светятся очевидно, что другие затрудняют определение того, включена ли трубка или нет. нет. Большинство из них поляризованы: у них есть анод и катод, которые не должны быть отмененным. Существуют модели с номинальным напряжением от 75 до 150 В с рабочими характеристиками. токи в диапазоне от 5 до 40 мА.[3]

Они используются как стабилитроны, обычно параллельно с нагрузкой и подключен к нерегулируемому питанию с ограничивающим резистором. В приведенном ниже примере используется лампа 0A2, рассчитанная на 150 В. Резистор 22 кОм ограничивает ток примерно до 9 мА для этого. заявление. Эта конкретная трубка рассчитана на ток от 5 до 30 мА.

Типовая принципиальная схема лампового стабилизатора напряжения 0A2.

Большинство этих трубок имеют внутренние соединения, которые можно использовать для отключения нагрузка, если трубка вынута из патронов. В противном случае, если это произойдет, на индикаторе появится полное нерегулируемое напряжение. нагрузка.

Несмотря на то, что стабилитроны имеют только одно пороговое напряжение, светятся регуляторы перескакивают при запуске: при первой подаче напряжения оно будет полностью увеличится до напряжения ионизации, трубка ионизируется и напряжение падает до нормального рабочего напряжения, которое немного ниже.В зависимости от приложения это может быть или не быть проблемой.

Кроме того, нерегулируемое напряжение должно быть достаточно высоким, чтобы трубка могла ионизировать; например, 0A2 требует минимум 180 В в нормальном условия освещения и из-за темноты эффект, 225 В в полной темноте. Некоторые пробирки содержат следы радиоактивных материалов, чтобы свести к минимуму темноту. эффект; но это не случай 0A2.

Светильники декоративные

Из-за своего уникального свечения, которое покрывает отрицательный электрод, неоновое свечение для украшения использовались лампы с электродами всех размеров и форма.Цель здесь не в том, чтобы показать галерею причудливых ламп, а в том, чтобы показать несколько из них. те, которые технически интересны.

Лампы, имитирующие пламя

Лампы, имитирующие пламя, — любопытные устройства: электроды имеют форму пламени и находятся на расстоянии около 1 мм друг от друга. Разряд не покрывает всю поверхность и перемещается. Фактически, все газовые разряды имеют тенденцию мерцать, потому что они зависят от от давления и температуры газа.Газ не может находиться в равновесии из-за разряда, который нагревает газ. и перемещает свои атомы. Обычно желательна стабильная разрядка, и принимаются меры по стабилизации это, но здесь все наоборот: лампа устроена так, чтобы мерцать.

Обычные лампы накаливания имеют небольшие электроды, которые предназначены для того, чтобы светиться на их как можно более устойчивой по всей поверхности. Тем не менее, время от времени вы найдете лампу, в которой только свечение частично покрывает электроды и иногда перемещается.Это происходит с новыми лампами, но чаще бывает после многих часов эксплуатации. услуга.

Изображение лампы, имитирующей пламя. (нажмите, чтобы увеличить).

Чтобы усилить эффект мерцания, электроды имеют большую поверхность, намного больше, чем у обычной лампы накаливания, так что лампа работает в области нормального свечения , где разряд не покрывает всю поверхность.Электроды плоские, расположены параллельно и близко друг к другу. Обращенные друг к другу поверхности электродов покрыты изоляционный лак, чтобы свечение усиливалось на поверхностях, обращенных к вне. Таким образом, путь от одного электрода к другому длиннее и, если разряд движется, изменение длины менее значимо. В противном случае выделения могут быть только на ближайшей части электроды.

Светящаяся часть электродов имеет черный цвет, что означает, что они покрыты некоторым материалом, чтобы уменьшить рабочую функцию и увеличить коэффициент излучения электронов.Я не знаю, связано ли это с эффектом мерцания или это просто сделано для уменьшения ионизирующего напряжения.

Свечение движется примерно циклически, следуя своего рода узор, но с некоторой случайностью в нем. В одних местах он остается больше, чем в других, но иногда перемещается случайным образом. быстрее, иногда оставаясь на одном месте на полсекунды или больше. Текущее видео наглядно иллюстрирует этот эффект.

Посмотрите видео: видео-лампа, имитирующая пламя.mp4 (1085115 байт, 0:04, h364, 960 × 544, 23 кадра в секунду).

Напряжение ионизации имеющейся у меня лампы около 150 В в обоих направления. Ток составляет около 8 мА _RMS при питании от 230 В _АС, но ток слегка «пляшет» вслед за мерцающим эффектом.

Зависимость тока от напряжения для этой лампы, имитирующей пламя. Напряжение по горизонтальной оси, ток по вертикальной.Кривая не совсем повторяется и слегка танцует на экране вслед за мерцающим эффектом.

Как и в обычных неоновых лампах накаливания, светится только отрицательный электрод, и они оба кажутся светящимися из-за источника питания переменного тока. Но переменный ток не имеет ничего общего с эффектом мерцания: лампа светится с таким же эффектом пламени, даже если питание подается от красивой и гладкой Напряжение постоянного тока, но только на отрицательном электроде.

Потребление тока лампой, имитирующей пламя, с плавным постоянным током Напряжение. Изменения силы тока следуют за эффектом мерцания.

Светильник в форме симпатичного цветка

Существуют всевозможные декоративные лампы с электродом всех видов. формы. Я выбрал этот, потому что у него интересная структура. Он имеет два основных электрода, которые вместе образуют форму розы, каждый из которых половина последнего цветка, один — задние лепестки, а другой — передний единицы.Когда лампа работает от переменного тока, светятся оба электрода и вся роза светится. с розовато-розовым цветом.

Изображение розовой декоративной лампы при питании от сети переменного тока. На этой картинке цвет лепестков представлен не очень хорошо, они розовее на самом деле. (нажмите, чтобы увеличить).

Но есть еще две части, имеющие форму двух листочков, каждая из которых подключен к основному электроду. Когда лампа светится розовым, листья светятся зеленым.Листья покрыты зеленым флуоресцентным лаком. Здесь не газ светится в непосредственной близости от электроды как на лепестках, это лак светится.

Интересно то, почему светятся листья. Ударяют ли по листьям два электрода электроны или ионы, или это просто два электрически инертных элемента, возбуждаемых незаряженными частицами, такими как УФ свет? Что ж, есть простой способ узнать: питание лампы постоянным током.

Изображение розовой декоративной лампы при питании от постоянного тока. Обратите внимание, что только один электрод светится розовым, а оба листа светятся зеленым. (нажмите, чтобы увеличить).

При питании от постоянного тока, как и ожидалось, только половина цветка светится розовым, в то время как положительный электрод остается темным. Но оба листа по-прежнему светятся. Это значит, что то, что волнует зеленый флуоресцентный лак, не электроны и ионы.Если бы это было так, их электрический заряд привел бы их только к одному лист. Итак, то, что заставляет листья светиться, на самом деле является ультрафиолетовым излучением, которое не зависит от полярности электрического поля. Тот факт, что каждая створка соединена с одним электродом, является чисто механическим. причины опоры, но листья не являются электродами и не участвуют в текущий поток. Обычное стекло непрозрачно для ультрафиолетового света, который остается внутри.

Я не измерял спектр этой лампы, но розовато-оранжевое свечение цветок заставляет меня думать, что он содержит смесь аргона и неона.Аргон обычно используется в лампах накаливания из-за его ультрафиолетового излучения, но сам по себе имеет голубоватое свечение. В сочетании с неоном, который светится оранжевым, объясняет, почему общее свечение розоватое.

Лампы неоновые накаливания и неионизирующее (радиочастотное) излучение

Радиочастотное (РЧ) поле может непосредственно ионизировать газ внутри неонового свечения. лампа, если она достаточно сильная. Радиочастотные электромагнитные волны — это неионизирующее излучение, но неон лампы накаливания предназначены для ионизации электрическим полем, поэтому есть ничего удивительного в том, что неионизирующее излучение может ионизировать неоновая лампа накаливания.В этом случае нет необходимости подключать электроды к какой-либо цепи; в электромагнитное поле будет напрямую связываться с ними, и они будут действовать как антенны. На самом деле газ низкого давления будет ионизироваться и светиться в сильном радиочастотном поле даже если электроды отсутствуют вообще, но дополнительная связь с электродами помогает.

Как видно на следующем рисунке, мини-катушки Тесла достаточно, чтобы возбуждают неоновую лампу накаливания: даже если я держу лампу за стекло, которое хороший изолятор, еще светится в руке.Прикосновение к электродам руками увеличивает интенсивность. Здесь мощность, вырабатываемая мини-катушкой Тесла, довольно мала и безвредна, но, как правило, следует избегать воздействия сильных электромагнитные поля. Ее частота составляет около 3,3 МГц, но я не знаю интенсивности электромагнитное поле.

Изображение неоновой лампы накаливания в сильном электромагнитном поле. Обратите внимание, что лампа не подключена и горит, даже когда я держа его за стакан.(нажмите, чтобы увеличить).

На следующем рисунке вы можете увидеть неоновую лампу накаливания, удерживаемую пластиком. пинцет: электрическое соединение отсутствует, но лампа горит, возбужденная электромагнитное поле.

Изображение неоновой лампы накаливания в сильном электромагнитном поле. Обращаем ваше внимание, что лампу удерживают изолирующим пинцетом. (нажмите, чтобы увеличить).

Чтобы ионизировать газ в лампе накаливания, вам понадобится сильное электромагнитное поле. поле.Например, тот, который генерируется вашим мобильным телефоном с мощностью около 1 Вт даже очень близко к антенне не хватит. Вам нужно больше мощности.

На картинке ниже я держу люминесцентную лампу 120 см. Хорошо, технически это не неоновая лампа накаливания, это газ низкого давления газоразрядная трубка, которая также ионизируется в присутствии сильного электромагнитного поля. Структура на заднем плане — изолированная башня, которую я использовал в качестве антенны. для тестирования передатчика 137 кГц.Когда передатчик работает, поле достаточно сильное, чтобы ионизировать трубка. Опять же, следует избегать воздействия сильных электромагнитных полей, поэтому не повторяйте этот опыт.

Люминесцентная лампа также светится в сильном радиочастотном поле. Здесь, у основания изолированной башни, используемой как передающая на частоте 137 кГц. антенна. (нажмите, чтобы увеличить).

Простой радиомонитор

Если лампа полностью изолирована и не включена в цепь, требуется сильное электромагнитное поле для ионизации.Не только поле должно быть достаточно сильным, чтобы ионизировать газ, но и для обеспечения питания лампы.

Но если лампа смещена на какое-то напряжение ниже ионизационного напряжения, более слабое электромагнитное поле может ионизировать лампу. Если напряжение выше, чем поддерживаемое напряжение, как только РЧ поле ионизирует лампу, лампа остается включенной до тех пор, пока напряжение не упадет ниже этого порог. Таким образом, можно создать простое и достаточно чувствительное радиочастотное поле. монитор с неоновой лампой накаливания.

Предположим, у вас есть безопасный (с ограничением по току) источник напряжения около 90 В или более, например, как описано ниже. Если вы вручную отрегулируете напряжение до точки, которая находится чуть ниже ионизирующей Для ионизации лампы достаточно небольшого радиочастотного поля.

Принципиальная схема представлена ниже. Потенциометр регулирует напряжение на лампе. Кнопка (или выключатель) позволяет быстро включать и выключать лампу. снова, чтобы деионизировать его, когда это необходимо.Конденсатор развязки и две катушки индуктивности отделяют ВЧ от источника питания. поставка. Дополнительная дипольная антенна может быть подключена параллельно с лампой для еще больше повысить его чувствительность.

Принципиальная схема монитора ВЧ поля.

Для этого приложения будут работать как переменный, так и постоянный ток; если вы используете постоянный ток, лампа будет продолжайте светиться после ионизации RF, и вам придется вручную перезарядить детектор с переключателем «тест»; если вы используете AC, этого не будет необходимо, так как лампа гаснет через каждые полупериод.

Чтобы использовать этот монитор, начните с потенциометра 2,2 МОм в его 0 В (нижнее) положение, включите цепь при отсутствии поля и медленно повышайте напряжение до тех пор, пока не загорится лампа накаливания. Теперь слегка поверните потенциометр в другом направлении и проверьте повторное включение питания, при котором лампа остается выключенным, и вы готовы к работе: радиочастотное поле заставит лампу светиться.

Для тестирования вы можете попробовать мобильный телефон или ручной передатчик: лампочка загорится. свечение вблизи антенны.Имейте в виду, что требуется некоторая мощность РЧ мощности. Подключение небольшого диполя к клемме лампы резко увеличивает ее чувствительность, особенно если он обрезан, чтобы резонировать на желаемой частоте.

Изображение монитора радиочастотного поля перед портативным трансивером. Для этого изображения я закоротил кнопку. Поскольку этот монитор питается от постоянного тока, лампа продолжает гореть после трансивер возвращается в режим приема.(нажмите, чтобы увеличить).

Изображение задней стороны радиомонитора. Поскольку в этом прототипе ничего не изолировано, важно использовать безопасный источник высокого напряжения. (нажмите, чтобы увеличить).

Безопасный источник питания высокого напряжения

Для питания этого радиомонитора и ламп накаливания в В общем, безопасный генератор высокого напряжения может быть очень полезен в качестве сетевого напряжение опасно.Я наткнулся на заметку о приложении Lienar Technology [4] с описанием источника питания высокого напряжения для генератор импульсов. Эта простая схема очень хорошо работает с лампами накаливания, поскольку обеспечивает 90 В. с максимальным током 1 мА, начиная с одной батареи AA 1,5 В. Нет опасности прикоснуться к высоковольтному выходу, пока он не используется для зарядки большого конденсатора.

Он основан на микромощном DC / DC преобразователе типа LT1073 и диодном напряжении. тройник.Здесь вам понадобится LT1073: LT1073-5 или LT1073-12 работать не будут. Катушка индуктивности 150 мкГн является наиболее важной частью этой схемы и должен выдерживать ток не менее 800 мА без насыщения. Если вы купите новую катушку индуктивности, то легко сможете выбрать подходящую модель. Если вы используете один из мусорной коробки, убедитесь, что он может справиться с текущий: в противном случае он может разрушить ваш LT1073. Но выбор подходящей катушки индуктивности для преобразователя постоянного / постоянного тока — дело долгое и сложное. тема, выходящая далеко за рамки этой страницы.

Принципиальная схема монитора ВЧ поля с безопасным высоким напряжением генератор.

Напряжения 90 В должно хватить для большинства ламп накаливания. Если требуется более высокое напряжение, уменьшение значения R3 и / или R4 приведет к увеличить выход. Если этого недостаточно, можно попробовать добавить два дополнительных диода MUR120 и два дополнительные конденсаторы 100 нФ к цепочке умножителя, но я не тестировал это.

Я построил этот высоковольтный генератор в небольшом пластиковом ящике вместе с батарейный отсек и небольшой выходной разъем, чтобы я мог безопасно использовать его питание любого устройства, требующего +90 В _DC, генератор импульсов описанный в оригинальной статье, являющейся одним из таких.

Изображение безопасного генератора высокого напряжения. (нажмите, чтобы увеличить).

Неоновые лампы накаливания и ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение может ионизировать неоновую лампу накаливания.Если вы подаете на лампу накаливания постоянное напряжение, превышающее допустимое напряжение, но ниже его напряжения ионизации, лампа не должна включаться. Но на практике через некоторое время лампа со временем включается сама. Происходит то, что когда ионизирующее излучение проходит через лампу, она ионизирует газ и запускает разряд. После включения лампа будет гореть до тех пор, пока напряжение не опустится ниже допустимого. поддержание напряжения. Вокруг всегда несколько ионизирующих излучений, они часть нашего окружающей среды и называются фоновым излучением .Не о чем беспокоиться: если вы не живете в зараженной местности, радиационный фон — это в основном естественное и нормальное явление. Но он может ионизировать вашу лампу накаливания; попытайся. Как часто это происходит, зависит от интенсивности излучения и лампа у вас есть: может быть, каждые несколько минут, может быть, каждые пару часов, но она бывает.

Неоновые лампы накаливания не чувствительны к ионизирующему излучению: они имеют некоторую чувствительность, но это побочный эффект, а не желаемая функция.Согласно [1] неоновые лампы накаливания могут работать в зонах с высоким ионизирующим излучением: лампы работают нормально, но стекло может становятся ломкими; конечно, я не тестировал это и просто сообщаю об этом как есть.

Думаю, интересно взглянуть на близкого родственника лампы накаливания: трубка Geiger Müller . Это также газоразрядная трубка низкого давления; он имеет два электрода и аналогичная смесь газов. Давление выше, электроды имеют гораздо большую поверхность и стенки трубки намного тоньше, что позволяет ионизирующему излучению легко проникать трубка.На картинке ниже изображен блин СИ-8Б (СИ-8Б). стиль трубки. Это особенно интересно, потому что у него большое прозрачное слюдяное окно. с одной стороны, что позволяет видеть, что происходит внутри; подавляющее большинство Трубки Гейгера сделаны из цельного металла и сквозь них ничего не видно.

Трубка Гейгера СИ-8Б (СИ-8Б) подключена к подходящему источник питания, как указано в его техническом паспорте: 390 В с 4.Последовательный резистор 7 МОм. (нажмите, чтобы увеличить).

Трубки Гейгера работают чуть ниже своего поддерживающего напряжения в области называется плато . Они не предназначены для постоянного свечения. Когда ионизирующая частица попадает в трубку, возникает лавина. разряда, который усиливает его действие и заставляет трубку проводить на короткое время время. Но трубка предназначена для максимально быстрого тушения разряда. быть готовым к обнаружению следующей частицы.Оказывается, эти разряды действительно излучают свет, но из-за геометрия электродов и низкое напряжение питания, свечение только локализуется в области удара частицы. В трубках Гейгера следует избегать общего и устойчивого разряда.

На следующих рисунках приведены некоторые примеры. Из-за длительных экспозиций было обнаружено более одной частицы и на одном изображении видны несколько светящихся областей, даже если они были отдельные события.Свечение действительно слабое: его довольно сложно увидеть невооруженным глазом даже в полная темнота и вам нужно адаптировать глаза к темноте на несколько минут до того, как вы действительно сможете что-либо увидеть. Сфотографировать эти крошечные вспышки света на камеру еще сложнее, поэтому качество этих изображений не очень хорошее, но я надеюсь, что они идея.

Несколько снимков ионизирующих частиц, обнаруженных трубкой СИ-8Б Поставляется с напряжением 390 В и 4.Последовательный резистор 7 МОм. Из-за длительных выдержек в одном и том же месте видно более одного разряда. картина, но это были отдельные события. (нажмите, чтобы увеличить).

Спектр излучаемого света

Меня интересовал спектр света, излучаемого лампами накаливания, поэтому я пытался это измерить. Так как под рукой у меня не было хорошего анализатора оптического спектра, я сделал несколько снимков. через ювелирный спектроскоп, а затем восстановили данные спектра от яркость пикселей.Это не самый точный способ сделать это и не имеет разрешения, но дает идея.

На первой картинке можно увидеть измеренный мною спектр регулярной оранжевая неоновая лампа накаливания. Появляются отчетливые и разделенные линии, типичные для газов низкого давления. вполне понятно, даже если разрешения не хватит, чтобы их все разрешить. Это действительно похоже на известный спектр неонового газа низкого давления, который должен иметь сильные пики на 540.1, 585,2, 588,2, 603,0, 607,4, 616,4, 621,7, 626,6, 633,4, 638,3, 640,2, 650,6, 659,9, 692,9 и 703,2 нм. Не все из них видны, а те, что расположены близко друг к другу, не могут быть разрешено, но сходство неплохое: несомненно, есть неон внутри.

Спектр света, излучаемого неоновой лампой накаливания. Длина волны в нм отложена по горизонтальной оси, а амплитуда — в произвольной юнитов находится на вертикальном.

Как видно, большая часть света находится в желто-красной части экрана. спектр с очень небольшим количеством зеленого и совсем без синего. Это объясняет, почему неоновые лампы накаливания обычно используются желтого, оранжевого и красного цветов. индикаторы светятся, но дают разные плохие результаты при использовании с зеленым или синим цветная обложка.

На второй картинке можно увидеть измеренный мной спектр зеленого люминесцентная лампа накаливания. Спектр стал шире и имеет широкий пик в зеленом диапазоне.Некоторые линии все еще видны (или их можно догадаться) около 590 нм, но их невозможно разрешить, чтобы увидеть, совпадают ли они с аргоном или неоном.

Спектр света, излучаемого люминесцентной лампой зеленого свечения. Длина волны в нм отложена по горизонтальной оси, а амплитуда — в произвольной юнитов находится на вертикальном.

На этом третьем изображении представлен спектр синего флуоресцентного свечения. напольная лампа.Я не слишком уверен в точности этого спектра по нескольким причинам: сильное синее излучение в «левой части» спектра выглядит неправильно, цвета не полностью совпадают с тем, что наблюдалось, синий часть спектра находилась на дальней стороне поля зрения, поэтому мне пришлось наклоните камеру, чтобы полностью запечатлеть его, внося некоторое искажение, и мне интересно если масштаб все еще линейный. Итак, отнеситесь к этому спектру со скепсисом, общая форма, вероятно, правильно, но длины волн могут быть неточными.

Спектр света, излучаемого флуоресцентной лампой синего свечения. Длина волны в нм отложена по горизонтальной оси, а амплитуда — в произвольной юнитов находится на вертикальном. Этот спектр выглядит подозрительно, проявите скептицизм.

Три лампы, измеренные в этом разделе, — это три лампы, показанные на эта картинка.

Заключение

Я представил на этой странице некоторые аспекты неоновых ламп накаливания, пытаясь объяснить как они работают и как их использовать.Конечно, если эти лампы еще не устарели, они скоро появятся. Они принадлежат к эпохе, когда было принято поставлять электронику с несколькими сто вольт и активные элементы — это дорогие электронные лампы. Тем не менее, я считаю их увлекательными устройствами, которые уникальным образом светятся и могут немного больше, чем просто генерировать свет. Некоторые схемы действительно простые и распространенные, другие — довольно необычные и многое другое. сложно, но определенно забавно построить. Даже самая простая схема, лампочка и резистор, может быть интересной. достаточно, чтобы потратить целый вечер, пытаясь выяснить, какие электрические характеристики и понять, почему он иногда колеблется, а иногда нет.Я надеюсь, что эта страница будет для вас интересной и, возможно, вдохновит вас повеселись в своей лаборатории. Опять же, позвольте мне предупредить вас о рисках высокого напряжения, связанных с эти схемы: будьте осторожны, они опасны. Попробуйте их, только если вы знаете, что делаете, и на свой страх и риск, и не забудьте прочитать мой отказ от ответственности.

Библиография и дополнительная литература

[1]

С.Р. Догерти, Т. Э. Фоулк, Дж. Д. Харден, Т. Л. Хьюитт, Ф. Н. Петерс, Р. Д. Смит, Дж. В. Таттл. Инструкция по эксплуатации лампы накаливания. 2 ^{-е издание}, General Electric Company, Кливленд, Огайо, 1966.