Salutare tuturor. Vreau să vă povestesc despre „mesajul” meu recent, și anume un ceas indicatoare de descărcare de gaze(GRI).
Indicatorii de descărcare de gaze au trecut de mult în uitare personal, chiar și cei „mai noi” sunt mai vechi decât mine. GRI-urile au fost folosite în principal în ceasuri și instrumente de măsură, ulterior au fost înlocuite cu indicatoare vacuum-luminiscente.
Deci, ce este o lampă GRI? Acesta este un recipient de sticlă (este o lampă!) umplut în interior cu neon cu o cantitate mică de mercur. În interior sunt și electrozi curbați sub formă de numere sau semne. Lucrul interesant este că simbolurile sunt situate unul după altul, prin urmare, fiecare simbol strălucește la propria sa adâncime. Dacă există catozi, trebuie să existe și un anod! - el este unul pentru toți. Deci, pentru a aprinde un anumit simbol în indicator, trebuie să aplicați o tensiune, și nu una mică, între anodul și catodul simbolului corespunzător.
Pentru referință, aș dori să scriu cum apare strălucirea. Când se aplică o tensiune înaltă între anod și catod, gazul din lampă, care anterior era neutru, începe să se ionizeze (adică, din atomul neutru se formează un ion pozitiv și un electron). Ionii pozitivi rezultați încep să se miște spre catod, iar electronii eliberați încep să se deplaseze către anod. În acest caz, electronii „de-a lungul drumului” ionizează suplimentar atomii de gaz cu care se ciocnesc. Ca urmare, are loc un proces de ionizare asemănător unei avalanșe și apare un curent electric în lampă (descărcare strălucitoare). Deci acum cel mai interesant lucru, pe lângă procesul de ionizare, adică. formarea unui ion pozitiv și a unui electron, există și un proces invers, numit recombinare. Când un ion pozitiv și un electron „se transformă” înapoi într-unul! În acest caz, energia este eliberată sub forma unei străluciri, pe care o observăm.
Acum direct la ceas. Am folosit lămpi IN-12A. Au o formă de lampă nu tocmai clasică și conțin simboluri 0-9.
Am cumpărat o cantitate destul de mare de lămpi care nu au fost folosite!
Ca să zic așa, ca să fie suficient pentru toată lumea!
A fost interesant să faci un dispozitiv în miniatură. Rezultatul final este o piesă destul de compactă.
Corpul a fost tăiat în aparat cu laser din acril negru conform unui model 3D, pe care l-am realizat pe bază de plăci de circuite imprimate:
Diagrama dispozitivului.
Ceasul este format din două plăci. Prima placă conține patru lămpi IN-12A, un decodor K155ID1 și optocuple pentru a controla anozii lămpii.
Placa are, de asemenea, intrări pentru conectarea puterii, controlul optocuplelor și un decodor.
A doua placă este creierul ceasului. Conține un microcontroler, un ceas în timp real, o unitate de conversie de la 9V la 12V, o unitate de conversie de la 9V la 5V, două butoane de control, un sonerie și ieșirile tuturor firelor de semnal care se potrivesc cu placa de afișare. Ceasul în timp real are o baterie de rezervă, care previne pierderea timpului atunci când alimentarea principală este oprită. Alimentarea este furnizată de la o unitate de 220V-9V (200mA este suficient).
Aceste plăci sunt conectate folosind un conector pin, dar nu prin inserare, ci prin lipire!
Întregul lucru se reunește astfel. Mai întâi, un șurub lung M3*40. Pe acest șurub se potrivește un tub dintr-un furtun de aer de 4 mm (este dens și potrivit pentru a ține plăci de circuite imprimate, îl folosesc foarte des). Apoi există un suport între plăcile de circuite imprimate (imprimat pe o imprimantă 3D) și apoi o piuliță prin alamă strânge totul. Și peretele din spate va fi, de asemenea, fixat cu șuruburi M3 la piulițe din alamă.
În timpul asamblarii, această caracteristică neplăcută a devenit clară. Am scris firmware-ul, dar ceasul a refuzat să funcționeze, lămpile pâlpâiau într-o ordine de neînțeles. Problema a fost rezolvată prin instalarea unui condensator suplimentar între +5V și masă chiar lângă microcontroler. Îl puteți vedea în fotografia de mai sus (instalat în conectorul de programare).
Atașez fișiere de proiect în EagleCAD și firmware în CodeVisionAVR. Puteți face upgrade dacă este necesar pentru propriile scopuri)))
Firmware-ul pentru ceas se face destul de simplu, fără clopoței și fluiere! Doar un ceas. Două butoane de control. Un buton este „mod”, al doilea este „setări”. Prin apăsarea butonului „mod” pentru prima dată, sunt afișate doar numerele responsabile pentru orele dacă apăsați „setări” în acest mod, orele vor începe să crească (când ajung la 23 sunt resetate la 00). Dacă dați clic din nou pe „mod”, vor fi afișate doar minutele. În consecință, dacă faceți clic pe „Configurare” în acest mod, minutele vor crește, de asemenea, într-o ordine „circulară”. Când faceți clic din nou pe „mod”, sunt afișate atât orele, cât și minutele. Când schimbați orele și minutele, secundele sunt resetate la zero.
Acest articol se va concentra pe realizarea de ceasuri originale și neobișnuite. Unicitatea lor constă în faptul că ora este indicată cu ajutorul lămpilor indicatoare digitale. Un număr mare de astfel de lămpi au fost produse cândva, atât aici, cât și în străinătate. Au fost folosite în multe dispozitive, de la ceasuri până la echipamente de măsurare. Dar după apariție Indicatoare LED lămpile au căzut treptat din uz. Și astfel, datorită dezvoltării tehnologiei cu microprocesor, a devenit posibil să se creeze ceasuri cu un circuit relativ simplu folosind lămpi indicatoare digitale. Cred că nu ar fi greșit să spunem că au fost folosite în principal două tipuri de lămpi: fluorescente și cu descărcare în gaz. Avantajele indicatoarelor luminiscente includ tensiunea scăzută de funcționare și prezența mai multor descărcări într-o singură lampă (deși astfel de exemple se găsesc și printre indicatorii cu descărcare în gaz, dar sunt mult mai greu de găsit). Dar toate avantajele acestui tip de lampă sunt compensate de un dezavantaj imens - prezența unui fosfor, care se arde în timp, iar strălucirea se estompează sau se oprește. Din acest motiv, lămpile uzate nu pot fi folosite.
Indicatorii de descărcare a gazelor nu prezintă acest dezavantaj, deoarece o descărcare de gaz strălucește în ele. În esență, acest tip de lampă este o lampă de neon cu mai mulți catozi. Datorită acestui fapt, durata de viață a indicatoarelor de descărcare de gaz este mult mai lungă. În plus, atât lămpile noi, cât și cele folosite funcționează la fel de bine (și cele folosite adesea funcționează mai bine). Cu toate acestea, există unele dezavantaje; tensiunea de funcționare a indicatoarelor de descărcare în gaz este mai mare de 100 V. Dar rezolvarea problemei cu tensiune este mult mai ușoară decât cu un fosfor ars. Pe Internet, astfel de ceasuri sunt comune sub numele NIXIE CLOCK.
Indicatorii înșiși arată astfel:
Deci, totul pare clar cu privire la caracteristicile de design, acum să începem să proiectăm circuitul ceasului nostru. Să începem prin a proiecta o sursă de tensiune de înaltă tensiune. Există două moduri aici. Primul este să utilizați un transformator cu o înfășurare secundară de 110-120 V. Dar un astfel de transformator fie va fi prea voluminos, fie va trebui să-l înfășurați singur, perspectiva este așa-așa. Da, iar reglarea tensiunii este problematică. A doua modalitate este asamblarea unui convertor step up. Ei bine, aici vor fi mai multe avantaje: în primul rând, ocupă puțin spațiu, în al doilea rând, are protecție la scurtcircuit și, în al treilea rând, puteți regla cu ușurință tensiunea de ieșire. În general, există tot ce ai nevoie pentru a fi fericit. Am ales a doua cale, pentru că... Nu aveam chef să caut un transformator și un fir de înfășurare și îmi doream și ceva în miniatură. S-a decis asamblarea convertorului pe MC34063, deoarece Am avut experiență de lucru cu ea. Rezultatul este această diagramă:
A fost mai întâi asamblat pe o placă și a arătat rezultate excelente. Totul a început imediat și nu a fost necesară nicio configurație. Când este alimentat la 12V. ieșirea sa dovedit a fi 175V. Sursa de alimentare asamblată a ceasului arată astfel:
Un stabilizator liniar LM7805 a fost instalat imediat pe placă pentru a alimenta electronica ceasului și un transformator.
Următoarea etapă de dezvoltare a fost proiectarea circuitului de comutare a lămpii. În principiu, controlul lămpilor nu este diferit de controlul indicatorilor cu șapte segmente, cu excepția tensiunii înalte. Aceste. Este suficient să aplicați o tensiune pozitivă anodului și să conectați catodul corespunzător la sursa negativă. În această etapă, trebuie rezolvate două probleme: potrivirea nivelurilor MK (5V) și lămpilor (170V) și comutarea catozilor lămpilor (acestea sunt numerele). După un timp de gândire și experimentare, a fost creat următorul circuit pentru a controla anozii lămpilor:
Și controlul catozilor este foarte ușor pentru asta au venit cu un microcircuit special K155ID1. Adevărat, au fost întrerupte de mult timp, ca lămpile, dar cumpărarea lor nu este o problemă. Aceste. pentru a controla catozii, trebuie doar să-i conectați la pinii corespunzători ai microcircuitului și să trimiteți date în format binar la intrare. Da, aproape am uitat, este alimentat la 5V, ei bine, un lucru foarte convenabil. S-a decis ca afișajul să fie dinamic deoarece altfel, ar trebui să instalați K155ID1 pe fiecare lampă și vor fi 6 dintre ele. Schema generală s-a dovedit astfel:
Sub fiecare lampă am instalat un LED roșu aprins, este mai frumos. Când este asamblată, placa arată astfel:
Nu am putut găsi prize pentru lămpi, așa că a trebuit să improvizăm. Ca urmare, vechii conectori, similari cu COM modern, au fost dezasamblați, contactele au fost îndepărtate de pe ei și, după unele manipulări cu tăietoare de sârmă și o pilă cu ac, au fost lipite în placă. Nu am făcut panouri pentru IN-17, le-am făcut doar pentru IN-8.
Cea mai grea parte a trecut, tot ce rămâne este să dezvoltați un circuit pentru „creierul” ceasului. Pentru asta am ales microcontrolerul Mega8. Ei bine, atunci totul este destul de ușor, doar îl luăm și conectăm totul la el în modul care ne este convenabil. Ca rezultat, circuitul ceasului a inclus 3 butoane pentru control, un cip de ceas în timp real DS1307, un termometru digital DS18B20 și o pereche de tranzistori pentru controlul luminii de fundal. Pentru comoditate, conectăm cheile anodului la un port, în acest caz este portul C. Când este asamblat, arată astfel:
Există o mică eroare pe placă, dar a fost corectată în fișierele plăcii atașate. Conectorul pentru fulgerarea MK este lipit cu fire după fulgerarea dispozitivului, ar trebui să fie dezlipit.
Ei bine, acum ar fi frumos să desenezi schema generala, spus și făcut, iată:
Și așa arată totul asamblat:
Acum nu mai rămâne decât să scrieți firmware-ul pentru microcontroler, ceea ce s-a făcut. Funcționalitatea s-a dovedit a fi după cum urmează:
Afișează ora, data și temperatura. Când apăsați scurt butonul MENU, modul de afișare se schimbă.
Modul 1 - numai timp.
Mod 2 - timp 2 min. data 10 sec.
Mod 3 - timp 2 min. temperatura 10 sec.
Mod 4 - timp 2 min. data 10 sec. temperatura 10 sec.
Când este apăsat, setările de oră și dată sunt activate și puteți naviga prin setări apăsând butonul MENU.
Numărul maxim de senzori DS18B20 este 2. Dacă temperatura nu este necesară, nu le puteți seta deloc, acest lucru nu va afecta în niciun fel funcționarea ceasului. Senzorul nu este conectat la cald.
Apăsarea scurtă a butonului SUS pornește data timp de 2 secunde. Când este apăsat, lumina de fundal se aprinde/oprește.
Prin apăsarea scurtă a butonului JOS, temperatura este pornită timp de 2 secunde.
De la 00:00 la 7:00 luminozitatea este redusă.
Totul funcționează astfel:
Sursele de firmware sunt incluse în proiect. Codul conține comentarii, așa că nu va fi dificil să schimbați funcționalitatea. Programul este scris în Eclipse, dar codul se compila fără modificări în AVR Studio. MK funcționează de la un oscilator intern la o frecvență de 8 MHz. Siguranțele sunt setate astfel:
Și în hexazecimal astfel: ÎNALTĂ: D9, SCĂZUT: D4
Sunt incluse și plăci cu bug-uri corectate.
Acest ceas funcționează timp de o lună. Nu au fost identificate probleme în lucrare. Regulatorul LM7805 și tranzistorul convertor abia sunt calde. Transformatorul se încălzește până la 40 de grade, așa că dacă intenționați să instalați ceasul într-o carcasă fără orificii de ventilație, va trebui să utilizați un transformator de putere mai mare. În ceasul meu oferă un curent de aproximativ 200 mA. Precizia mișcării depinde în mare măsură de cuarțul utilizat la 32,768 KHz. Nu este recomandabil să instalați cuarț achiziționat într-un magazin. Cele mai bune rezultate au fost arătate de cuarț din plăci de bază si telefoane mobile.
Pe lângă lămpile folosite în circuitul meu, puteți instala orice alte indicatoare de descărcare în gaz. Pentru a face acest lucru, va trebui să schimbați aspectul plăcii și, pentru unele lămpi, tensiunea convertorului boost și a rezistențelor de pe anozi.
Atentie: aparatul contine o sursa de inalta tensiune!!! Curentul este mic, dar destul de vizibil!!! Prin urmare, aveți grijă când lucrați cu dispozitivul!
Una dintre opțiunile pentru construirea acestui proiect:
Lista radioelementelor
| Desemnare | Tip | Denumirea | Cantitate | Nota | Magazin | Blocnotesul meu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Indicator de descărcare de gaz | IN-8 | 4 | La blocnotes | |||
| Indicator de descărcare de gaz | IN-17 | 2 | La blocnotes | |||
| CPU | MK AVR pe 8 biți | ATmega8 | 1 | La blocnotes | ||
| Ceas în timp real (RTC) | DS1307 | 1 | La blocnotes | |||
| Senzor de temperatura | DS18B20 | 2 | La blocnotes | |||
| DD1 | Chip | K155ID1 | 1 | La blocnotes | ||
| IC1 | Convertor de impuls DC/DC | MC34063A | 1 | La blocnotes | ||
| VR1 | Regulator liniar | LM7805 | 1 | La blocnotes | ||
| VT1-VT6 | Tranzistor bipolar | MPSA92 | 6 | La blocnotes | ||
| VT7-VT12 | Tranzistor bipolar | MPSA42 | 6 | La blocnotes | ||
| VT13, VT14 | Tranzistor bipolar | BC847 | 2 | La blocnotes | ||
| VT15 | Tranzistor bipolar | KT3102 | 1 | La blocnotes | ||
| VT16 | Tranzistor bipolar | KT3107A | 1 | La blocnotes | ||
| VT17 | tranzistor MOSFET | IRF840 | 1 | La blocnotes | ||
| VDS1 | Pod de diode | 1 | La blocnotes | |||
| VD1 | Dioda redresoare | HER106 | 1 | La blocnotes | ||
| HL1-HL6 | LED | 6 | La blocnotes | |||
| C1 | 100 µF | 1 | La blocnotes | |||
| C2, C3-C5, C7, C9, C11 | Condensator | 0,1 uF | 7 | La blocnotes | ||
| C6, C8 | Condensator electrolitic | 1000 µF | 2 | La blocnotes | ||
| C10 | Condensator | 510 pF | 1 | La blocnotes | ||
| C12 | Condensator electrolitic | 4,7 µF 400V | 1 | La blocnotes | ||
| R1-R4, R6-R8 | Rezistor | 4,7 kOhm | 7 | La blocnotes | ||
| R5, R9-R14, R27-R32, R42 | Rezistor | 10 kOhm | 14 | La blocnotes | ||
| R15, R17, R19, R21, R23, R25, R45 | Rezistor | 1 MOhm | 7 | La blocnotes | ||
| R16, R18, R20, R22, R24, R26 | Rezistor | 13 kOhm | 6 | La blocnotes | ||
| R33, R34 | Rezistor |
A ridicat o mulțime de întrebări de la cei care au vrut să-l monteze, sau de la cei care îl asamblaseră deja, iar circuitul ceasului în sine a suferit câteva modificări, am decis să scriu un alt articol dedicat ceasurilor cu indicatoare de descărcare în gaz. Aici voi descrie îmbunătățiri/remedieri atât la circuit, cât și la firmware.
Deci, primul inconvenient atunci când utilizați acest ceas într-un apartament a fost luminozitatea. Dacă în timpul zilei nu a interferat deloc, atunci noaptea a iluminat destul de bine camera, interferând cu somnul. Acest lucru a devenit deosebit de vizibil după reproiectarea plăcii și instalarea de LED-uri albastre în iluminarea de fundal (iluminarea roșie s-a dovedit a fi o opțiune nereușită, deoarece lumina roșie a înecat strălucirea lămpilor). Reducerea luminozității în timp nu a avut prea mult efect, pentru că Mă culc la ore diferite, iar ceasul diminuează luminozitatea în același timp. Sau încă sunt treaz, dar luminozitatea a scăzut și timpul nu este vizibil. Prin urmare, am decis să adaug un senzor de lumină sau, mai simplu, un fotorezistor. Din fericire, au existat o mulțime de pini ADC pentru conectare. Nu am făcut o dependență directă a luminozității de nivelul de iluminare, ci pur și simplu am stabilit cinci gradări de luminozitate. Gama de valori ADC a fost împărțită în cinci intervale și fiecărui interval i-a fost atribuită propria sa valoare de luminozitate. Măsurarea se face în fiecare secundă. Noul nod de circuit arată astfel:
Un fotorezistor convențional acționează ca un senzor de lumină.
Următoarea modificare a afectat sursa de alimentare a ceasului. Cert este că utilizarea unui stabilizator liniar a impus restricții asupra domeniului de tensiune de alimentare, plus stabilizatorul în sine s-a fierbinte în timpul funcționării, mai ales când LED-urile erau la luminozitate maximă. Încălzirea era slabă, dar am vrut să scap complet de ea. Prin urmare, altul a fost adăugat la schemă stabilizator de puls, de data aceasta retragere. Microcircuitul rămâne același ca în convertorul Step-Up, doar circuitul s-a schimbat.
Totul aici este standard, din fișa tehnică. Curentul necesar circuitului pentru funcționare este mai mic de 500mA și nu este necesar un tranzistor extern, cheia internă a microcircuitului este suficientă. Ca urmare, orice încălzire a părții de alimentare a circuitului sa oprit. În plus, acest convertor nu se teme de scurtcircuite la ieșire și de suprasarcini. De asemenea, ocupă mai puțin spațiu pe placă și va proteja împotriva inversării accidentale a tensiunii de alimentare. În general, avantaje solide. Adevărat, pulsațiile sursei de alimentare ar fi trebuit să crească, dar acest lucru nu are niciun efect asupra funcționării circuitului.
Pe lângă partea electronică, aspect dispozitive. Nu mai există o grămadă uriașă de fire. Totul este asamblat pe două plăci, care sunt pliate într-un „sandwich” și conectate prin conectori PLS/PBS. Plăcile în sine sunt ținute împreună cu șuruburi. Placa de sus conține lămpi, comutatoare cu tranzistori anodici și LED-uri de iluminare din spate. LED-urile în sine sunt instalate în spatele lămpilor, nu sub ele. Și în partea de jos sunt circuite de alimentare, precum și un microcontroler cu cablaj (în fotografie există o versiune mai veche a ceasului, care nu avea încă un senzor de lumină). Dimensiunea placilor este de 128x38mm.
Lămpile IN-17 au fost înlocuite cu IN-16. Au aceeași dimensiune a caracterelor, dar factorul de formă este diferit: După ce toate lămpile au devenit „verticale”, aspectul plăcii a fost simplificat și aspectul îmbunătățit.
După cum puteți vedea în fotografie, toate lămpile sunt instalate în panouri unice. Prizele pentru IN-8 sunt realizate din contacte femele conector D-SUB. După îndepărtarea cadrului metalic, se desparte ușor și natural cu aceleași contacte. Conectorul în sine arată astfel:
Și pentru IN-16 din contactele unei rigle convenționale:
Cred că trebuie să punem imediat capăt eventualelor întrebări legate de necesitatea unei astfel de decizii. În primul rând, există întotdeauna riscul de a sparge lampa (o pisică s-ar putea urca înăuntru sau s-ar putea trage firul, în general, orice se poate întâmpla). Și în al doilea rând, grosimea cablului conectorului este mult mai mică decât grosimea cablului lămpii, ceea ce simplifică foarte mult aspectul plăcii. În plus, atunci când etanșați lama în placă, există pericolul de a rupe sigiliul lămpii din cauza supraîncălzirii ieșirii.
Ei bine, ca de obicei, o diagramă a întregului dispozitiv:
Și videoclipul lucrării:
Funcționează stabil, nu au fost identificate erori în șase luni de funcționare. Vara am rămas fără mâncare mai mult de o lună cât am fost plecată. Am ajuns, l-am pornit - timpul nu a fugit și modul de funcționare nu s-a rătăcit.
Ceasul este controlat după cum urmează. Când apăsați scurt butonul BUTTON1, modul de funcționare este comutat (CEAS, CLOC+DATA, CLOC+TEMPERATURE, CLOCK+DATA+TEMPERATURE). Când țineți apăsat același buton, modul de setare a orei și datei este activat. Modificarea citirilor se face folosind butoanele BUTTON2 și BUTTON3, iar deplasarea prin setări se face prin apăsarea scurtă a BUTTON1. Pornirea/oprirea luminii de fundal se face ținând apăsat butonul BUTTON3.
Acum puteți trece la următoarea versiune a circuitului. Este realizat folosind doar patru lămpi IN-14. Pur și simplu nu există de unde să obțineți lămpi mici pentru câteva secunde, la fel ca IN-8. Dar cumpărarea IN-14 la un preț accesibil nu este o problemă.
Aproape că nu există diferențe în circuit, aceleași două convertoare de impulsuri pentru alimentare, același microcontroler AtMega8, aceleași comutatoare anodice. Aceeași lumină de fundal RGB... Deși așteptați, nu a existat iluminare de fundal RGB. Deci mai sunt diferente! Acum ceasul poate străluci culori diferite. Mai mult, programul oferă posibilitatea de a parcurge culorile într-un cerc, precum și capacitatea de a fixa culoarea care vă place. Desigur, cu păstrarea culorii și a modului de funcționare în memoria nevolatilă a MK. M-am gândit mult timp la cum să folosesc punctele într-un mod mai interesant (sunt două în fiecare lampă) și la final am afișat secunde pe ele în format binar. Pe lămpile cu ceas există zeci de secunde, iar pe lămpile cu minute – unități. În consecință, dacă avem, de exemplu, 32 de secunde, atunci numărul 3 va fi făcut din punctele lămpilor din stânga și 2 din lămpile din dreapta.
Factorul de formă rămâne „sandwich”. Pe placa de jos sunt două convertoare pentru alimentarea circuitului, MK, K155ID1, DS1307 cu o baterie, un fotorezistor, un senzor de temperatură (acum există doar unul) și comutatoare cu tranzistori pentru punctele lămpii și iluminarea de fundal RGB.
Iar deasupra sunt chei anod (apropo, acum sunt în versiune SMD), lămpi și lumini de fundal cu LED.
Totul arată destul de bine când este asamblat.
Ei bine, un videoclip al lucrării:
Ceasul este controlat după cum urmează. Când apăsați scurt butonul BUTON1 comută modul de funcționare (CEAS, CLOC+DATA,CEAS+TEMPERATURA,CEAS+DATA+TEMPERATURA). Când țineți apăsat același buton, modul de setare a orei și datei este activat. Modificarea citirilor se face folosind butoanele BUTTON2 și BUTTON3, iar deplasarea prin setări se face prin apăsarea scurtă a BUTTON1. Schimbarea modurilor de iluminare de fundal se realizează prin apăsarea scurtă a butonului BUTTON3.
Siguranțele au rămas aceleași ca în primul articol. MK funcționează de la un oscilator intern de 8 MHz.În hexazecimal:ÎNALTĂ: D9, SCĂZUT: D4 si o poza:
Sunt incluse firmware-ul MK, sursele și plăcile de circuite imprimate în format.
Lista radioelementelor
| Desemnare | Tip | Denumirea | Cantitate | Nota | Magazin | Blocnotesul meu | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cu iluminare de fundal RGB | |||||||
| U1 | Chip | K155ID1 | 1 | La blocnotes | |||
| U2 | MK AVR pe 8 biți | ATmega8A-AU | 1 | La blocnotes | |||
| U3 | Ceas în timp real (RTC) | DS1307 | 1 | La blocnotes | |||
| U4, U5 | Convertor de impuls DC/DC | MC34063A | 2 | La blocnotes | |||
| P9 | Senzor de temperatura | DS18B20 | 1 | La blocnotes | |||
| Q1, Q2, Q7-Q10 | Tranzistor bipolar | MPSA42 | 6 | MMBTA42 | La blocnotes | ||
| Q2, Q4-Q6 | Tranzistor bipolar | MPSA92 | 4 | MMBTA92 | La blocnotes | ||
| Q11-Q13, Q16 | Tranzistor bipolar | BC857 | 4 | La blocnotes | |||
| Q14 | Tranzistor bipolar | BC847 | 1 | La blocnotes | |||
| Q15 | tranzistor MOSFET | IRF840 | 1 | La blocnotes | |||
| D1 | Dioda redresoare | HER106 | 1 | La blocnotes | |||
| D2 | Dioda Schottky | 1N5819 | 1 | La blocnotes | |||
| L1, L2 | Inductor | 220μH | 2 | La blocnotes | |||
| Z1 | Cuarţ | 32,768 kHz | 1 | La blocnotes | |||
| BT1 | Baterie | Baterie 3V | 1 | La blocnotes | |||
| HL1-HL4 | LED | RGB | 4 | La blocnotes | |||
| R1-R4 | Rezistor | 12 kOhm | 4 | La blocnotes | |||
| R5, R7, R9, R11, R34, R35 | Rezistor | 10 kOhm | 6 | La blocnotes | |||
| R8, R10, R12, R14 | Rezistor | 1 MOhm | 4 | La blocnotes | |||
| R13-R18, R37, R38, R40 | Rezistor | 1 kOhm | 9 | La blocnotes | |||
| R19, R20, R33, R39, R41-R43, R46, R47, R51, R53 | Rezistor | 4,7 kOhm | 11 | La blocnotes | |||
| R21, R24, R27, R30 | Rezistor | 68 ohmi | 4 | La blocnotes | |||
| R22, R23, R25, R26, R28, R29, R31, R32 | Rezistor | 100 ohmi | 8 | La blocnotes | |||
| R36 | Rezistor | 20 kOhm | 1 | La blocnotes | |||
| R44 | Rezistor | ||||||
În ultimul secol, indicatorii de descărcare de gaze au fost folosiți foarte activ pe multe dispozitive: în ceasuri, echipamente de măsurare, frecvențemetre, osciloscoape, cântare și multe altele. De-a lungul timpului, acestea au fost înlocuite cu afișaje cu cristale lichide, a căror tehnologie de fabricație este mai simplă și mai puțin costisitoare și, cel mai important, sunt mai compacte și au un număr mai mare de cifre. Ecranele cu cristale lichide fac posibilă afișarea citirilor cu o precizie mai mare.
Domeniul de aplicare astăzi
În prezent, industria nu mai face indicatori de descărcare de gaze cu cifre, dar la un moment dat au fost produse atât de multe încât încă mai adună praf în depozite și stocuri private. Ele pot fi deja numite antichități, la fel ca, de exemplu, multe case au sfeșnice de epocă care sunt folosite ca element decorativ al interiorului. La fel, ceasurile cu lămpi cu descărcare în gaz fascinează prin iluminarea lor și sunt un excelent plus pentru interiorul diferitelor încăperi, în special cele mobilate în stil retro.
Lucrul este frumos și util, dar, vai, nu se mai produce în fabrici. Le puteți face singur sau puteți cumpăra altele gata făcute de la oameni care sunt specializați în producția lor. Multe circuite de ceas au fost dezvoltate folosind indicatori de descărcare de gaz pe microcircuite vechi și noi. Să luăm în considerare cele mai simple opțiuni.
Urmăriți pașii de asamblare
În primul rând, trebuie să înțelegeți principiul de funcționare al elementelor indicatoare IN-14, practic, acestea sunt becuri cu neon cu un grup de catozi sub formă de numere. În funcție de sursa de alimentare, unul sau altul catod luminează alternativ principiul unei lămpi cu incandescență cu un proces de descărcare în gaz.
Durata de viață a unor astfel de indicatori este enormă, deoarece nu există nicio sarcină pe termen lung sau grea pe un catod. Pentru iluminare completă, este necesară o tensiune de cel puțin 100 V, așa că să începem proiectarea cu o sursă de alimentare.
unitate de putere
Opțiunea cu un transformator, a cărui înfășurare secundară va avea 170 sau 180 V, este imediat exclusă datorită dimensiunilor și greutății sale mari. Alegerea fierului, firele și înfășurarea dvs. este o sarcină ingrată și plictisitoare. Este mai practic să folosiți un convertor de tensiune pe cipul MC34063, care are dimensiuni mici, greutate și parametri stabili.
Toate elementele sunt montate pe o placă de circuit imprimat după asamblare, în majoritatea cazurilor, nu este necesară nicio ajustare cu 10–12 V, convertorul produce 175–180 V. După cum puteți vedea, există un transformator în circuit; este foarte mic și ușor accesibil pentru auto-producție rapidă poate fi achiziționat de la rețelele de vânzare cu amănuntul; La ieșirea înfășurării secundare, 9-12 VAC merge la puntea de diode (redresoare). Stabilizatorul liniar LM7805 este conceput pentru a alimenta elementele electronice ale ceasurilor.
Circuit pentru aprinderea lămpilor
Acest circuit rezolvă problema potrivirii tensiunii de control pe cipul de 5 V și a tensiunii de alimentare controlate a anozilor. Un potențial pozitiv de 180 V este aplicat anodului, iar un potențial negativ este aplicat catozilor numerelor corespunzătoare.
Catozii sunt porniți folosind un circuit bazat pe vechiul microcircuit K155ID1, care este alimentat de o tensiune de 5 V, ceea ce în cazul nostru are mare succes. Microcircuitele din seria 155 au fost întrerupte, dar nu sunt insuficiente; Pentru a nu lipi un microcircuit la fiecare lampă, circuitul de control al catodului este realizat după un principiu dinamic.
Acum sursa de alimentare, circuitul de control al catodului și al anodului trebuie conectat la procesorul de ceas DS1307, microcontrolerul Mega8 este ideal pentru coordonare.
Ceas cu controler și butoane de control
Această schemă include:
- ceas DS1307;
- controler Mega8;
- Termometru digital DS18B20;
- tranzistoare pentru iluminare din spate cu LED;
- butoane pentru a controla setările de timp.
Dacă este necesar, acest circuit poate fi simplificat semnificativ prin îndepărtarea luminii de fundal LED, a termometrului digital și a lămpilor pentru descărcarea secundelor cu elemente de control catodic și anod.
Firmware-ul microcontrolerului
Software-ul pentru ceasul de la lămpile indicatoare cu descărcare în gaz este scris în Eclipse, transmis fără distorsiuni către AVR Studio, coduri cu comentarii, ceea ce simplifică foarte mult procesul. 
Ca urmare a firmware-ului, sunt instalate anumite moduri și procesul de gestionare a acestora. Când apăsați scurt butonul „MENU”, următoarele moduri sunt afișate într-un cerc:
- modul nr. 1 – ora (afisat constant);
- modul nr. 2 – 2 min. timp, 10 sec. data;
- modul nr. 3 – 2 min. timp, 10 sec. temperatură;
- modul nr. 4 – 2 min. timp, 10 sec. data si 10 sec. temperatură;
- Modul de setare a orei și datei este setat ținând apăsat butonul „MENU”;
- o apăsare scurtă pe butonul „SUS” (2 secunde) afișează data, ținând apăsat acest buton se stinge sau se aprinde lumina de fundal;
- apăsare scurtă „JOS” (2 sec.) afișează temperatura;
- reducerea luminozității prin program orar de la 00.00 la 7 am.
Conectarea elementelor principale și a caracteristicilor de operare
În cele din urmă, întregul sistem este format din trei plăci de circuite imprimate:
- Alimentare, convertor de tensiune pe bază MC34063
- Placa cu controler Ceas Mega8 și DS1307
Pentru compactitate, placa este realizată cu un aranjament dublu de elemente, această versiune a plăcilor de circuite imprimate nu este o dogma; Când ceasul, controlul catozilor și anozilor sunt montate pe o placă, iar sursa de alimentare pe alta, lămpi mai mici - IN-8 - sunt folosite pentru a descărca secunde. Uneori, lămpile sunt așezate pe un panou separat și se realizează un design cu două niveluri la primul nivel există o placă cu un microcircuit de ceas și elemente pentru controlul catozilor și anozilor. La al doilea nivel există o placă cu panouri pentru lămpi, totul depinde de imaginația dezvoltatorului.
Lămpile IN-14 nu mai sunt în producție; poate exista o problemă cu achiziționarea panourilor pentru ele. În acest caz, puteți utiliza contactele conectorilor D-SUB în format „femă” sau rigle de colț care se potrivesc cu diametrul.
Plasticul riglei poate fi zdrobit cu grijă cu un clește, iar contactele pot fi îndepărtate, care sunt lipite în găurile găurite de pe placa de circuit imprimat.
Acum, tot ce rămâne este să împachetați această structură într-o carcasă (cea mai simplă opțiune este o cutie dreptunghiulară). Materialul poate fi foarte divers: plastic, placaj, acoperit cu piele sau alt material decorativ.
Transformatorul de alimentare se încălzește cu cel mult 40 °C, așa că este recomandat să faceți orificii de ventilație în carcasă pentru a asigura un curent stabil de 200 mA. Precizia ceasului depinde de funcționarea stabilă a cuarțului de 32,768 KHz, care este recomandat să fie luat de pe plăcile de bază ale PC-urilor sau telefoane mobile, deoarece produsele de calitate scăzută se găsesc adesea în lanțurile de retail.
Această metodă de realizare a ceasurilor cu lămpi cu descărcare în gaz poate fi efectuată de o persoană care are anumite cunoștințe în electronică și abilități practice. Începătorii pot folosi serviciile site-ului http://vrtp.ru/index.php?showtopic=25695. Puteți comanda plăci de circuite imprimate gata făcute pentru 800 de ruble instrucțiuni detaliate, care precizează ce să lipiți și unde. Pentru 2.500 se vinde un kit complet „Do it yourself”, pe lămpi cu microcircuit cusut și alte piese. Puteți cumpăra un ceas gata făcut pentru 3.500 de ruble, dar acest lucru nu este interesant dacă doriți să asamblați ceva cu propriile mâini.
Bună ziua, dragi cititori. De mult îmi doream să asamblam un ceas cu indicatoare de descărcare în gaz, dar îmi lipsea foarte mult timp, în sfârșit am terminat acest proiect. Mai jos este puțin despre ce sunt indicatorii de descărcare de gaze, precum și despre cum am asamblat ceasul, începând cu circuitul și terminând cu carcasa.
Introducere
Potrivit Wikipedia, primii indicatori de descărcare de gaze au fost dezvoltați în anii 50 ai secolului trecut. În străinătate, astfel de indicatori sunt numiți „Nixie”, numele provine de la abrevierea „NIX 1” - „Numerical Indicator eXperimental 1” („indicator digital experimental, dezvoltare 1”). Acest ceas folosește indicatori emblematici de fabricație sovietică de tip IN-12B.
Prin proiectare, sunt un balon de sticlă în interiorul căruia există zece electrozi subțiri de metal (catozi), fiecare dintre care corespunde unui număr de la 0 la 9, electrozii sunt pliați astfel încât să apară numere diferite la adâncimi diferite. Există, de asemenea, un electrod sub formă de plasă metalică (anod), situat în fața tuturor celorlalți. Balonul este umplut cu neon cu gaz inert cu o cantitate mică de mercur. Când se aplică un potențial electric de 120 până la 180 volți DC între anod și catod, apare o strălucire în apropierea catodului și numărul corespunzător se aprinde. Acești indicatori sunt evaluați pentru această lumină portocalie moale.
Informații suplimentare
Mai exact, lămpile IN-12B au încă un catod - sub formă de punct nu este folosit la aceste ceasuri.
De asemenea, în acest ceas, un alt indicator de descărcare de gaz este folosit pentru a separa orele și minutele - INS-1 
Indicația se realizează prin cupola lentilei cilindrului și arată ca un punct portocaliu luminos.
Sistem
Diagrama ceasului a fost găsită pe Internet, autorul Timofey Nosov. Se bazează pe microcontrolerul PIC16F628A și microcircuitul sovietic K155ID1, care este un decodor de înaltă tensiune pentru controlul indicatorilor de descărcare de gaz.
Lămpile sunt alimentate folosind un convertor de impulsuri de impuls asamblat tranzistor cu efect de câmp, inductanță, condensator și diodă, semnalul PWM este generat de microcontroler. Acest circuit folosește indicația dinamică, microcontrolerul, folosind decodorul K155ID1, controlează catozii tuturor lămpilor simultan și controlează sincron anozii lămpilor prin optocuple. Viteza de comutare a lămpii are loc la o frecvență înaltă și, deoarece indicatorii de descărcare în gaz, ca orice lampă, au nevoie de timp pentru a se stinge, ochiul uman nu vede pâlpâirea (voi spune mai multe - chiar și camera nu o vede).
Circuitul implementează alimentarea de rezervă folosind elementul CR2032 atunci când alimentarea este oprită, indicația se stinge și ceasul continuă să funcționeze.
Partea electronica
Circuitul ceasului este împărțit în două părți - o placă cu lămpi și placa principală a dispozitivului.
Link către arhiva cu fișierul pentru Splint Layout - Folosind LUT am făcut două plăci 
Asamblarea plăcii cu lămpi 
Am luat lămpile de la echipamente sovietice vechi și această descoperire m-a determinat să colectez aceste ceasuri.
Asamblarea plăcii principale 
Plăcile sunt conectate prin conectori PLS și PBS, care sunt lipiți pe partea de cale. Iată cum arată asamblat: 
Am cumpărat un microcontroler PIC16F628A -
Am cumpărat optocuple -
Tranzistor cu efect de câmp IFR840 -
Restul a fost în stoc sau găsit local.
Tot ce rămâne este să flashi microcontrolerul. Îl vom flash folosind programatorul PICkit2, pe care l-am cumpărat cu mult timp în urmă - 
Lansăm programul PICkit2 și ne flash microcontrolerul 
Dupa ce aprind firmware-ul, pornesc ceasul... dar numerele nu se aprind, doar al doilea indicator (INS-1) clipeste. După ce mi-am găsit greșeala, a fost instalat un rezistor de 47K în circuitul de alimentare al lămpii în loc de un rezistor de 4,7K. După înlocuire, circuitul a început să funcționeze, trebuie să facem o carcasă.
Cadru
Mai am o bucată de cherestea de fag, acesta este același fag care a fost folosit pentru a face corpul „cutiei shaitan” din .
La început am vrut să decupez corpul pe o mașină CNC, am fost de acord cu prietenul meu care lucrează în producția de mobilă. Dar, așa cum se întâmplă, uneori nu există timp, apoi trebuie făcute urgent alte lucrări. Pe scurt, după o lună de așteptare, am decis să o fac și eu.
Am tăiat un gol pentru viitorul corp, l-am marcat 
Am tăiat o cavitate pentru interior, acesta a fost un pas în sine care necesită multă muncă. Mai întâi l-am găurit, apoi am îndepărtat excesul cu o daltă, apoi l-am șlefuit. 
Folosind o daltă, am făcut o adâncitură pentru sticlă și panoul din spate, am lipit opritoarele în interiorul carcasei și am înmuiat totul în ulei de in. 
Am decupat o bucată de dimensiunea dorită din sticlă întunecată. 
Am făcut un panou din spate cu găuri pentru butoane și un conector de alimentare 
Pune totul împreună, vedere frontală 
Vedere din spate 
Pentru ca ceasul să stea ușor în unghi, am lipit două picioare de cauciuc de jos. 
În cazul pornirii rare a catozilor indicatori individuali și a activității altora, particulele de metal pulverizate de catozii de lucru se depun pe cei rar utilizați, ceea ce contribuie la „otrăvirea” acestora. Dispozitivul implementează o metodă de combatere a acestui fenomen înainte de a schimba minutele, toate numerele din toate lămpile sunt căutate rapid. Demonstrație a modului în care se întâmplă acest lucru: 
Din funcționalitate - ceas, ceas cu alarmă, reglare a luminozității. Controlul este efectuat de trei butoane - „mai mult”, „ok” și „mai puțin”.
Apăsând butonul „ok”, puteți parcurge următoarele moduri:
– setarea ceasului curent (HH _ _);
– setarea minutelor orei curente (_ _ MM);
– setarea ceasului deşteptător (HH._ _);
– setarea minutelor de alarmă (_ _.MM);
– setarea zilei curente a săptămânii de la 1 la 7 (0 _ _ 1);
– alarma se stinge luni (1 _ _ 1);
– alarma se stinge marți (2 _ _ 1);
– alarma se stinge miercuri (3 _ _ 1);
– alarma se stinge joi (4 _ _ 1);
– alarma se stinge vineri (5 _ _ 1);
– alarma se stinge sâmbăta (6 _ _ 0);
– alarma se stinge duminica (7 _ _ 0);
– luminozitatea lămpii de la 0 la 20 (8 _ 05);
– semnal orar de la 9:00 la 21:00 (9 _ _ 1).
Așa arată această frumusețe în întuneric 
Ca rezultat avem lucru frumos făcut cu propriile mâini. Pe viitor, s-ar putea să fac un alt ceas într-un alt caz, am o idee.
Vă mulțumesc tuturor pentru atenție. Adăugați la favorite mi-a placut +209 +319
