Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на май 2018 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Часы на газоразрядных индикаторах V2.0

Так как предыдущая статья вызвала множество вопросов от желающих собрать ее, либо от уже собравших, да и сама схема часов претерпела некоторые изменения, я решил написать еще одну статью, посвященную часам на газоразрядных индикаторах. Здесь я опишу улучшения/исправления как схемы, так и прошивки.

Итак, самым первым неудобством при использовании данных часов в квартире, явилась яркость. Если днем она совершенно не мешала, то ночью неплохо освещала комнату, мешая спать. Особенно это стало заметно после переделки платы и установки синих светодиодов в подсветку (красная подсветка оказалась неудачным вариантом, т.к. красный свет заглушал свечение ламп). Уменьшение яркости по времени большого эффекта не давало, т.к. спать я ложусь в разное время, а часы уменьшают яркость в одно и то же. Или же я еще бодрствую, а яркость снизилась и времени не видно. Поэтому я решил добавить датчик освещенности, а проще говоря фоторезистор. Благо выводов АЦП для подключения было предостаточно. Делать прямую зависимость яркости от уровня освещенности я не стал, а просто задал пять градаций яркости. Диапазон значений АЦП был поделен на пять промежутков и каждому промежутку задано свое значение яркости. Измерение производится каждую секунду. Выглядит новый узел схемы — вот так:

В роли датчика освещенности выступает обычный фоторезистор.

Следующее изменение коснулось схемы питания часов. Дело в том, что использование линейного стабилизатора накладывало ограничения на диапазон питающего напряжения, плюс сам стабилизатор грелся во время работы, особенно при полной яркости светодиодов. Нагрев был слабый, но хотелось избавиться от него полностью. Поэтому в схему добавился еще один импульсный стабилизатор, на это раз понижающий (Step-Down). Микросхема осталась та же, что и в Step-Up преобразователе, изменилась лишь схема.

Тут все стандартно, из даташита. Ток, требуемый схеме для работы, меньше 500мА и внешний транзистор не нужен, хватает внутреннего ключа микросхемы. В итоге всякий нагрев питающей части схемы прекратился. Кроме этого данный преобразователь не боится КЗ на выходе и перегрузок. А так же занимает меньше места на плате и от случайной переполюсовки питаюещего напряжения защитит. В общем сплошные плюсы. Правда, должны были возрасти пульсации по питанию, но на работу схемы это никакого влияния не оказывает.

Помимо электронной части изменился и внешний вид устройства. Больше в нем нет огромной кучи проводов. Все собрано на двух платах, которые сложены “бутербродом” и соединены через разъемы типа PLS/PBS. Сами платы скреплены при помощи винтов. На верхней плате находятся лампы, анодные транзисторные ключи и светодиоды подсветки. Сами светодиоды установлены за лампами, а не под ними. А на нижней расположились схемы питания, а также МК с обвязкой (на фото более старая версия часов, в которых еще не было датчика освещенности). Размер плат 128х38мм.

Лампы ИН-17 были заменены на ИН-16. Размер символа у них одинаковый, а вот форм-фактор отличается: После того, как все лампы стали “вертикальными”, упростилась разводка платы и улучшился внешний вид.

Как видно на фото, все лампы установлены в своеобразные панельки. Панельки для ИН-8 изготовлены из контактов разъема D-SUB формата “мама”. После снятия металлической оправы, он легко и непринужденно расстается с этими самыми контактами. Сам разъем выглядит вот так:

А для ИН-16 из контактов обычной цанговой линейки:

Думаю, что надо сразу положить конец возможным вопросам о необходимости такого решения. Во-первых, всегда присутствует риск разбить лампу (может кошка залезет или за провод дернут, в общем всякое бывает). А во-вторых, толщина вывода разъема гораздо меньше толщины вывода лампы, что сильно упрощает разводку платы. Плюс при запайке ламы в плату, существует опасность нарушения герметичности лампы в связи с перегревом вывода.

Ну и как обычно схема всего устройства:

И видео работы:

Работают стабильно, за полгода работы багов не выявлено. Летом стояли больше месяца без питания, пока был в отъезде. Приехал, включил – время никуда не убежало и режим работы не сбился.

Управление часами осуществляется следующим образом. При кратковременном нажатии кнопки BUTTON1 переключается режим работы (ЧАСЫ, ЧАСЫ+ДАТА, ЧАСЫ+ТЕМПЕРАТУРА, ЧАСЫ+ДАТА+ТЕМПЕРАТУРА). При удержании этой же кнопки, включается режим настройки времени и даты. Изменение показаний осуществляется кнопками BUTTON2 и BUTTON3, а переход по настройкам - кратковременным нажатием BUTTON1. Включение/отключение подсветки осуществляется удержанием кнопки BUTTON3.

Теперь можно перейти к следующей версии схемы. Она выполнена всего на четырех лампах ИН-14. Маленькие лампы для секунд просто негде взять, как, в прочем и ИН-8. Зато купить ИН-14 по приемлемой цене никаких проблем не составляет.

В схеме отличий почти нет, те же два импульсных преобразователя по питанию, тот же микроконтроллер AtMega8, те же анодные ключи. Та же RGB подсветка… Хотя стоп, никакой RGB подсветки не было. Значит отличия все-таки есть! Теперь часы умеют светиться разными цветами. Причем программа предусматривает возможность перебирать перебора цветов по кругу, а также возможность фиксации понравившегося цвета. Естественно, с сохранением самого цвета и режима работы в энергонезависимую память МК. Долго думал, как бы поинтереснее задействовать точки (их две в каждой лампе) и в конце концов вывел на них секунды в двоичном формате. На лампах часов идут десятки секунд, а на лампах минут – единицы. Соответственно, если у нас к примеру 32 секунды, то из точек левых ламп будет составлено число 3, а правых – 2.

Форм-фактор остался “бутербродным”. На нижней плате расположились два преобразователя для питания схемы, МК, К155ИД1, DS1307 с батарейкой, фоторезистор, датчик температуры (теперь он только один) и транзисторные ключи точек ламп, и RGB подсветки.

А на верхней анодные ключи (они, кстати, теперь в SMD исполнении), лампы и светодиоды подсветки.

В сборе все выглядит вполне прилично.

Схема:

Ну и видео работы:

Управление часами осуществляется следующим образом. При кратковременном нажатии кнопки BUTTON1 переключается режим работы (ЧАСЫ, ЧАСЫ+ДАТА, ЧАСЫ+ТЕМПЕРАТУРА, ЧАСЫ+ДАТА+ТЕМПЕРАТУРА). При удержании этой же кнопки, включается режим настройки времени и даты. Изменение показаний осуществляется кнопками BUTTON2 и BUTTON3, а переход по настройкам - кратковременным нажатием BUTTON1. Изменение режимов подсветки подсветки осуществляется кратковременным нажатием кнопки BUTTON3.

Фьюзы остались такими же, как и в первой статье. МК работает от внутреннего генератора 8 МГц. В шестнадцатеричном виде: HIGH: D9LOW: D4 и картинкой:

Прошивки МК, исходники и печатные платы в формате Sprint-Layout прилагаются.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
С RGB-подсветкой
U1 МикросхемаК155ИД11 Поиск в магазинеВ блокнот
U2 МК AVR 8-бит
ATmega8A-AU
1 Поиск в магазинеВ блокнот
U3 Часы реального времени (RTC)
DS1307
1 Поиск в магазинеВ блокнот
U4, U5 DC/DC импульсный конвертер
MC34063A
2 Поиск в магазинеВ блокнот
P9 Датчик температуры
DS18B20
1 Поиск в магазинеВ блокнот
Q1, Q2, Q7-Q10 Биполярный транзистор
MPSA42
6 MMBTA42Поиск в магазинеВ блокнот
Q2, Q4-Q6 Биполярный транзистор
MPSA92
4 MMBTA92Поиск в магазинеВ блокнот
Q11-Q13, Q16 Биполярный транзистор
BC857
4 Поиск в магазинеВ блокнот
Q14 Биполярный транзистор
BC847
1 Поиск в магазинеВ блокнот
Q15 MOSFET-транзистор
IRF840
1 Поиск в магазинеВ блокнот
D1 Выпрямительный диод
HER106
1 Поиск в магазинеВ блокнот
D2 Диод Шоттки
1N5819
1 Поиск в магазинеВ блокнот
L1, L2 Катушка индуктивности220мкГн2 Поиск в магазинеВ блокнот
Z1 Кварц32.768 кГц1 Поиск в магазинеВ блокнот
BT1 БатареяБатарея 3В1 Поиск в магазинеВ блокнот
HL1-HL4 СветодиодRGB4 Поиск в магазинеВ блокнот
R1-R4 Резистор
12 кОм
4 Поиск в магазинеВ блокнот
R5, R7, R9, R11, R34, R35 Резистор
10 кОм
6 Поиск в магазинеВ блокнот
R8, R10, R12, R14 Резистор
1 MОм
4 Поиск в магазинеВ блокнот
R13-R18, R37, R38, R40 Резистор
1 кОм
9 Поиск в магазинеВ блокнот
R19, R20, R33, R39, R41-R43, R46, R47, R51, R53 Резистор
4.7 кОм
11 Поиск в магазинеВ блокнот
R21, R24, R27, R30 Резистор
68 Ом
4 Поиск в магазинеВ блокнот
R22, R23, R25, R26, R28, R29, R31, R32 Резистор
100 Ом
8 Поиск в магазинеВ блокнот
R36 Резистор
20 кОм
1 Поиск в магазинеВ блокнот
R44 Резистор
0.22 Ом
1 1-2 ВтПоиск в магазинеВ блокнот
R45 Резистор
0.3 Ом
1 1-2 ВтПоиск в магазинеВ блокнот
R48, R49 Подстроечный резистор20 кОм2 Поиск в магазинеВ блокнот
R50, R52 Резистор
330 Ом
2 Поиск в магазинеВ блокнот
C1, C4-C6, C8, C11, C13, C14 Конденсатор100 нФ9 Поиск в магазинеВ блокнот
C2, C3 Конденсатор1 мкФ2 Поиск в магазинеВ блокнот
C7, C12 Электролитический конденсатор470 мкФ2 Поиск в магазинеВ блокнот
С10 Электролитический конденсатор4.7мкФ 400В1 Поиск в магазинеВ блокнот
С15 Конденсатор510 пФ1 Поиск в магазинеВ блокнот
С16 Конденсатор470 пФ1 Поиск в магазинеВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 23.06.2016 0 15
Я собрал 5 7
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.6 Проголосовало: 7 чел.

Комментарии (446) | Я собрал (0) | Подписаться

0
McTiTeJl #
Собрал часы, но не могу купить ds1307 не паленую...купил уже 4 штуки, то маркировка левая, то ключа нет. Часы запускаются только с прошивкой выложенной xfox. Подскажите, какие изменения надо внести в код для работы с китайскими ds1307?
Ответить
0
xfox #
А чем тебе та не подходит?
Ответить
0
xfox #
Может цельсии нужны? Так не проблема вроде как
Прикрепленный файл: IN-14_RGB_CELSIUS.hex
Ответить
0
McTiTeJl #
У меня расположение катодов другое.
Ответить
0
vic2k #
Добрый день. Собрал. Все работает, но есть один момент с измерением температуры.
Подскажите, почему 2 разных датчика температуры ds18b20 могут врать на 2,9 градуса в бОльшую сторону.
Датчики фирменные не с Али.
Читал про самонагрев от частого опроса. Смотрел частоту опроса - 1 раз в минуту или по нажатию кнопки индикации температуры - норма. При комнатных температурах около 19 градусов ошибка увеличивается до 3,3 градусов в бОльшую сторону.
Ответить
0
xfox #
У меня в первых часах внутри, так там совсем тепло, в новых снаружи, разница с китайским термометром 2 фаренгейта, жить можно
Ответить
0
xfox #
Думаю датчик не особо идеален, надо как-то присобачить бошевский с барометром, он по i2c шине работает и поточнее будет, ди и места больше будет, так как onewire либу убрать можно а i2c уже есть, ну и давление добавить если че.
Ответить
0
All #
На схеме и плате не сходятся номера выводов ИД1 и выводы ламп. Чему верить то?
Ответить
0
Михаил #
Почему часы на 6 лампах подвисают на видео на 1:05?
Ответить
0
Aleks782 #
xfox А ты можешь переписать прошивку под ds3231?
Ответить
0
xfox #
Переписать можно, но какой смыл? Если идея юзать температурный датчик, то смыслу мало, так как микруха будет внутри что в свою очередь повлияет на температуру, по факту у вас будет температура внутри часиков
Ответить
0
Aleks782 #
Смысл в точности хода. DS3231 сильно превосходит DS1307. DS1307, в тандеме с внешним кварцем, крайне не стабильна. Даже небольшое изменение температуры и часы либо спешат либо отстают.
Ответить
0
xfox #
Странно, первые часики уже лет 5 работают, вроде ок
Когда буду собирать следующие часики, поставлю DS3231
Ответить
0
Aleks782 #
Ну дак как насчет прошивки под DS3231 ?
Ответить
0
xfox #
Пока новых часиков не собирал
Ответить
0
offline #
Печатную плату блока питания часов не нашел, кто сможет выложить?
Ответить
0
Костя #
Собрал по cxеме на ИН-14. Горят только 6-ки и единицы, и вот не знаю, на ИДшке звонится в одну сторону между етими 1 и 6 примерно 40 ом, это нормально вообще?
Ответить
0
Игорь #
Добрый вечер. Поскажите, а где плата на 6 ламп, скачал всё, а платы на 6 ламп нет.
Ответить
0
hotabbych62 #
Что ж, немного моего мнения об этих часах и том, как заставить их работать.
1) сначала нужно собрать повышающий и понижающий преобразователь. затем при помощи подстроечных резисторов выставить нужное напряжение (5В и 180В) и только затем уже собирать все остальное. На линии 5В поставил конденсатор на 1000мкФ, это вроде как снизило пульсации преобразователя.
2) первые часы я собирал используя флюс TT Flux-gel (варенье). Это дичь, а не флюс (возможно у меня подделка, но все же). С ним ничего нормально не работает. стабилизаторы живут своей жизнью, RGB подсветка тоже... Так что имейте ввиду.
3) SMD транзистор в цепи повышающего преобразователя (BC857) имеет структуру PNP и маркировку 3E. Такую же маркировку, но иную структуру имеет транзистор KST10. Естественно с ним ничего работать не будет. Обратите на это внимание при покупки.
4) 2 шт ИН14 мне попались с откусанной под корень одной из 2х запятых. но на лампе был небольшой хвостик, к которому можно было подпаяться. Я сделал небольшое колечко, которое затем напаял на «хвостик» вывода. так что не все так плохо...(рис 1,2)
5) часы DS1307. это самое интересное. мучился я с ними где то неделю, а то и больше. итак, что имеем: скуплены все часы в городе, всех букв и с различных партий. 2шт RTC были выпаяны из модулей для Arduino. не работают нормально и все. слишком долго рассказывать что и как я делал, пытаясь выяснить причину, но могу сказать, что вот эти (одинаковые, очевидно) часы у меня работают (рис 3), а вот эти нет (рис 4). было испробовано море различных вариантов решений проблемы (благо в комментариях есть что почитать), но они у меня не сработали. итак, было замечено (далее описываются манипуляции с часами, которые «работают» (см. выше), т.к. другие часы не работают корректно в любом случае. так же была установлена батарейка резервного питания. проблемы работы замечены только с ней. без нее часы стартуют нормально), что если линию 5В питать от другого источника питания, или от линейного стабилизатора на 5В от 12В со схемы, то часы работают нормально, но если питать от стабилизатора на плате, то время вроде идет, а дата 8585 и год 2085 (как я понял нарушается обмен данными между DS и МК). Так же, если на запущенных часах (вся плата целиком) после подачи питания ресетнуть МК, то нормальный обмен между DS и МК восстанавливается (но опять же, до последующего перезапуска всех часов и запуска 2х преобразователей одновременно).
Решение: на схеме ресет МК притянут через резистор к +5, и через конденсатор 0.1мкФ к земле. Но однако на плате конденсатор не предусмотрен. А это значит МК стартует сразу же, после подачи на него питания. И возможно (как я понял) он ловит какие то помехи (переходные процессы при запуске преобразователя \ -лей) и это нарушает обмен между DS и МК. Таким образом добавив всего лишь один конденсатор на 4.7мкФ (рис 5) между ресетом и землей удалось запускать МК чуть с запозданием, после подачи питания, что несомненно положительно сказалось на работе часов. Теперь все запускается и работает нормально, проблем замечено не было.
Надеюсь мои небольшие советы помогут многим закончить наконец этот проект, что бы поставить данные ламповые часы на полку и любоваться ими зимними вечерами.
P.S. так же чутка подправил схему (были некоторые погрешности с обозначениями)
Отредактирован 01.04.2018 18:13
Прикрепленный файл: 1.jpg
Прикрепленный файл: 2.jpg
Прикрепленный файл: 3.jpg
Прикрепленный файл: 4.jpg
Прикрепленный файл: 5.jpg
Прикрепленный файл: aWOI3nCFtYU.jpg
Прикрепленный файл: mc282-13.jpg
Прикрепленный файл: thvNFZPDO1c.jpg
Ответить
0
костя #
А схема будет работать без одной лампы? У меня собрана схема (которая на 4-х ин-14) не хватает одной лампы (еще в пути) и показывает нули на всех трёх
Ответить
0
xfox #
Будет
Ответить
0
Олег #
Собрал часы на 4-х лампах, при первом запуске с батарейкой часы не пошли и дата 85-85. При попытке настроить время часы затикали и дата настроилась, после отключения и включения питания часы не сбились и идут нормально. В этих часах нет возможности кнопкой вызвать температуру как в часах на 6-ти лампах, а также отключить точки? И еще при касании ножки ресета контроллера отверткой часы перезапускаются, до +5в резистором нога притянута, почему может быть такое?
Ответить
0
hotabbych62 #
85-85 - это значит не установилась связь между МК и DS. То, что часы пошли еще не значит что все нормально. Зайдите в меню настроек. Дата и год в нормальном виде, выставляются и не сбиваются? У меня были траблы с часами - добавил электролит на ресет (см. комментарий выше).
Ответить
«345
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Программатор Pickit3
Программатор Pickit3
UNI-T UT-61A Arduino UNO
вверх