Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на ноябрь 2019 г.
1. Регулируемый паяльник 60 Вт
Сайт Паяльник
2. 500 руб
Сайт Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


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:

in.jpg

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:

Схема высоковольтного источника напряжения

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:

Блок питания часов

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:

mc187-4.png

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:

mc187-5.png

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

mc187-6.jpg

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 надфелем 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:

mc187-7.jpg

mc187-8.jpg

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:

IN-8 Clock.jpg

А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:

mc187-10.jpg

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:

Безымя?% 

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!

Один из вариантов сборки данного проекта: Часы в стиле стимпанк на газоразрядных индикаторах

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Газоразрядный индикаторИН-84 Поиск в Utsource В блокнот
Газоразрядный индикаторИН-172 Поиск в Utsource В блокнот
CPU МК AVR 8-бит
ATmega8
1 Поиск в Utsource В блокнот
Часы реального времени (RTC)
DS1307
1 Поиск в Utsource В блокнот
Датчик температуры
DS18B20
2 Поиск в Utsource В блокнот
DD1 МикросхемаК155ИД11 Поиск в Utsource В блокнот
IC1 DC/DC импульсный конвертер
MC34063A
1 Поиск в Utsource В блокнот
VR1 Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT1-VT6 Биполярный транзистор
MPSA92
6 Поиск в Utsource В блокнот
VT7-VT12 Биполярный транзистор
MPSA42
6 Поиск в Utsource В блокнот
VT13, VT14 Биполярный транзистор
BC847
2 Поиск в Utsource В блокнот
VT15 Биполярный транзистор
КТ3102
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT16 Биполярный транзистор
КТ3107А
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT17 MOSFET-транзистор
IRF840
1 Поиск в Utsource В блокнот
VDS1 Диодный мост1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 Выпрямительный диод
HER106
1 Поиск в Utsource В блокнот
HL1-HL6 Светодиод6 Поиск в Utsource В блокнот
C1 Электролитический конденсатор100 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C2, C3-C5, C7, C9, C11 Конденсатор0.1 мкФ7 Поиск в Utsource В блокнот
C6, C8 Электролитический конденсатор1000 мкФ2 Поиск в Utsource В блокнот
C10 Конденсатор510 пФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C12 Электролитический конденсатор4.7 мкФ 400В1 Поиск в Utsource В блокнот
R1-R4, R6-R8 Резистор
4.7 кОм
7 Поиск в Utsource В блокнот
R5, R9-R14, R27-R32, R42 Резистор
10 кОм
14 Поиск в Utsource В блокнот
R15, R17, R19, R21, R23, R25, R45 Резистор
1 МОм
7 Поиск в Utsource В блокнот
R16, R18, R20, R22, R24, R26 Резистор
13 кОм
6 Поиск в Utsource В блокнот
R33, R34 Резистор
1 кОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R35-R40 Резистор
470 Ом
6 Поиск в Utsource В блокнот
R41 Резистор
0.22 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R43, R44 Резистор
330 Ом
2 Поиск в Utsource В блокнот
R46 Резистор
390 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
Z1 Кварц32768 Гц1 Поиск в Utsource В блокнот
Элемент питания3 В1 CR2032Поиск в Utsource В блокнот
T1 Трансформатор220В 9.5В1 Поиск в Utsource В блокнот
L1 Дроссель240 мкГн1 Поиск в Utsource В блокнот
F1 Плавкий предохранитель220В 0.5А1 Поиск в Utsource В блокнот
MENU, UP, DOWN Кнопказамыкающая3 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 03.03.2013 0 9
Я собрал 10 9
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 4.9 Проголосовало: 9 чел.

Комментарии (974) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Алексей #
На 1 - 2 странице есть версия с температурой для 6 знаков без разделительных точек, рабочая!
Ответить
0
Вадим #
Версия Clock_IN-8 у меня работает нормально. Спасибо. Я думал, что уже кто нибудь озадачился точками и подработал код. Были попытки выкладывать коды с разделительными точками, но они не рабочие. Вот я и интересуюсь.
Ответить
0
vic2k #
Кто-нибудь разобрался почему не работают одновременно 2 датчика температуры?
Ответить
0
Bald #
В чем может быть проблема? Прошивал тремя программаторами два контроллера, fuse выставлены D4 и D9, менял ds1307 три раза (от трех производителей), секунды идут, минуты и часы не переключаются. Светодиоды вкл как от кнопки меню, так и от кнопки вверх. После выставления времени и даты все путается, температуру показывает нормально.
Ответить
0
b90 #
Ты только 3 поменял, а я уже целую горсть и дешевых и дорогих и soic и dip. И проблема всегда одна вместо чч:мм:сс показывает как месяц:чч:сс. КАК ИСПРАВИТЬ?
Ответить
0
Андрей1664 #
Час и минуты стоят а секунды идут
Ответить
0
Андрей1664 #
Просто я столкнулся с такой проблемой ,подскажите вы исправили если да то как?
Ответить
0
Bald #
Вчера попросил товарища принести часы, которые я собирал года два назад. Замена контроллера - результат 0, сдул ds1307 и впаял в новые, и о чудо, все супер.
Ответить
0
b90 #
Где на просторах интернета заказать именно ту DS1307, которая оживит сей проджект?
Ответить
0
Bald #
Купил в Вольтмастере. ПОЛЕТ НОРМАЛЬНЫЙ.
Ответить
0
Dr.Tr. #
К155ИД1 до сих пор производятся заводом "Интеграл"
Ответить
0
Sanchous #
Ребят, а никто не подскажет, с чем может быть связана такая ошибка:
При включении в сеть часы работают в течении нескольких минут. Потом на короткое время появляется "85 85 85" на индикаторах, после чего нормальная работа возобновляется. До следующего раза. В следующий раз индикация ошибки идет более длительное время, ну и в конце концов до сброса питания так и остается висеть. При этом дата и температура отображаются корректно.
DS1307 менял, не помогло. Так понимаю, что надо копать в схеме её питания.
Ответить
0
Саша #
МК можно прошить другой прошивкой, а кварц менял?
Ответить
0
Sanchous #
С прошивкой МК все в порядке - на ней это 2е собранные часы; первые с такой же прошивкой работают как надо. Разница между ними только в том, что в проекте, где описывал проблему, использую внешний БП на 12 В, 300 мА. Но не думаю, что это имеет значение.
Кварц не менял
Ответить
0
Саша #
Осликом бы пройтись по схеме везде на квар_, на бп!
Ответить
0
Михаил #
Такая же проблема с 85:85:85, появилась через неделю работы, только при отключении/включении питания, часы теперь зависли на выборе режимов отображения даты и температуры.
Ответить
0
Игорь #
В этом случае проблема в тем что МК "не видит" часики. смотрите на разводку и на пайку. Видимо где то непропай. от температуры появилась трещинка в дорожке или пайке. Просто прокиньте "соплю" от одной точки включения ДС до МК. если поможет - причина станет ясна
Ответить
0
dem #
Заработало после танцев с бубном. Прочитал весь пост и выписал что делать с DS. Все сделал по очереди с 6 шт DS на какой то стадии все заработало. Так и не понял что дало толчок. прошивку брал Нафани. Явно проблема с прогой т.к. DS работают на другом устройстве.
Ответить
0
Виталий #
Люди, кто силен в программировании, кто может исправить прошивку для корректного отображения двух датчиков температуры! Реально надо! Собрал на 6-ти ИН-14, как у автора, форум читал весь, писали что не заморачивайся-даже в протеусе не работает с двумя датчиками! Но мне нежно именно 2! Помогите кто может!
Ответить
0
Артур #
А можно сделать часы чтобы синхронизировать по эталонным частотам и времени по радиоканалу? Например есть эталонные частоты в радиоэфире на 5 МГц
Ответить
0
a040876 #
Всем доброго времени суток! Собрал данные часы только на 4-х ИН-14 и контролер в dip корпусе
Два дня танцев с бубном ( замена прошивок, замена Ds1307) теперь всё супер! Всё заработало после установки б/у Ds1307 Автору блогадарность!
Ответить
0
stels #
Какую прошивку использовали?
Ответить
0
Антон #
Помогите разобраться с MC34063A. На схеме ножки подписаны не по порядку (17345286). Хотя в даташите маркировка (12345678). Ещё, на плате 3 ножка соединена с 8, а на схеме - нет. Подскажите, как правильно?
Ответить
0
Дмитрий #
Можно ли менять анодные транзисторные ключи на оптопаре TLP627? DS1307 на более стабильный DS3231?
Ответить
0
андрей #
Как в работе сия часы? Насколько хватило ламп при ежедневном использовании?
Ответить
0
Andrew #
Если новые лампы - то лет на 30 хватит. Если бу - то как повезет. Но лет 5-10 отработают
Ответить
0
stels #
У кого есть рабочая прошивка под схему в статье. Перепробовал все ни одна не работает. На схеме и в исходниках порты не сходятся.
Ответить
0
a040876 #
Напиши в личку свою почту я тебе весь проект скину
То что я собрал и работают уже год
Ответить
0
Vladimir_87 #
Собрали с ребятами часы по такой же схеме(Ин-14, Amega8, Kt155, DS1307...), напечатали свою плату (ЛУТ), собрали все, а часики показывают 00 00 00 (ноли), подскажите где себя проверить по плате (на к\з и тд, уже все допаяли)). Не знаем что думать: прошивка, ошибка по схеме, нехватка питания какому-либо из компонентов...
Ответить
0
stels #
Что за микросхема такая Kt155? Показывает нолики, возможно не работает DS1307. Проверь частоту на 7 ноге DS1307, должна быть 1 Гц. Если нет частоты пробуй менять .
Ответить
0
Александр1987 #
Добрый день! Давно собрал эти часы, сам платы разводил. Работают, НО! Через какое-то время (несколько часов) на средних индикаторах горит 01, остальные тухнут, и всё, ничего не происходит. Лечится выдёргиванием вилки. Время не сбивается. Что может быть такое? Благодарю.
Ответить
0
Mark_D #
01 индикация режима. Посмотрите цепь от кнопок до МК, а именно от "меню" до проца. Возможно сопля на дорожках или флюс с микрочастицами припоя не отмыт.
Ответить
0
motle crue 84 #
Подскажите пожалуйста, без прошивки будут часы подавать признаки жизни? Собрал все, но лампы не одна не светится, питание есть. Пробовал без прошивки короче говоря
Ответить
0
semmetall #
Нет конечно, без прошивки ничего не заработает
Ответить
0
denis84 #
Вы собирали по этой схеме часы?
Ответить
0
Sergej #
Уважаемый автор поменяйте в прошивке подключение ds1307 к выводам 27, 28. Как это рекомендует производитель микроконтроллера.
Ответить
0
Ходзинский Владимир #
Подскажите как заменить к155ид1, микруху такую не найду. Взять микросхему дешифратор, через высоковольтные транзисторы, но какую? Есть в доступности только 74xx....
Ответить
0
Sergej #
К155 ид10 потом резистор 10 килоом затем база КТ940а эмитер на минус колектор на катоды ламп удачи в сборке. К155 ид10 были в Аонах КТ 940 а в советских телевизорах.
Ответить
0
denis84 #
Если есть проблемы с датой вместо часов и прочей неразберихой - меняйте ds1307 на smd корпус! А не меняйте прошивки, они тут не причем, уверяю вас
Ответить
0
Sergej #
Вставлю свои пять копеек:
1. Программируем SUT 0 - максимально тормозим запуск микроконтроллера.
2. 85 85 85 появляется при истощении CR 2032 ниже трех вольт.
3. Сам сначала подключил от советского трансформатора отвод от первичной обмотки на 127 вольт, затем диодный мост, затем конденсатор 22 микрофарата 250 вольт и получил на выходе 180 вольт (127*корень квадратный из двух) 127*1,42=180.
4. Подключил 220 вольт через диодный мост затем плюс через гасящий резистор 47 килоом 2 вата потом конденсатор 4,7 микрофарата и дальше на схему где 180 вольт.
5. Часы заработали после неоднократной замены DS1307 паленые с али, в итоге купил на рынке в Гомеле сначала одну, потом еще четыре. Грешил на прошивку микроконтроллера, часы показывали дату, часы, секунды.
Ответить
0
Ходзинский Владимир #
Sergej спасибо за совет, но даже к155ид не найду!
Живу в ЛНР. Есть 74ch42n, но она с инверсией как к155ид3. Как её правильно "допилить"?
Ответить
0
pivovar_i #
Пиши мне в ЛС
Ничего кроме ИД1 не подойдёт, т.к. только у неё высоковольтные выходы до 200 вольт.
Постараюсь помочь и прислать.
Ответить
0
Saper #
Ни у кого нет прошивки с перебором цифр, аля"защита от отравления катодов"? Очень уж красиво смотрится! Поделитесь пожалуйста если у кого есть!
Прикрепленный файл: 2.jpg
Ответить
0
Saper #
или как дописать прошивку, чтобы создать такой эффект
Ответить
0
Mels #
Собирая данные часы столкнулся с проблемой, какой диодный мост должен быть точно, на 9В или на 10.5В?
И да, если кто в будующем будет собирать эти часы, в версии платы в статье, дорожки на лампы делать надо проводом, или сделать их на плате самому.
Ответить
0
Дмитрий Олегович #
Какой диодный мост? Выпрямительный после трансформатора?
Если да, то строго на 10.251 В.
Ответить
0
Sergej #
Спасибо за юмор, смеялся от души.
Ответить
0
vocha #
Сделал часы, но идут одни секунды минуты и часы не перебрасываются. Что делать?
Ответить
0
Sergej #
Менять ДС1307
Ответить
0
Виталий #
Промоделировал схему БП с точно такими же номиналами в Протеусе и в Мультисиме, везде на выходе 12В, в чем ошибка?
Ответить
«789
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

AVR-программатор USB ASP
AVR-программатор USB ASP
Модуль радиореле на 4 канала Мультиметр DT9205A
вверх