Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на декабрь 2021 г.
1. Рюкзак Mean Well
Компэл
2. Термос MeanWell
Компэл
3. 30 руб.
От пользователей

ИВ-9. Часы, эффекты, боль и кое что еще

Введение

ИВ-9. Что это? Это не газоразрядные лампы, но светят оранжевым. Это вакуумные лампы, но у них нет люминофора. Это накальные лампы или обычные лампы накаливания, где каждая спираль это сегмент цифры. 

В чем их особенность? Им не нужно высокое напряжение, как газовым лампам. Им не нужна куча напряжений, как вауумно-люминисцентным лампам. Наоборот, им нужно пониженное напряжение в 3 Вольта. Однако, так как это все же накальные лампы и светятся они за счет повышенной температуры спирали, ток им нужен довольно большой. 

Уже есть статья, где создавались такие часы. Мне не понравилось тем, что там используется блок питания на 3.3 В, попробуй еще найди такой. А вот 5 В micro-usb есть вообще везде. Но за основу была выбрана именно эта версия, а если быть совсем точным, то осталась только форма платы. 

Первая версия, которая не рассматривается в данной статье, использовала стабилизаторы на 3.3 В AMS1117 3.3. Но часы имели несколько недостатков:

1) Сильный нагрев, одним стабилизатором обойтись было не возможно, было использовано аж 4 шт. 

2) Из-за использования пониженного напряжения 3.3 В с некоторыми сильно китайскими мс времени ds3231 были проблемы.

3) Не возможно управлять яркостью и как то влиять на питание ламп.

   

Новая версия

Позвольте представить вам новую версию, лишенную этих недостатков. Особенности часов:

1) Напряжение питания 5 В, везде. Нет, лампы я не спалю, читаем дальше )

2) Программное управление яркостью ламп. Для ламп накаливания часто используют диммер, чтобы они не светили на полную яркость. Аналогичный принцип используется и тут;

3) Два режима, ночной и дневной. Так же можно вручную переключить режимы яркости;

4) Нагрев почти отсутствует. Почему почти? Потому что лампы сами по себе греются, хоть и не сильно. 

Принципиальная схема

ВАРНИНГ! Схема рисовалась по плате и не мной. Возможны ошибки. В случае расхождения между схемой и платой верим плате! Ну и разумеется про нормальные CAD я знаю, в будущем, возможно, буду делать проекты в чем-нибудь другом.

Рассмотрим несколько подробнее. В качестве ключей использованы 74HC595D, соединенные последовательно. Прошлая версия показала, что эти микросхемы вполне успешно и надежно (и даже очень долговременно без всяких пробоев и выхода из строя) тянут лампы, однако, чтобы уменьшить нагрев, было использовано усиление при помощи ULN2003.

В качестве контроллера использована atmega328. Потому что был. И потому что по цене от той же 8й или других они не отличаются. 

МС времени как всегда DS3231MZ в корпусе SO8. Работает хорошо. Стоит дорого нынче, вменяемых аналогов не имеет, разве что какой то там в корпусе BGA... Если кто знает столь же точный аналог, прошу подсказать в комментариях. Важно, чтобы он был еще и распространен везде. 

 

Печатная плата

Разведена в программе Sprint Layout 6. Ничего особенного, все делалось в целях удобства разводки и уже код подгонялся под плату.

Все элементы применены в SMD корпусах. Кнопки возможно использовать двух видов, SMD и обычные выводные. 

Единственный не обычный элемент тут это батарейка. Применена CR1220 с выводами. См. фото.

Разъем питания - micro-usb. Подходит почти любое зарядное устройство. Потребляемый ток - 200-350 мА в зависимости от яркости свечения ламп. 

Так же можно заметить, что на анод лампы идут резисторы-перемычки. Поставил их с возможностью регулировать яркость не только программой, но и этими резисторами при желании. 

К плате подойдут не только ИВ-9, но и ИВ-16. На сколько помню, даже порядок сегментов у них одинаковый, но это не точно. Перед установкой проверьте самостоятельно.

 

Фьюзы

Тактирование выполняется от встроенного генератора на 8 МГц, его сил вполне себе хватает. BODLEVEL выставил на 2,7 В. Если выставить на 4 В, то на фиговатых блоках питания могут наблюдаться просадки и перезагрузки. Watchdog включается программно. Используется на тот случай, если что то зависнет. Есть риск, что на лампу придет 5 В и лампа будет работать на завышенном напряжении.

Однако, как показала практика, лампы способны в течении довольно долгого времени работать и от 5 В, однако это сильно им не полезно, проводилась такая проверка только в качестве эксперимента и строжайше не рекомендуется к повторению. В случае, если куплен новый контроллер, достаточно поменять состояние галки CKDIV8. При желании фьюзы BODLEVEL можно и игнорировать. 

 

 

Инструкция

Управление предельно простое. Выполняется всего двумя кнопками, левой и правой. 

1) Удержание левой кнопки - переход в режим настроек.

2) Режим настройки:

- Правая кнопка выполняет увеличение часов или минут;

- Левая кнопка переключает с часов на минуты и далее;

3) После того, как выполнена настройка часов и минут, переходим в режим настройки ночного режима

- Левая цифра - во сколько часов включаем ночной режим;

- Правая цифра - во сколько часов отключаем ночной режим;

4) Короткое нажатие левой кнопки в режиме показа времени - обнуление секунд;

5) Длительное нажатие правой кнопки в режиме показа времени - включение или отключение режима пониженной яркости;

6) Короткое нажатие правой кнопки в режиме показа времени - смена эффектов индикации. Возможны следующие варианты:

- Без эффекта;

- Уползание;

- Перелистывание цифр;

 

Послесловие

Проект предоставляется как есть, автор не несет ответственность за сгоревшие детали, лампы, стулья, нервы и любой другой вред, причиненный вам сборкой данного проекта. Вы делаете все на свой страх и риск. 

В качестве возможных улучшений можно добавить еще эффектов, добавить дату. Немного изменив плату, можно добавить и отображение температуры и что угодно еще на ваш вкус. На мой же взгляд, в часах ничего, кроме отображения времени, не нужно :)

Все файлы, необходимые для сборки, прилагаются во вложении. Список деталей прилагается в виде txt файла в архиве. 

И еще немного фото.

      

На фото представлен прототип, в приложенных файлах ошибки разводки уже исправлены. 

Всем спасибо за внимание, с вами был ElKotto :)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (28) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+1
BARS_ #
Сильный нагрев, одним стабилизатором обойтись было не возможно, было использовано аж 4 шт.
А что помешало использовать импульсный DC/DC? На той же MC34063?

Для ламп накаливания часто используют диммер, чтобы они не светили на полную яркость. Аналогичный принцип используется и тут;
Т.е. в случае зависания МК лампы сгорают....
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Вы крайне не внимательно прочитали. Для вас это кажется довольно странным
Ответить
+1
BARS_ #
Внимательно. Watchdog не дает 100% защиты от зависания, а от выхода из строя тем более =)
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Ну ладно. Сколько раз вы встречали именно зависания мк? Лично я ни разу, хотя прошивал их сотни. Предположим критичный случай, все зависло. Лампы не умрут. Три дня я палил лампу на 5 В, даже яркость не села. А если учесть, что такая ситуация крайне маловероятна, то и пренебрегаем.

Дальше про импульсный преобразователь. Вы прочитали информацию по старой версии, она была дурацкая. Эта не греется. Вся эта фигня стабилизаторная совсем не нужна.

В общем проблем нет в самом худшем и невероятном случае.
Ответить
0
Алексей #
Красиво конечно, но 600 рублей за 1 лампу... Только если лежат со старых времен.
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Воистину, нет предела роста цен xD И чем больше подобных статей, тем выше цены, во всем виноваты мы, аррр...
Ответить
0
pcb432 #
В качестве контроллера использована atmega328
На схеме atmega8. Вроде мелочь, но ... непорядок однако.
Единственный не обычный элемент тут это батарейка. Применена CR1220 с выводами.
Ну батарейка в общем то обычная, только мало распространенная. Может для удобства(и достать проще) применить CR2032 с держателем.
И поменять проще.
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Точно, не порядок, будем исправлять.
2032 это слишком для этой платы. Возможно у вас получится развести лучше не меняя общий размер. Если сделаете, поделитесь со всеми.
Ответить
0
AMatroskin #
Прекрасно! Ничего теплее и ламповее я еще не видел
Ответить
0
pcb432 #
Возможно у вас получится развести лучше не меняя общий размер
А смысл ужиматься, корпуса то нет. Делать такие часы не планирую, хоть и есть где то такие индикаторы.
Ответить
0
u-235 #
И опять только прошивка без исходников.
В качестве возможных улучшений можно добавить еще эффектов, добавить дату.
Просто напиши свою прошивку с нуля.
Ответить
0
Сергей #
В качестве альтернативы DS3231MZ использую и рекомендую RX8900CE. А в чём состоит "боль" в названии статьи?
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
В их питании и управлении яркостью
Ответить
0
uni-t #
Раз уж автор применил mega328, есть usb порт и плата промышленного производства, то почему было не добавить PL-2303НХ (например)? Ардуинщиков гораздо больше, возможность обновления прошивки через скетч-одни достоинства. Кстати вопрос к автору печаток пустых на продажу-нет?
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Добавить можно, если есть желание, помогите это реализовать. Отпишите в вк, разберёмся. Печаток нет, но если наберется 5 человек минимум, можно заказать сложившись.
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
В Arduino CH340 кажется, нет? Не очень помню.
Ответить
0
Wallawr #
А ведь ещё в паспорте указан диапазон не рекомендуемых частот импульсного или переменного напряжения питания сегментов. Так что ещё одна боль...
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Что вредит спирали в первую очередь? Я так вижу что:
1) Постоянные вкл-выкл, когда спираль успевает остыть, в момент включения ток максимальный, может сгореть;
2) Перенакал, быстрое разрушение от перегрева.

Импульсами поддерживаем постоянный и равномерный нагрев всех активных сегментов с частотой ниже 100 Гц.

Нагрев ниже номинала, дневной режим работает на слегка пониженной яркости, ночной на сильно заниженной яркости.

Лампе накаливания режим пониженной яркости явно не вреден, а наоборот, сильно увеличивает срок службы.
Ответить
0
Wallawr #
Если ниже 105Гц, то нормально. А так есть область частот, при которой может возникнуть механический резонанс нитей. Что прямо сказано в паспорте на прибор.
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
А можно ссылку где написано про резонанс? В моем паспорте к новым ИВ-9 такого нет. Есть только рекомендуемые частоты и ни слова про резонанс.
Ответить
+1
Wallawr #
Например здесь.
Прикрепленный файл: IMG_20211121_083154.jpg
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
Качество, конечно, огонь, еле еле разглядел, но спасибо, у меня совсем другой паспорт или не полный. Однако частота там низкая, все норм.
Ответить
0
Zlodey #
Схема спроектирована таким образом, что при внезапной остановке микроконтроллера сгорят сегменты ламп, которые были активны в последний момент времени. Watchdog не гарантирует мгновенное отключение индикаторов в случае сбоя - на нити накаливания индикаторов будет продолжаться подача 5 вольт через HC595 + ULN2003 даже если микроконтроллер не сможет запуститься после сбоя. К тому же при повышении напряжения до 5 вольт ещё больше возрастает бросок тока в момент подачи питания на холодные нити накаливания. Наглядный пример, как Не надо проектировать схему...
Ответить
+1

[Автор]
ElKotto #
У меня не горят, покупайте адекватные мк, которые внезапно не останавливаются. Вечно набежит паникёров.
Ответить
+1
Gamebox13 #
Я делал часики на 4-х ИВ-9 и Атмеге8, в качестве ключей также применял uln2003, а дешифраторы использовал к176ид3. С питанием ламп решил вопрос просто - поставил 2 диода последовательно, это примерно 1 вольт, ещё один вольт падает на ключах. Яркость ламп регулируется через ШИМ, дешифраторы без проблем гасятся кодом больше 10. Притом яркость зависит от времени суток, с фотодатчиком не мудрил, просто забил час рассвета и заката на каждый месяц. Режимы отображения сменяются с плавным гашением. Управление однокнопочное, до кучи повесил ещё терморезистор на тот же вход кнопки, и нажатия от показаний ращличаются по уровню напряжения.

К слову в моем захолустье такие индикаторы стоят по 40 р за штуку новые.
Прикрепленный файл: Screenshot_20211201-160700-1.jpg
Ответить
0
Chip115 #
Почему зациклились именно на этой микросхеме? Речь про RTC.
Я юзаю M41T56.
Стоит чуть более 100р.
Да и выбор RTC достаточно велик. Не вижу проблемы.
Ответить
0

[Автор]
ElKotto #
А я вижу ) M41T56 нужен кварц. С тем же успехом можно взять ds1307, стоит еще дешевле и та же фигня, точность которой зависит от кварцев и конденсаторов. Лично я пока не нашел RTC во вменяемом корпусе, а не каком-то BGA подобном, чтобы она обеспечивала точность без напряга с подбором кварца и ее точность хода не зависела от внешних факторов.

Если вы знаете что то, подскажите. Основные критерии
1) Не нужен кварц
2) Точность хода не хуже 5 секунд в месяц.

Кому такая точность нужна это другой вопрос, но кварцы я уже наподбирался.

Далее, m41t81, используемая в одной очень известной схеме, мне повезло, но сколько проблем поимели другие, судя по форумам, не счесть.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825" Паяльная станция Hakko 936
вверх