- Лоботрясы

Главное меню:

Статьи по AVR

NIXIE CLOCK. Конструкция часов. (Часть 2 из 3)

А вот и продолжение начавшейся недавно саги о часах на газоразрядных лампах.

В этой статье уже подробно рассмотрим конструкцию и особенности сборки электронной начинки. Помимо микроконтроллера ATmega8A-PU, часов DS1302 и микросхемы преобразователя MC34063, для осуществления работы ламп применяется специально под них заточенная микросхема-дешифратор К155ИД1 (так что в часах, как видите, рождёнными в СССР являются не только лампы) которую несложно найти на радиорынках или в иных закромах, невзирая на её почтенный возраст.

Сама схема (можно кликнуть для увеличения, правда, она у меня немного габаритная...)

И отдельно - узел питания:

Для придания корпусу часов более строгого вида, было решено добиться как можно меньшего количества кнопок управления, что, как можете видеть по схеме, вполне удалось. Разве что придётся немного приноровиться к настройке функционала часов, имея всего две кнопки управления, но об этом - уже в третьей (и естественно, последней) статье!

А теперь - некоторые нюансы по самой схеме.

Пьезоизлучатель HA1, предназначенный для ласкания вашего слуха приятным пищанием при срабатывании будильника, применён со встроенным генератором. В первых вариантах часов я изначально применял (или пробовал) пьезоизлучатель без встроенного генератора сигнала, пытаясь программным способом получить некоторое подобие мелодии, но т.к. в скрипичной азбуке я ноль, а медведь изрядно в своё время потоптался по ушам, было решено пойти более простым способом. Если сможете разобраться в хитросплетениях исходника и сможете модернизировать эту часть программы - пожалуйста! Около 15% свободного места во FLASH памяти вам в помощь.

В принципе, правильно собранная схема nixie clock начинает работать сразу, но, НО! Не факт, что вы это сразу увидите! Самым главным узлом настройки является модуль питания, а именно его высоковольтный преобразователь на 180 В. Для работы ламп может вполне хватить и 150 Вольт, правда яркость их будет не фонтан, а подавая напряжение на лампы около 190 - 210 Вольт постоянного тока начинает существенно увеличиваться ток индикации цифр, что нехорошо влияет на их срок службы. Поэтому, немного поэкспериментировав и поизмеряв ток индикации нашёл для себя (или для ламп?!) золотую середину 180-185 Вольт. Установив дроссель рекомендованного диапазона (рисунок ниже), вам придётся побаловаться с сопротивлением резистора R32, подбирая его таким образом, чтобы напряжение на выходе преобразователя было в пределах 180-185 Вольт. Спросите, а не проще было сразу в схеме предусмотреть подстроечный резистор? Проще! В первых вариантах моих схем так и было, но потом я решил по возможности упростить и удешевить схему, всё равно, что применяя подстроечник, что перепаивая резистор, подбирая нужное сопротивление, вы это будете делать всего один раз при настройке часов! К настройке блока питания я подошёл даже ещё более хитромудрым способом - выпаивал с пуско-регулирующей аппаратуры КЛЛ (компактных люминесцентных ламп, или, в простонародии - энергосбергающих, хотя, если сравнивать их с обычными линейными люминесцентными лампами, то они такие же сберегающие, как я - Майя Плесецкая) дроссель, применяемый там в качестве фильтра по питанию, припаивал их к посадочному месте на плате и, наблюдая за показаниями вольтметра, отматывал один виток дросселя за другим. А получив требуемое напряжение, просто обрезал ненужную часть намотки, и восстановив электрическую связь обмотки с контактом, устанавливал уже на плату.

Achtung! Сохраняйте осторожность при настройке схемы! Высокое напряжение постояного тока! Не убъёт, но трахнет неприятно!

Да, и ещё! Не найдя подходящего номинала и мощности сопротивления R29 (0,2-0,5 Ом), я впаивал вместо него пару витков нихромового провода (паялось ну очень хреново, но ничего лучше я не придумал :-), так что не пугайтесь, увидев на плате непонятную катушку с обозначением 0,5.

А теперь весь перечень необходимых элементов:

Мощность всех резисторов, в принципе, может быть 0,125 Вт, но для резисторов R2, R5, R8, R11, R14, R17 и R3, R6, R9, R12, R15, R18 можно сделать исключение, взяв их с мощностью 0,25 Вт, греться меньше будут!

Конфигурация фьюзов микроконтроллера (он тактируется от внутренного RC-генератора частотой 8 МГц):

А теперь, наконец, железо (фотографий его, к сожалению, не покажу, т.к. практически все аналоги часов уже раздарил - такая печалька!)

Начинка часов состоит из двух плат: основной (микроконтроллер и компания) и платы индикации, соединямых между собой шилдами.

Печатные платы нарисованы в любимом мною PROTEUSe.

Как я уже упоминал, фотографий готовой платы нет (сам себя корю за это), поэтому могу предложить 3D:

В то далёкое время, когда я только начинал возиться с данным девайсом, мне лень было делать плату под SMD-монтаж (единственные 6 SMD-резисторов можно лицезреть на плате индикации) что, в итоге, отобразилось на особенностях сборки часов. Для того чтобы собрать светодиодную подсветку, придётся немного повозиться с проводочками, подпаивая их к анодам и катодам светодиодов, как показано на рисунке ниже. К тому же, при установке ламп ИН-12 на плату индикации, из-за торчащего в заранее просверленных в плате отверстиях стеклянного пымптика (через который происходит откачка воздуха и наполнение ламп неоном, с последующим запаиванием), светодиоды можно закрепить только на силиконовый (или иной) клей. Как я уже упоминал, в этих часах ставка была больше на программную часть, а не на приятную SMD печатную плату.

Почти заканчивая вторую часть статьи, добавлю немного прекрасного ;-)

Теперь я смело открываю ветку на форуме, где вы можете посмотреть несколько фотографий готовых часов, а также подискутировать о герое данной публикации - NIXIE CLOCK.

Видео собранных часов от читателя Сергея - http://www.youtube.com/watch?v=YDeA7Ytg1lo

NIXIE CLOCK. Начало... (Часть 1 из 3)

NIXIE CLOCK. Настройка часов. (Часть 3 из 3)

NIXIE CLOCK. Небольшая доработка

Скачать:

Исходник проекта в CVAVR

Файл-прошивка

Печатная плата в Proteus и под ЛУТ