Почта

    Если Вы желаете поделится в этом блоге своим проектом или реализацией чужого, присылайте мне на почту.

воскресенье, 15 декабря 2013 г.

КАШАК Nixie clock ИН-14

 Автор: КАШАК
Лампа: ИН-14,ИН-12
Схема: есть (ATmega8)
Плата:есть   ( Sprint-Layout 6 )
Прошивка:есть
Исходник:есть 
Описание: есть

Особенности:  ---



 Схема:


         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 рок 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.

 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:


          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(улыбнуло, т.к. это давно уже типовая схема анодного ключа для ГРИ) для управления анодами ламп:


А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства (на самом деле ее до сих пор можно заказать на заводе в Белоруссии, крупной партией), как и лампы (на забугорных аукционах уже появились самодельные 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:


Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения, так красивее.
          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:



На плате есть небольшая ошибка, но в приложенных файлах плат она исправлена. Проводами подпаян разъем для прошивки МК, после прошивки устройства его следует отпаять.

А вот так все это выглядит целиком в собранном виде:
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:
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!!!

Фото часов повторенных


 Фото следующей модификации часов:




Проект протеус для этих часов.

Модификации часов под разные лампы:

Для 4 ламп, вроде с глюком, - пропущу.



Ссылка первоисточник: тыц
Ссылка на сайт Паяльник. (условия распространения материала)
Желающие что то добавить\изменить пишут мне в мыло.


46 комментариев:

  1. В вашей программе реализовано измерение отрицательных температур? Как выводится знак температуры?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Судя по исходникам, отрицательную температуру обрабатывает. Она показывается нулем в 1 разряде.

      Удалить
  2. увы с указанного места нечего нельзя скачать. "сервер не найден".

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Как это не странно, ресурсы гугла работают не 24/7 (кто бы мог подумать)!! Только что попробовал - все качается. Попробуйте через некоторое время....

      Удалить
  3. собрал все в точности как у вас не заработало(( проверил весь монтаж все напряжения все правильно высокое есть, прошивку вашу скачал прошивал с помощью понипрог, подскажите пожалуйста в чем может быть ошибка лампы не зажигаются(проверял лампы, исправны).

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если нет меандра на ножках 23-28, то скорее всего фьюзы Вы не правильно выставили. Я не спец в АВРах, но в разных программах галочка может быть и 0, и 1. Проверить просто, когда вы читаете биты конфы нового МК, бит SPIEN должен читаться так же как и на картинке в статье(галкой). Если он читается без галки, то соответственно биты для Вашей проги надо инвертировать.
      И без батарейки DS1307 не работает..

      Удалить
  4. собрал часы работает только 2 центральных лампы горит в 1лам. 2 в 2лам-2и7.что за чудо?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=3210
      В этой ветке можете спросить или в статье внизу по ссылке первоисточник нажимаете на "тыц" и читаете и спрашиваете в комментариях...

      Удалить
  5. Анонимный20 июня 2015 г., 18:22

    собрал часи і показиваєт толька мигающиє 6 больше ничиво, вчом праблєма ??

    ОтветитьУдалить
  6. Анонимный21 июля 2015 г., 18:16

    Доброго дня. Вроде был разговор о будильнике. Появилось что-то новое? Спасибо.

    ОтветитьУдалить
  7. RoboC Ua, а ты не охренел часом? Ты, крысеныш, СПЕР МОИ проекты и выложил их тут, даже не спросив разрешения. Статью немедленно удалить, я ее НЕ разрешал здесь публиковать!!!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Уважаемый ОЛЕГ Каталупов, пришлите пожалуйста доказательства авторства статьи мне на почту. Буду признателен. Так же хочу обратить Ваше внимание на то, что материалы взяты с сайта Паяльник. Условия использования материала мной выполнены.

      Удалить
    2. Без галстука!
      Обращаю Ваше внимание на тот факт, что мы с вами лично не знакомы, поэтому "ТЫкать" на себя в комментариях я больше не позволю.
      Мне, кстати, еще помнятся ваши вопросы на форуме:
      А вместо К155ИД1 для ИН-8 можно что-то другое применить?
      Так 176.8В нормальное напряжение для работы ИН-8?

      Или забыли кто помогал запустить первый преобразователь для ГРИ?

      Удалить
    3. вот ты истеричка. лечись иди

      Удалить
  8. Добрый день! Крик отчаяния) Писал в тему на паяльнике - тишина. Собрал часы и столкнулся с проблемой. Время выводится в формате день - часы - секунды. DS менял, запускал как с батареей, так и без. То же самое. Куда копать? Прошивка же рабочая?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Какую прошивку вы прошиваете?

      Удалить
    2. Прошивка из шапки. Пробовал и другие, размещенные на cxem.net в комментариях. Проблема та же самая. DS в DIP корпусе, менялась неоднократно. Такая же проблема встречалась не только у меня, судя по комментариям. Может, есть какая-то проблема с самой прошивкой? С основным файлом или с ds1307.h или i2c.h?

      Удалить
    3. Прошивка из шапки темы. Прошивал также прошивками из комментариев на cxem.net. Такой же результат. Микросхема в DIP корпусе. Учитывая, что проблема распространенная, не только у меня встречающаяся, дело вряд ли в DS. Может, что-то не так с прошивкой? С основным файлом или с библиотеками ds1307.h или i2c.h?

      Удалить
    4. Прошивали для ИН-8 или ИН-12? Плата своя или автора?Вечером посижу гляну исходник. Чудес не бывает!

      Удалить
    5. Прошивал для ИН-8, плата своя. Резводил по схеме, перепроверял не раз. То, что чудес не бывает - полностью согласен! Мегу тоже менял на другую, поведение не изменилось. Заметил такую особенность: при установке времени и даты, дата всегда остается в первых двух разрядах, там, где должны быть часы. В том месте, где должны быть минуты - подставляется значение часов, задаваемые при настройке. Такое поведение и натолкнуло меня на то, что, возможно, перепутаны регистры при записи/чтения из DS. Спасибо большое за участие и помощь!

      Удалить
    6. Сделал проект протеуса для прошивки и прилепил в конце статьи. Все работает как должно. Можете проверить сами. Можно попробовать посмотреть разводку платы... моя почта в самом верху. Возможно какие то проблемы с ней.

      Удалить
    7. Плату проверю еще раз обязательно. DS вешал прямо на ноги меги. Без изменений. Может правда неудачная партия DSок попалась... Странно конечно. Будем искать!

      Удалить
    8. Я изменил электронный адрес. В очередной раз рамблер "глюкнул" и не пускает меня в почту. Так что все желающие, напишите мне заново на новую почту.
      Добавил в конце заново откомпилированную прошивку. Попробуйте у кого проблемы с датой...

      Удалить
    9. Удалось побороть часы! Взял еще одну DS1307, но на этот раз в другом корпусе, и, соответственно, из другой партии. Завелись часы сразу. Никаких проблем с отображением времени и даты нет. Пишется и считывается из нужных ячеек. Видимо, у тех, что я покупал ранее, были проблемы с адресацией. Завелась вот такая микра: DS1307N+ SOIC

      Удалить
    10. Скорость i2c не пробовали менять? Или читать данные побайтно? Поведение такое может быть из-за того, мк ds'ку слишком быстро опрашивает.

      Удалить
  9. Что-то изменится если я уберу диоды и две индикаторные лампы (секундные)?
    Буду признателен за помощь.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если Вы питаете часы от постоянного напряжения, скажем 12В, то диодный мост не нужен.
      Есть протеуса модель.
      На вскидку, не будет видно разряда в температуре и года в дате. Установка времени будет с затруднена (секунд не видно и года). Посмотрите в протеусе...

      Удалить
  10. http://2.bp.blogspot.com/-xceljnATgro/Uq1ixuZOg_I/AAAAAAAAAaY/83ZyIjEFgnw/s1600/8320e832607a.jpg
    простите,а у Вас нет этой схемы в Spring-layout?

    ОтветитьУдалить
  11. А схемы при напечатке,нужно зеркалить?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для ИН-12 зеркалить для ЛУТа не нужно.

      Удалить
  12. По Схеме Трансформатор 220/9.5, а в Spring-Layout 220/10.5. Так какой параметр вернее?

    ОтветитьУдалить
  13. Еще раз,здравствуйте. Подскажите пожалуйста, в чем проблема: на выходах К155ИД1 вместо "0" получаю "1",в чем проблема?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Мало информации! На каких ножках, при каких условиях, как измеряли?

      Удалить
  14. Все собрал в точности,как у Вас.
    На ножках (1,2,8,9,10,11,13,14,15,16) к155ид1 на выходе были "1",вместо "0".
    Мультиметром мерял, минус на "-5" от БП, а второй на любую из выше указанных ножек.
    если просто закоротить 5-ю ножку с любой и выше указанных,то будет гореть соответствующая цифра на первой лампе. То есть,делая КЗ я получаю "0", поэтому лампа и зажигается. Но беда в том,что на выходе к155ид1 у меня все десять "1".
    и так как я не опытен, я не знаю как решить эту проблему.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. 155ИД1 имеет входы(3,6,7,4) и выходы (1,2,8,9,10,11,13,14,15,16).
      Подача соответствующей комбинации на ВХОДЫ, должна приводить к зажиганию (появление 0) на выходах.
      Так как в часах используется динамическая индикация, то измерение напряжения во время работы на выводах ИД1 мультиметром не дает никакого представления о работе оной, т.к. сигнал там появляется и исчезает раз 100 в секунду.

      Удалить
    2. Какие проблемы с часами? При включении они ничего не показывают?

      Удалить
    3. Да, при включении ничего не показывают.
      Ну я говорю, что на выходе не "0", и на входах (3,4,6,7)есть напряжение.

      Удалить
  15. если на Atmege8 1-ножку замкнуть с минусом, что будет, проц сбросит информацию?
    собрал в точь всё по схеме, все лампы горят и показывают тройки, ds1307 тикает.
    фьюзы 23-28 на проце разные.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Вопрос не понят.
      Советую обратится на форум Радиокота, опубликовав фото платы и доп информацию.

      Удалить
  16. подскажите, какой программой открывать прошивку?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Исходники открываются в Эклипс.
      Сама прошивка открывается в программе, которая идёт к вашему программатору.
      Уточните что Вы вкладывает в слово открыть?

      Удалить
  17. Анонимный4 мая 2017 г., 13:34

    Господа, кто нибудь делал управление разделительными точками? Как-то их не хватает в прошивке. Порты вроде есть свободные. Может кто реализует.

    ОтветитьУдалить