1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ЧАСЫ НА ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИНДИКАТОРАХ

ЧАСЫ НА ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИНДИКАТОРАХ

Внимание! На плате и в списке компонентов исправлена критическая ошибка! Вместо резистора 220 Ом должен стоять 0.22 Ом, причём на 1-2 Ватта.

Внимание внимание! Индикаторы ИН-12 паяются НА шелкографию, анодной (белой) ногой в дырку №11. Не нужно сравнивать распиновку с даташитом и курить советские схемы, в плате данного проекта сделано так, как сделано.

Я сделал новую версию часов, которая работает чуть иначе и содержит минимальное количество компонентов. Плата имеет размеры меньше 10х10 см, поэтому заказать её можно за $2! Анонс проекта находится вот здесь.

Часы на газоразрядных индикаторах (ГРИ, NIXIE) под управлением Arduino NANO. Комплект плат включает в себя платы для индикаторов ИН-14, ИН-14/ИН-16 и ИН-12. Время задаётся RTC DS3231, время настраивается кнопками. Есть также будильник и отображение температуры и влажности (точный датчик DHT22). Раз в полчаса делается антиотравление.

Часы на газоразрядных индикаторах — схема

Итак, мы рассмотрим одну их самых простых схем часов. Ради простоты и максимальной доступности будем управлять индикаторами при помощи микроконтроллера в лице платформы Ардуино, которая подключается к компьютеру по USB и в неё по клику мышки загружается прошивка. Между Ардуино и индикаторами нам нужна ещё некоторая электроника, которая будет раздавать сигналы по ногам индикаторов. Значит, во-первых, нам нужен генератор, который будет создавать высокое напряжение для питания индикаторов.

Часы работают от постоянного напряжения около 180 В. Этот генератор устроен очень просто и работает на индуктивных выбросах. Частоту генератора задаёт шим-контроллер при частоте в 16 кГц на выходе получаем напряжение 180 В. Но несмотря на высокое напряжение, генератор очень и очень слабый, так что о других его применениях даже не думайте, он способен только на тлеющий разряд в инертном газе.

Это напряжение, а именно +, через высоковольтные оптопары направляется на индикаторы. Сами оптопары управляются Arduino, то есть она может подать +180В на любой индикатор. Чтобы цифра в индикаторе засветилась, нужно подать на неё землю, этим занимается высоковольтный дешифратор — советская микросхема. Дешифратор тоже управляется Ардуино и может подключить к земле любую цифру.

А теперь внимание: индикаторов у нас 6, а дешифратор — 1. Как же это работает? На самом деле дешифратор подключен сразу ко всем индикаторам, то есть ко всем их цифрам. Работа дешифратора и оптопар синхронизирована таким образом, что в один момент времени напряжение подаётся только на одну цифру одного индикатора, то есть оптопара очень быстро переключают индикаторы, а дешифратор зажигает на них цифры, и нам кажется, что все цифры горят одновременно. На деле же каждая цифра горит чуть больше 2 мс, а затем сразу включается другая. Суммарная частота обновления 6-ти индикаторов составляет около 60 Гц, то есть кадров в секунду, а учитывая инертность процесса, глаз никаких мерцаний не замечает. Такая система называется динамическая индикация и позволяет очень сильно упростить схему.

В общем и целом, схема часов получается весьма и весьма сложной, поэтому разумно сделать для неё печатную плату.

Плата универсальная для индикаторов ИН12 и ИН14. На ней, помимо всей необходимой для индикаторов обвязки, предусмотрены места для:

  • кнопки включения/выключения будильника;
  • выхода на пищалку будильника;
  • термометр + гигрометр DHT22;
  • термометра DS18b20;
  • модуля реального времени на чипе DS3231;
  • 3 кнопок управления часами.

Всё перечисленное железо является опциональным, его можно подключать, а можно и не подключать, это всё настраивается в прошивке. То есть на этой плате можно сделать просто часы, вообще без кнопок и без всего, а можно сделать часы с будильником, отображением температуры и влажности воздуха, вот такая она универсальная. Печатка естественно была заказана у китайцев, потому что есть очень много тонких дорожек и переходов на другую сторону платы. Так называемый гербер файл платы вы найдёте в архиве, который доступен для скачивания в конце статьи.

  • Смотрите также, как сделать индикатор года на цифровом газоразрядном индикаторе

Nixie clock на индикаторах ИН-18

Наверное, многие слышали про часы на газоразрядных индикаторах. В этой статье постараюсь рассказать про процесс изготовления своими руками таких часов.

Первый шаг. Печатная плата

Можно сделать самостоятельно с использованием ЛУТ метода или фоторезиста. В интернете много информации с поэтапным описания процесса изготовления плат этими способами. Я бы не стал тратить время, хотя сам делал таким образом платы в том числе и этих часов. Если нет опыта то получится не с первого раза и не лучшего качества. Еще нужно будет купить текстолит, реагенты, бумагу для ЛУТ (или купить фоторезист с пленкой для проектора и ультрафиолетовую лампу). Потом нужно залудить, просверлить, нанести маску, сделать шелкографию для удобства, все это стоит не дешево.

Поэтому, лучше заказать заводское изготовление многослойных платы с маской и с шелкографией. Это можно сделать в России, но будет дорого.

Можно заказать на AliExpress. Сделать не сложно, нужно найти такую услугу на сайте и отправить свой файл на почту (указывают в описание к товару). В ответ выставят счет. Оплачивать нужно на AliExpress, как обычный товар, но стоимость нужно будет увеличить в соответствии со счетом, увеличивая количество позиций в заказе. Ждать и отслеживать, как обычный заказ. Стоимость у продавцов отличается, у меня за 11 плат с доставкой получилось около 2500р.

Читать еще:  Дед-Мороз из колготок своими руками. Мастер-класс

Мне кажется, самый дешевый вариант это заказать на сайте JLCPCB. Нужно будет зарегистрироваться, загрузить на страницу заказа архив с гербер файлом, выбрать нужные параметры (или оставить все по умолчанию), оплатить и ждать).

Цена пяти плат для часов с доставкой будет около 1000р. (200р. за 1шт), 10 плат примерно 1200р. (120р. за 1шт). И это будут качественно сделанные в заводских условиях двухслойные платы с шелкографией, маской и с металлизацией отверстий.

У меня в заказе две версии часов (одну с анодными ключами на обычных транзисторах другую на оптопарах) и платы для сборки фонокорректора на 6н9с.

Второй шаг. С платами разобрались. Нужно заказать радиодетали

Самое дорогое это газоразрядные индикаторы ИН-18, средняя стоимость 2000 рублей, купить можно на авито. Около 5 -7 лет назад, цена на них была 200-350р рублей (судя по форумам).
Поискав, нашел производителя газоразрядных индикаторов daliborfarny.com, стоимость похожей на ин-18 лампы — 145$.

На его ютуб канале Dalibor Farný есть интересные видео с полным процессом производства ламп.
Остальные радиокомпоненты не редкость и купить их можно в любом радиомагазине. Чип резисторы и конденсаторы я покупал наборами на AliExpress. Микросхему реального времени покупал тоже на AliExpress в виде модуля с кварцем и батарейкой.

Третий шаг. Сборка платы

В качестве припоя для микроконтроллера и некоторых компонентов использовал HK-MECHANIC-XG-Z40 (тоже куплено на AliExpress) и паяльный фен.

Разъёмы для ламп можно сделать, например из контактов DPBS-25F. Микроконтроллер и часы DS1307 стоит припаивать после сборки и проверки блоков питания 5В и 170В. Выставить напряжение можно изменяя номиналы сопротивлений

Процесс не очень сложный, компоненты на плате все подписаны. У меня сборка заняла около 3ч.

Четвёртый шаг. Прошивка

На этом этапе понадобится программатор, купить его можно тоже на AliExpress за 120 рублей или в радиомагазине, но будет дороже.

К собранной плате подпаиваем контакты программатора (miso, mosi, rst, sck, gnd, +5В).

Далее можно использовать например avrdudeprog, это программная оболочка для прошивки МК.

Запускаем программу. На вкладке program выбираем микроконтроллер atmega 8, выбираем прошивку, программатор usbars. На вкладке fuses, устанавливаем фьюзы D9xD4

Жмем кнопку программирование.

Пятый шаг. Корпус

Первый корпус. Делал из алюминия, но можно использовать любой материал. Собирается из 6-ти пластин, вырезанных лазером. Соединяются между собой «в шип».

Далее можно отполировать или отшлифовать вдоль направляющей, как на фото. Резка лазером и материал будет стоить примерно 1500р. Занимающихся лазерной резкой фирм много, найти не сложно. Похожие корпуса я делал из стали и использовал их в качестве экранов для выходных и силовых трансформаторов усилителя.

Второй вариант. Тоже делал из алюминия, путем фрезеровки из цельного куска, но наверно можно сделать и деревянный.

Состоит из двух частей. Дизайн и размеры можно поменять, добавлю файл для AutoCAD (файл корпуса для предыдущей версии платы, не совпадают отверстия под кнопки и батарейку).

Это самый дорогой вариант и как по мне то и самый красивый. Стоимость такой работы сильно отличаются у разных фирм, варьируется от 28000р. до 7000р. за одну шт.

Третий вариант. Корпус из эпоксидной смолы. Этот вариант самый тяжелый. Я использовал силикон super mold 10 и эпоксидную смолу artline.

Для начала нужно сделать силиконовую форму корпуса фрезерованного из алюминия. Приклеиваем алюминиевую модель к основе делаем бортики, все стыки промазываем герметиком.

После разводим силикон в соответствии с инструкцией и заливаем модель.

Далее разводим эпоксидную смолу и заливаем полученную форму. На следующий день корпус готов.

При желание можно добавлять разнообразные красители для смолы. Для изготовления корпуса качеством выше, лучше использовать вакуумную камеру и насос.

Цели организовать массовое производство не ставилось. Делал в подарок.

Опыта у меня не много, есть заимствования из других подобных проектов и возможно есть ошибки.

Часы на газоразрядных индикаторах

В последнее время очень популярны часы на газоразрядных индикаторах. Эти часы множеству людей дарят теплый свет своих ламп, создают уют в доме и непередаваемое ощущение дыхания прошлого. Давайте же в этой статье разберемся, из чего же сделаны такие часы и как они работают. Сразу скажу, что это статья обзорная, поэтому многие непонятные места будут рассмотрены в следующих статьях более подробно.

Часы можно разделить на следующие функциональные блоки:

1)Блок высокого напряжения

Давайте разберем каждый из них более подробно.

Блок высокого напряжения

Для того, чтобы внутри лампы засветилась цифра, нам нужно подать на нее напряжение. Особенность газоразрядных ламп в том, что напряжение нужно довольно высокое, порядка около 200 Вольт постоянного напряжения. Ток же для лампы, наоборот, должен быть очень маленький.

Где же взять подобное напряжение? Первое что приходит на ум – сетевая розетка. Да, можно воспользоваться выпрямленным сетевым напряжением. Схема будет выглядеть следующим образом:

Недостатки данной схемы очевидны. Это отсутствие гальванической развязки, нет какой-либо безопасности и защиты схемы вообще. Таким образом лучше проверять лампы на работоспособность, соблюдая при этом максимальную осторожность.

В часах конструкторы пошли другим путем, повысив безопасное напряжение до нужного уровня с помощью DC-DC преобразователя. Если говорить совсем кратко, подобный преобразователь работает по принципу качелей. Мы ведь можем прикладывая легкое усилие руки к качелям придать им достаточно большое ускорение, так ведь? Так же и DC-DC преобразователь: малое напряжение раскачиваем до высокого.

Читать еще:  Помидор из полимерной глины своими руками. Мастер-классы

Приведу одну из наиболее распространенных схем преобразователей (кликните для увеличения, схема откроется в новом окне)

Схема с так называемым полудрайвером полевого транзистора. Обеспечивает достаточно большую мощность, чтобы питать шесть ламп, при этом не нагреваясь как утюг.

Блок индикации

Следующий функциональный блок – индикация. Представляет из себя лампы, у которых катоды соединены попарно, а аноды выведены на оптопары или транзисторные ключи. Обычно в часах применяется динамическая индикация в целях экономия места на печатной плате, миниатюризации схемы и упрощения разводки платы

Счетчик времени

Следующий блок – счетчик времени. Проще всего это сделать на специализированной микросхеме DS1307

Она обеспечивает отличную точность времени. Благодаря этой микросхеме, часы сохраняют правильное время и дату, не смотря на длительное отключение питания. Производитель обещает до 10 лет (!) автономной работы от круглой батарейки CR2032.

Вот типичная схема подключения микросхемы DS1307:

Есть также подобные микросхемы, которые выпускают множество фирм по изготовлению радиокомпонентов. Эти микросхемы могут обеспечивать особую точность хода времени, но они будут дороже. Их применение, как мне кажется, в бытовых часах не целесообразно.

Блок подсветки

Блок подсветки самая простая часть часов. Она ставится по желанию. Это всего лишь светодиоды под каждой лампой, которые обеспечивают фоновую подсветку. Это могут быть одноцветные светодиоды, или RGB светодиоды. В последнем случае цвет подсветки можно выбрать какой угодно или вообще сделать его плавно меняющимся. В случае RGB необходим соответствующий контроллер. Чаще всего этим занимается тот же микроконтроллер, который считает время, но для упрощения программирования можно поставить дополнительный.

Ну а теперь несколько фотографий достаточно сложного проекта часов. В нем использованы два микроконтроллера PIC16F628 для управления временем и лампами и один контроллер PIC12F692 для управления RGB подсветкой.

Бирюзовый цвет подсветки:

А теперь зеленый:

Все эти цвета настраиваются одной кнопкой. Выбрать можно какой угодно. RGB диоды способны выдать любой цвет.

А это кусочек высоковольтного преобразователя. Ниже на фото полевой транзистор, сверхбыстрый диод и накопительный конденсатор DC-DC преобразователя

Этот же преобразователь, вид снизу. Применен SMD дроссель и SMD версия микросхемы MC34063. На фото еще не смыты остатки флюса.

А это упрощенный четырехламповый вариант часиков. Так же с RGB подсветкой

Ну а это уже классика строения часов на газоразрядных лампах Sunny Clock, статическая подсветка и немного не обычный способ управления лампами с помощью пары дешифраторов К155ИД1

В следующей статье поговорим более подробно о DC-DC преобразователях и получения высокого напряжения. Так же подробно разберем процесс сборки такого преобразователя и запустим от него лампу.

Всем спасибо, с вами был El Kotto. Вступайте в группу в контакте Газоразрядные лампы (Nixie Tube), а также задавайте вопросы лично мне ElKotto, если нужны какие-то детальные подробности или помощь 😉

Прошивка микроконтроллера

Программное обеспечение для часов из газоразрядных индикаторных ламп написано на Eclipse, без искажений транслируется в AVR Studio, коды с комментариями, что значительно упрощает процесс.

Положение выставляемых фьюзов

В результате прошивки устанавливаются определенные режимы и процесс управления ими. При кратковременном нажатии кнопки «MENU» по кругу отображаются режимы:

  • режим №1 – времени (отображается постоянно);
  • режим №2 – 2 мин. время, 10 сек. дата;
  • режим №3 – 2 мин. время, 10 сек. температура;
  • режим №4 – 2 мин. время, 10 сек. дата и 10 сек. температура;
  • режим настройки времени и даты устанавливается удержанием кнопки «MENU»;
  • кратковременное нажатие на кнопку «UP» (2 сек.) отображает дату, удержание этой кнопки отключает или включает подсветку;
  • кратковременное нажатие «DOWN» (2 сек.) отображает температуру;
  • понижение яркости почасовой программой с 00.00 часов до 7 утра.

Собрал все элементы, вытравил платы и провёл монтаж. Настало время проверки и настройки блока питания. Сначала запустил БП на холостом ходу. Стабилизатор 78L05 работал, как положено.
Инвертор выставил на напряжение, близкое к нижней границе зажигания индикаторов – порядка 170-175 В при помощи подстроечного резистора 2кОм.

Поставил микросхемы в панельки и тут приключилось непредвиденное. По неустановленной причине пробился чип 78L05, погорели микросхемы от перенапряжения питания.
В результате тестов выяснил, что попадаются бракованные дешифраторы К155ИД1. Проверка сопротивления между пинами питания показывает значение около 10 Ом. Подобное могло стать причиной выхода из строя стабилизатора 78L05.

Поставил новый исправный дешифратор, сходил за новой микросхемой PIC16F628A в радиомагазин, запрограммировал с помощью PIC K150 ICSP USB Programmer .

Для наглядности предлагаю вашему вниманию короткий видеоролик. На видео показаны режимы коррекции времени: сброс секунд, установка минут, установка часов.

Держу кнопку более 1 секунды и вхожу в режим подстройки константы. Как вы видите, текущая константа у меня равна 1292 микросекунд. Весьма далеко от начальной величины в 1032 микросекунд.
Четыре дня мне потребовалось, чтобы внести коррекцию хода часов. Изначально часы отставали на 2 минуты за сутки. 2 дня ушло на внесение грубых настроек и так же 2 дня на точную подстройку. В конечном итоге я не заметил отставания или спешки часов ни на секунду в течение недели. Коррекция хода завершена.

Примерно через 3 недели разрядился элемент питания 2032 и часы перестали запоминать настройки и текущее время при пропадании питания. Отмечу, что установленная константа при этом не сбивается. Решил выйти из положения просто – ввёл более громоздкий элемент питания – две батарейки типа АА.

Читать еще:  Пиратский сундук из досок своими руками

Nixie clock на индикаторах ИН-18

  • Новости 1С-Битрикс
  • Полезные статьи

Наверное, многие слышали про часы на газоразрядных индикаторах. В этой статье постараюсь рассказать про процесс изготовления своими руками таких часов.

Первый шаг. Печатная плата

Можно сделать самостоятельно с использованием ЛУТ метода или фоторезиста. В интернете много информации с поэтапным описания процесса изготовления плат этими способами. Я бы не стал тратить время, хотя сам делал таким образом платы в том числе и этих часов. Если нет опыта то получится не с первого раза и не лучшего качества. Еще нужно будет купить текстолит, реагенты, бумагу для ЛУТ (или купить фоторезист с пленкой для проектора и ультрафиолетовую лампу). Потом нужно залудить, просверлить, нанести маску, сделать шелкографию для удобства, все это стоит не дешево.

Поэтому, лучше заказать заводское изготовление многослойных платы с маской и с шелкографией. Это можно сделать в России, но будет дорого.

Можно заказать на AliExpress. Сделать не сложно, нужно найти такую услугу на сайте и отправить свой файл на почту (указывают в описание к товару). В ответ выставят счет. Оплачивать нужно на AliExpress, как обычный товар, но стоимость нужно будет увеличить в соответствии со счетом, увеличивая количество позиций в заказе. Ждать и отслеживать, как обычный заказ. Стоимость у продавцов отличается, у меня за 11 плат с доставкой получилось около 2500р.

Мне кажется, самый дешевый вариант это заказать на сайте JLCPCB. Нужно будет зарегистрироваться, загрузить на страницу заказа архив с гербер файлом, выбрать нужные параметры (или оставить все по умолчанию), оплатить и ждать).

Цена пяти плат для часов с доставкой будет около 1000р. (200р. за 1шт), 10 плат примерно 1200р. (120р. за 1шт). И это будут качественно сделанные в заводских условиях двухслойные платы с шелкографией, маской и с металлизацией отверстий.

У меня в заказе две версии часов (одну с анодными ключами на обычных транзисторах другую на оптопарах) и платы для сборки фонокорректора на 6н9с.

Второй шаг. С платами разобрались. Нужно заказать радиодетали

Самое дорогое это газоразрядные индикаторы ИН-18, средняя стоимость 2000 рублей, купить можно на авито. Около 5 -7 лет назад, цена на них была 200-350р рублей (судя по форумам).
Поискав, нашел производителя газоразрядных индикаторов daliborfarny.com, стоимость похожей на ин-18 лампы — 145$.

На его ютуб канале Dalibor Farný есть интересные видео с полным процессом производства ламп.
Остальные радиокомпоненты не редкость и купить их можно в любом радиомагазине. Чип резисторы и конденсаторы я покупал наборами на AliExpress. Микросхему реального времени покупал тоже на AliExpress в виде модуля с кварцем и батарейкой.

Третий шаг. Сборка платы

В качестве припоя для микроконтроллера и некоторых компонентов использовал HK-MECHANIC-XG-Z40 (тоже куплено на AliExpress) и паяльный фен.

Разъёмы для ламп можно сделать, например из контактов DPBS-25F. Микроконтроллер и часы DS1307 стоит припаивать после сборки и проверки блоков питания 5В и 170В. Выставить напряжение можно изменяя номиналы сопротивлений

Процесс не очень сложный, компоненты на плате все подписаны. У меня сборка заняла около 3ч.

Четвёртый шаг. Прошивка

На этом этапе понадобится программатор, купить его можно тоже на AliExpress за 120 рублей или в радиомагазине, но будет дороже.

К собранной плате подпаиваем контакты программатора (miso, mosi, rst, sck, gnd, +5В).

Далее можно использовать например avrdudeprog, это программная оболочка для прошивки МК.

Запускаем программу. На вкладке program выбираем микроконтроллер atmega 8, выбираем прошивку, программатор usbars. На вкладке fuses, устанавливаем фьюзы D9xD4

Жмем кнопку программирование.

Пятый шаг. Корпус

Первый корпус. Делал из алюминия, но можно использовать любой материал. Собирается из 6-ти пластин, вырезанных лазером. Соединяются между собой «в шип».

Далее можно отполировать или отшлифовать вдоль направляющей, как на фото. Резка лазером и материал будет стоить примерно 1500р. Занимающихся лазерной резкой фирм много, найти не сложно. Похожие корпуса я делал из стали и использовал их в качестве экранов для выходных и силовых трансформаторов усилителя.

Второй вариант. Тоже делал из алюминия, путем фрезеровки из цельного куска, но наверно можно сделать и деревянный.

Состоит из двух частей. Дизайн и размеры можно поменять, добавлю файл для AutoCAD.

Это самый дорогой вариант и как по мне то и самый красивый. Стоимость такой работы сильно отличаются у разных фирм, варьируется от 28000р. до 7000р. за одну шт.

Третий вариант. Корпус из эпоксидной смолы. Этот вариант самый тяжелый. Я использовал силикон super mold 10 и эпоксидную смолу artline.

Для начала нужно сделать силиконовую форму корпуса фрезерованного из алюминия. Приклеиваем алюминиевую модель к основе делаем бортики, все стыки промазываем герметиком.

После разводим силикон в соответствии с инструкцией и заливаем модель.

Далее разводим эпоксидную смолу и заливаем полученную форму. На следующий день корпус готов.

При желание можно добавлять разнообразные красители для смолы. Для изготовления корпуса качеством выше, лучше использовать вакуумную камеру и насос.

Цели организовать массовое производство не ставилось. Делал в подарок.

Опыта у меня не много, есть заимствования из других подобных проектов и возможно есть ошибки.

Архив с файлами
instagram
Видео

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector