Электрификация

Справочник домашнего мастера

Часы на ин

Часы на газоразрядных индикаторах своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы своими руками соберем часы на газоразрядных индикаторах, максимально просто и доступно, на сколько это вообще возможно.

Автором данной самоделки является AlexGyver, автор одноименного YouTube канала.
В настоящее время большинство газоразрядных индикаторов больше не производится, и остатки советских индикаторов можно найти только на барахолке или радиорынке. В магазинах их найти очень трудно. Но чем меньше становится этих индикаторов, тем больше к ним растёт интерес. Растёт он у любителей ламповости, винтажа и конечно же пост апокалипсиса.


Итак, мы хотим сделать часы на их основе, и 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 ардуиной 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 180В. Этот генератор устроен очень просто и работает на индуктивных выбросах. Частоту генератора задаёт шим контроллер, при частоте в 16кГц на выходе получаем напряжение 180В. Но не смотря 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 ардуиной, то есть она может подать +180В на любой индикатор. Чтобы цифра в индикаторе засветилась, нужно подать на неё землю, и этим занимается высоковольтный дешифратор – советская микросхема. Дешифратор тоже управляется ардуиной 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, и 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 миллисекунд, затем сразу включается другая, суммарная частота обновления 6-ти индикаторов составляет около 60Гц, 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 этой плате, помимо всей необходимой для индикаторов обвязки, предусмотрены места для следующих железок: кнопка включения/выключения будильника, выход на пищалку будильника, термометр + гигрометр DHT22, термометр DS18b20, модуль реального времени на чипе DS3231 и 3 кнопки для управления часами.
Всё перечисленное железо является опциональным, и 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 вот универсальная плата. Печатку естественно решили заказать 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 можно скачать на странице проекта.
Дорожек в этом проекте много, особенно тонких на плате с индикаторами.

Плату нужно распилить на части, так как она двухэтажная. Но лучше не пилить, стеклянная пыль очень вредна для лёгких. Закалённым саморезом царапаем плату и аккуратно ломаем в тисках.

В общем сейчас нужно запаять все компоненты на плату согласно подписям и рисункам на шелкографии. Также нужно будет купить рейку с пинами, чтобы соединить части платы.
В проекте используется полноразмерная Arduino Nano. Сделано это для упрощения загрузки прошивки даже для самых новичков.
Итак, собрали нижнюю плату. Сначала нужно протестировать работу генератора. Если он собран неправильно, то может бахнуть конденсатор. Так что накрываем его чем-нибудь и включаем питание.
Ничего не бахнуло, это хорошо. Аккуратно измеряем напряжение на ногах конденсатора, должно быть 180В.
Отлично. Внимательно смотрим как паять индикаторы. На всех индикаторах одна нога помечена белым — это анод.
Лампу нужно вставлять так, чтобы анодная нога попала вот в это отверстие, это анодные дороги.
После пайки обязательно отмойте флюс, иначе вместо одной цифры могут гореть несколько. Далее распаиваем оставшиеся датчики и пищалки, если они нужны, и паяем провода для подключения кнопок.
Датчик температуры пришлось выносить на проводах, чтобы разместить его подальше от источников нагрева.
Все кнопки и выключатель будильника выносим на проводах. Модуль часов тоже сделаем на проводах.
Со страницы проекта качаем архив, в котором есть прошивка и библиотеки. Загружаем прошивку.
Проверяем.
Всё работает! Поздравляю, мы сделали ламповые часы.
Теперь, что касается корпуса. Автор долго искал максимально доступный и деревянный вариант, и таки нашёл вот такую заготовку для самодельной шкатулки, которая идеально подходит по размеру к плате.
Также делаем отверстия под пищалки, провода, кнопки и переключатели.
Плату нужно приподнять, автор использует обычные стойки для печатных плат.
Корпус автор покрасил под орех. Не очень удачно, лучше используйте морилку.
Готово! Осталось показать, как всем этим пользоваться. Перед прошивкой можно настроить некоторые моменты: времена режима часов и режима отображения температуры и влажности. Автор поставил 10 секунд на часы и 5 на температуру. Температура, к слову, слева, влажность справа.
Есть 2 режима яркости индикаторов, дневной и ночной. Соответственно для этого настройки.
Ну и время, через которое будильник сам отключится после начала тревоги. В общем часики тикают, и каждую минуту у них делается так называемое антиотравление индикаторов. Быстро перебираются все цифры, чтобы редко включаемые цифры не глючили и включались сразу. В общем кнопки у нас 3: выбор, и увеличить/уменьшить. При клике по кнопке «выбор» в режиме температуры, вы сразу переключитесь в режим часов.
Удержав кнопку «выбор» попадаем в режим настройки будильника. Кнопками вверх/вниз можно менять цифру. Кликом по кнопке «выбор» можно менять, «настройка часов» и «настройка минут». Клавиатура у нас к слову резистивная.
Удержав кнопку ещё раз, попадаем в режим настройки времени. Настроили, удерживаем ещё раз и попадаем обратно на просто режим часов. Также из настройки времени будильника можно выйти сразу же, дважды кликнув по кнопке выбор. То есть выйти минуя настройку времени.
Звонок будильника да, отвратительный, но такой лучше всего пробуждает. В этом можете убедиться, посмотрев оригинальный видеоролик автора:

С этими часами у нас сегодня всё. Благодарю за внимание. До новых встреч! Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

marazmPRO2 ›
Блог ›
Ретро часы на газоразрядных индикаторах ИН-14 (начало)

Давно хотел себе такие часы, привлекают они своим дизайном и на сегодняшний момент оригинальностью из за использования в роли дисплея ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИНДИКАТОРЫ.Свои индикаторы я купил на Авито за чуть больше 2т.р., индикаторы мне достались чуть дороже рыночной цены потому как они совершенно новые и не демонтировались с советских проборов как обычно.

Полный размер

ИН-14 и ИН-3

Индикаторы 1982 года выпуска и уже давно не выпускаются отсюда на рынке они в диффеците, но представьте советские «лампы» сейчас можно купить и на Алиэкспресс, и собранные часы можно купить там же. Покупать часы или лампы в Китае достаточно дорого, а вот что мне действительно пришлось купить на Алиэкспресс так это ГОТОВУЮ ПЛАТУ

Плата достаточно простая, элементов минимум, отсюда она оказалась тоньше и уже чем другие рассмотренные мной варианты, пришла в целостности, хотя были отзывы что при транспортировке отваливался конденсатор который к слово просто припаивался обратно.
Плата на 8 индикаторов (часы 2шт., минуты 2шт., секунды 2шт, разделители 2шт.), бывает платы на 6, 4 и даже 10 индикаторов. Мой вариант особым функционалом не отличается, нет календаря, будильника, термометра…и других не нужных мне функций. Есть только функция перебора всех цифр в индикаторах каждую минуту, сделано это для долговечности (по мне выглядит завораживающее). Есть разноцветная подсветка «ламп» снизу, мне понравилась только желтая…но в итоге я вовсе отключил ее. При пропадании питания (12В 2А, блока питаня в комплекте нет) время не сбивается потому как предусмотрена установка элемента питания (в комплекте нет), но подсветка включиться снова. Точность хода хорошая за 2 месяца время не «убежало». По плате больше добавить нечего, потребляем мало, греется не сильно…как не странно доработок не требует.
Индикаторы вплотную к плате припаивать не рекомендую, потому как нужно учитывать толщину корпуса которого к тому моменту ещё не было.

Что бы точно расположить «лампы» на плате можно использовать трубки подходящего диаметра с идеально отрезанном торцом который ставиться на плату и внутрь «лампа». Ничего такого я не нашёл и пришлось использовать обычный угольник и штангельциркуль.

Паять удобнее феном, выровнять по плоскостям все «лампы» достаточно сложно…по крайней мере первый раз это займет много времени и нервов.

Полный размер

Первая проверка, всё работает

Временно поставил часы на саморезы, дальше идем делать корпус для часов.

Изначально хотел сделать из цельного куска дерева и покрыть темным лаком…но забегая вперёд скажу что в итоговом варианте цвет и покрытие оказались другими.

Опыта мало, специализированных инструментов тоже нет, фрезер я вообще держал в руках первый раз в жизни, и я его даже не держал а просто зафиксировал в больших тисках, приспособил пылесос и катал заготовку в несколько проходов «выбирая внутренности под размер платы.

Торцёвки нет, поэтому пилим на глаз обычной паркеткой или лобзиком.

Углы закруглял тем же фрезером, края ровнял рубанком, потом шлифмашинкой.

Полный размер

Шлифмашинка, лобзик, набор фрез

«Внутренности» допиливал бор машинкой, стенки получились очень тонкие.

А теперь про косяк из за которого в этом посте я вам не покажу готовый вариант (будет ещё пост).

Полный размер

Разметил отверстия под индикаторы

При сверлении пером 18мм. заготовка развалилась, точнее расщепило одну из стенок.
Очень досадная ошибка, как оказалось необходимо делать стенки толще или же что правильнее, делать все отверстия до фрезеровки т.е. в самом начале работ.
Остатки корпуса все же пропитал самой темной морилкой и покрыл два слоя лаком, что бы посмотреть как это примерно бы выглядело.

Ну чтож на этом пока всё, ошибки учтём (отрицательный опыт тоже опыт). Будем делать новый корпус по той же технологии, но немного поменяем местами этапы…и цвет мне нужен как оказалось темнее.

Продолжение следует.

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

Теги статьи: Добавить тег

Тестер NIXIE (ГРИ)

Азамат
Опубликовано 21.02.2013
Создано при помощи КотоРед.

Купил тут по случаю коробку различных газоразрядных индикаторов, на радостях собрал очередные часики Sunny_Clock-2, впаял новые из коробки ИН-12Б без проверки, новые же, и ОП! два! индикатора без неона! не горят! Мат, выпаивание и замена…
Так дело не пойдет, решил я, ламп много и надо бы все проверить.
И так, тестер для ГРИ из «тумбочки». Пишем ТЗ: возможность проверить все отечественные ГРИ, регулировка напряжения и тока, измерение тока, мобильность.
Все просто, рисуем схему:

Cхема:

Повышающий преобразователь напряжения классический, на MC33063, для мобильности, внутрь тестера можно установить аккумуляторы и брать тестер с собой на радиорынок для проверки на месте. Для выбора катодов ГРИ применил галетный переключатель ПГ2-5 12П1Н, просто такой был, видел в сети на зарубежном сайте тестер, там по катодам стоит К155ИД1. Миллиамперметр на 10 мА в «тумбочке» не нашлось, пришлось ставить на 1мА, и подобрать шунт (для М42303 сопротивление рамки миллиамперметра 444,5 Ома, шунт 49,38). Выключатель SA1 — питание, SA2 — для шунтирования миллиамперметра, SA3 — выбор катодов индикаторов на панельках от 0 до 9, 10 положение это разделительная точка в ИН-12Б, и в последнем 12 положении можно проверять ГРИ на 4 контактном разъеме. Кнопка SB1 появилась при проверке ИН-13, с ограничивающим резистором 10к зажечь полный столбик при 170 вольт на аноде не удалось, с кнопкой сопротивление падает до 5 и все горит (ИН-13 подключается на «+» анод, катод на «-«, и вспомогательный катод на «-220к»). Мелкие разъемы «R» «U» «RU» поставил для измерения внешним мультиметром общего сопротивления ограничивающего резистора и для точного замера высокого напряжения.

Детали:

у кого, что найдётся в «тумбочке», если автономность не нужна, можно поставить просто трансформатор для анодного (подобрать из серии ТА или ТАН) или включить 2 маленьких 220v/12v низковольтными навстречу друг другу, токи не большие(без возможности регулировать высокое напряжение). Панельки под индикаторы пока еще найти можно в сети, хотя я под ИН-1 не нашел. Повышающий преобразователь напряжения лучше собрать по схеме с «полу драйвером» полевика, схема есть на форуме, мне было лень искать в «тумбочке» p-n-p транзистор. Переменные резисторы с линейной зависимостью от угла поворота (у меня первые попавшиеся под руку)

Конструкция:

Под корпус нашелся какой-то переговорный пульт CM-200X Commax, в SprintLayout на сетке 1мм рисуем дизайн передней панели, печатаем, накладываем, сверлим.Далее крепим панельки и т.д., спаиваем по схеме. Тестер собирался как «конструкция выходного дня» и печатную плату не делал, собрал на макетке. Монтаж желательно МГТФ.

Фото:

Дизайн передней панели:

Вид на монтаж:

Внимание! Схема содержит опасное для жизни напряжение! Будьте осторожны!

Включаем, все работает:

Для проверки ИН8-2, ИН-14 и подобных, с короткими выводами, использую вот такой удлинитель из двух проводков. Новые можно сразу в 4-х контактном разъеме проверить:

За три часа прогнал через тестер все свои ГРИ 🙂

Все!

Благодарности.

— РадиоКоту за то, что он есть.

— Авторам часов на газоразрядных индикаторах — за публикацию материалов и прошивок

— Игорю и Тагиру за панельки

— Второй половине и детям — за терпение

Файлы:
Схема и дизайн панели

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

54 9 3
2 0 0

Часы в стиле Fallout на газоразрядных индикаторах

Данные часы собраны по схеме, ранее опубликованной пользователем BARS, однако печатные платы были немного переработаны. В моей версии используются только выводные компоненты, все дорожки имеют ширину не менее 1 мм, что удобно для неопытных радиолюбителей, как я, а также, вся схема разведена на одной плате, все компоненты и их номиналы обозначены. Я не мог определиться с цветом светодиодной подсветки ламп, поэтому решил использовать RGB светодиоды и контроллер PIC12F675 для их регулировки. Также, для подсветки приборной панели и амперметра были использованы лампы накаливания, дающие теплый, уютный cвет.

Отдельную благодарность хочу выразить пользователю pingyini за время и силы потраченные на помощь в создании данного прибора.

Корпус и некоторые детали были взяты от советского мультиметра ТТ-1 (данный экземпляр 53 г. выпуска).

Мне хотелось использовать как можно больше оригинальных деталей от ТТ-1, поэтому было решено сохранить амперметр и приборную панель, а газоразрядные индикаторы разместить в крышке. Но тут возникла проблема — в крышке недостаточно места, чтобы она могла закрываться с индикаторами. Пришлось утопить панель и миниатюризировать амперметр — огромный магнит был заменен двумя маленькими неодимовыми, убрано все лишнее с сохранением функциональности прибора. Амперметр будет подключен к ноге МК, включающей подачу тока на анод шестой лампы, отображающей секунды, таким образом, стрелка будет двигаться в такт сменяющимся цифрам.

Для преобразования ~220В > ~12В был использован достаточно компактный тороидальный трансформатор 0,8А. Жаль, не получилось разместить его снаружи корпуса, мне нравится его внешний вид и он соответствует дизайну в стиле Fallout.

Печатная плата проектировалась уже по габаритам корпуса, выполнялась по стандартной ЛУТ технологии.

Хочу обратить ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ на микросхему часов DS1307. Здесь она в DIP-корпусе, но разводка под нее выполнена как для SMD, поэтому ее ноги вывернуты в другую сторону, а микросхема расположена брюхом кверху. Это вынужденное решение, т. к. разводка под DIP получилась бы очень громоздкой при такой распиновке МК, а лезть в исходный код и перекомпилировать прошивку при отсутствии навыков не хотелось.

Вместо К155ИД1 я использовал КМ155ИД1, только с ней удалось избежать засветов. Возможно, мне просто попались неудачные экземпляры К155.

Плата с размещенными элементами:

Тактовые кнопки, размещенные на плате использовались только для проверки и отладки устройства. Единственный SMD компонент — кварцевый резонатор, выпаянный из телефона, но, можно было использовать и выводной.

Для программирования МК ATMega8 был использован простейший LPT программатор, собранный по этой схеме. При прошивке FUSE-битов будьте очень внимательны! В разных программах активные фьюзы обозначаются по разному! Например в PonyProg отмеченный галочкой чекбокс соответствует активному фьюз-биту, а в Uniprof — наоборот. В общем, одну мегу я из-за этого запорол. Программатор собирал на коленке, получилось вот такое (USB — для питания ATMega8):

Контроллер RGB-светодиодов сделан на отдельной плате (решил использовать его когда основная плата уже была готова). Была применена эта схема, только без 78L05, т. к. стабилизированные 5В уже есть на БП, но мне не удалось найти светодиодов с общим анодом, поэтому подсветка управляется через PNP-транзисторы КТ3107. Данный контроллер позволяет производить смену цветов либо в автоматическом режиме — плавные переходы от одного цвета к другому, либо в ручном — вращением 100К переменного резистора можно выбрать понравившийся цвет. Для МК PIC12F675 пришлось собрать чуть более сложный COM-программатор по этой схеме, но (ВНИМАНИЕ!) на платах Sprint Layout в этой статье перепутаны полярности конденсаторов и стабилитроны обозначены как диоды, не указаны их номиналы. Я постарался это исправить, руководствуясь принципиальной схемой (плата есть в прикрепленном файле). Также, в этой статье сказано, что данный программатор не работает с ноутбуками, «т.к. уровни сигналов интерфейса RS-232 (COM-порт) в мобильных системах занижены», но на моем стареньком ноуте DELL с WinXP прошить МК все же удалось, после того как в IC-Prog, я установил максимальную задержку и режим работы с СОМ-портом через Windows API.

Еще, при прошивке PICa следует обратить ВНИМАНИЕ на калибровочную константу, записанную в последнем байте. Прежде чем шить контроллер, его нужно прочитать, записать значение калибровочной константы, открыть файл прошивки, вписать в последнюю ячейку значение константы, и только после этого прошивать, иначе ничего работать не будет! Калибровочная константа уникальна для каждого экземпляра МК.

Вот такой программатор получился у меня:

Для подсветки приборной панели и амперметра я использовал миниатюрные лампы накаливания на 12В. Их приятный теплый свет придает атмосферности устройству. Сначала я хотел управлять яркостью ламп при помощи регулятора типа BM4511, но был вынужден отказаться от этой идеи, т. к., по сути, пришлось бы делать еще один БП для линии 12В постоянного тока, а места для него в корпусе не было. Я решил питать лампы напрямую от трансформатора. Переменный резистор достаточной мощности тоже оказался слишком громоздким для данной конструкции, в результате я решил обойтись ступенчатой регулировкой яркости, используя мощные резисторы и 10-позиционный переключатель МПН-1.

Газоразрядные индикаторы ИН-14 имеют мягкие длинные выводы, предназначенные для пайки, но учитывая их ограниченный ресурс, мне захотелось сделать их легко заменяемыми. Поэтому я использовал цанги от панели для DIP-микросхем, а ноги ИН-14 укоротил до глубины цанг.

Центральные отверстия в получившихся гнездах я сделал для светодиодов, которые расположены на отдельной плате под лампами. Светодиоды я соединил параллельно, ток ограничивает один резистор на цвет. Это не лучшее решение, т. к. при таком подключении яркость на каждом светодиоде может немного отличаться, а это некрасиво.

Так как в схеме BARSa используется динамическая индикация, можно было соединить все катоды ламп параллельно на плате, и тогда было бы достаточно 16 проводов (6 анодов и 10 катодов), но дорожки в этом случае получились бы около 0,3 мм, что довольно тонко для ЛУТ-технологии, а большое количество проводов, собранных в шлейфы, как мне кажется, лишь пошло на пользу дизайну в стиле Fallout.

Вот так устрашающе выглядит эта часть конструкции в сборе:

Алюминиевый уголок, служащий креплением был протравлен в хлорном железе, в результате чего, визуально сильно состарился. Вообще, как оказалось, алюминий очень бурно реагирует с хлорным железом, с выделением большого количества тепла и хлора. Раствор после протравки алюминия больше не пригоден.

Также, с применением ЛУТ технологии к алюминию были выполнены логотипы Fallout-boy, Vault-Tec и номер модели HB-30YR (устройство предназначалось в качестве подарка другу на 30-ти летие).

Для прокладки проводки между крышкой и корпусом я использовал нихромовую спираль, с закрепленными на концах обрезанными антенными F-type разъемами. На панели в нужном месте как-раз оказалось 6 отверстий, они и послужили для вывода проводов.

При размещении элементов управления я старался по максимуму использовать родные отверстия на панели мультиметра, однако, отверстия под амперметром оказались расположены над высокими конденсаторами на плате и слишком близко друг к другу, так что их пришлось закрыть логотипом Vault-Tec.

Устройство перед окончательной сборкой. Внутри провода разведены не очень аккуратно, но на функциональности устройства это сказаться не должно.

Для подключения кабеля питания я использовал какие-то старые военные разъемы, с виду очень надежные. Вилку сделал сам в виде переходника.

Разъем для подключения кабеля питания и предохранитель на задней поверхности корпуса.

В закрытом виде устройство мало чем отличается от мультиметра ТТ-1.

Надпись Vault-Tec сделана на родной алюминиевой пластине мультиметра, где была проштампована модель и год выпуска. Она была изначально закреплена немного криво, я не стал делать новых дырок, чтобы исправить это.

Общий вид прибора. На панели расположены элементы управления: тумблер включения питания и индикатор, три кнопки управления часами, ручки переменных резисторов для выбора цвета LED-подсветки в ручном режиме и для регулировки амплитуды стрелки амперметра, ручка 10-позиционного переключателя для ступенчатой регулировки ламп накаливания, тумблеры включения/выключения подсветки амперметра, приборной панели, светодиодной подсветки ламп, переключения режимов подсветки ручной/авто, включения/выключения амперметра. Также, на панель выведен датчик температуры, но он почему-то сильно врет — в комнате показывает 27-28 градусов. Возможно, трансформатор нагревает корпус, но показатели завышены даже сразу после включения.

Был сделан ограничитель, чтобы крышка не опрокидывалась назад. В закрытом состоянии спирали с проводами аккуратно складываются.

Желто черные полосы здесь напрашивались)

На мой взгляд, наиболее выгодно часы смотрятся в темноте:

Индикатор подключен к линии, которая в оригинальной схеме BARSa питала подсветку ламп, так что его можно выключить длительным нажатии кнопки UP, а также, он тускнеет после 00:00.

Мой любимый цвет подсветки

Приятный мягкий свет

Если амплитуду стрелки выставить на максимум, то она бьется об ограничитель со звуком, напоминающим тиканье часов. Очень занятный эффект)

Торчащие провода — единственный не функциональный элемент, но это Fallout-style)

Все цвета по-своему красивы

P.S.: Я не являюсь специалистом в области радиоэлектроники, статью написал, главным образом, для таких же чайников как я. Надеюсь, мои описания и переработанные платы пригодятся желающим сотворить что-то подобное, но не имеющим специальных знаний.

Будьте осторожны при работе с высоким напряжением!

Фьюз-биты для ATMega8

Прикрепленные файлы:

  • Все платы.lay6 (441 Кб)
  • RGB_LED (прошивка для PIC) .hex (3 Кб)
  • Прошивка для ATMega8 (by BARS).hex (19 Кб)

Теги:

  • Часы
  • Sprint-Layout
  • Микроконтроллер
  • AVR

Проекты : Часы, будильники, календари, таймеры

Тимофей Носов 13 мая 2015 г.

Простые часы с ретро лампами ИН-12

Часы собраны по мотивам предыдущей конструкции, но с меньшим бюджетом и на более доступном микроконтроллере PIC16F628A.
Устаревшая модель, см обновление — проект История любви ИН-12.

Часы работают в 24 часовом формате.

Реализован метод борьбы с отравлением катодов ламп (или антиотравление). Перед сменой минут происходит быстрый перебор всех цифр во всех лампах.

Управление часами тремя кнопками – «увеличить», «уменьшить» и «ок» (выбор режима).

Нажатием на кнопку «ок» перебираются следующие режимы:

Изменения и замечания:

1. Добавлены новые функции в программу – см режимы выше. Теперь эксплуатация часов комфортнее, но настройка сложнее.

2. Увеличена частота ШИМ – дроссель перестал пищать; можно использовать индуктивности меньших номиналов. Решая этот вопрос, пришлось пожертвовать мелодичным сигналом будильника (теперь звуковой излучатель при срабатывании будильника просто пикает).

3. Скорректирована схема – добавлен транзистор BC558, ускоряющий закрытие силового полевого транзистора. Теперь полевой транзистор не греется (чуть тёплый при потреблении 12В * 100 мА).

4. Изменен алгоритм подавления засветки соседних разрядов. Ранее для закрытия оптопар использовался пустой такт динамической индикации. Сейчас выполняется задержка для гарантированного закрытия оптопар. Увеличена частота переключения разрядов, свечение цифр стало ярче и «пушистее» .

5. Теперь часы могут работать и от 5В – для этого в схеме вместо стабилизатора КР1158ЕН5А (7805) поставить перемычку. При этом потребуется настроить яркость на максимум (>15 ед). Внимание — при питании 9…12В поднимать яркость больше 15 ед не рекомендуется, т.к. возникает свечение вокруг подводящих электродов цифр.

6. Уменьшено потребление в режиме ожидания (при обесточке), примерно 0,47 мА (ранее было 0,52 мА).

7. Добавлен алгоритм восстановления времения для случаев коротких обесточек при эксплуатации без батарейки.

8. Ранее наличие напряжения контролировалось на пин 18 через делитель напряжения 1:2 (4,7 кОм + 4,7 кОм) для целей ускорения перехода в режим ожидания. Решено ограничиться одним сопротивлением 4,7 кОм (потому что их много у меня). Допустимый входящий ток на пин 18 до 20 мА (см даташит параметр Input clamp current). При питании 20В входящий ток составляет (20 Вольт / 4700 Ом) = 4,2 мА.

9. Газоразрядный индикатор тлеющего разряда является простейшим стабилизатором постоянного тока (стабилитроном). Фактически в моих экземплярах ламп напряжение стабилизации измерено на уровне 175В. Ток свечения цифр подбирается на уровне 1-2 мА. В документации на ИН-12 указан параметр напряжения источника питания. Всё это подвожу к тому, что нет необходимости стабилизировать напряжение питания ламп.

Некоторые детали могут быть заменены.

Стабилизатор напряжения КР1158ЕН5А (TO-251) = 7805 (TO-220)

Полевой транзистор STU6N62K3 (IPAK) = IRF840 (TO-220)

Индуктивность 1000 мкГн = 470 мкГн.

Конденсатор 4,7 мкФ х 350В = 10 мкФ х 350В

Диод Шоттки 1N5817 = 1N5819 (нежелательно).

Много аналогов у установочных компонентов – почти любые горизонтальные держатели батареи CR2032, тактовые кнопки 6х6 мм, пьезоизлучатели диаметром до 12мм, любые доступные панели под микросхемы.

Для повышения точности хода часов кварц 32768 Гц нагружать рекомендованными емкостями. Место монтажа кварца и прилегающие линии отмыть растворителем и просушить. Корпус кварца соединить с общим минусом.

На видео какое-то непонятное мерцание, в реале всё светится равномерно.

01.07.2015 Evgeniy Korzhov

Часы на газоразрядных индикаторах в последнее время стали весьма популярными среди радиолюбителей, такие часы привлекают внимание теплым ламповым свечением, желто-оранжевого цвета. В сети можно найти множество различных вариантов и исполнений, вот и я решил разработать и собрать свой вариант часов, с возможностью синхронизации времени по спутникам GPS.

В последние годы появилось много желающих, которые хотят собрать или приобрести часы на газоразрядных индикаторах, это соответственно вызывает большой спрос на индикаторы, вследствие чего самые востребованные из них заметно подорожали, а крупные индикаторы вовсе имеют заоблачную цену.

Газоразрядный индикатор представляет собой лампу с электродами (катодами), наполненную инертным газом неоном. Катоды могут быть выполнены в виде различных знаков, обычно цифр от 0 до 9, которые располагаются друг за другом стопкой, то есть на разной глубине. При подаче напряжения между анодом и катодом величиной примерно 180 В, вблизи катода по его периметру возникает оранжево-желтое свечение газа (тлеющий разряд). Обычно для поддержания свечения требуется меньшее напряжение, чем для зажигания разряда.

Пожалуй, самый популярный газоразрядный индикатор для сборки часов, это ИН-14. Для начала я решил собрать часы на индикаторах ИН-12, потому что мне удалось приобрести их относительно дешево. Часы без особого труда можно переделать под ИН-14, в дальнейшем я выложу печатную плату для них.

Схема часов на газоразрядных индикаторах

Часы собраны на микроконтроллере PIC16F876A, для которого я написал программу на языке СИ, ниже представлена схема часов на газоразрядных индикаторах:

Для питания индикаторов необходимо высокое напряжение порядка 180-200 В, на схеме имеется стандартный DC-DC преобразователь, собранный на полевом транзисторе VT3, диоде VD1, катушке индуктивности L1 и сглаживающем конденсаторе C3, ШИМ сигнал для транзистора формирует микроконтроллер. Данный преобразователь выдает нестабилизированное напряжение, величина которого зависит от нагрузки. Этого вполне достаточно для питания индикаторов, стабилизированное напряжение не обязательно. Высокое напряжение подается на аноды индикаторов с помощью высоковольтных оптопар U1-U5, через балластный резистор R15, который ограничивает ток через катоды индикаторов. Управление катодами осуществляется при помощи отечественного высоковольтного дешифратора К155ИД1. Для отображения цифр используется метод динамической индикации, с частотой 70 Гц. Яркость индикаторов можно регулировать путем изменения длительности свечения. В общем, эта стандартная и устоявшаяся схема управления газоразрядными индикаторами.

Для отсчета времени используется модуль часов реального времени DS3231, о котором я писал отдельную статью. Светодиоды HL2-HL5 установлены для подсветки индикаторов. В качестве разделителя часов и минут установлен неоновый индикатор ИНС-1. Для возможности синхронизации времени, я добавил в схему GPS модуль GY-NEO6MV2 фирмы Ublox, на сайте имеется подробная статья про этот модуль. Питание на модуль подается через полевой транзистор VT4, который управляется от микроконтроллера. Для воспроизведения звука будильника, установлен зуммер HA1 с встроенным генератором. Для настройки часов установлены 3 кнопки: SB1 “Ввод”, SB2 “+”и SB3 “-”.

Выходное напряжение DC-DC преобразователя зависит от многих факторов: это частота и коэффициент заполнения ШИМ сигнала, индуктивность катушки L1, ток нагрузки. По умолчанию частота равна 26,3 кГц, коэффициент заполнения 90%. Эти параметры можно изменить, записав другие значение в EEPROM память, перед программированием микроконтроллера (подробнее про настройку будет сказано ниже в статье). Увеличение частоты, а также уменьшение коэффициента заполнения снижают выходное напряжение. Уменьшать коэффициент заполнения менее 70% лучше не стоит, при этом наблюдается провал в выходном напряжении. Катушка L1 обладает индуктивностью 470 мкГн, уменьшение индуктивности увеличивает выходное напряжение. На холостом ходу без подключенных индикаторов преобразователь выдает около 250 В, при этом в качестве нагрузки выступает только резистор R2 сопротивлением 300 кОм. При подключении газоразрядного индикатора напряжение уменьшается примерно до 153В. При этом балластный резистор R15 ограничивает ток через катод индикатора на уровне 1,7 мА.

Если потребуется настройка преобразователя, то коэффициент заполнения ШИМ сигнала лучше не менять, а регулировать выходное напряжение, изменяя частоту сигнала, или подобрать катушку с другой индуктивностью. В общем, настройка заключается в установке тока через катод индикатора на уровне 1,4 – 2 мА, при этом выходное напряжение преобразователя с подключенным индикатором, должно быть не менее 150В. Ток задается балластным резистором R15, также можно подбирать номинал нагрузочного резистора R13, он также влияет на выходное напряжение.

Все детали смонтированы на двух печатных платах, индикаторы на односторонней плате, остальные элементы на двухсторонней плате. Платы соединяются между собой при помощи разъемов. Разъем питания, кнопки, зуммер, модуль часов и модуль GPS (либо гнездо 3,5 мм) монтируются с задней стороны двухсторонней платы. Из-за отсутствия металлизации, в отверстиях, где проводники подходят с обеих сторон, я прокладывал тонкий луженый провод и пропаивал совместно с выводами элементов. Перед монтажом модуля часов, из него необходимо выпаять резистор, подающий внешнее питание (5В) на батарейку (3В), иначе батарейка выйдет из-строя, также по желанию можно выпаять светодиод и микросхему памяти.

Зуммер HA1 должен быть с встроенным генератором. Отечественный дешифратор DD2 можно заменить зарубежным аналогом SN74141N, полевой транзистор VT4 можно заменить на IRLML2244, IRLML6402 и др., полевой транзистор VT3 на IRF840, высокочастотный диод VD1 на HER107, HER108, STTH110, UF4007. Транзисторы VT1, VT2 можно заменить на любые аналогичные.

Корпус для часов на газоразрядных индикаторах сделан из листового гетинакса толщиной 3мм. Я нарезал 6 прямоугольных пластин, из 4 пластин склеил каркас, с помощью быстросохнущего эпоксидного клея. В лицевой пластине сделал вырезы под индикаторы, с внутренней стороны приклеил 4 стойки с резьбой М4, соосно с отверстиями печатных плат. Корпус соответственно закрывается задней крышкой болтами М4, которые проходят сквозь отверстия печатных плат и вворачиваются в стойки лицевой панели.

Настройка часов на газоразрядных индикаторах

Для питания часов я использовал блок питания на 5В, средний потребляемый ток 0,12А, в режиме синхронизации времени до 0,2А. При первом включении, индикатор разделитель часов и минут мигает с частотой 2Гц, это означает, что время не установлено или не синхронизировано. Время можно установить вручную или синхронизировать по спутникам GPS, после чего светодиод будет мигать с нормальной частотой 1Гц.

Во время отображения текущего времени, кнопки “+” и “–” регулируют яркость светодиодов HL2-HL5 (подсветка индикаторов) от 0 до 100%, всего 10 уровней.

Для входа в меню настройки параметров, нужно одновременно нажать кнопки “+” и “–”, на индикаторах высветятся цифры , первая цифра слева – номер параметра, последние две или одна мигающая цифра справа – значение параметра.

Первый параметр это часовой пояс, который нужен для корректировки значения часов во время синхронизации по GPS, так как модуль получает всемирное координированное время UTC. Значение часового пояса можно задать кнопками “+” и “–”, в пределах от –12 до +12 (по умолчанию –1 либо 0). Если разделитель светится, то число отрицательное, и наоборот. Для перехода к следующему параметру нужно нажать кнопку “Ввод” (короткое или длительное нажатие).

Второй параметр: режим синхронизации времени по GPS, по умолчанию синхронизация отключена, на индикаторах отображаются цифры . Кнопками “+” и “–” можно выбрать значение от 0 до 4. Цифре 1 соответствует период синхронизации каждый день, 2 – каждую неделю, 3 – каждые 2 недели, 4 – каждый месяц, 0 – автоматическая синхронизация отключена. По времени, синхронизация происходит в 15.00 по определенным числам месяца, для еженедельного периода это 1, 8, 15, 22 число. Для периода 1 раз в 2 недели это 1 и 15 число, если 1 раз в месяц то 1 число.

Третий параметр – регулировка яркости газоразрядных индикаторов, по умолчанию установлена максимальная яркость, на индикаторах отображаются цифры . Кнопками “+” и “–” можно задать требуемую яркость в пределах от 1 до 20. Также предусмотрен режим ночной яркости от 22:00 до 08:00, который можно задать через EEPROM память микроконтроллера.

Далее после нажатия кнопки “Ввод”, следует настройка даты и времени, сначала настройка года, на индикаторах отображаются цифры . Затем следует настройка даты, на индикаторах отображаются слева число месяца, справа номер месяца . Короткое нажатие кнопки “Ввод” переключает редактирование между числом и номером месяца, длительное нажатие выполняет переход к очередному параметру. Следующий параметр – день недели, можно задать значения от 1 до 7, цифра 1 соответствует Понедельнику, 2 – Вторник и т.д. И наконец, в последнюю очередь выполняется настройка времени, часов и минут.

Из меню настройки параметров можно выйти в любой момент, для этого нужно удерживать кнопку “Ввод” и одновременно нажать кнопку “+” либо “–”, также имеется автоматический выход из любого меню по бездействию в течение 2-х минут.

Описанные в этой статье часы на газоразрядных индикаторах отличаются от остальных тем, что время можно не настраивать, эти данные можно получить по GPS. Кроме автоматической синхронизации, имеется возможность запуска синхронизации в любой момент, для этого нужно удерживать кнопку “+”. На индикаторах высветятся мигающие цифры , по мере поиска спутников все цифры сменятся на , после чего примерно через 20 секунд произойдет обновление времени, индикатор разделитель при этом начнет мигать с частотой 1Гц. Во время синхронизации дата не обновляется. Если в течение 15 минут GPS модуль не поймает сигнал от спутников, индикатор разделитель будет мигать с частотой 2Гц, индицируя неудачную синхронизацию времени. Удерживание кнопки “–” во время синхронизации, принудительно завершит процедуру обновления времени.

GPS модуль GY-NEO6MV2 выпускается в двух вариантах: это синяя плата с большой антенной и красная плата с маленькой антенной. С маленькой антенной модуль хуже ловит сигнал от спутников, нежели с большой антенной. Я разработал печатные платы под оба варианта. Для улучшения приема и надежной синхронизации, GPS модуль можно отдельно закрепить на окне и соединить с часами при помощи кабеля. Для этого варианта на печатных платах предусмотрено место под гнездо PJ-358 (3,5 мм).

Для связи с микроконтроллером, GPS модуль должен иметь следующие настройки порта: скорость передачи 9600 бит в секунду, 8 бит данных, 1 стоповый бит. Обычно модуль поставляется с указанными настройками, если это не так, нужно изменить параметры порта через программу u-center, подключив модуль к компьютеру через USB-UART переходник.

Для настройки будильника нужно удерживать кнопку “Ввод”, на индикаторах высветится время будильника, по умолчанию 08:00. Редактирование значений часов и минут аналогично настройке времени. Далее после длительного нажатия кнопки “Ввод” следует настройка активации будильника по дням недели. На индикаторах высветятся цифры , первая цифра слева – указывает на день недели, последняя мигающая цифра справа отображает состояние будильника: 0 – выключен, 1 –включен. Кнопки “+” и “–” меняют значение. Короткое нажатие кнопки “Ввод” переключает дни недели. Соответственно можно выбрать дни недели, по которым будет срабатывать будильник. Для завершения настройки нужно удерживать кнопку “Ввод”. Из меню будильника можно выйти в любой момент, таким же способом, как и для меню настройки параметров. Сигнал будильника звучит 5 минут, его можно выключить нажатием любой кнопки.

Все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM) микроконтроллера.

Короткими нажатиями кнопки “Ввод” можно посмотреть соответственно дату, год, и перейти к отображению текущего значения минут и секунд.

При потере связи с часами DS3231, на индикаторах высветится код ошибки 3231.

В следующей таблице представлены дополнительные настройки часов на газоразрядных индикаторах, если потребуется изменить параметр, то перед программированием микроконтроллера необходимо записать в соответствующую ячейку EEPROM новое значение параметра.

Адрес ячейки EEPROM Описание Пределы значений Значение по умолчанию
0x01 Частота ШИМ сигнала.
Формула расчета Fшим = 1000/(X+1), кГц
31<X<40 X=37
(F=26,3кГц)
0x02 Коэффициент заполнения ШИМ 1<X<99 X=90
0x03 Яркость в ночном режиме 1<X<20 X=яркость из меню настроек параметров
0x04 Функция “антиотравления” катодов. Период перебора цифр, минуты 0<X<15 X=2
(При X=0, функция отключена)

Одним из недостатков газоразрядных индикаторов является то, что цифры укладываются стопкой, друг за другом. В случае редкого включения отдельных катодов (цифр), на них оседают частицы металла, распыляемого другими включенными катодами, что приводит к “отравлению” редко используемых катодов”. Со временем на таких катодах появляются тусклые области, и возникает неравномерное свечение, в дальнейшем такие области вовсе перестают светиться. Чтобы снизить скорость “отравления” катодов, обычно применяют различные эффекты перебора всех цифр, то есть быстрое последовательное переключение цифр по кругу.

Как видно из таблицы, в часах предусмотрена функция “антиотравления” индикаторов. При программировании можно задать период перебора цифр, или вовсе выключить данную функцию.

Я разместил GPS модуль отдельно от часов в небольшом корпусе (отсек от батареек 2xAAA), который закрепил на окне. С часами модуль соединяется при помощи кабеля. Все соединения на разъемах типа джек 3,5 мм.
Часы на газоразрядных индикаторах станут отличным дополнением к интерьеру комнаты, и будут радовать окружающих своим теплым ламповым свечением.

До этого я уже собирал не менее привлекательные часы на индикаторах ИВ-11, желающие могут ознакомиться со статьей на этом сайте.

Ниже представлены ссылки на модули и комплектующие для сборки часов на газоразрядных индикаторах:

Модуль часов реального времени DS323
GPS модуль u-blox NEO-6mv2
Микроконтроллер PIC16F876A
Полевой транзистор IRLML9301
Полевой транзистор IRF830
Дешифратор SN74141N
Оптопара TLP627

Печатная плата в формате Sprint Layout 6
Прошивка и исходник программы

Последние записи:

  • Часы на газоразрядных индикаторах
  • Стробоскоп своими руками
  • Часы на индикаторах ИВ-11
  • Солнечный трекер

Восстанавливаем старые часы «Электроника-7»

Доброго времени суток, уважаемые хабражители!
Началась эта история так. Во время работы на объекте, разместившимся в здании бывшего завода (кажется, металлоконструкций) с длинным названием (и, конечно же, имени очередного великого лидера партии) я увидел в куче хлама, предназначавшейся на выброс, одну вещь. Каковая вещь ударила по мне страшным приступом ностальгии, ибо точно такая же висела в холле СКБ (с не менее длинным и многосложным названием, чем вышеупомянутый завод), где работала когда-то моя мама, и где прошло немало времени из моего детства. Встречайте — часы «Электроника 7-06».
Конечно же, я не мог устоять от соблазна восстановить (а может быть, и доработать?) их. Кому интересен процесс, а равно и конечный результат — прошу под кат (осторожно, некоторое количество схем и фото!).

1. Немного теории

Схема часов свободно доступна в интернете. Элементной базой является 176 серия микросхем. Индикаторы — газоразрядные типа ИВ-26. Ниже представлен оригинал схемы.
Рис. 1. Оригинальная схема, часть 1
Рис. 2. Оригинальная схема, часть 2

2. Начнем-с

Часы были извлечены из кучи мусора, отвезены домой и препарированы. После очистки от мусора, накопившегося внутри, моим глазам предстало вот что.
Включаем. В принципе, всё работает. Но: индикаторы выгорели. Достать такие же ИВ-26 уже негде. Гугл дает множество ссылок, повествующих нам, как заменить эти ИВ-26 на светодиоды, а то и на готовые семисегментные сборки. Да только вот же незадача — это выглядит уже совсем не так… осовремененно и оттого попсово выглядит, я бы сказал. Поэтому моя задача номер один: восстановить индикаторы на светодиодах, максимально сохранив при этом внешний вид.

3. Табло

При взгляде на расчески из проводов, ведущие к табло, а также на схемы этих табло с сумматорами на диодах, мне становится несколько неуютно. Сложновато в наладке, запросто можно провода перепутать. Да и слабоваты выходы 176-й серии, чтобы напрямую светодиодами управлять. Плюс хотелось бы иметь возможность регулировки яркости индикации, желательно по сценарию тоже — ночью высокая яркость не совсем уместна дома. Стабильность опорного генератора на 25-тилетней давности компонентах мне тоже никто не гарантирует. Прикинув так и этак, я решил видоизменить схему полностью.

Каждый индикатор — светодиодная матрица 7 х 11, так выходит по количеству точек на оригинальных ИВ-26. Управляет ей хорошо всем известная ATtiny2313. Она же хранит в себе образы символов для отображения, таблицу знакогенератора, говоря иначе. Даже без всяких оптимизаций по 11 байт на символ в нее сотня символов точно влезет — значит, потенциально можно не только цифры писать на табло. И таких матриц у меня будет 4. А что отображать, они пусть получают по UART. Ну а собственно что будет считать время и отправлять по этому интерфейсу данные для табло — это позже. Я подумаю об этом позже (с). Зато к каждой матрице подходит всего 3 провода — GND, +5V и Data. Я посчитал, что однонаправленной линии передачи для данной задачи вполне достаточно.
Индикация динамическая, для выбора строк используется узел на регистрах 74HC595, а для выбора столбца — дешифратор 74HC238. Конструкция AVR + 74HC595 хорошо описана и интереса не представляет. К сожалению, SPI у tiny2313 какой-то порезанный, поэтому загрузка данных в регистры выполняется программно. Плюс к тому при попытке использовать SPI возникли проблемы с разводкой платы, поэтому я отказался от этой идеи. Дешифратор подключен через транзисторную сборку ULN2003 для увеличения мощности.
Изначально я планировал использовать для регулировки яркости светодиодов дополнительный транзистор, управляемый посредством аппаратного ШИМа на таймере T0, но возникла проблема: ШИМ, накладываясь на динамическую индикацию (их частоты, конечно, не совпадали), порождал неприятное мерцание светодиодов. Поэтому ШИМ программный, а реализован он с помощью дешифратора выбора столбца. Как видно, индикатор-то имеет 7 столбцов, а выходов у дешифратора 8, и последний выход не подключен. Выбирая его, мы гасим всю матрицу.
Ток светодиодов ограничен сопротивлениями. Исходя из документации на примененные LED-5213-PGC-6cd, на них падает 3 — 3,5В при токе 20 мА, примем в среднем 3,2В. Плюс еще 1В падения на ULN2003. Итого (5 — 3,2 — 1) / 0,02 = 40 Ом. Я взял на 39 Ом.
Переключателями SA1 задается адрес платы. Такой подход позволяет сделать все 4 платы одинаковыми.
К сожалению, металлизацию отверстий в домашних условиях я пока не осилил. Поэтому плата однослойная и количество перемычек на ней может ужаснуть, хоть и сводилось к минимуму всему усилиями.
Принципиальная схема приведена ниже.
Рис. 3. Принципиальная схема индикатора
А вот фото платы на одном из этапов изготовления (только что нанесен и проявлен фоторезист).
Протокол обмена очень простой:
Первый байт всегда FF, это заголовок пакета.
Второй байт — адрес платы.
Третий байт — данные для отображения, код символа согласно ASCII.
Четвертый — желаемая яркость в диапазоне 00 — FE.
В конце — младшие 8 бит от суммы всех байт пакета, проверка целостности. Если сумма равна FF, заменяем на FE. Пример пакета:
FF 01 32 80 B2 — вывести символ «2» на плате с адресом 1, яркость — половина от максимума.
В процессе написания кода мне также пришла идея сделать так, что плата индикации в момент старта до получения первых данных отображает свой адрес. Оказалось удобно при отладке.

4. Блок питания

Родной блок содержит в себе трансформатор с двумя обмотками: одна выдает 22В, которые применялись для питания анодов индикаторов, и 3,8В для питания их накалов. Конденсаторы, конечно, свою емкость потеряли, к тому же нам потребуются +5В. Значит, схему придется пересмотреть. Кроме того, предусматривается возможность питать логику от 6 батареек по 1,5В, чтобы не сбивалось время при обесточивании. Батарейки — это как-то несерьезно, требуют регулярной замены, так что я переделал этот узел на работу со стандартным аккумулятором 6В, 4.5 А*ч.
Однако ж, 22 * 1,41 = 31В. Нда, обычной 7805 тут не обойдешься, разве что мы хотим прикрутить сюда еще и функцию комнатного обогревателя. Непродолжительный гуглинг, и на помощь приходит LM2576-5.0 — интегральный импульсный стабилизатор с выходным током до 3А, которая даже нашлась в местном магазине радиодеталей.
Поиск, где бы мне спереть безвозмездно позаимствовать схему зарядного устройства с целью уменьшения количества созданных велосипедов, привел меня сюда (вообще, сайт посвящен именно велосипедам, что в контексте фразы несколько улыбает). Однако, схемка-то на линейных стабилизаторах… впрочем, существует версия вышеупомянутой LM2576 с перестраиваемым выходным напряжением. Фактически, нужно сваять источник с ограничением вида «выходное напряжение примерно 6 — 14В (с подстройкой, чтобы можно было и на 12В аккумулятор подцепить), выходной ток не выше 0,5А (тоже с подстройкой)». После некоторых раздумий получилось нечто такое.
Рис. 4. Схема источника питания
Переключение режима «зарядка / работа от аккумулятора» производится обычным механическим реле с обмоткой на 220В, подключенной параллельно первичной обмотке силового трансформатора. Несколько наивно, но, как ни парадоксально, вполне работает.

5. Сердце системы

Вот и настало то самое «позже», в котором я обещал себе подумать о том, что же будет собственно время считать, и управлять индикаторами. А еще лучше, если оно еще и синхронизировать его будет с мировым. По NTP, например. Или DAYTIME. Благо, что Wi-Fi в доме имеется. И самое главное, да. Чуть не забыл. В этих часах таки остался один родной элемент индикации, который такой трогательный, что я счел кощунственным его менять. Ибо воссоздать такое же не смогу, да и рабочий он вполне. Мигающая секундная точка на индикаторе ИВ-4! Вот еще ей надо мигать.
Я долго ковырял форумы на предмет сопряжения AVR и Wi-Fi, смотрел, как это делали на Arduino… но цена меня удручает. И тут мой взгляд упал на купленную с целью изучения с последующим созданием торрентокачалки «малинку», лежащую на полке…
Нет, ну это даже не пушкой по воробьям. Это просто удар главного калибра Звезды Смерти с целью уничтожения злых бактерий под ободком унитаза. А с другой стороны — не всё ли равно, где эта торрентокачалка будет стоять? Места под USB-HDD в корпусе часов более чем достаточно. Кроме того, мой опыт работы с *nix-системами пока не очень значителен — отличный повод расширить кругозор. Примерно эти мысли пролетели у меня в голове, и судьба малинки была решена. Ну пусть тогда еще уличную температуру показывает, что-ли… раз уж такими мощностями разжился. Да и знакогенератор табло теперь позволяет плюсы-минусы рисовать.
Как прикрутить к rPi часы реального времени, а также как ее вообще включить, провести начальную настройку, установить туда торрент-клиент — сказано много раз до меня. Впрочем, некоторое количество ссылок, показавшихся мне полезными, я все же приведу ниже.
Уличную температуру я беру с Рамблера. Выбор обусловлен предпочтениями моей второй половинки.
Итак, поэтапно все действия с «малинкой»:
Вот читаем, как подружить ее с Wi-Fi-адаптером TP-Link TL-WN725N.
А вот — как установить VNC-сервер, может пригодиться.
доходчиво расписано, как поднять Samba.
А вот , как работать со встроенным UART.
Вот такой скрипт синхронизирует время с мировым с помощью NTP.
timesync.sh #!/bin/bash sudo service ntp stop sleep 5 sudo ntpdate time.nist.gov time.windows.com sleep 5 sudo service ntp start
Этот скрипт читает с Рамблера погоду, складывая принятые данные в файл
getweather.sh ##!/bin/bash URL=»http://api.rambler.ru/weather/informer?content_type=xml» FILENAME=/home/pi/clock/weather.dat WEATHER=$(curl ${URL} | grep -o -E «(<now><temp>)?{1,2}(<\/temp>)» | grep -o -E «?{1,2}») if then echo «Get weather failed!» else echo -ne » » > ${FILENAME} echo -ne $(printf «%+03d» ${WEATHER}) >> ${FILENAME} fi
Основной скрипт, передает данные через UART для отображения:
send.sh #!/bin/bash DATAPATH=/home/pi/clock/weather.dat declare -i LOW_BRIGHT=5 declare -i HIGH_BRIGHT=100 send_data () { DATA=$1 LEN=${#DATA} stty -F /dev/ttyAMA0 cs8 -cstopb raw speed 19200 > /dev/null for((i=0; i<$LEN; i++)); do ADDRESS=$(printf «%d» $(($i+1))) CHAR=$(printf «%d» ${DATA:$i:1}) if then CHAR=32 fi HOUR=$(date | cut -c 12-13) if ((«$HOUR» > «20»)) || ((«$HOUR» < «7»)) then BRIGHTNESS=$(printf «%d» $LOW_BRIGHT) else BRIGHTNESS=$(printf «%d» $HIGH_BRIGHT) fi CHECKSUM=$((($ADDRESS+$CHAR+$BRIGHTNESS-1)%256)) if then CHECKSUM=254 fi ADDRESS=$(printf «%o» $ADDRESS) CHAR=$(printf «%o» $CHAR) BRIGHTNESS=$(printf «%o» $BRIGHTNESS) CHECKSUM=$(printf «%o» $CHECKSUM) MESSAGE=»\0377\0$ADDRESS\0$CHAR\0$BRIGHTNESS\0$CHECKSUM» echo -ne «$MESSAGE$MESSAGE» > /dev/ttyAMA0 done } if then HOUR=$(date | cut -c 12-13) MINUTE=$(date | cut -c 15-16) TIME=»${HOUR}${MINUTE}» send_data $TIME exit 0 fi if then WEATHER=$(cat ${DATAPATH}) if then echo «No weather info found» exit 0 fi send_data «$WEATHER» exit 0 fi if then send_data «HELO» sleep 5 send_data «HABR» sleep 5 send_data » » exit 0 fi echo «Usage: send.sh time | weather | startup» exit 0
И — да. Точкой секундной мигаем.
blink.sh #!/bin/bash sudo echo «25» > /sys/class/gpio/export sudo echo «out» > /sys/class/gpio/gpio25/direction while true do echo «1» > /sys/class/gpio/gpio25/value sleep 0.5 echo «0» > /sys/class/gpio/gpio25/value sleep 0.5 done
Теперь добавим все это хозяйство в cron:
# m h dom mon dow command 0/15 * * * * /home/pi/clock/timesync.sh 0/15 * * * * /home/pi/clock/getweather.sh * * * * * sleep 00; /home/pi/clock/send.sh time * * * * * sleep 10; /home/pi/clock/send.sh weather * * * * * sleep 15; /home/pi/clock/send.sh time * * * * * sleep 25; /home/pi/clock/send.sh weather * * * * * sleep 30; /home/pi/clock/send.sh time * * * * * sleep 40; /home/pi/clock/send.sh weather * * * * * sleep 45; /home/pi/clock/send.sh time * * * * * sleep 55; /home/pi/clock/send.sh weather
И… и всё. Вешаем на стену, наслаждаемся, ностальгируем. Фото процесса (кликабельно), а также традиционное приветствие жителям Хабра можно увидеть ниже.
Внимание! Автору статьи при рождении вырезали художественное чувство, как будущему инженеру не нужное. Ценителям незаваленных горизонтов, композиции кадра и всякого прочего баланса белого просьба на этом месте прекратить чтение и перейти сразу к комментариям, во избежание получения серьезных душевных травм.
Крепление плат индикации на шасси. Рядом лежит плата блока питания.
Красим проржавевшие задние крышки.
Первое включение в собранном виде. Платы отображают свои адреса.
Все элементы установлены на шасси.
Покрупнее, та же стадия.
Упаковываем в корпус.

И — логическое завершение!

Время.
Температура за бортом.
Все схемы, печатные платы и прошивки можно взять .

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх