Электронные часы-будильник на газоразрядных индикаторах и МК
Завораживающее неоновое свечение отчасти похожее на свечение электровакуумных ламп, похожий внешний вид. Все это дает ощущение прошлого на этапе освоения, познания и начала применения электричества, насколько можно представить по книгам, фильмам, иллюстрациям. Вот так завернул. Но обо всем по-порядку.
Это все к тому, что не обязательно возвращаться к возможностям прошлого, а использовать доступное настоящее. Есть, конечно, и другие способы реализации, здесь же рассматривается конкретное решение поставленной задачи на микроконтроллере (МК) производства фирмы Atmel ATmega8.
Внешнее соответствие «призракам» прошлого полностью зависит от фантазии, взглядам, вкусам человека, изготавливающего сей девайс в ретро-стиле. Бесспорно, кому-то нравятся другие направления в оформлении, тогда вам и карты в руки.
- Индикация времени в формате ЧЧ:ММ:СС
- Возможность показа разделительных точек (для большей наглядности)
- Возможность показа даты в формате ДД:ММ:ГГ в начале каждого часа (~10 сек)
- Принудительный показ даты
- Возможность воспроизведения ежечасного сигнала
- Установка до 10-ти будильников на разное время в формате ЧЧ:ММ
- Повтор сигнала (если не был выключен) будильника через 5 минут с момента срабатывания
- Изменение эффекта переключения цифр (плавное переключение)
- Сохранение настроек и продолжение отсчета времени при отключении питания
- Через каждые 10 дней работы в 00:00:00 включается 2-хминутный режим антиотравление катодов
Исходя из этого описания следует, что нужно заставить индикаторы «зажигать» свои катоды в требуемой последовательности под управлением МК. Структурная схема будет состоять из следующих частей (см. рисунок):
Источник питания (ИП) — тут все просто. ИП предназначен для питания всех элементов схемы.Он должен включать как высоковольтный источник постоянного напряжения для питания устройства индикации (УИ), так и источник низкого напряжения для питания устройства управления и других элементов.
Устройство управления (УУ) — включает в себя сам МК и некоторые другие элементы, непосредственно участвующие в управлении ГРИ.
Устройство индикации (УИ) — можно разделить на сам индикатор и его высоковольтный драйвер анодного напряжения.
Часы реального времени (ЧРВ) — специализированная ИМС, которая ведет отсчет времени, также включает в себя календарь с указанием номера дня недели.
Теперь рассмотрим более подробно структуру данного устройства.
В данной конструкции применены газоразрядные индикаторы ИН-12 и индексом «А» или «Б» (отличие ИН-12Б в том что присутствует ещё один катод в виде запятой, в схеме он не используется)
Обзор набора для сборки ретро-часов на лампах ИН-4 — NM4
Часы на конденсаторах РР22
Часы на газоразрядных индикаторах на конденсаторах данного типа позволяют более стабильно передавать сигнал. Порог мониторинга в данном случае будет довольно высоким. Резисторы в часах используются только с сопротивлением не ниже 6 Ом. Напряжение на входе должно составлять не менее 6 В. Согласование уровней происходит только за счет переключения катодов.
Часы на газоразрядных индикаторах с двумя микросхемами на сегодняшний день встречаются довольно редко. Необходимы они для более быстрой синхронизации процесса. В этом случае переключение катодов ламп осуществляется за считанные нс. Биполярные транзисторы для таких часов использоваться не могут. Минимальный уровень сопротивления в данном случае должен находится на уровне 50 Ом.
В свою очередь, транзисторы обязаны выдерживать напряжение тока в 30 А. Конвертеры в часах, как правило, устанавливают импульсного типа. За счет этого переключение на двоичный формат происходит быстро. Непосредственно согласование уровней происходит в микроконтроллере. Регулировать напряжение в устройстве можно за счет стабилизатора. Однако минимальная емкость конденсатора должна составлять 22 пФ.
Часы на газоразрядных индикаторах
Часы на газоразрядных индикаторах
2013-02-24 в 20:15, admin , рубрики: DIY, diy или сделай сам, NIXIE CLOCK, Песочница, Программинг микроконтроллеров, метки: DIY, NIXIE CLOCK
Сначала она была собрана на макетной плате и показала отличные результаты. Все запустилось сразу и никакой настройки не потребовалось. При питании от 12В. на выходе получилось 175В. В собранном виде блок питания часов выглядит следующим образом:
Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее (^__^) ). В собранном виде плата 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.
Ну а теперь неплохо было бы нарисовать общую схему, сказано – сделано, вот она:
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 датчиков 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.
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:
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.
PS Статья первая, где-то мог ошибиться/напутать — пожелания и советы к исправлению приветствуются.
