Recientemente, los relojes con indicadores de descarga de gas se han vuelto muy populares. Estos relojes brindan a muchas personas la cálida luz de sus lámparas, crean comodidad en el hogar y una sensación indescriptible de respirar el pasado. Averigüemos en este artículo de qué están hechos estos relojes y cómo funcionan. Diré de inmediato que este es un artículo de revisión, por lo que muchos lugares poco claros se discutirán con más detalle en los siguientes artículos.
El reloj se puede dividir en los siguientes bloques funcionales:
1)Bloque de alto voltaje
2)Bloque de visualización
3)Contador de tiempo
4)Unidad de retroiluminación
Veamos cada uno de ellos con más detalle.
Bloque de alto voltaje
Para que el número dentro de la lámpara se encienda, debemos aplicarle voltaje. La peculiaridad de las lámparas de descarga de gas es que el voltaje requerido es bastante alto, alrededor de 200 voltios CC. La corriente de la lámpara, por el contrario, debe ser muy pequeña.
¿Dónde se puede conseguir este tipo de tensión? Lo primero que me viene a la mente es una toma de corriente. Sí, puedes utilizar tensión de red rectificada. El diagrama se verá así:
Las desventajas de este esquema son obvias. Esta es la ausencia de aislamiento galvánico, no hay seguridad ni protección del circuito en absoluto. Por lo tanto, es mejor comprobar el funcionamiento de las lámparas, teniendo mucho cuidado.
En los relojes, los diseñadores tomaron un camino diferente, aumentando el voltaje seguro al nivel requerido mediante un convertidor DC-DC. En pocas palabras, un convertidor de este tipo funciona según el principio de oscilación. Podemos, aplicando una ligera fuerza manual al columpio, darle una aceleración bastante grande, ¿verdad? El convertidor DC-DC es el mismo: bombeamos bajo voltaje a alto voltaje.
Le daré uno de los circuitos convertidores más comunes (haga clic para ampliar, el circuito se abrirá en una nueva ventana)
Un circuito con el llamado transistor de efecto de campo semicontrolador. Proporciona energía suficiente para encender seis lámparas sin calentarse tanto como una plancha.
Bloqueo de pantalla
El siguiente bloque funcional es la indicación. Consiste en lámparas en las que los cátodos están conectados en pares y los ánodos están conectados a optoacopladores o interruptores de transistores. Normalmente, los relojes utilizan una visualización dinámica para ahorrar espacio en la placa de circuito impreso, miniaturizar el circuito y simplificar el diseño de la placa.
contador de tiempo
El siguiente bloque es un contador de tiempo. La forma más sencilla de hacerlo es con un chip DS1307 especializado.
Proporciona una excelente precisión del tiempo. Gracias a este chip, el reloj mantiene la hora y la fecha correctas, a pesar de un corte de energía prolongado. El fabricante promete hasta 10 años (!) de duración de la batería con una batería redonda CR2032.
A continuación se muestra un diagrama de conexión típico para el chip DS1307:
También hay microcircuitos similares que producen muchas empresas que producen componentes de radio. Estos chips pueden proporcionar un cronometraje particularmente preciso, pero serán más caros. Me parece que no es aconsejable su uso en relojes domésticos.
Bloque de retroiluminación
La unidad de retroiluminación es la parte más sencilla del reloj. Se instala a voluntad. Estos son solo LED debajo de cada lámpara que proporcionan iluminación de fondo. Pueden ser LED de un solo color o LED RGB. En este último caso, puedes elegir cualquier color de luz de fondo o incluso hacer que cambie suavemente. En el caso de RGB se requiere un controlador adecuado. La mayoría de las veces, esto lo hace el mismo microcontrolador que cuenta el tiempo, pero para simplificar la programación, puede instalar uno adicional.
Bueno, ahora algunas fotos de un proyecto de reloj bastante complejo. Utiliza dos microcontroladores PIC16F628 para controlar la hora y las lámparas y un controlador PIC12F692 para controlar la retroiluminación RGB.
Color de retroiluminación turquesa:
Y ahora verde:
Color rosa:
Todos estos colores se pueden ajustar con un botón. Puedes elegir cualquiera. Los diodos RGB son capaces de producir cualquier color.
Y esta es una pieza de un convertidor de alto voltaje. A continuación, en la foto, se muestra un transistor de efecto de campo, un diodo ultrarrápido y un condensador de almacenamiento de un convertidor CC-CC.
El mismo convertidor, vista inferior. Se utilizan un inductor SMD y una versión SMD del chip MC34063. En la foto, el fundente restante aún no se ha eliminado.
Y esta es una versión simplificada del reloj de cuatro lámparas. También con retroiluminación RGB
Bueno, esta es una estructura de reloj clásica basada en lámparas de descarga de gas Sunny Clock, retroiluminación estática y una forma ligeramente inusual de controlar las lámparas usando un par de decodificadores K155ID1.
En el próximo artículo hablaremos con más detalle sobre los convertidores DC-DC y la producción de alto voltaje. También analizaremos en detalle el proceso de ensamblar dicho convertidor y encender una lámpara con él.
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Esto generó muchas preguntas de quienes querían ensamblarlo, o de quienes ya lo habían ensamblado, y el circuito del reloj en sí ha sufrido algunos cambios, decidí escribir otro artículo dedicado a los relojes con indicadores de descarga de gas. Aquí describiré mejoras/arreglos tanto para el circuito como para el firmware.
Así, el primer inconveniente al utilizar este reloj en un apartamento fue la luminosidad. Si durante el día no interfería en absoluto, por la noche iluminaba bastante bien la habitación, interfiriendo con el sueño. Esto se hizo especialmente notable después de rediseñar la placa e instalar LED azules en la iluminación de fondo (la iluminación de fondo roja resultó ser una opción fallida, ya que la luz roja ahogó el brillo de las lámparas). Reducir el brillo con el tiempo no tuvo mucho efecto, porque Me acuesto a diferentes horas y el reloj atenúa la luminosidad al mismo tiempo. O todavía estoy despierto, pero el brillo ha disminuido y la hora no es visible. Por lo tanto, decidí agregar un sensor de luz o, más simplemente, un fotorresistor. Afortunadamente, había muchos pines ADC para la conexión. No hice una dependencia directa del brillo del nivel de iluminación, sino que simplemente configuré cinco gradaciones de brillo. El rango de valores ADC se dividió en cinco intervalos y a cada intervalo se le asignó su propio valor de brillo. La medición se realiza cada segundo. El nuevo nodo del circuito se ve así:
Un fotorresistor convencional actúa como sensor de luz.
El siguiente cambio afectó a la fuente de alimentación del reloj. El hecho es que el uso de un estabilizador lineal impuso restricciones en el rango de voltaje de suministro, además el estabilizador se calentó durante el funcionamiento, especialmente cuando los LED estaban en su máximo brillo. La calefacción era débil, pero quería deshacerme de ella por completo. Por lo tanto, se agregó otro estabilizador de conmutación al circuito, esta vez uno reductor. El microcircuito sigue siendo el mismo que en el convertidor elevador, solo ha cambiado el circuito.
Todo aquí es estándar, según la hoja de datos. La corriente que requiere el circuito para su funcionamiento es inferior a 500mA y no se necesita un transistor externo, la clave interna del microcircuito es suficiente.. Como resultado, se detuvo cualquier calentamiento de la parte de suministro del circuito. Además, este convertidor no teme los cortocircuitos en la salida ni las sobrecargas. También ocupa menos espacio en la placa y protegerá contra inversiones accidentales del voltaje de suministro. En general, sólidas ventajas. Es cierto que las pulsaciones de la fuente de alimentación deberían haber aumentado, pero esto no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento del circuito.
Además de la parte electrónica, también ha cambiado la apariencia del dispositivo. Ya no hay una enorme pila de cables. Todo está ensamblado en dos placas, que se pliegan formando un “sándwich” y se conectan mediante conectores PLS/PBS. Los propios tableros se sujetan con tornillos. El tablero superior contiene lámparas, interruptores de transistores de ánodo y LED de retroiluminación. Los propios LED se instalan detrás de las lámparas, no debajo de ellas. Y en la parte inferior hay circuitos de alimentación, así como un microcontrolador con cableado (la foto muestra una versión anterior del reloj, que aún no tenía sensor de luz). El tamaño de los tableros es de 128x38mm.
Las lámparas IN-17 fueron reemplazadas por IN-16. Tienen el mismo tamaño de caracteres, pero el factor de forma es diferente: Después de que todas las lámparas se volvieron “verticales”, se simplificó el diseño del tablero y se mejoró la apariencia.
Como puedes ver en la foto, todas las lámparas están instaladas en paneles únicos. Los zócalos para IN-8 están hechos de contactos de conector D-SUB hembra. Después de quitar el marco de metal, se separa fácil y naturalmente de estos mismos contactos. El conector en sí tiene este aspecto:
Y para IN-16 de los contactos de una regla de pinza convencional:
Creo que debemos poner fin inmediatamente a posibles dudas sobre la necesidad de tal decisión. En primer lugar, siempre existe el riesgo de que la lámpara se rompa (un gato podría trepar dentro o tirar del cable, en general, puede pasar cualquier cosa). Y en segundo lugar, el grosor del cable del conector es mucho menor que el grosor del cable de la lámpara, lo que simplifica enormemente el diseño de la placa. Además, al sellar la llama en el tablero, existe el peligro de romper el sello de la lámpara debido al sobrecalentamiento de la salida.
Bueno, como siempre, un esquema de todo el dispositivo:
Y vídeo de la obra:
Funcionan de manera estable, no se han identificado errores en seis meses de funcionamiento. En verano nos quedamos sin comer durante más de un mes mientras yo estaba fuera. Llegué, lo encendí, el tiempo no se me pasó y el modo de funcionamiento no se desvió.
El reloj se controla de la siguiente manera. Al pulsar brevemente el botón BOTÓN1 se cambia el modo de funcionamiento (RELOJ, RELOJ+FECHA, RELOJ+TEMPERATURA, RELOJ+FECHA+TEMPERATURA). Cuando mantienes presionado el mismo botón, se activa el modo de configuración de hora y fecha. El cambio de lecturas se realiza usando los botones BOTÓN2 y BOTÓN3, y el desplazamiento por las configuraciones se realiza presionando brevemente el BOTÓN1. El encendido/apagado de la luz de fondo se realiza manteniendo presionado el botón BOTÓN3.
Ahora puedes pasar a la siguiente versión del circuito. Está fabricado utilizando únicamente cuatro lámparas IN-14. Lámparas pequeñas por segundos, como IN-8, simplemente no hay dónde conseguirlas. Pero comprar IN-14 a un precio asequible no es un problema.
Casi no hay diferencias en el circuito, los mismos dos convertidores de pulsos para fuente de alimentación, el mismo microcontrolador AtMega8, los mismos interruptores de ánodo. La misma retroiluminación RGB... Aunque espera, no había retroiluminación RGB. ¡Así que todavía hay diferencias! Ahora el reloj puede brillar en diferentes colores. Además, el programa ofrece la posibilidad de ordenar colores en un círculo, así como la posibilidad de fijar el color que desee. Naturalmente, manteniendo el color y el modo de funcionamiento en la memoria no volátil del MK. Pensé durante mucho tiempo en cómo usar los puntos de una manera más interesante (hay dos en cada lámpara) y al final mostré los segundos en formato binario. En las lámparas de reloj hay decenas de segundos, y en lámparas de minutos, unidades. En consecuencia, si tenemos, por ejemplo, 32 segundos, entonces el número 3 se formará desde los puntos de las lámparas izquierdas y 2 desde las lámparas derechas.
El factor de forma sigue siendo "sándwich". En la placa inferior hay dos convertidores para alimentar el circuito, MK, K155ID1, DS1307 con batería, fotorresistor, sensor de temperatura (ahora solo hay uno) e interruptores de transistores para puntos de lámpara y retroiluminación RGB.
Y en la parte superior hay teclas de ánodo (por cierto, ahora están en versión SMD), lámparas y retroiluminación LED.
Todo se ve bastante bien cuando está ensamblado.
Bueno, un vídeo del trabajo:
El reloj se controla de la siguiente manera. Cuando presiona el botón BOTÓN brevemente1 cambia el modo de funcionamiento (RELOJ, RELOJ+FECHA,RELOJ+TEMPERATURA,RELOJ+FECHA+TEMPERATURA). Cuando mantienes presionado el mismo botón, se activa el modo de configuración de hora y fecha. El cambio de lecturas se realiza usando los botones BOTÓN2 y BOTÓN3, y el desplazamiento por las configuraciones se realiza presionando brevemente el BOTÓN1. El cambio de los modos de iluminación de la retroiluminación se realiza presionando brevemente el botón BOTÓN3.
Los fusibles siguen siendo los mismos que en el primer artículo. El MK opera desde un oscilador interno de 8 MHz.En hexadecimal:ALTA: D9, BAJO: D4 y una imagen:
Se incluyen firmware MK, fuentes y placas de circuito impreso en formato.
Lista de radioelementos
| Designación | Tipo | Denominación | Cantidad | Nota | Comercio | mi bloc de notas | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Con retroiluminación RGB | |||||||
| U1 | Chip | K155ID1 | 1 | al bloc de notas | |||
| U2 | MK AVR de 8 bits | ATmega8A-AU | 1 | al bloc de notas | |||
| U3 | Reloj en tiempo real (RTC) | DS1307 | 1 | al bloc de notas | |||
| U4, U5 | Convertidor de impulsos CC/CC | MC34063A | 2 | al bloc de notas | |||
| P9 | sensor de temperatura | DS18B20 | 1 | al bloc de notas | |||
| T1, T2, T7-T10 | transistores bipolares | MPSA42 | 6 | MMBTA42 | al bloc de notas | ||
| Q2, Q4-Q6 | transistores bipolares | MPSA92 | 4 | MMBTA92 | al bloc de notas | ||
| P11-P13, P16 | transistores bipolares | antes de Cristo857 | 4 | al bloc de notas | |||
| P14 | transistores bipolares | antes de Cristo847 | 1 | al bloc de notas | |||
| Q15 | Transistor MOSFET | IRF840 | 1 | al bloc de notas | |||
| D1 | Diodo rectificador | ELLA106 | 1 | al bloc de notas | |||
| D2 | diodo Schottky | 1N5819 | 1 | al bloc de notas | |||
| L1, L2 | Inductor | 220μH | 2 | al bloc de notas | |||
| Z1 | Cuarzo | 32,768 kHz | 1 | al bloc de notas | |||
| BT1 | Batería | Batería 3V | 1 | al bloc de notas | |||
| HL1-HL4 | Diodo emisor de luz | RGB | 4 | al bloc de notas | |||
| R1-R4 | Resistor | 12 kOhmios | 4 | al bloc de notas | |||
| R5, R7, R9, R11, R34, R35 | Resistor | 10 kOhmios | 6 | al bloc de notas | |||
| R8, R10, R12, R14 | Resistor | 1 MOhm | 4 | al bloc de notas | |||
| R13-R18, R37, R38, R40 | Resistor | 1 kiloohmio | 9 | al bloc de notas | |||
| R19, R20, R33, R39, R41-R43, R46, R47, R51, R53 | Resistor | 4,7 kOhmios | 11 | al bloc de notas | |||
| R21, R24, R27, R30 | Resistor | 68 ohmios | 4 | al bloc de notas | |||
| R22, R23, R25, R26, R28, R29, R31, R32 | Resistor | 100 ohmios | 8 | al bloc de notas | |||
| R36 | Resistor | 20 kOhmios | 1 | al bloc de notas | |||
| R44 | Resistor | ||||||
Están disponibles
Comprar en grandes cantidadesEl kit para montar relojes con lámparas IN-14 es un kit de construcción para montar un reloj de tubo con indicadores de descarga de gas de estilo retro. El reloj está equipado con despertador y tiene memoria no volátil. El kit incluye placas y un juego completo de componentes para su montaje (se suministra con tubos de radio). Al final del emocionante montaje, recibirá un producto terminado que lo deleitará con la cálida luz de la lámpara.
El kit está diseñado para enseñar habilidades de soldadura, leer diagramas de circuitos y configuración práctica de dispositivos ensamblados; permite al radioaficionado comprender cómo funciona un microcontrolador. Será interesante y útil para aprender los conceptos básicos de la electrónica y adquirir experiencia en el montaje y configuración de dispositivos electrónicos.
Especificaciones
Peculiaridades
- Modo antienvenenamiento catódico (antes de cambiar los minutos, se buscan rápidamente todos los números en todas las lámparas)
- Alarma
información adicional
Los indicadores de descarga de gas IN-14 se produjeron en el siglo pasado y se utilizaban para mostrar información (digital, simbólica) basada en una descarga luminosa. Actualmente, estas lámparas se utilizan para crear relojes.
El reloj está equipado con un despertador.
El reloj tiene una memoria no volátil: se incluye una batería CR 2032.
El reloj se controla mediante tres botones. Usando el botón "función", puede alternar entre los modos. Usando los botones de “configuración de valor”, el valor se cambia en un modo u otro.
Cable de alimentación no incluido.
Estructuralmente, el dispositivo está fabricado sobre dos placas de circuito impreso hechas de lámina de fibra de vidrio con unas dimensiones de 116x38 mm. La distancia entre las tablas conectadas es de 11 mm. Monte los componentes a una altura de hasta 10 mm. Preste especial atención a los tamaños de los condensadores polares. Para una instalación “armoniosa” de las lámparas indicadoras, inserte dos cerillas entre los terminales de IN-14. El peine de pines en el tablero indicador se monta en el costado de las pistas (soldamos los pines, luego movemos el “clip” de plástico hacia el tablero).
Una vez por minuto, cuando cambia el signo, se activa el modo antienvenenamiento del cátodo de la lámpara. En este momento se enumeran todos los caracteres de cada indicador, lo que hace que el reloj funcione aún más eficazmente.
¡ATENCIÓN! Después de encenderlo, no toque los componentes ni las rutas de corriente de la placa; el circuito está bajo un alto voltaje de aproximadamente 180V. Este voltaje es necesario para alimentar los indicadores de patas. Tenga cuidado de seguir las reglas para trabajar con alto voltaje.
Artículos
Esquema
Diagrama eléctrico
Contenido de la entrega
- Indicadores IN-14 - 4 uds.
- Juego de componentes electrónicos - 1 ud.
- Placa de circuito impreso - 2 uds.
- Instrucciones - 1 ud.
¿Qué se requiere para el montaje?
- Soldador
- Soldar
- cortadores laterales
Ajustes
- Un dispositivo correctamente ensamblado no requiere configuración y comienza a funcionar inmediatamente.
Medidas de precaución
- ¡ATENCIÓN! Después de encenderlo, no toque los componentes ni las rutas de corriente de la placa; el circuito está bajo un alto voltaje de aproximadamente 180V. Este voltaje es necesario para alimentar los indicadores de patas. Tenga cuidado de seguir las reglas para trabajar con alto voltaje.
Mantenimiento
- Si después de encender el indicador muestra valores dobles, debe enjuagar bien la placa nuevamente para eliminar los residuos de fundente.
¡Atención!
- Para evitar el pelado de los conductores impresos y el sobrecalentamiento de los elementos, el tiempo de soldadura de cada contacto no debe exceder los 2-3 s.
- Para trabajar, utilice un soldador con una potencia no superior a 25 W con una punta bien afilada.
- Se recomienda utilizar soldadura de marca POS61M o similar, así como fundente líquido inactivo para trabajos de instalación de radio (por ejemplo, una solución de colofonia al 30% en alcohol etílico o LTI-120).
Preguntas y respuestas
- Buenas tardes. 1) ¿Hay cajas a la venta para este reloj (en blanco)? 2) ¿Estos relojes tienen retroiluminación LED para bases IN-14?
- Buenas tardes. 1. No hay estuches, debes hacerlos tú mismo. 2. No, no hay luz de fondo.
Recientemente, los relojes de inspiración retro con indicadores de descarga de gas se han vuelto muy populares. En el extranjero, estos relojes se llaman "Nixie-clock". Habiendo visto un proyecto similar en Internet, me inspiré en la idea de montar los mismos para mí.
Siga leyendo para descubrir qué resultó de esto.
Estudié las opciones del circuito en Internet. Normalmente, un reloj Nixie consta de cuatro partes principales:
1. microcontrolador de control,
2. fuente de alimentación de alto voltaje,
3. Controlador-decodificador y lámparas propias.
En la mayoría de los circuitos, los microcircuitos soviéticos K155ID1 se utilizan como decodificadores: "decodificadores de alto voltaje para controlar los indicadores de descarga de gas". No pude encontrar ese chip y realmente no quería usar paquetes DIP.
Diagrama de reloj, piezas utilizadas.
Teniendo en cuenta los componentes disponibles, desarrollé mi propia versión del circuito de reloj, en el que el papel de decodificador se asigna al microcontrolador.
Figura 1. Esquema del reloj Nixie en MK
En el chip U4 MC34063, se ensambla un convertidor boost "dc-dc" con una clave externa en el IRF630M en una carcasa completamente aislada. El transistor fue tomado de la placa del monitor.
R4+Q1+D1 son un controlador de interruptor simple que descarga rápidamente el obturador. Sin dicho controlador, la llave se calentaba mucho y era imposible obtener el voltaje requerido.
R5+R7+C8: retroalimentación que determina el voltaje de salida a 166 voltios. Los transistores Q3-Q10 junto con las resistencias R8-R23 forman los interruptores de ánodo, lo que permite una visualización dinámica.
Las resistencias R8-R11 ajustan el brillo de los números del indicador y la resistencia R35 ajusta el brillo del punto divisorio.
Los mismos terminales de todas las lámparas, a excepción del ánodo, están conectados entre sí y controlados por los transistores Q11-Q21.
El microcontrolador ATMEGA8 controla los interruptores de las lámparas y también sondea el chip y los botones del reloj en tiempo real (RTC) DS1307.
Los diodos D3 y D4 aseguran la generación de una solicitud de interrupción externa presionando cualquiera de los botones de control.
El controlador se alimenta a través de un estabilizador lineal 78L05.
Las lámparas IN-14 son indicadores de descarga luminiscente.
Cátodos en forma de números arábigos de 18 mm de altura y dos comas. La indicación se realiza a través de la superficie lateral del cilindro. El diseño es de cristal, con cables flexibles.
Por así decirlo, eh... la calculadora Iskra 122. Foto ~LUZ DE MERCURIO~
Los indicadores IN-14 de la monstruosa calculadora Iskra 122 de 1978 brillan sin problemas y lo compré por "gracias por limpiar mi balcón".
La estructura se puede alimentar con un voltaje constante de 6 a 15 voltios desde una fuente de alimentación externa. Consumo inferior a un vatio (70 mA a 10 V).
Para mantener el reloj funcionando durante cortes de energía, se proporciona una batería CR2032. Según la hoja de datos, el DS1307 consume sólo 500 nA cuando funciona con batería, por lo que esta batería durará mucho tiempo.
Gestión del reloj
Después de aplicar energía, se iluminarán cuatro ceros y, si la comunicación con el chip DS1307 se establece sin errores, el punto divisorio comenzará a parpadear.La hora se configura mediante tres botones “+”, “-” y “set”. Al presionar el botón "set" se apagarán los dígitos de la hora, luego use los botones "+" y "-" para configurar los minutos. La siguiente pulsación del botón "set" cambiará al modo de configuración del reloj. Otra pulsación de "set" lo restablecerá a 0 segundos y cambiará el reloj al modo de visualización de la hora "HH:MM". El punto divisorio parpadeará.
Al mantener presionado el botón "+", puede ver la hora actual en el modo "MM:SS" en cualquier momento.
Pagar
Todas las partes principales del circuito están conectadas a una placa de doble cara de 135x53 mm. El tablero fue fabricado por LUT y grabado en peróxido de hidrógeno con ácido cítrico. Las capas del tablero se conectaron entre sí soldando trozos de alambre de cobre en los orificios.Las plantillas del tablero se alinearon hacia la luz a lo largo de las marcas fuera del tablero. Vale la pena recordar que la capa superior de M1 en Sprint-Layout debe imprimirse en imagen especular.
Durante el montaje de prueba, se identificaron “jambas” en el cableado. Tuve que conectar los transistores del ánodo con cables. Se ha corregido la placa de circuito impreso del archivo del artículo.
Se proporcionan almohadillas de contacto para programar el controlador.
Foto del tablero del reloj ensamblado.
Foto 1. Tablero del reloj desde abajo.
electrico de alto voltaje El condensador se coloca horizontalmente, le hice un corte en la PCB. Intenté hacer el tablero ensamblado lo más miniatura posible. Resultó tener sólo 15 mm de espesor. ¡Puedes hacer un estuche delgado y elegante!
Lista de partes
Archivos
El archivo contiene un diagrama de reloj de alta resolución, una placa de circuito impreso en formato SL5 y firmware para el controlador.Los fusibles deben configurarse para funcionar desde un oscilador interno de 8 MHz.
▼ 🕗 24/05/15 ⚖️ 819.72 Kb ⇣ 137 ¡Hola lector! Mi nombre es Igor, tengo 45 años, soy siberiano y un ávido ingeniero electrónico aficionado. Se me ocurrió, creé y mantengo este maravilloso sitio desde 2006.
Desde hace más de 10 años, nuestra revista existe únicamente a mis expensas.
¡Bien! Se acabó el obsequio. Si quieres archivos y artículos útiles, ¡ayúdame!
Este artículo se centrará en la fabricación de relojes originales e inusuales. Su singularidad radica en el hecho de que la hora se indica mediante lámparas indicadoras digitales. Alguna vez se produjeron una gran cantidad de lámparas de este tipo, tanto en nuestro país como en el extranjero. Se utilizaron en muchos dispositivos, desde relojes hasta equipos de medición. Pero después de la llegada de los indicadores LED, las lámparas poco a poco dejaron de utilizarse. Y así, gracias al desarrollo de la tecnología de microprocesadores, fue posible crear relojes con un circuito relativamente simple utilizando lámparas indicadoras digitales. Creo que no estaría de más decir que se utilizaron principalmente dos tipos de lámparas: fluorescentes y de descarga de gas. Las ventajas de los indicadores luminiscentes incluyen un bajo voltaje de funcionamiento y la presencia de varias descargas en una lámpara (aunque estos ejemplos también se encuentran entre los indicadores de descarga de gas, pero son mucho más difíciles de encontrar). Pero todas las ventajas de este tipo de lámpara se ven compensadas por un gran inconveniente: la presencia de fósforo, que se quema con el tiempo y el brillo se atenúa o se detiene. Por este motivo no se pueden utilizar lámparas usadas.
Los indicadores de descarga de gas están libres de este inconveniente, porque en ellos brilla una descarga de gas. Básicamente, este tipo de lámpara es una lámpara de neón con múltiples cátodos. Gracias a esto, la vida útil de los indicadores de descarga de gas es mucho más larga. Además, tanto las lámparas nuevas como las usadas funcionan igual de bien (y las usadas con frecuencia funcionan mejor). Sin embargo, existen algunos inconvenientes: el voltaje de funcionamiento de los indicadores de descarga de gas es superior a 100 V. Pero resolver el problema con el voltaje es mucho más fácil que con un fósforo quemado. En Internet, estos relojes son comunes con el nombre de NIXIE CLOCK.
Los indicadores en sí se ven así:
Entonces, todo parece claro acerca de las características de diseño, ahora comencemos a diseñar el circuito de nuestro reloj. Comencemos diseñando una fuente de voltaje de alto voltaje. Hay dos maneras aquí. El primero es utilizar un transformador con un devanado secundario de 110-120 V. Pero dicho transformador será demasiado voluminoso o tendrá que enrollarlo usted mismo, la perspectiva es regular. Sí, y la regulación del voltaje es problemática. La segunda forma es montar un convertidor elevador. Bueno, aquí habrá más ventajas: en primer lugar, ocupa poco espacio, en segundo lugar, tiene protección contra cortocircuitos y, en tercer lugar, puede ajustar fácilmente el voltaje de salida. En general, hay todo lo necesario para ser feliz. Elegí el segundo camino, porque... No tenía ningún deseo de buscar un transformador y un cable de bobinado, y también quería algo en miniatura. Se decidió montar el convertidor en MC34063, porque Tuve experiencia trabajando con ella. El resultado es este diagrama:
Primero se montó en una placa y mostró excelentes resultados. Todo comenzó de inmediato y no fue necesaria ninguna configuración. Cuando se alimenta con 12V. la salida resultó ser 175V. La fuente de alimentación ensamblada del reloj se ve así:
Inmediatamente se instaló un estabilizador lineal LM7805 en la placa para alimentar la electrónica del reloj y un transformador.
La siguiente etapa de desarrollo fue el diseño del circuito de conmutación de lámparas. En principio, controlar lámparas no se diferencia de controlar indicadores de siete segmentos, a excepción del alto voltaje. Aquellos. Basta con aplicar un voltaje positivo al ánodo y conectar el cátodo correspondiente al suministro negativo. En esta etapa, es necesario resolver dos tareas: hacer coincidir los niveles del MK (5V) y las lámparas (170V), y cambiar los cátodos de las lámparas (son números). Después de un tiempo de reflexión y experimentación, se creó el siguiente circuito para controlar los ánodos de las lámparas:
Y controlar los cátodos es muy sencillo, para ello se les ocurrió un microcircuito especial K155ID1. Es cierto que hace tiempo que dejaron de fabricarse, al igual que las lámparas, pero comprarlas no es un problema. Aquellos. para controlar los cátodos, solo necesita conectarlos a los pines correspondientes del microcircuito y enviar datos en formato binario a la entrada. Sí, casi lo olvido, funciona con 5V, bueno, algo muy conveniente. Se decidió dinamizar la exhibición porque de lo contrario, tendría que instalar K155ID1 en cada lámpara y habrá 6. El esquema general resultó así:
Debajo de cada lámpara instalé un LED rojo brillante, es más hermoso. Una vez ensamblado, el tablero se ve así:
No pudimos encontrar enchufes para las lámparas, así que tuvimos que improvisar. Como resultado, se desmontaron los conectores antiguos, similares a los COM modernos, se les quitaron los contactos y, después de algunas manipulaciones con cortadores de alambre y una lima de aguja, se soldaron a la placa. No hice paneles para el IN-17, los hice sólo para el IN-8.
La parte más difícil ya pasó, solo queda desarrollar un circuito para el “cerebro” del reloj. Para ello elegí el microcontrolador Mega8. Bueno, entonces todo es bastante fácil, simplemente lo tomamos y le conectamos todo de la forma que más nos convenga. Como resultado, el circuito del reloj incluía 3 botones de control, un chip de reloj en tiempo real DS1307, un termómetro digital DS18B20 y un par de transistores para controlar la luz de fondo. Para mayor comodidad, conectamos las llaves del ánodo a un puerto, en este caso es el puerto C. Cuando se ensambla, se ve así:
Hay un pequeño error en el tablero, pero se ha corregido en los archivos adjuntos del tablero. El conector para flashear el MK está soldado con cables, después de flashear el dispositivo se debe desoldar.
Bueno, ahora estaría bien dibujar un esquema general, una vez dicho y hecho, aquí lo tenéis:
Y así es como se ve todo ensamblado:
Ahora solo queda escribir el firmware para el microcontrolador, que es lo que se hizo. La funcionalidad resultó ser la siguiente:
Muestra hora, fecha y temperatura. Cuando presiona brevemente el botón MENÚ, el modo de visualización cambia.
Modo 1: solo tiempo.
Modo 2 - tiempo 2 min. fecha 10 seg.
Modo 3 - tiempo 2 min. temperatura 10 seg.
Modo 4 - tiempo 2 min. fecha 10 seg. temperatura 10 seg.
Cuando se mantiene presionado, se activan las configuraciones de hora y fecha, y puede navegar a través de las configuraciones presionando el botón MENÚ.
El número máximo de sensores DS18B20 es 2. Si no necesita la temperatura, no podrá configurarla en absoluto; esto no afectará de ninguna manera el funcionamiento del reloj. El sensor no está conectado en caliente.
Al presionar brevemente el botón ARRIBA se enciende la fecha durante 2 segundos. Cuando se mantiene presionado, la luz de fondo se enciende/apaga.
Pulsando brevemente el botón ABAJO se enciende la temperatura durante 2 segundos.
De 00:00 a 7:00 el brillo se reduce.
Todo funciona así:
Las fuentes de firmware se incluyen con el proyecto. El código contiene comentarios por lo que no será difícil cambiar la funcionalidad. El programa está escrito en Eclipse, pero el código se compila sin cambios en AVR Studio. El MK opera desde un oscilador interno a una frecuencia de 8 MHz. Los fusibles se configuran así:
Y en hexadecimal así: ALTA: D9, BAJO: D4
También se incluyen tableros con errores corregidos.
Este reloj funciona durante un mes. No se identificaron problemas en el trabajo. El regulador LM7805 y el transistor convertidor apenas están calientes. El transformador calienta hasta 40 grados, por lo que si planeas instalar el reloj en una caja sin orificios de ventilación, tendrás que utilizar un transformador de mayor potencia. En mi reloj proporciona una corriente de alrededor de 200 mA. La precisión del movimiento depende en gran medida del cuarzo utilizado a 32,768 KHz. No es recomendable instalar cuarzo comprado en tienda. Los mejores resultados los mostró el cuarzo de las placas base y los teléfonos móviles.
Además de las lámparas utilizadas en mi circuito, puedes instalar cualquier otro indicador de descarga de gas. Para hacer esto, deberá cambiar el diseño de la placa y, en algunas lámparas, el voltaje del convertidor elevador y las resistencias en los ánodos.
Atención: ¡¡¡el dispositivo contiene una fuente de alto voltaje!!! ¡La corriente es pequeña pero se nota bastante! ¡Por lo tanto, tenga cuidado al trabajar con el dispositivo!
Una de las opciones de construcción para este proyecto:
Lista de radioelementos
| Designación | Tipo | Denominación | Cantidad | Nota | Comercio | mi bloc de notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Indicador de descarga de gas | EN-8 | 4 | al bloc de notas | |||
| Indicador de descarga de gas | EN-17 | 2 | al bloc de notas | |||
| UPC | MK AVR de 8 bits | ATmega8 | 1 | al bloc de notas | ||
| Reloj en tiempo real (RTC) | DS1307 | 1 | al bloc de notas | |||
| sensor de temperatura | DS18B20 | 2 | al bloc de notas | |||
| DD1 | Chip | K155ID1 | 1 | al bloc de notas | ||
| IC1 | Convertidor de impulsos CC/CC | MC34063A | 1 | al bloc de notas | ||
| VR1 | Regulador lineal | LM7805 | 1 | al bloc de notas | ||
| VT1-VT6 | transistores bipolares | MPSA92 | 6 | al bloc de notas | ||
| VT7-VT12 | transistores bipolares | MPSA42 | 6 | al bloc de notas | ||
| VT13, VT14 | transistores bipolares | antes de Cristo847 | 2 | al bloc de notas | ||
| VT15 | transistores bipolares | KT3102 | 1 | al bloc de notas | ||
| VT16 | transistores bipolares | KT3107A | 1 | al bloc de notas | ||
| VT17 | Transistor MOSFET | IRF840 | 1 | al bloc de notas | ||
| VDS1 | Puente de diodos | 1 | al bloc de notas | |||
| VD1 | Diodo rectificador | ELLA106 | 1 | al bloc de notas | ||
| HL1-HL6 | Diodo emisor de luz | 6 | al bloc de notas | |||
| C1 | 100 µF | 1 | al bloc de notas | |||
| C2, C3-C5, C7, C9, C11 | Condensador | 0,1 µF | 7 | al bloc de notas | ||
| C6, C8 | Capacitor electrolítico | 1000 µF | 2 | al bloc de notas | ||
| C10 | Condensador | 510 pF | 1 | al bloc de notas | ||
| C12 | Capacitor electrolítico | 4,7 µF 400 V | 1 | al bloc de notas | ||
| R1-R4, R6-R8 | Resistor | 4,7 kOhmios | 7 | al bloc de notas | ||
| R5, R9-R14, R27-R32, R42 | Resistor | 10 kOhmios | 14 | al bloc de notas | ||
| R15, R17, R19, R21, R23, R25, R45 | Resistor | 1 MOhm | 7 | al bloc de notas | ||
| R16, R18, R20, R22, R24, R26 | Resistor | 13 kOhmios | 6 | al bloc de notas | ||
| R33, R34 | Resistor |
