Газоразрядные индикаторы ин 14 часы. Часы на газоразрядных индикаторах – травление плат. Схема для включения ламп

Вновь приветствую пользователей и выполняю обещание!

Сегодня начинаю выкладывать подробный фотоотчет по изготовлению часов на газоразрядных индикаторах (ГРИ). За основу взят ИН-14.

Все манипуляции в этом и следующих постах доступны для человека без опыта, достаточно только иметь немного сноровки. Работу разобью на несколько частей, каждая из которых будет подробно описана мною и выложена в сеть.

Приступаем к первому этапу – травление плат. Исследовав литературу, нашел несколько технологий:

1. . Для работы нужны три компонента: лазерный принтер, хлорное железо и утюг. Способ самый простой и дешевый. Минус у него только один – сложно переносить очень тонкие дорожки.
2. Фото-резист . Для работы нужны следующие материалы: фото-разист, пленка для принтера, сода кальцинированная и УФ-лампа. Способ позволяет произвести травление плат дома. Минус в том, что стоимость его не из дешевых.
3. Реактивно-ионное травление (РИТ) . Для работ нужна химически активная плазма, поэтому в домашних условиях не осуществим.

Чаше всего применяют анодное травление. Процесс анодного травления заключается в электролитическом растворении металла и механическом отрывании окислов выделяющимся кислородом.

Вполне объяснимо, что я выбрал метод ЛУТ для травления плат. Перечень необходимого оборудования и материалов должен выглядеть примерно так:

1. Хлорное железо. Его купают в радиотоварах по цене 100-150 рублей за банку.
2. Фольгированный стеклотектолит. Можно найти в магазинах радиотоваров, на радиобарахолках или заводах.
3. Емкость. Подойдет обычный пищевой контейнер.
4. Утюг.
5. Глянцевая бумага. Подойдет самоклеящаяся бумага или однотонная страница глянцевого журнала.
6. Лазерный принтер.

ВАЖНО! Версия для печати должна быть зеркальной, так как при переводе изображения с бумаги на медь оно отобразится обратно.

Нужно произвести разметку и отрезать кусок текстолита для платы. Это делают ножовкой по металлу, макетным ножом или, как в моем случае, бормашиной.

После этого вырезал из бумаги эскиз будущей платы и приложил рисунком к текстолиту (с фольгированной стороны). Бумага берется с запасом для того, чтобы обернуть текстолит. Закрепляем листок с обратной стороны с помощью скотча для фиксации.

Со стороны рисунка проводим по будущей плате утюгом несколько раз через лист А4. Понадобится не менее 2-х минут интенсивной «глажки» для перевода тонера на медь.

Заготовку подставляем под струю холодной воды и легко снимаем бумажный слой (мокрая бумага должна свободно отходить сама). Если нагрев поверхности был недостаточным, то могут отойти небольшие кусочки тонера. Их дорисовываем дешевым лаком для ногтей. В итоге заготовка для платы должна имеет следующий вид:

В приготовленной емкости готовим раствор хлорного железа и воды. Лучше использовать для этих целей горячую воду, это увеличит скорость реакции. От кипятка лучше отказаться, так как высокая температура деформирует плату. Готовая жидкость должна иметь цвет чая средней заварки. Плату помещаем в раствор и ждем, когда лишняя фольга полностью растворится.

Если иногда помешивать раствор в емкости, то скорость реакции также увеличится. Для кожи рук хлорное железо не опасно, но пальцы могут окраситься.

Для придания большей наглядности процессу, поместил плату в раствор частично. Какие должны произойти изменения видно на фото:

Лишняя медь растворяется в составе примерно через 40 минут. После чего процесс травления можно считать завершенным. Осталось только сделать несколько отверстий. Проводим шилом разметку и сверлим дрелью небольшие дырки. Инструмент должен работать с высокими оборотами, чтобы сверло не съезжало. Результат работы должен выглядеть примерно так:

Второй этап изготовления часов на ГРИ – пайка компонентов. Об этом буду рассказывать в следующем своем посте.

Скачиваем:

1. Программа ).

• Пост про пайку компонентов – ;
• Пост про прошивку микроконтроллера – ;
• Пост про изготовление корпуса – .

Удобный нарезатель бахромы для трансформаторов. Регулятор нагрева паяльника с индикатором мощности

Схема часов на МК и ИН-14

Здесь используются газоразрядные индикаторы ИН - 14. Можно использовать аналоги - ИН-8, только нужно учитывать отличие по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов устанавливается по часовой стрелке, в той стороне где выводы. На ИН-14 первый вывод указан стрелкой.

Параметры часов

• Питание - 12 Вольт
• Ток потребления не больше 200 мА
• Типичный ток потребления 150 мА
• Типы индикаторов - ИН - 14
• Формат индикации времени - Часы - Минуты - Секунды
• Формат индикации даты - Число - Месяц - Год
• Две кнопки управления
• Два будильника
• Дискретность установки времени срабатывания будильника, 5 - минут
• Количество индикаторов программных градаций подстройки яркости - 5 шт.

Микроконтроллер Atmega8

Этот микроконтролёр установлен в корпусе TQFP. Часы реального времени DS1307. В звуковом излучателе имеется встроенный генератор и питание с напряжением 5 Вольт.

Повышающий преобразователь напряжения установлен на микросхеме MC34063A

или подобный аналог - MC33063A

По стоимости и надежности она похуже таймера 555

На нём также можно построить такой преобразователь, но более дешевый и доступный MAX1771

Неполярные конденсаторы - керамические, а полярные - электролитические конденсаторы типа Low ESR. В том случае если конденсаторы Low ESR недоступны, установите параллельно электролиту, керамику или же плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе - 220 мкГн при токе 1.2 Aмпер. Наименьшее расчётное значение дросселя равно 180 мкГн, а наименьший расчётный ток дросселя равен 800 мA.

Роль дешифраторов выполняют пара корпусов К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения используется оптопара типа TLP627. Величины R23 и R24 надо подбирать самому, это зависит от степени свечения. Если их нет, тогда ток через точки превышет допустимый предельный уровень. На монтаже индикаторы нужно проталкивать не совсем до конца. По причине, что корпуса всех индикаторов индивудуальные, их необходимо будет выравнить относительно нашей печатной платы и между собой.

Настольные часы RetroNix на винтажных газоразрядных индикаторах ИН-14 в корпусе из ценных пород дерева, покрытый специальным маслом. Корпус имеет информационные латунные таблички и декоративные элементы. Резиновые вставки на ножках предотвращают оцарапывание поверхностей. Благодаря строенному в часы литиевому аккумулятору сохраняется ход времени, а так же это позволяет будильнику работать при отсутствии основного питания. Основные функции часов приведены ниже:
1) Отображение времени в 12-часовом или 24-часовом форматах;
2) Высокая точность хода часов;
3) Отображение даты в формате ДД.ММ.ГГ, ГГ.ММ.ДД или ММ.ДД.ГГ и дня недели;
4) Отображение температуры в градусах по шкале Цельсия или по шкале Фаренгейта;
5) Сохранение хода времени при отключении питания (до нескольких месяцев);
6) Будильник с 3 простыми мелодиями;
7) Регулировка громкости будильника;
8) Работа будильника при отключенном питании (до 10 минут единоразово, до 30 минут общее время автономной работы будильника);
9) Возможно включить или отключить будильник при отсутствии питания;
10) Датчик внешнего освещения;
11) Автоматическая регулировка яркости индикаторов в зависимости от внешнего освещения (отключаемая);
12) Ручная регулировка яркости индикаторов;
13) RGB подсветка ламп, 17 предустановленных цветов;
14) Режим плавной смены цвета подсветки с регулируемой скоростью (отключаемая);
15) Заморозка и сохранение текущего цвета подсветки;
16) Автоматическая регулировка яркости подсветки в зависимости от внешнего освещения (отключаемая);
17) Ручная регулировка яркости подсветки;
18) 2 режима смены цифр: плавное затухание, наложение (отключаемые);
19) 8 режимов работы разделительных точек (отключаемые);
20) Режим скрытия незначащего ноля в разряде часов (отключаемый);
21) Режим периодического автоматического отображения даты и температуры, период отображения и длительность отображения регулируются в широких пределах;
22) Настройка точности хода часов;
23) Регулировка чувствительности датчика внешнего освещения;
24) Звуковое подтверждение нажатия кнопок (отключаемое);
25) Полное гашение подсветки и индикации при низкой освещенности (отключаемое);
26) Антиотравление катодов (отключаемое);
27) Простая замена индикаторов, без пайки.
Размеры:
Ширина - 204mm.
Глубина - 65mm.
Высота - 80mm.

Вес нетто: 320гр.
Вес брутто: 700гр.

В комплект входят:
− Часы RetroNix;
− Блок питания 12В 1А;
− Инструкция на русском языке;

На фото подписаны породы древесины и цвет.
Цена часов на индикаторных лампах ИН-14 в цвете "Дуб состаренный" выше, 17000р.
Цена часов на индикаторных лампах ИН-8 20000р.
Эти часы станут отличным подарком мужчине на любой праздник! Так же можно поставить шильдик с вашим текстом, например поздравление с днем рождения.

steampunk nixie clock никси стимпанк викторианский антикварный антик ссср ин-14 ин14 ин-8 ин8

Answer

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.

Возможности часов

Время:

Дата: (Дата - Месяц - День недели)

Температура:

6 режимов индикации и автопоказ даты и температуры каждые 35 секунд.

Жмём кнопку "-" перебор режимов индикации.
http://www.youtube.com/watch?v=QReDKfZJKd0

Часы собраны на минимуме микросхем:

PIC16F628А - контроллер часов.
DS1307 - сами часики.
BU2090 - дешифратор катодов.
MAX1771 - преобразователь напряжения.
DS18B20 - термодатчик - Если термометр не нужен можно его и не ставить.
DS32KHz - микросхема генератора для точности хода.
Если точность не нужна и вы просто подберёте точный кварц на 32.768
то DS32KHz можно и не ставить.

Описание кнопок:
Кнопка "-" в режиме установки часов и кнопка перебора режимов индикации в рабочем режиме часов.
Кнопка "ОК" - для входа в режим установки часов.
Кнопка "+" в режиме установки часов и кнопка показания даты и температуры в рабочем режиме часов.

Режимы индикации:

1 - цифры плавно гаснут и плавно появляются новые.

2 - часы работают как обычно в этом режиме работает "маятник".

3 - цифры при смене меняются перебором в этом режиме работает "маятник".

4 - цифры при смене накладываются друг на друга.

5 - режим индикации меняются каждые сутки в 00:00.

6 - режим индикации меняются каждый час.

Включение / выключение автоматического показа даты и температуры каждые 35 секунд.
Жмём и держим в течении 3 секунд кнопку "+" - показ даты/температуры.

Установка времени:
Для установки времени жмём и держим кнопку "ОК" в течении 3х секунд во время показа времени.
Часы переходят в режим установки времени и начинают мигать часы.
Кнопками "-" и "+" устанавливаем час и нажимаем кнопку "ОК" и переходим к установке минут.
И так далее в последовательности час > минуты > число > месяц > день недели.
При долгом удержании кнопок "-" или "+" цифры автоматически сами убывают или прибавляются.

Настройка катодов, то есть порядка цифр.
В часах можно использовать любые лампы.
Для платы что входит в проект можно использовать любые лампы с гибкими выводами
Типа ИН-8-2 или ИН-14 или ИН-16 или ИН-17.
Проект так-же содержит плату и прошивку для ИН-12 - Прошивка другая потому что лампы не на месте, и платку для ИН-18.

Прошивка контроллера рассчитана на использование ИН-14 в родной плате,
если будете использовать другие лампы или рисовать свою плату
нужно после сборки платы и запуска часов переназначить цифры.
Т.к. их порядок нарушается - например вместо 0 будет 7 или вместо 5 - 3.

Назначение цифр:
Необходимо если вы будете использовать свою плату с другими лампами.
Или другие лампы для этой платы - например ИН-8-2 или ИН-16.
Катоды можно подключать к BU2090 как удобно.
Исключение только для точек если они есть в лампах (14 - правые, 15 - левые точки выводы BU2090).
Если точек нет то их можно не подключать.

Жмём и держим кнопку ОК и включаем часы.
В 1м или 3м разряде загорается цифра.

Отпускаем кнопку и начинается перебор цифр.
Надо назначить цифры от 0 до 9 .
При их появлении нажимаем кнопку "+" и так последовательно с 0 до 9.

После чего загорается 4 разряд и начинает мигать 0 и 1.
Это включение / выключение бегающей точки.
Если нажать кнопку "+" на 0 то функция отключается.

Затем загорается 5й разряд - это разрешение мигания секундных ламп.
На тот случай если вы секундные лампы расположите по центру вместо секундных точек.

После чего часы переходят в рабочий режим.

Платы нарисованы с помощью программы Sprint Layout 3.0

Фото верхней части платы с подписанными элементами для большей наглядности.

В данной статье речь пойдет об изготовлении оригинальных и необычных часов. Их необыкновенность заключается в том, что индикация времени осуществляется при помощи цифровых индикаторных ламп. Таких ламп, когда-то, было выпущено огромное количество, как у нас, так и за рубежом. Использовались они во многих устройствах, начиная от часов и заканчивая измерительной техникой. Но после появления светодиодных индикаторов лампы постепенно вышли из употребления. И вот, благодаря развитию микропроцессорной техники стало возможным создание часов с относительно простой схемой на цифровых индикаторных лампах.

Думаю, не лишним будет сказать, что в основном использовались лампы двух типов: люминесцентные и газоразрядные. К преимуществам люминесцентных индикаторов следует отнести низкое рабочее напряжение и наличие нескольких разрядов в одной лампе (хотя среди газоразрядных тоже встречаются такие экземпляры, но найти их значительно сложнее). Но все плюсы данного типа ламп перекрывает один огромный минус – наличие люминофора, который со временем выгорает, и свечение тускнеет или прекращается. По этой причине нельзя использовать б/у лампы.

Газоразрядные индикаторы избавлены от этого недостатка, т.к. в них светится газовый разряд. По сути, этот тип ламп представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Благодаря этому срок службы у газоразрядных индикаторов гораздо выше. Кроме этого, одинаково хорошо работают и новые и б/у лампы (а часто б/у работают лучше). Без недостатков все же не обошлось - рабочее напряжение газоразрядных индикаторов больше 100 В. Но решить вопрос с напряжение гораздо проще, чем с выгорающим люминофором. В интернете такие часы распространены под названием NIXIE CLOCK:

Сами индикаторы выглядят вот так:

Итак, на счет конструктивных особенностей вроде все понятно, теперь приступим к проектированию схемы наших часов. Начнем с проектирования высоковольтного источника напряжения. Тут есть два пути. Первый – применить трансформатор со вторичной обмоткой на 110-120 В. Но такой трансформатор будет либо слишком громоздкий, либо его придется мотать самому (перспектива так себе). Да и напряжение регулировать проблематично. Второй путь – собрать step up преобразователь. Ну тут уж плюсов побольше будет: во-первых, он займет мало места, во-вторых, в нем присутствует защита от КЗ и, в-третьих, можно легко регулировать напряжение на выходе. В общем, есть все, что для счастья надо. Я выбрал второй путь, т.к. искать трансформатор и обмоточный провод никакого желания не было, да и миниатюрности хотелось. Преобразователь решено было собирать на MC34063, т.к. был опыт работы с ней. Получилась вот такая схема:

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:

На плату сразу был установлен линейный стабилизатор LM7805 для питания электроники часов и трансформатор.
Следующим этапом разработки было проектирование схемы включения ламп. В принципе, управление лампами ничем не отличается от управления семисегментными индикаторами, за исключением высокого напряжения. Т.е. достаточно подать положительное напряжение на анод, и соединить с минусом питания соответствующий катод. На этом этапе требуется решить две задачи: согласование уровней МК (5В) и ламп (170В), и переключение катодов ламп (именно они являются цифрами). После некоторого времени размышлений и экспериментов была создана вот такая схема для управления анодами ламп:

А управление катодами осуществляется очень легко, для этого придумали специальную микросхему К155ИД1. Правда, они давно сняты с производства, как и лампы, но купить их не составляет проблем. Т.е. для управления катодами требуется всего лишь подключить их к соответствующим выводам микросхемы и подать на вход данные в двоичном формате. Да, чуть не забыл, питается она от 5В. (ну очень удобная штуковина). Индикацию было решено сделать динамической, т.к. в противном случае пришлось бы ставить К155ИД1 на каждую лампу, а их будет 6 штук. Общая схема получилась такой:

Под каждой лампой я установил яркий светодиод красного цвета свечения (так красивее). В собранном виде плата выглядит вот так:

Панельки под лампы найти не удалось, поэтому пришлось импровизировать. В итоге были разобраны старые разъемы, похожие на современные COM, из них были извлечены контакты и после некоторых манипуляций с кусачками и надфилем они были впаяны в плату. Для ИН-17 панельки делать не стал, сделал только для ИН-8.
Самое сложное позади, осталось разработать схему “мозга” часов. Для этого я выбрал микроконтроллер Mega8. Ну а дальше все совсем легко, просто берем и подключаем к нему все так, как нам удобно. В итоге в схеме часов появились 3 кнопки для управления, микросхема часов реального времени DS1307, цифровой термометр DS18B20, и пара транзисторов для управления подсветкой. Для удобства анодные ключи подключаем на один порт, в данном случае это порт С. В собранном виде это выглядит вот так:

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

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.

С 00:00 до 7:00 яркость понижена.

Работает все это дело вот так:

К проекту прилагаются исходники прошивки. Код содержит комментарии так что изменить функционал будет не трудно. Программа написана в Eclipse, но код без каких-либо изменений компилируется в AVR Studio. МК работает от внутреннего генератора на частоте 8МГц. Фьюзы выставляются вот так:

А в шестнадцатеричном виде вот так: HIGH: D9 , LOW: D4

Также прилагаются платы с исправленными ошибками:

Данные часы работают в течение месяца. Никаких проблем в работе выявлено не было. Стабилизатор LM7805 и транзистор преобразователя едва теплые. Трансформатор нагревается градусов до 40, поэтому если планируется установка часов в корпус без вентиляционных отверстий, трансформатор придется взять большей мощности. В моих часах он обеспечивает ток в районе 200мА. Точность хода сильно зависит от примененного кварца на 32,768 КГц. Кварц, купленный в магазине, ставить не желательно. Наилучшие результаты показали кварцы из материнских плат и мобильных телефонов. Добавить метки