Une horloge de style Fallout avec des indicateurs de décharge de gaz. Horloge sur indicateurs à décharge de gaz V2.0 Comment fabriquer une horloge à tube de vos propres mains

Bonne journée à tous, chers Muskovites. Je veux vous parler d'une conception radio intéressante pour ceux qui savent de quelle extrémité le fer à souder chauffe. Bref : l'ensemble a apporté des émotions positives, je le recommande à ceux qui s'intéressent à ce sujet.
Détails ci-dessous (attention, nombreuses photos).

Je vais commencer de loin.
Je ne me considère pas moi-même comme un véritable radioamateur. Mais je ne suis pas étranger au fer à souder et parfois j'ai envie de concevoir/souder quelque chose, et j'essaie d'effectuer des réparations mineures sur l'électronique qui m'entoure d'abord par moi-même (sans causer de dommages irréparables à l'appareil expérimental), et dans En cas d'échec je me tourne vers des professionnels.

Un jour, sous influence, j'ai acheté et assemblé la même montre. La conception elle-même est simple et le montage n’a posé aucune difficulté. J'ai mis l'horloge dans la chambre de mon fils et je me suis calmé pendant un moment.

Puis, après lecture, j'ai eu envie d'essayer de les assembler, tout en m'entraînant à souder des composants CMS. En principe, ici tout a fonctionné tout de suite, seul le bip était silencieux, je l'ai acheté hors ligne, je l'ai remplacé et c'est tout. J'ai offert la montre à un ami.

Mais je voulais autre chose, plus intéressant et plus compliqué.
Un jour, en fouinant dans le garage de mon père, je suis tombé sur les restes d’une sorte d’appareil électronique de l’époque soviétique. En fait, les restes sont une sorte de structure de circuit imprimé contenant 9 lampes indicatrices à décharge de gaz IN-14.

Puis l'idée m'est venue : assembler une montre à l'aide de ces indicateurs. De plus, je vois des horloges similaires, autrefois collectionnées par mon père, dans l’appartement de mes parents depuis 30 ans, sinon plus. J'ai soigneusement soudé la carte et suis devenu propriétaire de 9 lampes fabriquées début 1974. Le désir de mettre en pratique ces raretés s’intensifie.

Grâce à des questions minutieuses de Yandex, je me suis rendu sur le site, qui s'est avéré être simplement un réservoir de sagesse sur le thème de la création de telles montres. Après avoir examiné plusieurs schémas de telles conceptions, j'ai réalisé que je voulais une horloge contrôlée par un microcontrôleur, avec une puce en temps réel (RTC). Et si, en répétant l'un des modèles de montre, je pouvais programmer le contrôleur et souder la carte, alors la question de la fabrication du circuit imprimé lui-même me laissait perplexe (je ne suis pas encore un vrai radioamateur).

En général, il a été décidé de commencer par acheter un créateur de telles montres.
ce constructeur est en discussion, en fait c'est le sujet de l'auteur (son surnom mss_ja) de ce set, où il participe lui-même au montage et au lancement de ses sets. Il l'a également, où se trouvent de nombreuses photos de produits finis. Vous pouvez y acheter non seulement des kits à monter soi-même, mais également des montres prêtes à l'emploi. Écoutez, inspirez-vous.

Certains doutes ont été soulevés quant à la question de la livraison, car l'auteur respecté vit en Ukraine. Mais il s’est avéré que la guerre n’était qu’une guerre et que la poste fonctionnait comme prévu. En fait 14 jours et j'ai le colis.

livraison

Voici une petite boîte.


Alors qu'est-ce que j'ai acheté ? Et tout est visible sur la photo.


L'ensemble comprend :
un circuit imprimé (sur lequel l'auteur a gentiment soudé le contrôleur pour que je n'aie pas à souffrir, ses jambes sont trop petites). Le programme était déjà codé en dur dans le contrôleur ;
Package avec des composants de conception. Les gros sont clairement visibles - microcircuits, condensateurs électrolytiques, tweeters, etc., selon le schéma et la description. Sous ce sac se trouve un autre, avec de petits composants CMS – résistances, condensateurs, transistors. Tous les éléments SMD sont collés sur du papier avec des dénominations écrites dessus, très pratique. La photo a été prise pendant le processus d'assemblage.


Le flan pour le boîtier de la montre n'est pas inclus dans l'ensemble par défaut, mais après avoir contacté l'auteur, je l'ai également acheté. C'est une réassurance contre votre éventuelle malversation, parce que... Je n'ai pratiquement rien à voir avec le bois et toute mon expérience dans sa transformation se résume à scier périodiquement du bois de chauffage pour le barbecue à la datcha. Mais je voulais un look classique – comme « du verre en bois », comme on dit sur le forum radio cat.
Alors, commençons.
C'est tout ce dont nous avons besoin pour commencer l'assemblage. Et pour réussir, il nous faut encore une tête et des mains.


Mais non, je n'ai pas tout montré. Sans cette chose, vous n'avez même pas besoin de commencer. Ces éléments SMD sont si petits...


J'ai commencé le montage strictement selon les recommandations de l'auteur - avec des convertisseurs de puissance. Et il y en a deux dans cette conception. 12V->3,3V pour alimenter l'électronique et 12V->180V pour faire fonctionner les indicateurs eux-mêmes. Vous devez assembler ces éléments très soigneusement, en vous assurant d'abord que vous soudez exactement ce que vous soudez, exactement là, et sans mélanger la polarité des composants. Le PCB lui-même Excellente qualité, production industrielle, la soudure est un plaisir.
Les convertisseurs de puissance ont été assemblés et testés pour les tensions appropriées, puis j'ai commencé à installer les composants restants.

Lorsque j’ai commencé le processus de construction, je me suis fait la promesse de photographier chaque étape du processus. Mais, emporté par cette action, je ne me suis souvenu de mon envie d'écrire une critique que lorsque le tableau était presque prêt. Par conséquent, la photo suivante a été prise lorsque j'ai commencé à tester les indicateurs en les branchant simplement sur la carte et en les mettant sous tension.


Sur les neuf lampes IN-14 que j'ai obtenues, une s'est avérée totalement non fonctionnelle, mais les autres étaient en excellent état, tous les chiffres et virgules brillaient parfaitement. 6 lampes sont allées à l'horloge et deux à la réserve.


Je n'ai délibérément pas supprimé la date de fabrication des lampes.
face arrière




Ici vous pouvez voir une photorésistance mal installée, je cherchais sa meilleure position.
Alors, après m'être assuré que le circuit fonctionnait et que l'horloge fonctionnait, je l'ai mis de côté. Et il a pris le corps. La partie inférieure est constituée d'un morceau de fibre de verre dont j'ai arraché le film. Et le flan de bois a été soigneusement poncé avec du papier de verre fin jusqu'à un état de « douceur agréable ». Eh bien, il a ensuite été recouvert de vernis et de teinture en plusieurs couches avec séchage intermédiaire et polissage avec du papier de verre fin.


Cela n’a pas été parfait, mais à mon avis, cela s’est bien passé. Surtout compte tenu de mon manque d’expérience dans le travail du bois.


Au dos, on voit des trous pour brancher l'alimentation et un capteur de température, que je n'ai pas encore (oui, il peut aussi afficher la température...).


Voici quelques photos de l'intérieur. Il est impossible de prendre une bonne photo, les photos ne rendent pas toute la « luminosité ».


Il s'agit d'un affichage de la date.


Éclairage de la lampe. Eh bien, où serions-nous sans elle ? Il peut être désactivé ; si vous ne l’aimez pas, ne l’allumez pas.

Précision de course remarquable. Cela fait une semaine que je regarde l'horloge, elle avance seconde par seconde. Bien sûr, une semaine, ce n’est pas long, mais la tendance est évidente.

En conclusion, je donnerai les caractéristiques de la montre, que j'ai copié-collé directement depuis le site de l'auteur du projet :

Caractéristiques de la montre :

Horloge, format : 12 / 24
Date, format : HH.MM.AA / HH.MM.D
Réveil personnalisable par jour.
Mesure de température.
Signal horaire (peut être désactivé).
Réglage automatique de la luminosité en fonction de l'éclairage.
Haute précision (DS3231).
Effets d'affichage.
---aucun effet.
---dégradation douce.
---faire défiler.
---superposition de numéros.
Effets des lampes de séparation.
---désactivé.
---clignotant à 1 hertz.
---dégradation douce.
---clignotant 2 hertz.
---inclus.
Effets d'affichage de la date.
---aucun effet.
---Changement.
---Décalage de défilement.
---Défilement.
---Remplacement des numéros.
Effet pendule.
---simple.
---difficile.
Rétroéclairages
---Bleu
---Possibilité d'éclairage du boîtier. (Facultatif)

Alors laissez-moi résumer. J'ai vraiment aimé la montre. Assembler une montre à partir d'un ensemble n'est pas difficile pour une personne de handicap moyen. Après avoir consacré quelques jours à une activité très intéressante, nous obtenons un appareil beau et utile, même avec une touche d'exclusivité.

Bien entendu, selon les normes actuelles, le prix n’est pas très humain. Mais d’abord, c’est un passe-temps, cela ne vous dérange pas d’y dépenser de l’argent. Et deuxièmement, ce n’est pas la faute de l’auteur si le rouble ne vaut plus rien maintenant.

DANS Dernièrement Les horloges avec indicateurs de décharge de gaz sont très populaires. Ces horloges donnent à de nombreuses personnes la lumière chaleureuse de leurs lampes, créent un confort dans la maison et une sensation indescriptible de respirer le passé. Voyons dans cet article de quoi sont faites ces montres et comment elles fonctionnent. Je dirai tout de suite qu'il s'agit d'un article de synthèse, donc de nombreux endroits peu clairs seront abordés plus en détail dans les articles suivants.

L'horloge peut être divisée en blocs fonctionnels suivants :

1)Bloquer haute tension

2) Bloc d'affichage

3) Compteur de temps

4) Unité de rétroéclairage

Examinons chacun d'eux plus en détail.

Bloc haute tension

Pour que le numéro à l’intérieur de la lampe s’allume, nous devons lui appliquer une tension. La particularité des lampes à décharge est que la tension requise est assez élevée, environ 200 Volts DC. Au contraire, le courant pour la lampe doit être très faible.

Où peut-on trouver ce genre de tension ? La première chose qui me vient à l’esprit est une prise de courant. Oui, vous pouvez utiliser la tension secteur redressée. Le schéma ressemblera à ceci :

Les inconvénients de ce système sont évidents. Il s'agit de l'absence d'isolation galvanique ; il n'y a aucune sécurité ou protection du circuit. Ainsi, il est préférable de vérifier le fonctionnement des lampes, tout en étant extrêmement prudent.

Dans le domaine des montres, les concepteurs ont emprunté une voie différente en augmentant la tension de sécurité jusqu'au niveau requis à l'aide d'un convertisseur DC-DC. Pour faire court, un tel convertisseur fonctionne sur le principe d'un swing. On peut, en appliquant une légère force de la main sur le swing, lui donner une accélération assez importante, non ? Le convertisseur DC-DC est le même : nous pompons la basse tension vers la haute tension.

Je vais donner l'un des circuits convertisseurs les plus courants (cliquez pour agrandir, le circuit s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre)

Un circuit avec un transistor à effet de champ dit semi-pilote. Fournit suffisamment de puissance pour alimenter six lampes sans devenir aussi chaud qu’un fer à repasser.

Bloc de visualisation

Le bloc fonctionnel suivant est l'indication. Il se compose de lampes dans lesquelles les cathodes sont connectées par paires et les anodes sont connectées à des optocoupleurs ou des commutateurs à transistors. En règle générale, les montres utilisent un affichage dynamique afin d'économiser de l'espace sur la carte de circuit imprimé, de miniaturiser le circuit et de simplifier la disposition de la carte.

Compteur de temps

Le bloc suivant est un compteur de temps. Le moyen le plus simple de procéder consiste à utiliser une puce DS1307 spécialisée.

Il offre une excellente précision temporelle. Grâce à cette puce, la montre maintient l'heure et la date correctes, malgré une longue panne de courant. Le constructeur promet jusqu'à 10 ans (!) vie de la batterieà partir d'une pile bouton CR2032.

Voici un schéma de connexion typique pour la puce DS1307 :

Il existe également des microcircuits similaires produits par de nombreuses entreprises produisant des composants radio. Ces puces peuvent fournir un chronométrage particulièrement précis, mais elles seront plus coûteuses. Il me semble que leur utilisation dans les montres domestiques n'est pas conseillée.

Bloc de rétroéclairage

L'unité de rétroéclairage est la partie la plus simple de la montre. Il s'installe à volonté. Ce ne sont que des LED sous chaque lampe qui fournissent un éclairage de fond. Il peut s'agir de LED monochromes ou de LED RVB. Dans ce dernier cas, vous pouvez choisir n'importe quelle couleur de rétroéclairage ou même le faire changer en douceur. Dans le cas du RVB, un contrôleur approprié est requis. Le plus souvent, cela est effectué par le même microcontrôleur qui compte le temps, mais pour simplifier la programmation, vous pouvez en installer un supplémentaire.

Eh bien, maintenant quelques photos d'un projet d'horloge assez complexe. Il utilise deux microcontrôleurs PIC16F628 pour contrôler l'heure et les lampes et un contrôleur PIC12F692 pour contrôler le rétroéclairage RVB.

Couleur du rétroéclairage turquoise :

Et maintenant le vert :

Couleur rose:

Toutes ces couleurs peuvent être ajustées avec un seul bouton. Vous pouvez en choisir un. Les diodes RVB sont capables de produire n'importe quelle couleur.

Et ceci est un morceau d'un convertisseur haute tension. Ci-dessous sur la photo se trouvent un transistor à effet de champ, une diode ultra-rapide et un condensateur de stockage d'un convertisseur DC-DC

Le même convertisseur, vue de dessous. Une self SMD et une version SMD de la puce MC34063 sont utilisées. Sur la photo, le flux restant n'a pas encore été lavé.

Et il s’agit d’une version simplifiée de la montre à quatre lampes. Également avec rétroéclairage RVB

Eh bien, il s'agit d'une structure d'horloge classique basée sur des lampes à décharge Sunny Clock, un rétroéclairage statique et une manière légèrement inhabituelle de contrôler les lampes à l'aide d'une paire de décodeurs K155ID1.

Dans le prochain article, nous parlerons plus en détail des convertisseurs DC-DC et de la production haute tension. Nous analyserons également en détail le processus d'assemblage d'un tel convertisseur et ferons fonctionner une lampe à partir de celui-ci.

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Cet article se concentrera sur la fabrication de montres originales et insolites. Leur particularité réside dans le fait que l'heure est indiquée à l'aide de voyants numériques. Un grand nombre de ces lampes étaient autrefois produites, ici et à l'étranger. Ils étaient utilisés dans de nombreux appareils, des montres aux équipements de mesure. Mais après l’avènement des indicateurs LED, les lampes sont progressivement tombées en désuétude. Ainsi, grâce au développement de la technologie des microprocesseurs, il est devenu possible de créer des montres avec un circuit relativement simple utilisant des voyants numériques. Je pense qu'il ne serait pas faux de dire que deux types de lampes étaient principalement utilisés : les lampes fluorescentes et les lampes à décharge. Les avantages des indicateurs luminescents incluent une faible tension de fonctionnement et la présence de plusieurs décharges dans une lampe (bien que de tels exemples existent également parmi les indicateurs à décharge gazeuse, mais ils sont beaucoup plus difficiles à trouver). Mais tous les avantages de ce genre les lampes présentent un énorme inconvénient : la présence d'un phosphore, qui brûle avec le temps, et la lueur s'atténue ou s'arrête. Pour cette raison, les lampes usagées ne peuvent pas être utilisées.

Les indicateurs de décharge de gaz sont exempts de cet inconvénient, car une décharge de gaz y brille. Essentiellement, ce type de lampe est une lampe au néon à cathodes multiples. Grâce à cela, la durée de vie des indicateurs à décharge de gaz est beaucoup plus longue. De plus, les lampes neuves et usagées fonctionnent aussi bien (et souvent celles d'occasion fonctionnent mieux). Cependant, il existe certains inconvénients : la tension de fonctionnement des indicateurs à décharge gazeuse est supérieure à 100 V. Mais résoudre le problème avec la tension est beaucoup plus facile qu'avec un phosphore grillé. Sur Internet, ces montres sont courantes sous le nom de NIXIE CLOCK.

Les indicateurs eux-mêmes ressemblent à ceci :

Ainsi, tout semble clair sur les caractéristiques de conception, commençons maintenant à concevoir le circuit de notre montre. Commençons par concevoir une source de tension haute tension. Il y a deux manières ici. La première consiste à utiliser un transformateur avec un enroulement secondaire de 110-120 V. Mais un tel transformateur sera soit trop encombrant, soit vous devrez l'enrouler vous-même, la perspective est médiocre. Oui, et la régulation de la tension est problématique. La deuxième façon consiste à assembler un convertisseur élévateur. Eh bien, il y aura plus d'avantages ici : premièrement, il prend peu de place, deuxièmement, il dispose d'une protection contre les courts-circuits et troisièmement, vous pouvez facilement régler la tension de sortie. En général, il y a tout ce qu'il faut pour être heureux. J'ai choisi la deuxième voie, parce que... Je n'avais aucune envie de chercher un transformateur et un fil de bobinage, et je voulais aussi quelque chose de miniature. Il a été décidé d'assembler le convertisseur sur le MC34063, car J'ai eu de l'expérience en travaillant avec elle. Le résultat est ce schéma :

Elle a été collectée pour la première fois à planche à pain et a montré d'excellents résultats. Tout a démarré immédiatement et aucune configuration n'a été requise. Lorsqu'il est alimenté en 12 V. la sortie s'est avérée être de 175V. L'alimentation assemblée de la montre ressemble à ceci :

Un stabilisateur linéaire LM7805 a été immédiatement installé sur la carte pour alimenter l'électronique de l'horloge et un transformateur.

L'étape suivante du développement fut la conception du circuit de commutation des lampes. En principe, le contrôle des lampes n'est pas différent du contrôle des indicateurs à sept segments, à l'exception de la haute tension. Ceux. Il suffit d'appliquer une tension positive à l'anode et de connecter la cathode correspondante à l'alimentation négative. A ce stade, deux tâches doivent être résolues : faire correspondre les niveaux du MK (5V) et des lampes (170V), et commuter les cathodes des lampes (ce sont les chiffres). Après un certain temps de réflexion et d'expérimentation, le circuit suivant a été créé pour contrôler les anodes des lampes :

Et contrôler les cathodes est très simple, pour cela ils ont mis au point un microcircuit spécial K155ID1. Certes, ils ont été abandonnés depuis longtemps, comme les lampes, mais les acheter n'est pas un problème. Ceux. pour contrôler les cathodes, il suffit de les connecter aux broches correspondantes du microcircuit et de soumettre les données au format binaire à l'entrée. Oui, j'ai failli oublier, il est alimenté en 5V, enfin, une chose très pratique. Il a été décidé de rendre l'affichage dynamique car sinon, il faudrait installer K155ID1 sur chaque lampe, et il y en aura 6. Le schéma général s'est déroulé comme suit :

Sous chaque lampe j’ai installé une LED rouge vif, c’est plus beau. Une fois assemblée, la planche ressemble à ceci :

Nous ne trouvions pas de douilles pour les lampes, nous avons donc dû improviser. En conséquence, les anciens connecteurs, similaires aux COM modernes, ont été démontés, les contacts en ont été retirés et après quelques manipulations avec un coupe-fil et une lime à aiguille, ils ont été soudés à la carte. Je n’ai pas fabriqué de panneaux pour l’IN-17, je les ai réalisés uniquement pour l’IN-8.

Le plus dur est passé, il ne reste plus qu’à développer un circuit pour le « cerveau » de la montre. Pour cela j'ai choisi le microcontrôleur Mega8. Eh bien, alors tout est assez simple, nous le prenons simplement et y connectons tout de la manière qui nous convient. En conséquence, le circuit d'horloge comprenait 3 boutons de contrôle, une puce d'horloge en temps réel DS1307, un thermomètre numérique DS18B20 et une paire de transistors pour contrôler le rétroéclairage. Pour plus de commodité, nous connectons les clés d'anode à un port, dans ce cas il s'agit du port C. Une fois assemblés, cela ressemble à ceci :

Il y a une petite erreur sur la carte, mais elle a été corrigée dans les fichiers de la carte ci-joints. Le connecteur pour flasher le MK est soudé avec des fils, après avoir flashé l'appareil, il doit être dessoudé.

Bon maintenant ce serait bien de faire un schéma général, une fois dit et fait, le voici :

Et voilà à quoi tout cela ressemble assemblé :

Il ne reste plus qu'à écrire le firmware du microcontrôleur, ce qui a été fait. La fonctionnalité s'est avérée être la suivante :

Afficher l'heure, la date et la température. Lorsque vous appuyez brièvement sur la touche MENU, le mode d'affichage change.

Mode 1 - heure uniquement.

Mode 2 - temps 2 min. date 10 sec.

Mode 3 - temps 2 min. température 10 sec.

Mode 4 - temps 2 min. date 10 sec. température 10 sec.

Lorsqu'il est maintenu enfoncé, les paramètres d'heure et de date sont activés et vous pouvez parcourir les paramètres en appuyant sur le bouton MENU.

Le nombre maximum de capteurs DS18B20 est de 2. Si la température n’est pas nécessaire, vous ne pouvez pas la régler du tout ; cela n’affectera en rien le fonctionnement de la montre. Le capteur n'est pas branché à chaud.

Une pression brève sur le bouton UP allume la date pendant 2 secondes. Lorsqu'il est maintenu enfoncé, le rétroéclairage s'allume/s'éteint.

En appuyant brièvement sur le bouton DOWN, la température s'allume pendant 2 secondes.

De minuit à 7h00, la luminosité est réduite.

Le tout fonctionne comme ceci :

Les sources du firmware sont incluses avec le projet. Le code contient des commentaires, il ne sera donc pas difficile de modifier la fonctionnalité. Le programme est écrit dans Eclipse, mais le code est compilé sans aucune modification dans AVR Studio. Le MK fonctionne à partir d'un oscillateur interne à une fréquence de 8 MHz. Les fusibles sont réglés comme ceci :

Et en hexadécimal comme ceci : ÉLEVÉ : D9, FAIBLE : D4

Sont également inclus des tableaux avec des bugs corrigés.

Cette horloge fonctionne pendant un mois. Aucun problème n'a été identifié dans les travaux. Le régulateur et le transistor convertisseur LM7805 sont à peine chauds. Le transformateur chauffe jusqu'à 40 degrés, donc si vous envisagez d'installer la montre dans un boîtier sans trous de ventilation, vous devrez utiliser un transformateur de puissance plus élevée. Dans ma montre, il fournit un courant d'environ 200 mA. La précision du mouvement dépend fortement du quartz utilisé à 32,768 KHz. Il est déconseillé d’installer du quartz acheté en magasin. Les meilleurs résultats ont été montrés par le quartz de cartes mères et les téléphones portables.

En plus des lampes utilisées dans mon circuit, vous pouvez installer tout autre indicateur à décharge de gaz. Pour ce faire, vous devrez modifier la disposition de la carte, et pour certaines lampes la tension du convertisseur boost et les résistances sur les anodes.

Attention : l'appareil contient une source haute tension !!! Le courant est petit mais assez appréciable!!! Soyez donc prudent lorsque vous travaillez avec l'appareil !

Une des options de construction pour ce projet :

Liste des radioéléments

Désignation	Taper	Dénomination	Quantité	Note	Boutique	Mon bloc-notes
	Indicateur de décharge de gaz	EN-8	4			Vers le bloc-notes
	Indicateur de décharge de gaz	EN-17	2			Vers le bloc-notes
CPU	MK-AVR 8 bits	ATmega8	1			Vers le bloc-notes
	Horloge en temps réel (RTC)	DS1307	1			Vers le bloc-notes
	capteur de température	DS18B20	2			Vers le bloc-notes
DD1	Ébrécher	K155ID1	1			Vers le bloc-notes
IC1	Convertisseur d'impulsions DC/DC	MC34063A	1			Vers le bloc-notes
VR1	Régulateur linéaire	LM7805	1			Vers le bloc-notes
VT1-VT6	Transistor bipolaire	MPSA92	6			Vers le bloc-notes
VT7-VT12	Transistor bipolaire	MPSA42	6			Vers le bloc-notes
VT13, VT14	Transistor bipolaire	BC847	2			Vers le bloc-notes
VT15	Transistor bipolaire	KT3102	1			Vers le bloc-notes
VT16	Transistor bipolaire	KT3107A	1			Vers le bloc-notes
VT17	Transistor MOSFET	IRF840	1			Vers le bloc-notes
VDS1	Pont de diodes		1			Vers le bloc-notes
VD1	Diode redresseur	HER106	1			Vers le bloc-notes
HL1-HL6	Diode électro-luminescente		6			Vers le bloc-notes
C1		100 µF	1			Vers le bloc-notes
C2, C3-C5, C7, C9, C11	Condensateur	0,1 µF	7			Vers le bloc-notes
C6, C8	Condensateur électrolytique	1000 µF	2			Vers le bloc-notes
C10	Condensateur	510 pF	1			Vers le bloc-notes
C12	Condensateur électrolytique	4,7 µF 400 V	1			Vers le bloc-notes
R1-R4, R6-R8	Résistance	4,7 kOhms	7			Vers le bloc-notes
R5, R9-R14, R27-R32, R42	Résistance	10 kOhms	14			Vers le bloc-notes
R15, R17, R19, R21, R23, R25, R45	Résistance	1 MOhm	7			Vers le bloc-notes
R16, R18, R20, R22, R24, R26	Résistance	13 kOhms	6			Vers le bloc-notes
R33, R34	Résistance

Salut tout le monde. Je veux vous parler de mon récent « artisanat », à savoir une horloge avec des indicateurs de décharge de gaz (GDI).
Les indicateurs de décharge de gaz sont depuis longtemps tombés dans l'oubli, personnellement, même les « plus récents » sont plus vieux que moi. Le GRI était principalement utilisé dans les montres et instruments de mesure, plus tard, ils ont été remplacés par des indicateurs luminescents sous vide.
Alors, qu’est-ce qu’une lampe GRI ? Il s'agit d'un récipient en verre (c'est une lampe !) rempli à l'intérieur de néon avec une petite quantité de mercure. À l’intérieur se trouvent également des électrodes courbées sous forme de chiffres ou de signes. Ce qui est intéressant, c'est que les symboles sont situés les uns après les autres, donc chaque symbole brille à sa propre profondeur. S’il y a des cathodes, il doit aussi y avoir une anode ! - il est un pour tous. Ainsi, pour allumer un certain symbole dans l'indicateur, vous devez appliquer une tension, et non petite, entre l'anode et la cathode du symbole correspondant.
Pour référence, je voudrais écrire comment la lueur se produit. Lorsqu'une haute tension est appliquée entre l'anode et la cathode, le gaz dans la lampe, qui était auparavant neutre, commence à s'ioniser (c'est-à-dire qu'un ion positif et un électron sont formés à partir de l'atome neutre). Les ions positifs résultants commencent à se déplacer vers la cathode et les électrons libérés commencent à se déplacer vers l'anode. Dans ce cas, les électrons « en cours de route » ionisent en outre les atomes de gaz avec lesquels ils entrent en collision. En conséquence, un processus d'ionisation semblable à une avalanche se produit et électricité dans la lampe (décharge luminescente). Alors maintenant, la chose la plus intéressante, outre le processus d'ionisation, c'est-à-dire Lors de la formation d’un ion et d’un électron positifs, il existe également un processus inverse, appelé recombinaison. Quand un ion positif et un électron « se transforment » à nouveau en un seul ! Dans ce cas, l’énergie est libérée sous la forme d’une lueur que nous observons.
Maintenant directement à l'horloge. J'ai utilisé des lampes IN-12A. Ils ont une forme de lampe pas tout à fait classique et contiennent les symboles 0 à 9.
J'ai acheté pas mal de lampes qui n'ont pas servi !

Pour ainsi dire, pour qu'il y en ait pour tout le monde !
C'était intéressant de fabriquer un appareil miniature. Le résultat final est une pièce assez compacte.
Le boîtier a été découpé sur une machine laser dans de l'acrylique noir selon un modèle 3D, que j'ai réalisé à partir de circuits imprimés :

Schéma de l'appareil.
L'horloge se compose de deux planches. La première carte contient quatre lampes IN-12A, un décodeur K155ID1 et des optocoupleurs pour contrôler les anodes des lampes.

La carte dispose également d'entrées pour connecter l'alimentation, contrôler les optocoupleurs et un décodeur.
Le deuxième tableau est le cerveau de l’horloge. Il contient un microcontrôleur, une horloge en temps réel, une unité de conversion 9 V en 12 V, une unité de conversion 9 V en 5 V, deux boutons de commande, un buzzer et les sorties de tous les fils de signal correspondant au tableau d'affichage. L'horloge en temps réel dispose d'une batterie de secours qui évite la perte de temps lorsque l'alimentation principale est coupée. L'alimentation est fournie par une unité 220V-9V (200mA suffisent).

Ces cartes sont connectées à l'aide d'un connecteur à broches, mais pas par insertion, mais par soudure !

Le tout se déroule ainsi. Tout d'abord, une longue vis M3*40. Un tube d'un tuyau d'air de 4 mm s'adapte sur cette vis (il est dense et adapté au maintien de circuits imprimés, je l'utilise très souvent). Ensuite il y a un support entre les circuits imprimés (imprimé sur une imprimante 3D) puis un écrou traversant en laiton resserre le tout. Et la paroi arrière sera également fixée avec des boulons M3 à des écrous en laiton.

Lors du montage, cette caractéristique désagréable est devenue évidente. J'ai écrit le firmware, mais la montre a refusé de fonctionner, les lampes ont clignoté dans un ordre incompréhensible. Le problème a été résolu en installant un condensateur supplémentaire entre +5V et la masse juste à côté du microcontrôleur. Vous pouvez le voir sur la photo ci-dessus (installé dans le connecteur de programmation).
Je joins les fichiers de projet dans EagleCAD et le firmware dans CodeVisionAVR. Vous pouvez mettre à niveau si nécessaire pour vos propres besoins)))
Le firmware de la montre est réalisé tout simplement, sans cloches ni sifflets ! Juste une montre. Deux boutons de commande. Un bouton est « mode », le second est « paramètres ». En appuyant pour la première fois sur le bouton « mode », seuls les chiffres responsables des heures s'affichent ; si vous appuyez sur « paramètres » dans ce mode, les heures commenceront à augmenter (quand elles atteignent 23, elles sont réinitialisées à 00). Si vous cliquez à nouveau sur « mode », seules les minutes seront affichées. Par conséquent, si vous cliquez sur « configuration » dans ce mode, les minutes augmenteront également dans un ordre « circulaire ». Lorsque vous cliquez à nouveau sur « mode », les heures et les minutes s'affichent. Lors du changement des heures et des minutes, les secondes sont réinitialisées.

Horloge DIY avec lampes IN-14

J'ai longtemps voulu publier un article sur la création Montres DIY avec lampes IN-14, ou comme on dit, une montre dans le style steam punk.

J'essaierai de présenter uniquement les choses les plus importantes étape par étape et de me concentrer sur les points clés. L'indication de l'horloge est clairement visible de jour comme de nuit, et elles sont elles-mêmes très jolies, surtout dans une bonne caisse en bois.

Schéma de l'appareil (pour agrandir - comme partout ailleurs - cliquez) :

Cette montre est équipée d'indicateurs de décharge de gaz IN-14. Ils peuvent également être remplacés par IN-8, en tenant naturellement compte des différences de brochage. Les broches indicatrices sont numérotées dans le sens des aiguilles d’une montre à partir du côté des broches. Pour IN-14, la broche 1 est indiquée par une flèche.

Caractéristiques de la montre :

Tension d'alimentation, V	12
Consommation de courant, pas plus, mA	200
Consommation de courant typique, mA	150
Indicateurs de type	EN-14
Format d'affichage de l'heure	Heures\Minutes\Secondes
Format d'affichage des dates	Jour mois année
Nombre de boutons de commande	2
Réveils	2
Discrétion du réglage de l'heure de l'alarme, min	5
Gradations logicielles pour régler la luminosité des indicateurs	5

Microcontrôleur Atmega8 dans le package TQFP. L'horloge ne fonctionne pas avec un contrôleur dans un package DIP. Horloge temps réel DS1307. L'émetteur sonore dispose d'un générateur intégré et d'une tension d'alimentation de 5 V. Tous les fichiers de projet nécessaires - carte, firmware du contrôleur - télécharger

Fusibles :

Plus de photos:

Le convertisseur de tension boost est basé sur la puce MC34063A. (MC33063A). En termes de prévalence et de coût, il est quelque peu inférieur au minuteur 555, sur lequel un tel convertisseur peut être construit, mais il est moins cher et plus accessible que le MAX1771.

Les condensateurs non polaires sont en céramique, les condensateurs polaires sont des électrolytes à faible ESR. Si un faible ESR n'est pas disponible, placez la céramique ou le film parallèlement à l'électrolyte. La self du convertisseur boost est de 220 µH pour un courant de 1,2A. La valeur nominale minimale de l'inductance est de 180 µH, le courant nominal minimum de l'inductance est de 800 mA.

Deux boîtiers K155ID1 fonctionnent comme décodeurs. Le commutateur de tension anodique utilise un optocoupleur TLP627. Les valeurs de R23 et R24 doivent être choisies indépendamment, en fonction du degré de luminescence. Sans eux, les courants traversant les points dépassent le niveau admissible. Lors de l'installation, nous n'enfonçons pas les clignotants à fond. Étant donné que les boîtiers de tous les indicateurs sont individuels, ils devront être alignés par rapport au circuit imprimé et les uns par rapport aux autres.

Contrôle de l'horloge sur IN-14 :

Le passage de mode en mode s'effectue le long de l'anneau avec le bouton "MODE".

La valeur est réglée à l'aide du bouton "ENSEMBLE".

La valeur ajustée clignote ou est plus lumineuse.

Définir la valeur des secondes implique de les remettre à zéro.

Le réglage de la valeur des minutes, heures, jour, mois, année consiste à ajouter 1 à la valeur actuelle le long de l'anneau jusqu'à la valeur maximale, après quoi la valeur est réinitialisée.

Les minutes du réveil sont réglées à partir de zéro par incréments de 5 minutes (00-05-10-15:55).

Si la montre n'est pas en mode principal et que vous arrêtez d'appuyer sur les boutons, la montre revient au mode principal après quelques minutes.

Annulez le son de l'alarme à l'aide du bouton "ENSEMBLE".

Dans ce cas, la prochaine fois que l’heure de l’alarme sera atteinte, l’alarme sera activée. Les virgules en dizaines et en unités de secondes indiquent respectivement l'activité des alarmes 1 et 2. Les modes de fonctionnement de l'horloge sont indiqués dans le tableau. Le rouge symbolise les décharges très éclairées, l'orange indique les décharges faiblement éclairées et le noir indique les décharges éteintes. Pour le temps : H - heures, M - minutes, S - secondes. Pour la date : J - jour du mois (jour), M - mois, G - année. Pour régler une alarme : 1 - alarme 1, 2 - alarme 2, X - aucune valeur (éteinte).

Première mise en marche, programmation et configuration du contrôleur. Vérifiez d’abord que le circuit d’horloge est correctement installé. Vérifiez ensuite les circuits d'alimentation pour les courts-circuits. S'il n'est pas trouvé, essayez d'alimenter l'entrée à partir d'une source 12 V. Si aucune fumée ne sort, vérifiez la tension du circuit d'alimentation D5V0. À l'aide de la résistance trimmer RP1, réglez la sortie du convertisseur boost sur une tension de 200 V (pour les valeurs nominales indiquées). Attends quelques minutes. Les éléments du circuit ne doivent pas chauffer sensiblement. Cela est particulièrement vrai pour l'inductance d'un convertisseur haute tension. Sa surchauffe indique un calibre mal sélectionné ou une conception avec un courant de fonctionnement trop faible. Cet accélérateur doit être remplacé par un autre plus adapté.

Désormais, vous aurez besoin d'une pile VT1 de type CR2032. En dernier recours, court-circuitez les contacts de la prise batterie, mais vous réglerez alors l'heure et la date à chaque coupure d'alimentation.

Programmer de manière séquentielle Éclair Et EEPROM microcontrôleur à l’aide du firmware fourni. Cette opération doit être effectuée dans l'ordre spécifié. Les indicateurs afficheront " 21-15-00 ". Les secondes s'écouleront. Si vous n'avez toujours pas connecté BT1, au lieu de l'heure et de la date, vous verrez quelque chose comme " 05-05-05 ".

Réglez l'heure, la date et les alarmes conformément au tableau décrivant les modes de fonctionnement. Lorsque vous arrivez au réglage de la luminosité, activez par programme la luminosité minimale des indicateurs. Ajustez le convertisseur boost pour que chacun des indicateurs brille avec une luminosité minimale, mais pleinement. Autrement dit, il ne devrait pas arriver qu'une partie du numéro de l'indicateur soit allumée et une autre non. Ensuite, définissez par programme la luminosité maximale et vérifiez la lueur des numéros d'indicateur.

Les indicateurs ne doivent pas briller trop fort et il ne doit pas y avoir de lueur « volumétrique ». La correction de la luminosité est à nouveau effectuée à l'aide de RP1. Après cela, vérifiez à nouveau la lueur à la luminosité minimale et ainsi de suite jusqu'à l'obtention de résultats acceptables. Si des résultats acceptables ne sont pas obtenus, essayez de sélectionner les valeurs des résistances anodiques et répétez les étapes ci-dessus.

De telles montres se compareront avantageusement aux montres chinoises ordinaires, basées sur des LED, qui, soit dit en passant, coûtent très cher.

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