Схемы часов на газоразрядных индикаторах ИН-14

В прошлом веке газоразрядные индикаторы использовались очень активно на многих приборах: в часах, измерительной аппаратуре, частотомерах, осциллографах, весах и многих других. Со временем их вытеснили жидкокристаллические дисплеи, технология изготовления которых проще и менее затратна, а самое главное, они компактнее и имеют большее количество разрядов. Дисплеи на жидких кристаллах дают возможность отображать показания с большей точностью.

Содержание

Область применения в наше время

Сейчас газоразрядные индикаторы с цифрами промышленность уже не делает, но в свое время их наштамповали столько, что до сих пор они пылятся на складах и в частных запасах. Их можно уже назвать антиквариатом, ну как, например, во многих домах есть винтажные подсвечники, которые используются как декоративный элемент интерьера. Так и часы на газоразрядных лампах – завораживают своей подсветкой и являются отличным добавлением к интерьеру различных помещений, особенно обустроенных в стиле ретро.

Вещь красивая и полезная, но заводами, увы, уже не производится. Можно сделать их самому или купить готовые у людей, специализирующихся на их производстве. Разработано немало схем часов с применением газоразрядных индикаторов на старых и новых микросхемах. Рассмотрим наиболее простые варианты.

Этапы сборки часов

Для начала надо понять принцип работы индикаторных элементов ИН-14, практически это неоновые лампочки с группой катодов в виде цифр. В зависимости от подачи питания светится тот или иной катод поочередно, применяется принцип лампы накаливания с газоразрядным процессом.

Ресурс работы таких индикаторов огромный, потому что нет длительной и большой нагрузки на один катод. Для полноценной подсветки необходимо напряжение не менее 100 В, поэтому начнем проектирование с источника питания.

Блок питания

Вариант с трансформатором, на вторичной обмотке которого будет 170 или 180 В, исключаем сразу по причине больших габаритов и веса. Подбирать железо, провода и мотать самостоятельно – дело неблагодарное и утомительное. Практичнее применить преобразователь напряжения на микросхеме MC34063, имеющий малые габариты, вес и стабильные параметры.

Все элементы монтируются на печатную плату, после сборки в большинстве случаев настройки не требуется, с 10–12 В преобразователь дает 175–180 В. Как видно, трансформатор в схеме присутствует, но очень маленький и легкодоступный для быстрого самостоятельного изготовления, такой можно купить в торговых сетях. На выходе вторичной обмотки 9–12 В переменного тока приходят на диодный мост (выпрямитель). Линейный стабилизатор LM7805 предназначен для питания электронных элементов часов.

Схема для включения ламп

Эта схема решает проблему согласования управляющего напряжения на микросхеме 5 В и управляемого напряжения питания анодов. Положительный потенциал 180 В подается на анод, а отрицательный – на катоды соответствующих цифр.

Включение катодов производится схемой на базе старой микросхемы К155ИД1, которая запитывается от напряжения 5 В, что в нашем случае очень удачно. Микросхемы 155-й серии сняты с производства, но не являются дефицитом, их легко можно купить в торговых сетях и на радиорынках. Чтобы не паять микросхему к каждой лампе, схема управления катодами делается по динамическому принципу.

Теперь блок питания, схему управления катодами и анодами надо подключить к процессору часов DS1307, для согласования идеально подходит микроконтроллер Mega8.

Часы с контроллером и кнопками управления

В состав этой схемы входят:

• часы DS1307;
• контролер Mega8;
• DS18B20 цифровой термометр;
• транзисторы для светодиодной подсветки;
• кнопки для управления настройками времени.

При необходимости эту схему можно значительно упростить, убрать светодиодную подсветку, цифровой термометр и лампы для разряда секунд с элементами катодного и анодного управления.

Прошивка микроконтроллера

Программное обеспечение для часов из газоразрядных индикаторных ламп написано на Eclipse, без искажений транслируется в AVR Studio, коды с комментариями, что значительно упрощает процесс.

В результате прошивки устанавливаются определенные режимы и процесс управления ими. При кратковременном нажатии кнопки «MENU» по кругу отображаются режимы:

• режим №1 – времени (отображается постоянно);
• режим №2 – 2 мин. время, 10 сек. дата;
• режим №3 – 2 мин. время, 10 сек. температура;
• режим №4 – 2 мин. время, 10 сек. дата и 10 сек. температура;
• режим настройки времени и даты устанавливается удержанием кнопки «MENU»;
• кратковременное нажатие на кнопку «UP» (2 сек.) отображает дату, удержание этой кнопки отключает или включает подсветку;
• кратковременное нажатие «DOWN» (2 сек.) отображает температуру;
• понижение яркости почасовой программой с 00.00 часов до 7 утра.

Соединение основных элементов и особенности эксплуатации

В конечном итоге вся система состоит из трех печатных плат:

• Блок питания, преобразователь напряжения на базе MC34063

• Плата с лампами, элементами управления анодами и катодами

• Плата с контролером Mega8 и часами DS1307

Для компактности плата сделана с двухсторонним расположением элементов, такой вариант печатных плат не догма, есть другие. Когда часы, управление катодами и анодами монтируются на одной плате, а блок питания на другой, для разряда секунд используются лампы поменьше – ИН-8. Иногда лампы выносят вообще на отдельную панель и делают двухуровневую конструкцию, на первом уровне размещается плата с часовой микросхемой и элементами управлением катодами и анодами. На втором уровне – плата с панелями для ламп, все зависит от фантазии разработчика.

Лампы ИН-14 сняты с производства, может возникнуть проблема с приобретением панелей для них. В этом случае можно использовать контакты разъемов D-SUB формата «мама» или цанговых линеек, подходящих по диаметру.

Пластик линейки можно аккуратно раскрошить пассатижами и извлечь контакты, которые впаиваются в просверленные отверстия на печатной плате.

Теперь остается эту конструкцию упаковать в корпус (самый простой вариант – это прямоугольный короб). Материал может быть самый разнообразный: пластик, фанера, обклеенная кожей или другим декоративным материалом.

Трансформатор блока питания нагревается не более чем на 40  ̊С, поэтому в корпусе рекомендуется делать вентиляционные отверстия для стабильного обеспечения тока в 200 мА. Точность хода часов зависит от стабильной работы кварца 32,768 КГц, который рекомендуется брать из материнских плат ПК или сотовых телефонов, так как в торговых сетях часто попадается некачественная продукция.

Радиодетали, необходимые для сборки часов

Такой способ изготовления часов на газоразрядных лампах может осуществить человек, имеющий определенные знания в электронике и практические навыки. Начинающим можно воспользоваться услугами сайта http://vrtp.ru/index.php?showtopic=25695. Можно заказать за 800 рублей готовые печатные платы с подробными инструкциями, в которых прописано, что и куда паять. За 2 500 продается полный набор «Сделай сам», на лампах с прошитой микросхемой и остальными деталями. Можете за 3 500 рублей купить готовые часы, но это не интересно, если вы хотите что-то собрать своими руками.

В 

• Вы здесь:  
• Главная
• Для дома
• Часы на ИН-14 лампах своими руками

Подробности

Создано: 30 октября 2015

Часы на ИН-14 лампах своими руками

Давно хотел выложить статью,по изготовлению своими руками часов на лампах ИН-14,или как еще отзываются-часы в стиле стим-панк.

Постараюсь поэтапно и останавливаясь на ключевых моментах изложить только самое главное. Индикация часов хорошо видна как днем так и ночью, и сами по себе очень красиво смотрятся,особенно в хорошем деревянном корпусе.Общем,приступаем.

Схема устройства(для увеличения-как и везде-клик):

В этих часах установлены газоразрядные индикаторы ИН-14. Также их можно заменить на ИН-8, естественно с учётом отличий по цоколёвке. Нумерация выводов индикаторов осуществляется по часовой стрелке со стороны выводов. У ИН-14 вывод 1 указан стрелкой.

Характеристика часов:

Микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP. Работа часов в с контроллером в DIP корпусе не предусмотрена. Часы реального времени DS1307. Звуковой излучатель имеет встроенный генератор и напряжение питания 5В. Все необходимые файлы проекта — плата, прошивка контроллера-скачать

Фьюзы:

Еще фото:

Повышающий преобразователь напряжения выполнен на микросхеме MC34063A. (MC33063A). По распространённости и стоимости она несколько уступает таймеру 555, на котором можно построить такой преобразователь, однако дешевле и доступнее MAX1771.

Неполярные конденсаторы керамика, полярные — электролиты Low ESR. Если Low ESR недоступны, поставьте параллельно электролиту керамику или плёнку. Дроссель в повышающем преобразователе 220 мкГн на ток 1.2A. Минимальное расчётное значение дросселя составляет 180 мкГн, минимальный расчётный ток дросселя составляет 800 мA.

Дешифраторами работают два корпуса К155ИД1. В коммутаторе анодного напряжения использована оптопара TLP627. Величины R23 и R24 нужно подбирать самостоятельно, в зависимости от степени свечения. Без них токи через точки превышают допустимый уровень. При монтаже индикаторы заталкиваем не до конца. Так как корпуса всех индикаторов индивудуальны их нужно будет выравнивать относительно печатной платы и между собой.

Управление часами на ИН-14:

Переход от режима к режиму происходит по кольцу кнопкой «MODE».

Установка значения производится кнопкой «SET».

Корректируемое значение либо мигает, либо имеет бОльшую яркость.

Установка значения секунд заключается в их обнулении.

Установка значения минут, часов, дня, месяца, года заключается в прибавлении 1 к текущему значению по кольцу до максимального значения, после чего значение обнуляется.

Установка минут срабатывания будильника производится от нуля с дискретностью 5 минут (00-05-10-15:55).

Если часы находятся не в основном режиме и нажатия кнопок прекращаются, то по истечении нескольких минут часы возвращаются в основной режим.

Отмена звукового сигнала будильника производится кнопкой «SET».

При этом в следующий раз при достижении времени срабатывания сигнал будильника будет активирован.     Запятые в десятках и единицах секунд говорят об активности будильников 1 и 2 соответственно.     Режимы работы часов приведены в таблице. Красным условно обозначены ярко горящие разряды, оранжевым — тускло подсвеченные разряды, чёрным — погашенные разряды. Для времени: Ч — часы, М — минуты, С — секунды. Для даты: Д — день месяца (число), М — месяц, Г — год. Для установки будильника: 1 — будильник 1, 2 — будильник 2, Х — нет значения (погашен).

Первое включение, программирование контроллера и настройка. Проверьте вначале правильность монтажа схемы часов. Затем проверьте цепи питания на предмет наличия короткого замыкания. Если не нашли, попробуйте подать на вход питание от источника 12В. Если не пошёл дым, проверьте напряжение цепи питания D5V0. С помощью подстроечного резистора RP1 установите на выходе повышающего преобразователя напряжение величиной 200В (для указанных номиналов). Подождите несколько минут. Элементы схемы не должны заметно нагреваться. Особенно это касается дросселя высоковольтного преобразователя. Его перегрев говорит о неправильно выбранном номинале или о конструктиве со слишком малым рабочим током. Такой дроссель надо заменить на более подходящий.

С этого момента понадобится элемент питания ВТ1 типа CR2032. В крайнем случае закоротите контакты панельки элемента питания, но тогда время и дату будете устанавливать каждый раз при прекращении подачи питания.

Запрограммируйте последовательно Flash и EEPROM микроконтроллера с помощью прилагаемых прошивок. Делать эту операцию нужно в указанной последовательности. На индикаторах будет отображаться «21-15-00«. Секунды при этом «пойдут». Если же вы всё ещё не подключили BT1, то вместо времени и даты увидите на индикаторах что-то вроде «05-05-05«.

Установите значения времени, даты, будильников в соответствии с таблицей описания режимов работ. Когда дойдёте до настройки яркости, программно включите минимальную яркость индикаторов. Подстройте повышающий преобразователь таким образом, чтобы каждый из индикаторов светился с минимальной яркостью, но полностью. То есть, не должно быть так, что часть цифры индикатора светится, а часть нет. Затем программно выставьте максимальную яркость и проверьте свечение цифр индикаторов.

Индикаторы не должны светиться слишком ярко, и не должно быть «объёмного» свечения. Коррекция яркости опять же производится с помощью RP1. После этого снова проверьте свечение при минимальной яркости и так далее до тех пор, пока не будут получены приемлемые результаты. Если же приемлемые результаты не будут получены, попробуйте подобрать номиналы анодных резисторов и повторить вышеуказанные действия.

Такие часы будут выгодно отличаться от обычных китайских, на светодиодах, которые между прочим стоят немалых денег.

Видео работы в нашей группе ВК-смотреть

Social CommentsИспользуемые источники:

• https://lampagid.ru/prochee/chasy-na-gazorazryadnyh-indikatorah-in-14
• https://labkit.ru/html/clock
• https://radiostroi.ru/vdomik/218-chasinain-14lampahsvoimirukami.html