Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem.

maciej_333 18 Sty 2010 15:28 11356 23
  • Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem.
    Jest to jedna z wielu konstrukcji jakie zrobiłem w życiu. Prawdopodobnie jest też to kolejny i mało ciekawy n-ty już zegar Nixie na elektrodzie.

    Jednak do rzeczy. Układ został wykonany w oparciu o mikrokontroler rodziny '51 AT89C51, kod źródłowy składa się z kilkuset linii kodu w asemblerze. Lampy sterowane są multipleksowo z częstotliwością ok. 1KHz. Do sterowania lamp wykorzystałem dekoder BCD/1 z 10 typu 74141 i tranzystory wysokonapięciowe. Wyświetlacze są zasilane z wyjątkowo prymitywnej przetwornicy na NE555. Odbiornik DCF wykonany w oparciu o U4221B. Wybór funkcji przełącznikiem.

    Możliwości zegara:
    -budzik
    -nastawa ręczna godziny
    -synchronizacja DCF 77
    -wyświetlanie czasu UTC

    Na wszelkie pytania chętnie odpowiem. Jest to też mój projekt na studia. Zaliczyłem już tym trzy przedmioty na drugim i aktualnie na trzecim roku. Ostatnio mocno rozbudowałem ten zegar o dodatkowe funkcje i dzięki temu mamy jego obecną formę. Przepraszam za jakość zdjęć. Robiłem je kamerką internetową. W załączniku cała dokumentacja, schematy i kod źródłowy.
    Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem. Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem. Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem. Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem. Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem.
    Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem. Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem.

    Załączniki:

    Fajne!
  • #3 18 Sty 2010 18:01
    maciej_333
    Poziom 33  

    Zdjęcia są słabe. Jednak widać na nich antenę ferrytową w tym pudełku. Jest to oczywiście odbiornik DCF 77. Jak wiadomo na 77,5KHz nadawany jest wzorzec czasu z Niemiec. Ilość przewodów na płytce jest spora, bo całość zmontowałem na dwóch sklejonych i wzmocnionych drutami płytkach uniwersalnych.

  • #4 18 Sty 2010 18:40
    LAZYBOY666
    Poziom 10  

    Witam..
    coz moge powiedziec paskudnie to wyglada.. lampy zamkniete w "akwarium"..
    do takich konstrukcji nadaje sie tylko obudowa drewniana.. zabejcowana.. i polakierowana..

    ,ale jak kto woli..

    Pozdrawiam..

  • #5 18 Sty 2010 19:03
    [Q]
    Poziom 10  

    Witam
    Jak u Ciebie z odbiorem sygnału DCF? Czytałem kiedyś, że w niektórych rejonach (duże miasta itp) mogą z tym być problemy, dlatego porzuciłem pomysł z taką synchronizacją czasu na rzecz automatycznej korekty poprzez internet.

  • #6 18 Sty 2010 19:09
    maciej_333
    Poziom 33  

    Z dobrym odbiornikiem i długą anteną ferrytową nie jest aż źle. Trzeba szukać sygnału przy ziemii i unikać ustawiania odbiornika przy dodatkowych źródłach zakłóceń jak różne urządzenia komutacyjne, przetwornice itp. Układ testowałem w dużych miastach w środkowej Polsce. W Bydgoszyczy i Grudziądzu synchronizacja za dnia udaje się zwykle po ok. 30min. W nocy zwykle złapie dobrą ramkę od razu.

  • #7 18 Sty 2010 19:38
    lombard1
    Poziom 12  

    Czolem,
    no coz nie kazdy potrafi wykonac konstrukcje na wysoki polysk w drewnie.
    Mnie sie podoba polaczenie zegara na lampach Nixie z radiowa synchronizacja czasu.
    I jeszcze bardziej, ze jest na 6 lampach.
    Jesli moge dodac ze swojej strony odnosnie synchronizacji radiowej, moj fabryczny zegar z synchrnizacja DCF (niestety nie na lampach) zwykle lapie sygnal w nocy po zaniku zasilania.
    pozdrawiam
    J.

  • #8 18 Sty 2010 22:32
    mggarbi
    Poziom 15  

    witam masz tam w obudowie troszeczkę chaosu :) obudowa nie jest zbyt ładna ale spełnia swoje zadanie bo przecież każdy by nie chciał aby jego układ ucierpiał w tym wypadku lampy ale to spełnia jeszcze jedną funkcję która mi się podoba a jest nia <brak możliwości poparzenia się > najczęściej przez małe dzieci które interesują takie rzeczy .
    kolega wyżej napisał (no coz nie kazdy potrafi wykonac konstrukcje na wysoki polysk w drewnie.) ale chyba każdy potrafi dłubać w drewnie a drewno ma piękny wygląd konstrukcja staje się antyczna :) i ma swój klimat .
    Pomyśl o obudowie z dębu lub innego drewna naprawdę będzie ładniutko ale cóż mi się tak czy inaczej podoba masz + :) pozdrawiam

  • #9 18 Sty 2010 22:37
    lukasb9
    Poziom 28  

    mggarbi - lampy nixie nie posiadają żarzenia, ciężko się nimi poparzyć.

  • #10 18 Sty 2010 23:11
    l_taras
    Poziom 9  

    maciej_333 piszesz, że do sterowania lamp wykorzystałeś dekoder BCD/1 z 10 typu 74141 i tranzystory wysokonapięciowe. Moje pytanie po co tranzystory wysokonapięciowe jeśli stosujesz 74141 do sterowania lamp?

  • #11 18 Sty 2010 23:15
    maciej_333
    Poziom 33  

    W zasadzie to ten układ miał poprawnie pracować. Nasiedziałem się nad tym trochę. Szczególnie nad kodem. Nie tak łatwo napisać w asemblerze ponad 600 linii kodu. Najtrudniej było stworzyć programowe dekodowanie DCF. Natomiast wygląd jest dla mnie drugorzędny. Dziękuję wszystkim za komentarze. Poniżej fotka w nocy.

    74141 zastosowałem tylko jeden, bo to multipleks. W związku z tym wszystkie katody lamp połączone są bezpośrednio do 74141, a ten do procka. Jednak w sterowaniu multipleksowym trzeba załączać kolejne lampy i wyświetlać na nich odpowiednie cyfry. Ponieważ na anodę lampy przykładam napięcie +220V muszę mieć tranzystory do załączania poszczególnych lamp. Jeżeli jest godzina 12:00:23 to oznacza, że najpierw na wejścia ABCD 74141 wystawiam 1 i załączam napięcie +220V na lampę dziesiątek godzin. Pozostałe lampy są wyłączone. Potem na ABCD trafia 2 i teraz lampa jedności godzin jest załączana. W ten sposób wyświetlana jest cała informacja. Przy dużej częstotliwości multipleksacji pojawia się złudzenie ciągłego świecenia. Coś takiego ograniczyło też pobór prądu z przetwornicy.

    Kolejny zegar Nixie z DCF i budzikiem.

  • #12 18 Sty 2010 23:44
    l_taras
    Poziom 9  

    Dzięki za dokładną odpowiedź. Nasunęło mi się jeszcze pytanie na czym zrealizowany masz budzik, bo chyba o tym nie wspomniałeś w opisie? Czy jest to buzzer czy na przykład samochodowa syrena alarmowa? :D

  • #13 18 Sty 2010 23:56
    maciej_333
    Poziom 33  

    Budzik oczywiście jest zrealizowany całkowicie programowo. Jest też dioda wskazująca czy budzik jest załączony czy nie. Ta dioda ma też zastosowanie przy odbiorze DCF. Pokazuje kolejno odebrane i zdekodowane bity. Sam akustyczny sygnał budzenia jest wytwarzany za pomocą przetwornika piezzoelektrycznego. Jest to goły przetwornik tzn. nie posiada generatora jak popularne buzery. W trakacie budzenia jest na niego podawana fala prostokątna, wytworzona programowo przez procek. Sygnał ten powstaje w programie "przy okazji" tzn. wewnątrz pętli głównej, odpowiedzialnej za multipleksację. W związku z tym częstotliwość tego sygnału wynosi ok. 1KHz, czyli tyle co częstotliwość multipleksowania.

  • #15 19 Sty 2010 00:47
    Szafir84
    Poziom 11  

    Może obudowa nie jest za ładna dla miłośników lamp, ale za to bardzo praktyczna i chroni lampy przed uszkodzeniem, dobre na wystawy albo konkurs. Ja bym został przy „akwarium”, tylko można by zrobić normalne PCB bez kabli.
    A co do pytań, to moje jest takie: czy multipleksowanie wyświetlaczy przy takim napięciu zasilania nie powoduje problemów z odbiorem np. radia albo telewizji w pobliżu?

  • #16 19 Sty 2010 01:43
    maciej_333
    Poziom 33  

    Zakłocenia są silne wokół tego układu. Jednak nie sprawdzałem zachowania odbiorników UKF/UHF w pobliżu tego układu. Odbiorniki długofalowe z takimi śmieciami sobie nie radzą. Z tego powodu przetwornica jest programowo wyłączana na czas synchronizacji. Bez tego zabiegu odebranie DCF było nie możliwe.

  • #17 19 Sty 2010 08:37
    herbutt
    Poziom 10  

    Ja nie dysponuje rdzeniem ferrytowym. Czy można antenę wykonać w inny sposób?

  • #18 19 Sty 2010 14:01
    maciej_333
    Poziom 33  

    Trzeba mieć pręt ferrytowy. Im dłuższy - tym lepszy. Możesz próbować zastosować dławik ok. 300uH z kondensatorem 6,8nF...12nF. Kondensator należałoby dobrać, tak by rezonans następował przy 77,5KHz. Potem jeszcze przez kondensator ok. 150pF trzeba dołączyć antenę long wire. Jednak taki odbiornik byłby dużo gorszy, ze względu na dookulną chrakterystykę anteny wzrośnie poziom szumów na wejściu odbiornika. Dodatkowo dochodzi niezbyt wygodne dostrojenie i ciągłe przestrajanie obwodu rezonansowego przez antenę.

  • #19 19 Sty 2010 17:56
    Szafir84
    Poziom 11  

    Proponowałbym zastosować rejestry przesuwne (jeden na dwie lampy wystarczy) no i dekoder i tranzystory dla każdej lampy, żeby nie trzeba było ich multipleksować. Ekranowanie nie ma sensu bo trzeba by lampy zekranować. Układ trochę urośnie ale mniej będzie „śmiecił”. Pytałem, bo ostatnio tez miałem problem z zakłóceniami po użyciu szybkich buforów już przy 3V :cry:, a tu aż 200 :!:.

  • #20 19 Sty 2010 19:06
    maciej_333
    Poziom 33  

    Co byś nie zrobił ten układ i tak będzie mniej lub więcej śmiecił. Można dać rejestru przesuwne np. 74164 i 74141. Jednak wtedy układ staje się dużo bardziej złożony. Wtedy tranzystory przestają być już potrzebne.

    Można też łączyć rejestry kaskadowo (dzięki temu z rejestru 8-bit mamy np. 16-bit). Wtedy do ich wyjść można dać bufory na tranzystorach i do nich lampy. Jednak i tak garść scalaków. W takiej sytuacji wystarczy przesuwać odpowiednie rejestry do zmiany godziny.

  • #21 20 Sty 2010 01:02
    Szafir84
    Poziom 11  

    maciej_333 napisał:

    [...]
    Można też łączyć rejestry kaskadowo (dzięki temu z rejestru 8-bit mamy np. 16-bit). Wtedy do ich wyjść można dać bufory na tranzystorach i do nich lampy. Jednak i tak garść scalaków. W takiej sytuacji wystarczy przesuwać odpowiednie rejestry do zmiany godziny.


    O to mi właśnie chodziło, ale gdyby użyć 74595 albo 4094 zamiast 74164 to było by jeszcze lepiej, one mają wbudowane zatrzaski. Procesor i rejestry przesuwne można by umieścić blisko siebie i łatwo zekranować. Spod ekranu wyprowadziłbym wyjścia na dekodery, na nich nie było by już sygnałów o dużej częstotliwości, 74141 umieściłbym za każdą lampą i mamy wyświetlacz FullStatic, i nie potrzeba żadnych tranzystorów, zakłócenia ograniczone do minimum. Wtedy DCF-a byłoby łatwiej odebrać :D . Przy 74164 i tak trzeba by dać zatrzaski dodatkowe albo tranzystorki (albo jeden) włączające lampy.
    Myślałeś może o wersji z GPS? Co prawda w budynkach betonowych też jest trochę problem, ale można pociągnąć moduł na kabelku lub tylko antenke koło okna albo za okno. Używałem GPS-a w bloku z płyty i tylko za oknem mi działa, a w domu z drewnianymi stropami to nawet nieźle sobie radzi (odbiera 4-9 satelitów). Działa i w dzień i w nocy(tylko że trochę sporo to kosztuje w stosunku do DCF :cry: ).

  • #22 20 Sty 2010 14:29
    maciej_333
    Poziom 33  

    Myślałem o GPS. Jednak DCF przesyła więcej istotnych dla mnie informacji. W GPS nie masz informacji o zmianie czasu. W związku z tym to odbiornik musi się zajmować zmianami czasu. Ponadto o ile mi wiadomo w GPS jest nadawany wyłącznie czas UTC.

    DCF pracuje dobrze, nawet w na wskroś socrealistycznym bloku z wielkiej płyty. W Bydgoszczy na czwartym piętrze takiego bloku synchronizacja jest możliwa. Na mojej dziwnej uczelni (też w Bydgoszczy) jest już gorzej. W Grudziądzu w domku jednorodzinnym jest o wiele lepiej. Fala długa rozchodzi się jako fala przyziemna na odległość ok. 1500Km. Do tej odległości propagacja jonosferyczna jest jeszcze słaba. Dlatego też sygnału DCF należy szukać przy ziemi.

    Ubocznym projektem jaki powstał przy wykonywaniu tego układu jest symulator DCF. Jest to kompletny nadajnik DCF. Pracuje z mocą kilkunastu mW na częstotliwości 77,5KHz. Dość dobrze imituje sygnał DCF.

  • #23 20 Sty 2010 21:30
    pawelcb33
    Poziom 24  

    maciej_333 -> czym otworzyć plik o rozszerzeniu docx, bo word mi tego nie otwiera.