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

Zegar Nixie na LC-513

Chroost 03 Kwi 2011 14:31 19122 27
  • Zegar Nixie na LC-513

    Tym razem chciałbym przedstawić projekt zegara Nixie. Miał on powstać ponad trzy lata temu, ale z różnych względów dopiero teraz udało się go wykonać. Jest to zegar 24-godzinny wyświetlający godziny i minuty, posiadający dodatkowo funkcję budzika, podtrzymanie w przypadku zaniku zasilania sieciowego, możliwość wyłączenia wyświetlania lewego zera dla godzin i "przewijanie" wszystkich cyfr w lampach co godzinę. Zaprojektowany został pod LC-513, ale cała konstrukcja jest tak przemyślana, aby stosunkowo łatwo można było dostosować go pod dowolne inne lampy.


    Budowa
    Temat zegarów nixie na forum był już poruszany wielokrotnie i w tej kwestii raczej trudno wymyślić coś czego jeszcze nikt nie zrobił, dlatego też budowa zegara jest typowa dla tego rodzaju konstrukcji. Lampy są multipleksowane, dzięki czemu do sterowania całością wystarczył ATtiny2313V.

    Zegar Nixie na LC-513

    Ze względu na dość częste problemy z uruchomieniem przetwornicy do zasilania lamp, postanowiłem zbudować tą część nieco inaczej. Do wytwarzania wysokiego napięcia dla lamp wykorzystywany jest drugi transformator TR2 podłączony uzwojeniem wtórnym do uzwojenia wtórnego TR1. Postanowiłem także nie wykorzystywać układu 74141 do sterowania. Skoro i tak muszę kupić tranzystory do sterowania anodami wyświetlaczy to czemu nie kupić ich więcej i podłączyć pod tani dekoder 4028. W razie uszkodzenia nie będzie trzeba wymieniać całego układu, a tylko pojedynczy tranzystor. Aby konstrukcja była zwarta całość została umieszczona na dwóch płytkach. Na jednej znajduje się zegar, a na drugiej sterownik lamp, do którego przykręcone zostały także podstawki pod lampy. P1 to zwykła blaszka piezo bez generatora. Do podtrzymania zasilania służy akumulatorek, który powinien starczyć na ponad dwie doby.


    Program i ustawianie zegara
    Program sterujący na mikrokontroler został napisany w języku C pod WinAVR'em i jest w dwóch wersjach. Do wersji pierwszej udostępnione są także źródła. Druga wersja posiada wszystkie wymienione we wstępie funkcje, natomiast wersja pierwsza to jedynie bardzo prosty zegar bez budzika, w którym wystarczą tylko przyciski S1 i S2 do ustawiania odpowiednio godzin i minut. Dzięki optymalizacji zajęta została tylko trochę ponad połowa pojemności pamięci programu mikrokontrolera. Niewykluczone więc jest, że powstanie trzecia, jeszcze bardziej rozbudowana funkcjonalnie wersja.





    Zegar posiada trzy przyciski do ustawiania czasu i budzika oraz opcjonalny czwarty (S4 [MODE] - w modelu nie został zamontowany), którym można przełączać się pomiędzy wyświetlaniem czasu w formacie HH:MM a MM:SS. Dłuższe przytrzymanie przycisku S1 [TIME] pozwala na wejście w tryb ustawiania czasu. Przyciskiem S2 [SET] zmieniamy wówczas wyświetlaną wartość na pozycji godzin. Krótkie naciśnięcie przycisku [TIME] przechodzi do ustawiania minut. Kolejne jego naciśnięcie powoduje wyjście z trybu ustawiania czasu, zatwierdzając jednocześnie ustawienia i zerując sekundy.

    Ustawianie budzika odbywa się w analogiczny sposób jak ustawianie czasu z tym, że używamy przycisku S3 [ALARM] zamiast przycisku [TIME] do wejścia w tryb ustawiania i podobnie przycisku [SET] do zmiany wartości. Włączenie/wyłączenie budzika odbywa się przez krótkie naciśnięcie przycisku [SET] w trybie wyświetlania czasu i jest sygnalizowane świeceniem się lewej skrajnej kropki. Sygnał budzika wyłącza się automatycznie po minucie, ale oczywiście możemy go wcześniej wyłączyć naciskając krótko dowolny z przycisków w trakcie, gdy jest on słyszalny.

    Aby włączyć/wyłączyć wyświetlanie lewego zera dla godzin wystarczy krótko nacisnąć przycisk [ALARM] w trybie ustawiania czasu. Funkcja "przewijania" cyfr pozwala na minimalizację efektu zatruwania katod nieświecących się przez dłuższy czas cyfr i jest uruchamiana automatycznie co godzinę.


    Montaż i możliwości zmian
    Gdyby komuś projekt przypadł do gustu, przy montażu pomocne powinny być zamieszczone zdjęcia modelu, na których widać wszystkie szczegóły, a wartości użytych elementów znajdują się na schemacie. Na płytce sterownika diody Zener'a D3-13 należy zamontować od strony ścieżek, ponieważ nie było już za dużo miejsca, a ze względu na wysokie napięcia nie chciałem zbyt gęsto umieszczać elementów. Można zastosować diody SMD jak w modelu lub zwykłe z odpowiednio krótko przyciętymi wyprowadzeniami. Płytki można między sobą połączyć złączami lub giętkimi przewodami.

    Zegar można dostosować pod dowolne lampy nixie. Wystarczy wykonać dodatkową trzecią płytkę (może to być nawet płytka uniwersalna skręcona śrubami z pozostałymi), na której zamocowane będą same lampy, a cały zegar może być umieszczony w pozycji poziomej lub pionowej w zależności od tego czy lampy wyświetlają cyfry z góry czy z boku bańki. Jeśli lampy nie mają kropek można użyć małych neonówek z odpowiednio dobranymi rezystorami. W modelu jako TR2 wykorzystany został transformator z napięciem uzwojenia wtórnego 12V~ nieco wyższego niż TR1 (9V~), aby nie uzyskiwać zbyt wysokiego napięcia dla lamp bez obciążenia, ale w takiej kombinacji napięcie pod obciążeniem dość szybko się obniża, w konsekwencji czego realne jest uzyskanie prądu maksymalnie 2-2,5mA przy napięciu 165-170V. Jeśli ktoś chciałby zwiększyć prąd lampy lepsze okazać może się użycie TR1 i TR2 z takimi samymi napięciami wtórnymi.

    Zegar koniecznie trzeba umieścić w jakiejś obudowie. Osoby, które podobnie jak ja nie mają pomysłu/możliwości wykonania specjalnej obudowy mogą umieścić zegar w dostępnej w handlu KM-50 z czerwonym filtrem.

    Poniżej zdjęcia modelu i krótki film, w którym od połowy pokazane zostało działanie zegara wraz z ustawianiem czasu i budzika oraz "przewijaniem" cyfr. Zapraszam do komentowania i oceniania.

    Uwaga! Zegar zasilany jest bezpośrednio z sieci i występują w nim niebezpieczne wysokie napięcia. Zawsze pracuj z rozwagą i wyobraźnią, a jeśli trzeba poproś kogoś bardziej doświadczonego o pomoc.


    Link


    Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513
    Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513
    Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513 Zegar Nixie na LC-513


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 03 Kwi 2011 16:42
    pier
    Poziom 23  

    Wszystko bardzo ładnie zrobione. Ale po co robić zegar na lampach nixie i pakować go do takiej paskudnej obudowy skoro lamp i tak nie widać?
    Zamiast takiego odliczania czasu za pomocą procesora lepszym rozwiązaniem jest zewnętrzny RTC.

  • #3 03 Kwi 2011 16:47
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Wszystko bardzo estetycznie wykonane. Sądząc po częściach nie są z odzysku więc pewnie sporo toto kosztowało? Możesz podać kosztorys?
    Noi oczywiście zgadzam się z przedmówcą.. Po co budować zegar na lampach skoro maja być schowane? Równie dobrze mogłeś zbudować na ledowych wyświetlaczach i przynajmniej byłby czytelniejszy.
    Ale ogólnie projekt na wysokim poziomie, choć szkoda że ta obudowa psuje cały efekt.

  • #4 03 Kwi 2011 16:56
    Tranzystor_1992
    Poziom 16  

    Witam,
    muszę pogratulować wyobraźni :) Jak do tej pory nie spotkałem projektu zegara NIXIE z tak połączonymi transformatorami. Bardzo mi się podoba ten pomysł. Ale nie tylko, bardzo ładna konstrukcja. Jedyne co mi się nie podoba to kable, które wiszą, ale mimo wszystko jestem bardzo pozytywnie przekonany co do tego projektu.

    Chciałbym też pogratulować, że zechciałeś zaprojektować całość samemu, a nie korzystać z gotowych rozwiązań w internecie :)

    Pozdrawiam ;)

  • #5 03 Kwi 2011 17:03
    Chroost
    Poziom 13  

    Jeśli chodzi o stosowanie zewnętrznego układu RTC mam nieco inne zdanie. Musimy kupić dodatkowy układ, którego zadania spokojnie wykona sam procesor. Poza tym przy zastosowaniu układów RTC typu DS1307 czy PCF8583 zrobienie budzika jest problematyczne.

    Obudowa faktycznie może i nie jest najładniejsza i może niezbyt nadaje się do wbudowania w nią zegara na lampach, ale zapewnia bezpieczeństwo zarówno dla lamp jak i dla użytkownika (w końcu nie zasilamy tego z zasilacza tylko bezpośrednio z sieci) i bez problemu można kupić czerwony filtr zwiększający kontrast. Tak jak napisałem jest to propozycja dla osób, które nie bardzo mają możliwości wykonania bardziej estetycznej obudowy.

  • #6 03 Kwi 2011 18:23
    Tranzystor_1992
    Poziom 16  

    Powiedz mi tylko czy dostrajałeś trymer za pomocą oscyloskopu, czy w jakiś inny sposób :?:

    Pozdrawiam ;)

  • #7 03 Kwi 2011 18:25
    edenlubawa
    Poziom 15  

    Moim zdaniem mogło by to być w takiej obudowie, natomiast musiał by być ona płytsza, tak aby tylko elektronika się w niej schowała, a lampy mogły by wystawać.
    PS, czy zamiast lamp można było by wykorzystać wyświetlacze led?? oczywiście zmieniając zasilanie.

  • #8 03 Kwi 2011 18:40
    Tranzystor_1992
    Poziom 16  

    edenlubawa napisał:
    PS, czy zamiast lamp można było by wykorzystać wyświetlacze led?? oczywiście zmieniając zasilanie.


    A nie łatwiej wtedy byłoby zaprojektować całość od początku, a wgrać tam jedynie program :?: Chociaż z napisaniem programu uwinąłbyś się w jeden dzień :)

    Pozdrawiam ;)

  • #9 03 Kwi 2011 18:55
    Chroost
    Poziom 13  

    Trymera jeszcze nie dostrajałem, ale po tygodniu pracy w obudowie zegar miał odchyłkę nie przekraczającą 2-3 sekund.

    Podłączenie pod wyświetlacze LED jest jak najbardziej możliwe. Można wykorzystać tylko jedną z płytek, tą gdzie jest mikrokontroler i zrobić drugą pod wyświetlacze, nie montując oczywiście TR2.

  • #10 03 Kwi 2011 21:38
    Gizmoń
    Poziom 28  

    Nie piszcie, że jak wsadził w obudowę, to mógłby wstawić zwykłe LEDowe wyświetlacze. W lampach nixie bardzo ładne są właśnie cyfry, które podczas zmieniania przeskakują bliżej lub dalej, cała reszta to zwykła szklana bańka z drutami w środku.
    Niedługo wyświetlacze VFD też będziecie wywalać na wierzch, bo są lampami?
    Mi się podoba tak jak jest, czarna skrzynka a w środku cyferki. Szkoda, że zrobiłeś tylko jedno zdjęcie gotowego zegara.

    A jeżeli chodzi o regulację trymerem, to żaden oscyloskop ani miernik częstotliwości tu nie pomoże. Jedyny sposób to porównywanie co jakiś czas wskazania tego zegara z innym (atomowym albo kwarcowym z czasów PRL, bo wtedy robiono dokładniejsze zegarki niż dziś) i drobne korekty. Zrobisz tak kilka razy, i zegar będzie bardzo dokładny.

  • #11 03 Kwi 2011 21:50
    Paolo1976
    Poziom 24  

    Gizmoń napisał:
    Nie piszcie, że jak wsadził w obudowę, to mógłby wstawić zwykłe LEDowe wyświetlacze. W lampach nixie bardzo ładne są właśnie cyfry, które podczas zmieniania przeskakują bliżej lub dalej, cała reszta to zwykła szklana bańka z drutami w środku.
    Niedługo wyświetlacze VFD też będziecie wywalać na wierzch, bo są lampami?
    Mi się podoba tak jak jest, czarna skrzynka a w środku cyferki. Szkoda, że zrobiłeś tylko jedno zdjęcie gotowego zegara.



    Dokładnie tak. Pamiętam stary, polski kalkulator na lampach nixie, które były właśnie umieszczone w głębi obudowy, a szybka była jednocześnie soczewką powiększającą. Wspaniale to wyglądało i było niezwykle czytelne. No i urok lamp nixie, ale nie ma co przesadzać z umieszczaniem na wierzchu, tym bardziej, że wtedy łatwo można je uszkodzić. Projekt bez zastrzeżeń.

  • #12 03 Kwi 2011 21:55
    edenlubawa
    Poziom 15  

    Ale jakby tą obudowę, wyszlifować, poprawić szpachlówką i polakierować na czarno, co o tym sądzicie??

  • #13 03 Kwi 2011 21:56
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #14 03 Kwi 2011 22:53
    Chroost
    Poziom 13  

    Migotanie widoczne jest tylko na filmie z wiadomych przyczyn. Normalnie jest praktycznie niezauważalne. Lampy są odświeżane z częstotliwością 50Hz.

  • #16 04 Kwi 2011 23:51
    Fabi20
    Poziom 15  

    Obudowa to kwestia gustu, ja lubię bez obudowy, Waldek lubi z plexi podświetlane na niebiesko, Heniek lubi zatopione w bursztynie. Ja zapytam poco te zenery w katodach? Chciałem jeszcze zapytać jak się sprawuje odliczanie czasu po odłączeniu zasilania, czy f się nie zmienia ze zmianą napięcia zasilania (podczas zasilania z sieci up jest zasilany 4,4V, przy braku zasilania, przy dobrych wiatrach 3V). Mam podobny układ podtrzymania zasilania w swoim urządzeniu i po zaniku zasilania układ mi się "rozjeżdża czasowo".

  • #17 05 Kwi 2011 00:02
    Chroost
    Poziom 13  

    Zenery zapobiegają występowaniu efektu "duchów" w lampach akurat w tym rozwiązaniu. Podobne są w strukturze układu 74141.

    Jeśli chodzi o stabilność częstotliwości to nie przeprowadzałem żadnych prób ponieważ nie mam za bardzo możliwości. Generator kwarcowy tak czy inaczej będzie się "rozjeżdżał czasowo" ze względu na zmiany temperatury, ale nie przejmuję się tym za bardzo. Ewentualna korekta czasu raz na dwa, trzy miesiące nie wydaje mi się żeby była nadmiernie uciążliwa. I tak dwa razy w roku trzeba przestawić zegar na czas letni/zimowy.

  • #18 05 Kwi 2011 00:10
    Fabi20
    Poziom 15  

    Dzięki za odpowiedź, ale nie rozumiem na czym polega efekt "duchów", rozumiem, że to jakieś niekontrolowane rozbłyski? Niekontrolowane wysterowanie katod, lub przebłyski między katodami?

  • #19 05 Kwi 2011 10:06
    Chroost
    Poziom 13  

    Efekt ten objawia się słabym świeceniem innych cyfr poza tą, która jest zapalona. Szczególnie charakterystyczne jest słabe świecenie cyfry z poprzedniej (od lewej) cyfry ze względu na multipleksowanie lamp. Efekt ten eliminuje się wstępnie polaryzując katody lamp napięciem kilkudziesięciu woltów, tzw. bias. Można też użyć diod Zener'a jak w prezentowanym rozwiązaniu. Rezultat końcowy jest taki sam. Zainteresowanym szczegółami polecam lekturę NIXIE Indicator Tubes.

  • #20 09 Kwi 2011 21:14
    22053
    Użytkownik usunął konto  
  • #21 09 Kwi 2011 21:47
    Chroost
    Poziom 13  

    PCF może, DS już takiej opcji nie ma (mam na myśli te najbardziej popularne kostki). Może słowo "problematyczne" nie najlepiej tutaj pasuje, ale chodziło mi o to, że po co stosować w takiej sytuacji zewnętrzny układ RTC i budzić mikrokontroler przerwaniem jak może on sam się budzić od wewnętrznego przerwania timer'a i obsługiwać jednocześnie zliczanie czasu i funkcję budzika. Teraz można by dalej rozważać... jak będzie zewnętrzny RTC to bateria starczy na 10 lat, a tak na dwie doby, itd.

  • #22 10 Kwi 2011 07:25
    22053
    Użytkownik usunął konto  
  • #23 10 Kwi 2011 10:02
    Chroost
    Poziom 13  

    Dodam, że ATtiny2313V posiada preskaler częstotliwości generatora kwarcowego (podział od 1 do 256) i zostało to wykorzystane do obniżenia faktycznej częstotliwości pracy mikrokontrolera do 500kHz, pomimo taktowania z kwarcu 4MHz, dzięki czemu w efekcie pobór prądu został zredukowany.

  • #24 10 Kwi 2011 19:49
    scal12
    Poziom 19  

    Fajny projekt, mam pytanie do autora, czy Twój projekt był pokazywany w programie TVN turbo-kamera z dn.10.04.2011 wraz z innymi Twoimi projektami?

  • #25 11 Kwi 2011 19:21
    Chroost
    Poziom 13  

    Nic mi o tym nie wiadomo. Poza tym czym ten projekt miałby się wyróżniać spośród co najmniej kilkudziesięciu jeśli nie więcej podobnych konstrukcji (niejednokrotnie bardziej rozbudowanych), które były już publikowane na forum na przestrzeni ostatnich kilku lat.

  • #26 11 Kwi 2011 20:27
    scal12
    Poziom 19  

    To w takim razie ktoś zrobił identyczny Zegar jak Twój, był pokazany przypadkowo, bo pokazywali golfa z dwoma silnikami i krótko opisali jego Twórce, że robi różne rzeczy z materiałów które ma pod ręką.

  • #27 16 Maj 2011 17:39
    Piotr Szepowicz
    Poziom 2  

    Moim zdaniem zastosowanie prztwornicy do zasilenia lamp jest praktyczniejsze (np. mniejszy pobór prądu). Niezależnie od powyzszego należy podkreslić, że urządzenie zostało wykonane estetycznie, precyzyjnie.
    Odnosząc się natomiast do obudowy a szczególnie do filtra, to nie ulega wątpliwości, że użycie filtra daje ciekawszy efekt - przy zastosowaniu takich lamp.
    Moim zdaniem lepszym - bardziej efektownym wizualnie rozwiazaniem jest użycie lamp pionowych stojących. Ja wykonałem zegar na IH-14 CCCP (20mm wysokość cyfry), które podświetliłem LED RGB kolorem wiśniowym.

  • #28 14 Sty 2014 18:01
    mekanik
    Poziom 9  

    Wykonałem wg projektu Kolegi Chroosta ten zegarek na lampach LC-511, wykonanie nie stanowi problemu a tylko jego uruchomienie. Mój zegarek wykonany z wsadem w wersji drugiej mierzy czas dwa razy szybciej. Nie znam się na programowaniu w języku C (chyba jestem już za stary) Wykorzystałem sam wsad i jeżeli jest coś o czym nie wiem to proszę o pomoc. Pozdrawiam