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

Minixie - minimalistyczny zegar nixie

bvr 21 Wrz 2015 21:17 12339 29
  • Minixie - minimalistyczny zegar nixie

    Inspiracją dla tego projektu był zegar zaprezentowany przez kolegę bruno4. Postanowiłem zaprojektować zegar od podstaw ponieważ oryginalnie prezentowana konstrukcja nie udostępniała kodu źródłowego a ja chciałem kilka dodatkowych funkcji. Projektując swój zegar chciałem aby była to konstrukcja bardzo prosta zarówno w budowie jak i uruchamianiu. Myślę, że udało się to osiągnąć: zaprojektowane PCB są jednowarstwowe więc łatwo je wykonać nawet w domowych warunkach. Zegar wykorzystuje jedynie trzy układy scalone oraz niewielką liczbę elementów dyskretnych.

    Funkcje
    * zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym
    * buzzer
    * ustawianie czasu za pomocą przycisków lub UART
    * złącze rozszerzeń (UART, IRQ, GPIO, +5V)
    * fotorezystor do oceny natężenia oświetlenia
    * opcjonalna synchronizacja DCF77

    Konstrukcja
    Konstrukcja wykorzystuje procesor ATmega8, który oprócz sterownia lampami, realizuje funkcje przetwornicy DC-DC oraz zegara RTC. Multipleksowanie lamp LC-531 zrealizowane jest poprzez sterowane anodami lamp (włączanie lampy) za pomocą tranzystorów MPSA42/MPSW92 oraz sterowanie katodami za pomocą układu 74141 (włączenie konkretnej cyfry). Neonówka, która jest sekundnikiem, jest sterowana poprzez programowy PWM - rozjaśnia się i gaśnie co sekundę.
    Do utrzymania czasu wykorzystałem TIMER2 procesora ATmega, który działa w trybie asynchronicznym - jest taktowany z rezonatora kwarcowego 32,768kHz. Sam procesor działa na wewnętrznym oscylatorze RC. W przypadku odłączenia zasilania, co wykrywane jest za pomocą komparatora w procesorze, przetwornica oraz nieużywane peryferia zostają wyłączone aż do momentu przywrócenia zasilania. W konstrukcji jest przewidziana możliwość sterowania jasnością lamp w zależności od natężenia oświetlenia w pomieszczeniu - funkcja działa, ale osobiście nie korzystam z niej.

    Na dodatkowym złączu wyprowadzony jest UART, przerwanie, 2 GPIO oraz zasilanie. W tej chwili UART jest wykorzystany do wyświetlania logów oraz ustawiania zegara. Opcjonalnie do złącza można podłączyć odbiornik DCF77. Osobiście testowałem odbiornik EB6180B1COB77K5A1 i ten dekoder. Generalnie synchronizacja działa, ale wymaga dobrego umiejscowienia anteny oraz cierpliwości.

    Obudowa
    Obudowa została wykonana ze szkła akrylowego. Rysunek został narysowany w inkscape i wycięty na obrabiarce numerycznej. Ponieważ chciałem czarną obudowę a dostałem przeźroczystą zdecydowałem się pokryć ją czarną matową farbą w sprayu. Generalnie nie był to najlepszy pomysł bo obudowa mocno łapie kurz i ciężko się ją czyści.





    Źródła
    Pełna dokumentacja (schemat i pcb Cadsoft Eagle oraz kod źródłowy w C) znajduje się na github.

    Schemat PCB zasilanie + procesor (PDF)
    Schemat PCB lampy (PDF)

    Wsad do procesora (.hex)

    Minixie - minimalistyczny zegar nixie
    Minixie - minimalistyczny zegar nixie
    Minixie - minimalistyczny zegar nixie Minixie - minimalistyczny zegar nixie Minixie - minimalistyczny zegar nixie


    Fajne!
  • Zasilacze Ups
  • #2 21 Wrz 2015 22:37
    Kużdo
    Poziom 20  

    Piękny projekt, bardzo mi się podoba!
    Pytanie, gdzie dorwałeś lampy?

  • #5 22 Wrz 2015 00:28
    Chudy988
    Poziom 21  

    Bardzo ładna konstrukcja. Możesz zdradzić jaki jest koszt budowy takiego zegara?

  • Zasilacze Ups
  • #6 22 Wrz 2015 09:25
    bvr
    Poziom 14  

    Dziękuję za pozytywne oceny!

    Kużdo napisał:
    Pytanie, gdzie dorwałeś lampy?

    Na portalu aukcyjnym. Jedną sztukę odsprzedał mi użytkownik z elektrody.

    1996arek napisał:
    Nie za duży prąd dla lamp? Coś za mocno świecą. Nie powinno być tej poświaty niebiesko-fioletowej obok znaku.


    Rzeczywiście jeśli się przyjrzeć to jest delikatna poświata, ale wydaje mi się, że na zdjęciu wygląda na mocniejszą niż w rzeczywistości. Zdjęcie robiłem wieczorem, być może wygląda to tak przez długi czas naświetlania. Niemniej jednak jak będę miał chwilę to sprawdzę jaki prąd płynie przez lampy.

    bruno4 napisał:
    A co do kodu udostępniałem go na swojej stronie.

    Ok! Dzięki za informacje.

    Chudy988 napisał:
    Możesz zdradzić jaki jest koszt budowy takiego zegara?

    Myślę, że koszt elementów i PCB powinien zamknąć się w 50-100zł - w zależności od tego jaką metodą wykonasz PCB. Cena lamp to już loteria. W 2007r. kupiłem 4szt za 29zł. W zeszłym roku dokupiłem jedną sztukę za 40zł.....

  • #7 23 Wrz 2015 17:26
    deus.ex.machina
    Poziom 31  

    Plus ode mnie, zmieniłbym jedynie tytuł projektu na minimalistyczny (minimalny ma trochę inne znaczenie).

  • #10 04 Paź 2015 11:30
    matib160388
    Poziom 10  

    witam!!! Ja posiadam w domu pięć takich zegarów tylko na lampach Z566M i Z5730M z dcf sądzę że to najpiękniejsze zegary tylko koszt duży (LAMPY)

  • #12 10 Paź 2015 17:43
    bvr
    Poziom 14  

    Templarious napisał:
    Zmieniłbym tylko wzorzec czasu na lepszy jakiś DS1307 + dobry kwarc. Może autor pokusi się o dodanie czegoś takiego?


    Co prawda nie mierzyłem dokładności odmierzania czasu, ale nie powinna ona wiele odbiegać od dokładności zewnętrznego RTC. W obydwu rozwiązaniach dokładność odmierzania czasu determinuje dokładność rezonatora kwarcowego (typowo 20ppm) oraz poprawnie dobrana pojemność kondensatorów. Jedyny błąd, który występuje w metodzie z timerem działającym asynchronicznie, to błąd wprowadzany przez czas obsługi przerwań. Tyle tylko, że ten błąd nie kumuluje się.

  • #13 13 Paź 2015 10:07
    Pioter2k
    Poziom 16  

    jaka cena takiego kompleciku?

  • #15 12 Lut 2016 16:32
    drake1
    Poziom 9  

    Bardzo podoba mi się rozmiar konstrukcji. Kupiłem lampy także pewnie ją zbuduję.

    Prośba do autora projektu, żeby podał gdzie należy podłączyć przyciski do ustawienia czasu, jakiej wartości fotorezystor został użyty w projekcie?

  • #16 13 Lut 2016 14:32
    bvr
    Poziom 14  

    drake1 napisał:
    Prośba do autora projektu, żeby podał gdzie należy podłączyć przyciski do ustawienia czasu, jakiej wartości fotorezystor został użyty w projekcie?


    Przyciski należy podłączyć pomiędzy piny BTN1 i BTN2 a masę (header JP1).

    Wartość rezystora to dobre pytanie. Wydaje mi się, że użyłem LDR07 50k. Jak uda mi się to potwierdzić to napiszę.

  • #17 21 Sie 2016 11:20
    drake1
    Poziom 9  

    Wreszcie zmontowałem zegar zmierzyłem prąd przepływający przez lampy to około 2mA, dla spokojności trochę go jednak ograniczę.
    Użyty IRF710 jednak znacznie się on nagrzewa i chyba bez radiatora się nie obędzie.

    Jako że jestem noga z mikroprocesorów proszę jeszcze raz autora o pomoc - po uruchomieniu układu lampy minut wskazują sekundy, natomiast godzin minuty.
    Jak wyjść z tego trybu "pokazowego"? (czy trzeba zmienić coś w wsadzie?)

  • #18 21 Sie 2016 17:54
    bvr
    Poziom 14  

    drake1 napisał:
    Wreszcie zmontowałem zegar zmierzyłem prąd przepływający przez lampy to około 2mA, dla spokojności trochę go jednak ograniczę.
    Użyty IRF710 jednak znacznie się on nagrzewa i chyba bez radiatora się nie obędzie.


    Dziekuję za wykonanie pomiaru. Nie przypominam sobie, żebym u siebie stwierdził problem z nagrzewaniem tranzystora. Generalnie zamysł był taki, żeby tranzystor zamontować poziomo (stąd otwór w PCB) i wykorzystać PCB jako radiator.

    drake1 napisał:

    Jako że jestem noga z mikroprocesorów proszę jeszcze raz autora o pomoc - po uruchomieniu układu lampy minut wskazują sekundy, natomiast godzin minuty.
    Jak wyjść z tego trybu "pokazowego"? (czy trzeba zmienić coś w wsadzie?)


    To bardzo dziwnie, nie powinno być takiego 'efektu'. Brzmi jak błąd w montażu.

    Czy zegar jest wykonany na PCB, które załączyłem do tematu?

  • #19 21 Sie 2016 18:06
    drake1
    Poziom 9  

    Mój błąd nie wyraziłem się zbyt jasno. Zegar idzie 60 razy szybciej tzn. lampy od godzin normalnie się zmieniają po upłynięciu 60 minut (a tak na prawdę sekund w tym konkretnym przypadku)

    Używałem źródeł i wsadu z githuba jeśli dobrze pamiętam( płytkę i ATmege programowałem w marcu..)

    Na zdjęciach widzę, że użyty IRF740 może to uleczy problem nagrzewającego się tranzystora?

  • #20 21 Sie 2016 19:12
    1996arek
    Poziom 20  

    Zbudowałem zegar kolegi Mirleya 4 lata temu i mam duchy. Walczyłem z nimi, ale dalej nic. Może jeszcze się za to wezmę, bo zegar leży i się marnuje. Niedawno kupiłem Z566M i na nich bym zrobił.

    Ale wracając do tematu. Może zrobiłbym Twój zegar. Mam wiec kilka pytań. Miałeś problem z duchami? Dało by radę dodać taki efekt co np. godzinę https://www.youtube.com/watch?v=y-FVvLGPFno#t=3m15s 3 minuta 15 sekunda?

  • #21 21 Sie 2016 22:04
    bvr
    Poziom 14  

    drake1 napisał:
    Mój błąd nie wyraziłem się zbyt jasno. Zegar idzie 60 razy szybciej tzn. lampy od godzin normalnie się zmieniają po upłynięciu 60 minut (a tak na prawdę sekund w tym konkretnym przypadku)


    Proszę sprawdzić czy nie ma zwarcia pomiędzy przyciskiem zmiany sekund (jeśli dobrze pamiętam to BTN1) a masą.

    drake1 napisał:

    Na zdjęciach widzę, że użyty IRF740 może to uleczy problem nagrzewającego się tranzystora?


    Całkiem prawdopodobne. Sprawdziłem, że IRF740 ma znacznie mniejszą rezystancję dren-źródło (0.55 ohm) niż IRF710 (3.6 ohm).

    Dodano po 2 [minuty]:

    1996arek napisał:
    Ale wracając do tematu. Może zrobiłbym Twój zegar. Mam wiec kilka pytań. Miałeś problem z duchami?


    Nie miałem.

    1996arek napisał:

    Dało by radę dodać taki efekt co np. godzinę https://www.youtube.com/watch?v=y-FVvLGPFno#t=3m15s 3 minuta 15 sekunda?


    Myślę, że nie powinno to być specjalnie trudne, ale nie mam w tej chwili czasu na rozwój tego projektu. Źródła są na github, zachęcam do podjęcia samodzilnej próby modyfikacji - jeśli będą pytania to postaram się pomóc.

  • #22 22 Sie 2016 00:43
    drake1
    Poziom 9  

    bvr napisał:
    Proszę sprawdzić czy nie ma zwarcia pomiędzy przyciskiem zmiany sekund (jeśli dobrze pamiętam to BTN1) a masą.


    Wielkie dzięki za pomoc.
    Niestety to nie to sprawdziłem miernikiem około 1k5 pomiedzy BTN1 a masą, tak samo między BTN2 a masą.
    Wygięłem nawet nóżki od BTN1 i BTN2 na atmedze, tak że nie wchodziły w podstawkę.

    Jedno pytanie ostatni commit na githubie ma 10 miesięcy "Enable pull-ups on PD3 and PD4 (BTN1 and BTN2)" dla katalogu firmware. A katalog bin ma 11 miesięcy czy może to być to?

  • #23 22 Sie 2016 17:54
    bvr
    Poziom 14  

    drake1 napisał:
    Jedno pytanie ostatni commit na githubie ma 10 miesięcy "Enable pull-ups on PD3 and PD4 (BTN1 and BTN2)" dla katalogu firmware. A katalog bin ma 11 miesięcy czy może to być to?


    Tak.

    Sprawdziłem commita i faktycznie nie uaktualniłem przy tym commicie binarki... Skompiluję nowy firmware, ale jeśli nie masz możliwości łatwego przeprogramowania procesora to pozostaje przylutowanie zewnętrznych pull-upów (np. 4k7 ohm).

  • #24 22 Sie 2016 23:23
    drake1
    Poziom 9  

    Wielkie dzięki za skompilowaną binarkę, rano starałem się sam skompilować ale atmel studio nie chciał współpracować z windows 10 podczas instalacji.

    Wygląda na to, że wszystkie problemy z głowy.
    Została tylko obudowa.

    Dziękuję za super projekt!

  • #26 24 Sie 2016 15:34
    drake1
    Poziom 9  

    Niestety wczoraj nie miałem wiele czasu. Po wymianie tranzystora na IRF740 i dławika pionowego na dławik o większym prądzie podczas około 2 minut działania IRF740 nie nagrzewał się tak znacznie jak IRF710 (wcześniej po 2 minutach był bardzo gorący.

    Przetestuje dłużej jak wymienię rezystory przy lampach na większe.

  • #27 27 Sie 2016 00:15
    drake1
    Poziom 9  

    Dzisiaj włączyłem zegarek na cały dzień i mogę powiedzieć, że jest znacznie lepiej.
    Po 10 godzinach pracy radiator ma około 50 stopni i ta temperatura utrzymuje się.

  • #28 30 Wrz 2016 21:11
    dawidekwsk
    Poziom 6  

    Złożyłem ten zegar i mam problem, IRF740 grzeje się na potęgę a lampy nie dają w ogóle oznak życia (chodź są sprawne) płytki sprawdzałem zwarć ani przerw nie znalazłem
    Co może być przyczynom takiego zachowania zegara?

  • #29 01 Paź 2016 09:31
    bvr
    Poziom 14  

    Sprawdziłbym dwie rzeczy:
    1) Czy fusebity są ustawione tak jak na screenshocie w 1 poście?
    2) Czy tranzystor jest sprawny? Możesz wyjąć procesor z podstawki albo wylutować R9. Po podaniu zasilania na bramce tranzystora powinno być 0V. Tranzystor powinien być zimny.

  • #30 01 Paź 2016 12:10
    dawidekwsk
    Poziom 6  

    Fusebity mam tak ustawione jak na zdjęciu, tranzystor podmieniałem i na obydwóch takie same objawy, po wyciągnięciu procesora tranzystor nie grzeje się w ogóle Minixie - minimalistyczny zegar nixie


    Problem rozwiązany :D Bolączką przetwornicy był dławik, po wymianie na dławik o większym prądzie (chociaż poprzedni miał mięć 0.4A) problem znikł.