Самодельные электронные часы на ин-12 (ин-14, ин-18)

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.

Положение выставляемых фьюзов

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.

Конструкция

Установка времени, как можно увидеть из схемы, выполняется комбинированным с выключателем переменным резистором. Суть такова: чем выше сопротивление резистора, тем медленнее идет счет часов и минут, секунды при этом останавливаются.

Рис. 5. Собранная электронная схема часов.

Рис. 6. Включенные часы без корпуса, плата и индикаторы.

И соответственно, чем меньше сопротивление, тем быстрее идет счет. Очень удобно без использования набора из кнопок.

Рис. 7. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-12.

Рис. 8. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-12 и с включенной подсветкой.

У меня всего одна кнопка, которая включает зеленую подсветку. Индикаторы я использовал ин-12а (без точки) и чуть позднее был собран вариант на ИН-18.

Рис. 9. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-18.

Их то только было на одни часы, купить ин-18 можно, но вот люди которые их продают, мягко говоря обнаглевшие рвачи, просят за одну лампу ин-18 от 2 до 4 тысяч!! Что просто немыслимо.

Рис. 10. Готовые часы в корпусе с индикаторами ИН-18 (включена подсветка).

При правильной сборке схема запускается сразу и без проблем. Возможно моя, не претендующая на оригинальность, конструкция с обзором кому-то пригодится при повторении..

УКВ приёмник с часами на ИН-12

Схема: есть (PIC16f876)

Плата:есть (Sprint-Layout)

Прошивка:есть

Исходник:нет

Описание: eсть

Особенности: Индикация уровня принимаемого сигнала (RSSI) на стрелочный индикатор. Приёмник с часами работает в диапазоне УКВ ЧМ (FM) 76-108 МГц. Настройка частоты в ручном и автоматическом режиме (автопоиск). Время выводится в 24 формате. Индикация уровня принимаемого сигнала (RSSI) на стрелочный индикатор. Стерео усилитель 2х8 Вт. Стационарное питание 220В. Это простой приёмник с сочетанием старых и современных компонентов. Для индикации используются газоразрядные лампы типа ИН-12Б (могут использовать и другие лампы). Конструкция позволяет легко всё настроить (подстроить) режим работы на слух и на глаз.

Важно! Для работы усилителя нужен источник питания с током 1,5–2 А. Для компактности применен модуль питания RS-25-12 (Mean Well), но в виду дороговизны, Вы можете подобрать что-то иное

На плате предусмотрено место посадки диодного моста для случая использования железного трансформатора.

Для питания ламп собран повышающий преобразователь на MC34063. Подстроечным резистором 5К устанавливаем напряжение на выходе преобразователя 160-175В (для ламп ИН-12Б).

Переменный резистор в цепи микроамперметра регулирует ток (угол отклонения стрелки). Микроамперметр может быть на другой ток (до 1 мА). Микроамперметр можно и вовсе не ставить, если по дизайну он не вписывается в корпус.

Подстроечный резистор в цепи регулятора громкости устанавливает максимальное значение уровня громкости (очень приличный уровень громкости). Переменный резистор может быть и другого номинала (+/-50%), но желательно с линейной характеристикой (не логарифмический). Микросхему усилителя TDA7057AQ установить на радиатор.

Настройка часов. В ручном режиме кнопками устанавливаем частоту 108,1 Мгц, затем переводим в автоматический режим и кнопками устанавливаем время. После настройки переключаем в ручной режим, чтобы уйти с частоты 108,1 Мгц.

Основную часть времени индикатор показывает текущее время. С 30й по 35ю секунду выводится текущая частота. Косвенно яркость ламп (и ток) можно отрегулировать подстроечным резистором в преобразователе напряжения.

В нашем примере использован корпус G748 (225х165х65мм). Шаблоны отверстий приложены в формате *.spl7. Кнопки КМ1-1 (ПКН6-1), тумблера МТ1 (один тумблер у меня без функции; можно на питание поставить). Переменный резистор на громкость S16KN1 и к нему ручка-крутилка 41026-1 (D45.1мм, отв. 6мм с лыской). Ставить пару динамиков в такой корпус посчитал нецелесообразным, поставил один JVC CS-J410X (для него нужен корпус на порядки больше и крепче) + идеально подошла решетка на вентилятор. Телескопическая антенна с BNC разъемом AST-24 D7mm S7 150-650mm + ответная часть на корпус. Разъем 220В (папа) на блок AC-11, 2 контакта, крепление винты + типовой шнур.

Архив с прошивкой, платой и шаблонами отверстий.

Фотки готового изделия от valerab(Радиокот):

Фото от Николая Яшкина (Nikolaj666 Радиокот).

robocua.blogspot.com

Часы на ИН12 / Блог им. BlackAlex / Коллективные блоги / Steampunker.ru

В качестве материала корпуса взял промышненный паркет из мербау. Просто подвернулась возможность недорого накупить столь экзотичную древесину. Планки 15*20*200мм. Подобрал близкие по цвету, и понеслось. Лекала сделал в кореле. в 3D MAX отрисовал экскиз — подбирал пропорции.

панель часов вырезал из 3мм фанеры от фруктового ящика, обклеил шпоном венге. К сожалению шпон достался с демонстрационного стенда, пересушеный, сильно ломается и крошится. Впредь надо будет предварительно смачивать и проклеивать изнанку марлей или бинтом.

корпус был отшлифован, покрыт «на горячую» самодельной восковой мастикой. На ощюпь очень приятный, теплый получился. Прекрасный матовый блеск, природный запах дерева, воска.

Немного накосячил со стеклом. Планировалось силикатное, склеенное оптическим клеем. Но срок изготовление — 2-3 недели. Заказал деталь из акрила — но при гибке не попали в размер. Про запас заказал 3 элемента — они и пошли в сборку. Низ приклеил на цианакриловый клей — он, зараза, по шву капилярно поднялся и оставил следы на стекле. Пришлось переделывать, и это в последний день.
Не удалось сделать два шильдика из латуни. Фоторезист упорно смывался с материала при проявке. Латунь очеееееееень медленно травится в хлорном железе. В общем с наскока технологию не победил. Будем осваивать дальше.
Вот что получилось в итоге.

если кого то интересует — есть «голые» платы, есть готовые, собранные, с индикаторами.

steampunker.ru

Детали и печатная плата

К сожалению, автор статьи не приложил печатной платы, поэтому пришлось делать ее самосточтельно. Фото печатной платы можно видеть на следующих рисунках.

Рис. 2. Рисунок печатной платы для самодельных цифровых часов.

Не стремился сделать ее идеальной, без навесных проводников, а поэтому получилась она довольно простой. Все остальные соединения электронных компонентов, которые отсутствуют на рисунке печатной платы, выполнил соединительными проводниками.

Рис. 3. Фото готовой печатной платы.

Благо дело схема весьма простая и не сложно разобраться что и куда. На бумаге печатка исправлена, без ошибок и в травленом виде тоже без ошибок.

Рис. 4. Печатная плата с впаянными электронными компонентами и проволочными соединениями.

Получилось, немножко корявенько и не очень аккуратно, тем не менее вполне работоспособно.

Мною сразу был сделан вариант часов с секундами. Секундные счетчики у меня обозначены D7 D8.

От себя добавлю: вывод 12 D8 нужно подсоединить к выводу 14 D2 через через резистор сопротивлением 2,2 КОм. Без использования резистора перестанет работать установка времени.

Схема часов

Рис. 1. Принципиальная схема электронных цифровых часов на индикаторах ИН-12 (ИН-14, ИН-18).

Как видно из схемы отображение времени ведется на четырех индикаторах ИН-14, там же в журнале написано как сделать дополнительные два счетчика на секунды. Печатки к сожалению автором статьи не прилагаются, поэтому пришлось делать ее самому. Фото печатки приведено на рисунке ниже.

Не стремился сделать ее идеальной без навесных проводников, а потому получилась она довольно простой.

Рис. 2. Печатная плата для часов на индикаторах ИН-12.Все остальные соединения элементов, которые не вошли в проводники печатки, выполнил проводочками. Благо дело схема весьма простая и не сложно разобраться что и куда. На бумаге печатка исправлена, без ошибок и в травленом виде тоже без ошибок.

Рис. 3. Готовая печатная плата для часов на индикаторах ИН-12.Если кто-то захочет сделать такую же, получилось конечно несколько бестолково и корявенько, но вполне работоспособно. Мною сразу был сделан вариант часов с секундами. Секундные счетчики у меня обозначены D7 D8. Как их соединять с к176ие12 написано в статье автора.

От себя добавлю, вывод 12 с D8 соединяем через резистор 2.2ком к 14 выводу D2. Если не использовать резистор, то перестает работать установка времени.

Установка времени как видно из схемы выполняется переменным резистором с выключателем. Суть такова: чем выше сопротивление резистора, тем медленнее идет счет часов и минут, секунды при этом останавливаются. И соответственно чем меньше сопротивление, тем быстрее идет счет. Очень удобно, не нужно городить кнопки.

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.

Конструкция и основные параметры газоразрядного индикатора ИН-14

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.

Схема блока питания на базе преобразователя напряжения MC34063

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.

Схема управления подключением анодов лампы

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.

Схема с элементами управления анодами и катодами ламп

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

Электронные часы — Часы — Конструкции для дома и дачи

К176ИЕ13 (счетчик для часов с будильником) и К176ИД2 (преобразователь двоичного кода в семисегментный)

времени следует нажать кнопку S4 (Time Set) и придерживая ее нажать кнопку S3 (Hour) — для установки часов или S2 (Min) — для установки

минут. При этом показания соответствующих индикаторов начнут изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00. В момент перехода

от 59 к 00 показания счетчика часов увеличатся на единицу. Установка времени будильника происходит так же, только придерживать нужно

кнопку S5 (Alarm Set). После установки времени срабатывания будильника нужно нажать кнопку S1 для включения будильника (контакты

замкнуты). Кнопка S6 (Reset) служит для принудительного сброса индикаторов минут в 00 при настройке. Светодиоды D3 и D4 играют роль

разделительных точек, мигающих с частотой 1 Hz. Цифровые индикаторы на схеме расположены в правильном порядке, т.е. сначала идут

индикаторы часов, две разделительные точки (светодиоды D3 и D4) и индикаторы минут.

В часах использовались резисторы R6-R12 и R14-R16 ваттностью 0,25W остальные — 0,125W. Кварцевый резонатор XTAL1 на частоту 32 768Hz —

обычный часовой, Транзисторы КТ315А можно заменить на любые маломощные кремниевые соответствующей структуры, КТ815А — на транзисторы

средней мощности со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 40, диоды — любые кремниевые маломощные. Пищалка BZ1

динамическая, без встроенного генератора, сопротивление обмотки 45 Om. Кнопка S1 естественно с фиксацией.

сопротивление резисторов R6-R12. На рисунке Вы можете наблюдать распиновку данного индикатора, выводы показаны условно, т.к. представлен

вид сверху.

После сборки часов, возможно, нужно будет подстроить частоту кварцевого генератора. Точнее всего это можно сделать, контролируя цифровым

частотомером период колебаний 1 с на выводе 4 микросхемы U1. Настройка генератора по ходу часов потребует значительно большей затраты

времени. Возможно, придется также подстроить яркость свечения светодиодов D3 и D4 подбором сопротивления резистора R5, чтобы все

светилось равномерно ярко. Потребляемый часами ток не превышает 180 мА.

Часы питаются от обычного блока питания, собранного на плюсовом микросхемном стабилизаторе 7809 с выходным напряжением +9V и током 1,5A.

Трансформатор должен быть с выходным напряжением ~9-12V, лучше ~9V, потому что в этом случае падение напряжения на миксросхемном

стабилизаторе будет минимальным, соответственно и его нагрев тоже

Это немаловажно для часов, питающихся от сети непрерывно

Не забудьте поставить микросхемный стабилизатор на небольшой радиатор, сделанный из куска дюралюминиевой пластины. Конденсатор C3

расположите вблизи цепи питания микросхем.

Элементы часов лучше собрать в корпусе, спаянном из стеклотекстолита, и соединить его фольгу с общим проводом питания. Это избавит часы

от помех.

В архиве печатные платы для вариантов с индикаторами с общим катодом и общим анодом + схема.

Внимание! Печатка с общим анодом нарисована не совсем корректно, не совсем правильно использованы слои. Прошу обратить внимание на зеркальность…

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.

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.

Отрезок цанговой линейки и фабричная круглая панель для лампы

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

Двухуровневая плата с встроенными контактами для лампМонтажная конструкция блока питания и часов

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.

Варианты корпуса для часов на газоразрядных лампах

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

Простые часы с ретро лампами ИН-12

Часы собраны по мотивам предыдущей конструкции, но с меньшим бюджетом и на более доступном микроконтроллере PIC16F628A.Устаревшая модель, см обновление — проект История любви ИН-12.

Часы работают в 24 часовом формате.

Реализован метод борьбы с отравлением катодов ламп (или антиотравление). Перед сменой минут происходит быстрый перебор всех цифр во всех лампах.

Управление часами тремя кнопками – «увеличить», «уменьшить» и «ок» (выбор режима).

Нажатием на кнопку «ок» перебираются следующие режимы:

– настройка часов текущего времени (ЧЧ _ _);
– настройка минут текущего времени (_ _ ММ);
– настройка часов будильника (ЧЧ._ _);
– настройка минут будильника (_ _.ММ);
– настройка текущего дня недели от 1 до 7 (0 _ _ 1);
– срабатывание будильника в понедельник (1 _ _ 1);
– срабатывание будильника во вторник (2 _ _ 1);
– срабатывание будильника в среду (3 _ _ 1);
– срабатывание будильника в четверг (4 _ _ 1);
– срабатывание будильника в пятницу (5 _ _ 1);
– срабатывание будильника в субботу (6 _ _ 0);
– срабатывание будильника в воскресенье (7 _ _ 0);
– яркость свечения ламп от 0 до 20 (8 _ 05);
– почасовой сигнал с 9:00 до 21:00 (9 _ _ 1).

Изменения и замечания:

1. Добавлены новые функции в программу – см режимы выше. Теперь эксплуатация часов комфортнее, но настройка сложнее.

2. Увеличена частота ШИМ – дроссель перестал пищать; можно использовать индуктивности меньших номиналов. Решая этот вопрос, пришлось пожертвовать мелодичным сигналом будильника (теперь звуковой излучатель при срабатывании будильника просто пикает).

3. Скорректирована схема – добавлен транзистор BC558, ускоряющий закрытие силового полевого транзистора. Теперь полевой транзистор не греется (чуть тёплый при потреблении 12В * 100 мА).

4. Изменен алгоритм подавления засветки соседних разрядов. Ранее для закрытия оптопар использовался пустой такт динамической индикации. Сейчас выполняется задержка для гарантированного закрытия оптопар. Увеличена частота переключения разрядов, свечение цифр стало ярче и «пушистее» .

5. Теперь часы могут работать и от 5В – для этого в схеме вместо стабилизатора КР1158ЕН5А (7805) поставить перемычку. При этом потребуется настроить яркость на максимум (>15 ед)

Внимание — при питании 9…12В поднимать яркость больше 15 ед не рекомендуется, т.к. возникает свечение вокруг подводящих электродов цифр

6. Уменьшено потребление в режиме ожидания (при обесточке), примерно 0,47 мА (ранее было 0,52 мА).

7. Добавлен алгоритм восстановления времения для случаев коротких обесточек при эксплуатации без батарейки.

8. Ранее наличие напряжения контролировалось на пин 18 через делитель напряжения 1:2 (4,7 кОм + 4,7 кОм) для целей ускорения перехода в режим ожидания. Решено ограничиться одним сопротивлением 4,7 кОм (потому что их много у меня). Допустимый входящий ток на пин 18 до 20 мА (см даташит параметр Input clamp current). При питании 20В входящий ток составляет (20 Вольт / 4700 Ом) = 4,2 мА.

9. Газоразрядный индикатор тлеющего разряда является простейшим стабилизатором постоянного тока (стабилитроном). Фактически в моих экземплярах ламп напряжение стабилизации измерено на уровне 175В. Ток свечения цифр подбирается на уровне 1-2 мА. В документации на ИН-12 указан параметр напряжения источника питания. Всё это подвожу к тому, что нет необходимости стабилизировать напряжение питания ламп.

Некоторые детали могут быть заменены.

Стабилизатор напряжения КР1158ЕН5А (TO-251) = 7805 (TO-220)

Полевой транзистор STU6N62K3 (IPAK) = IRF840 (TO-220)

Индуктивность 1000 мкГн = 470 мкГн.

Конденсатор 4,7мкФ х 350В = 10 мкФ х 350В

Диод Шоттки 1N5817 = 1N5819 (нежелательно).

Много аналогов у установочных компонентов – почти любые горизонтальные держатели батареи CR2032, тактовые кнопки 6х6 мм, пьезоизлучатели диаметром до 12мм, любые доступные панели под микросхемы.

Для повышения точности хода часов кварц 32768 Гц нагружать рекомендованными емкостями. Место монтажа кварца и прилегающие линии отмыть растворителем и просушить. Корпус кварца соединить с общим минусом.