Часы на газоразрядных индикаторах #1 (ИН-12)
Уже каждый третий радиолюбитель собрал себе нынче модные часы на газоразрядных индикаторах. Я решил не отставать и тоже их собрать. Схем в интернете полно, как классических, со статической индикацией, так и с динамической. В моих часах будет использоваться последняя схема управления индикаторами. Это сделано для уменьшения количества микросхем и для облегчения трассировки платы. Впрочем, с моими стратегическими запасами микросхем К155ИД1 можно было бы сделать даже статическую хоть на 8 ламп. Лампы - ИН-12. Почему? Во-первых, у меня их штук двадцать. Во-вторых, мне так захотелось :) В дальнем будущем планирую изготовить часы на лампах ИН-8-2, для которых ПП будет заказана на производстве. Короче, все серьезно. В сверхдальних планах часы на ИН-2. Четырех ламповые.
Ну-с, перейдем к делу. Сначала была разработана общая плата, на которой было все. И питание, и логика, и преобразователь. Но потом я нашел в нашей радиолаборатории при кружке деревянный корпус от конденсаторной батареи 64-года:
Пришлось переработать плату, ибо она не влезала. Да и плату я загубил, забыв в УЗ ванне в спирте... Новая концепция: несколько отдельных плат, которые влезут в корпус. Схема осталась та же, просто конструкция стала блочной. Вот, например, уже изготовленный блок питания:
Блок питания линейный. В часы приходит 220 вольт через тумблер и предохранитель. Дальше ток идет через трансформатор ТС-4-1, вытащенный из убитого Океана-209, в диодный мост. Где-то вольт 18-20 попадает через кондеры на кренки, выдающие 5 и 12 вольт. 5 вольт нужно для питания логики, а 12В для питания преобразователя 12->180В выполненного на той же плате. Наружу 12 вольт не выходит. ШИМ для преобразователя берется с платы логики, с МК Atmega8. Так как блок линейный, то ему нужен радиатор. Силовой транзистор сидят на нем через изолирующие прокладки и вставки. Дело в том, что на корпусе у силового транзистора аж 180 вольт, а у кренок - земля.
Изначально часы предполагались как четырехламповые, из-за чего было куплено 5 оптотранзисторов. Но ведь корпус такой огромный, тут только 6 ламп! Так как схема уже сделана, вытравлена и запаяна, то нужно придумать какой-нибудь костыль. Ну я и придумал. Сделал плату счетчик на советских микрухах - к155ие2 и ла3 и дешифратор ИД1. Плата получилась сложная, двух сторонняя. Заказал ее у китайцев, на производстве. Схема управляется импульсами: тактовый - прибавляет единицу, сброс - обнуляет, и питание. Вот что получилось:
Начальная обработка корпуса состояла в сверлении отверстий под лампы. Для этого была проведена разметка. Сверление производилось в гараже, на станке сверлом 22,6. Окончательная обработка делалась напильником.
Следующим этапом нужно было заделать все лишние отверстия в корпусе. Там были выводы конденсаторов. В отверстия вбивались обмазанные клеем китайские палочки, обрезались и сушились. Вот как это происходило:
Потом наждачкой корпус был зачищен со всех сторон, останется загрунтовать его и покрасить. Нужно было как-то продумать крепление ламп. Нужно утопить их внутрь. Итак, я выпилил из тонкой фанеры пластинку длинной 24 см с прорезью под лампы по центру. Короче, обвел железное крепление самих ламп, которым они крепились в приборе. Чтобы сделать эту "деталь", пришлось вспомнить ручной лобзик, много лет пылящийся без дела, закупиться пилками для него (80р) и выпилить. Как оказалось, пилить лобзиком я еще не разучился, что не может не радовать. Моей ручной сверлилкой были просверлены отверстия под болты для ламповых панелей. Закручены панели на их родные болты от прибора с гайками. Саму деталь можно легко приклеить изнутри. Но это позже. Вид:
Программирование. Весьма специфический этап. Тот момент, когда твой девайс оживает с залитием прошивки, которую прежде долго и муторно писал в Atmel Studio 6. С прошивкой было множество трудностей, часы никак не хотели работать так как надо. На индикаторы выводилась ерунда, динамическая индикация не работала. А все оказалось просто и банально - я неправильно работал с портами, совсем неправильно. Обнулял не правильно, из-за чего выводилось не то, что нужно. Так или иначе, с индикацией разобрался, но связи с микросхемой часов реального времени не было. Пришлось разбираться с шиной I2C и даташитом на DS3231...
Доперев до того, что перед выводом на лампы, информацию о цифре нужно перекодировать в десятичный формат из двоично-десятичного, часы заработали. Какова была моя радость и восхищение, когда вместо 16 после 9-ти шла 10-ка! Причасные поймут. Итак, код отрабатывает. Часы идут.
Сделал частичную шпаклевку для устранения дефектов корпуса в виде трещин, ямок и царапин. Высохнет - обработаем шкуркой, покрасим и можно устанавливать часы в корпус. Неужели.
Покрасил корпус в черный цвет. Теперь, когда высохнет, надо будет смонтировать начинку в корпусе и все. :)
Когда корпус был готов, я стал разбираться с работой секунд. Они не работали. Был очень странный баг: секунды обнуляются, идут, но в определенный момент начинается случайный перебор всех значений счетчика и, как следствие, работать секунды адекватно не могут. Сначала я думал, что проблема аппаратная. Поэтому я напаял блокировочные конденсаторы на К155ИЕ2 и К155ЛА3. Поставил диод в цепь сброса, так как мне показалось, что выход И-НЕ, который сбрасывает счетчик при достижении 60 секунд будет конфликтовать с пином микроконтроллера. Напаял. Ничего не поменялось. Стал грешить на провода. Убираю провода - пересчета нет, но нет и счета. Итак, ошибка в программе.
Сразу скажу сущность решения проблемы. У меня появилась мысль. А что, если ИЕ2 считает не по фронту, а по спаду? Начал спрашивать людей - все говорят, что логично по фронту. Стал читать интернет. Вычитал, что таки по спаду. Полный надежд побежал править код, поменял две строчки кода местами - заливаю прошивку и... оно работает! Всегда нужно бороться с предрассудками, истина - в технической документации и журналах "Радио". Все работает, можно устанавливать электронику в корпус и завершать проект.
Внутри все прикручено мелкими саморезами. Плата логики и плата с DS3231 приклеены на термоклей. Для крепления трансформатора была вырезана полоска, чтобы закрепить тр-р.
Сзади все просто. Вентиляционные отверстия, кнопки задания времени и разъем питания, совмещенный с держателем предохранителя. Проект часов на лампах ИН-12 завершен! Часы собраны, функционируют.
Материалы
(54Kb) Печатные платы проекта в формате Sprint Layout 6
(2Kb) Прошивка для микроконтроллера
Домой - Статьи