За последние пару месяцев на хабре было представлено несколько конструкций часов типа NIXIE CLOCK. Характерной особенностью которых, это вывод времени на газоразрядные индикаторы типа ИН12, ИН18, ИН17 и им подобные. На просторах Интернета я видел много конструкций подобных часов. Что-то в них есть, какая-то мягкая и теплая энергетика исходит от них. Я тоже загорелся сделать что-либо подобное. Но не просто только часы, чтобы они не только показывали время, но и радовали глаз.
Хочется поделиться своими соображениями не только в схемотехнике часов, но и идеями которые пришли в голову во время разработки дизайна часов. Мне кажется, что внешний вид играет немаловажную роль. Вещь должна радовать, создавать положительные эмоции, делать жизнь немного красочней.
Предлагаю на суд читателей свою конструкцию. Критику принимаю положительно.
Вот собственно какие получились часы:
Немного о функционале. В них заложено:
- индикация даты (год, месяц, число);
- индикация времени (часы, минуты, секунды);
- индикация дней недели;
- будильник;
- индикация режима коррекции;
- индикация «Будильник установлен».
Настраивается только время и дата, а также устанавливается будильник. При установке даты автоматически определяется день недели. Учитываются количество дней в месяцах и високосный год.
Питание осуществляется от импульсного блока питания 12 В. 0,3 А. Небольшой и легкий. Типа такого:
Идея запитать устройство от 12 В источника вызвана двумя причинами:
- Исключается сетевой громоздкий трансформатор
- В целях безопасности.
Мало того, что в схеме присутствует анодное 180 В (под которое, при наладке, я неоднократно попадал, приятного мало). Не хотелось капаться в плате, где есть еще и 220 В!!!
В самой схеме, для питания контроллера, был реализован DC-DC Step-Down конвертер, а для питания анодов Step-Up конвертер. В обоих конверторах были применены MC34063. На мой взгляд, это замечательные микросхемы, хотя производятся очень давно.
Схемы этих преобразователей не отличаются оригинальностью и были взяты из даташит на эти микросхемы.
А вот, собственно, и схема часов:
В собранном виде вот так:
Некоторые из вас могут упрекнуть меня: «Почему он не сделал динамическую индикацию. Это бы существенно сократило количество микросхем.». И наверное будут правы.
Причина довольно таки банальная. Лень матушка. Дело в том, что индикаторы были сделаны намного раньше. Это плата с двумя ИН12 и двумя К155ИД1. Под ИН12 панельки не нашел, пришлось впаять. А распаивать было лень. Да и недостатка в ИД1 и ИР22 не было. А если честно, то при изготовлении этих часов акцент ставился не на схемное решение.
Для индикации времени были применены ИН12, для индикации дней недели применил «неонки», которые выдрал с древних ламповых телевизоров. Они там стояли в блоках выбора программ, если не ошибаюсь, это были ИНС-1.
При пропадании питания в часах предусмотрен аварийный источник. Индикаторы гаснут, но часы продолжают работать.
Теперь о сигнале будильника. Хотелось вдохнуть немного жизни в часы.
В старых советских телефонах прошлого века, с дисковыми номеронабирателями, для звонка применяли металлические чашки-колокольчики. Так вот, в некоторых моделях эти чашки изготавливались из специального сплава. По цвету они желтые, похоже на бронзу. Звук у них чистый, прозрачный, «хрустальный». И вот эти самые колокольчики я решил использовать для сигнала будильника. По-моему получилось неплохо.
Устройство, бьющее в колокольчик, пришлось изготовить самому. Для этого я использовал катушку от реле. Реле в нужное время притягивает язычек (на фото внизу) и подбрасывает боек. Звонкость чашек можно регулировать, поворачивая ее вокруг оси (ось крепления колокольчика находится не в центре).
Корпус был изготовлен из фанеры толщиной 10мм и оклеен шпоном из красного дерева.
Хочу поделиться идеей нанесения надписей на металлические таблички. Я думаю, что этот метод может пригодиться любому, кто занимается изготовлением различных «самоделок», как любительски, так и профессионально. И не обязательно это электронные устройства.
А метод прост. Я применил пленочный фоторезист. Технология такая же как и при изготовлении печатных плат. Описывать не буду, в Интернете информации на этот счет полно, можно найти без труда. На авторство не претендую, думаю до этого додумался не я один.
Задняя крышка:
Вид спереди:
Вот такие шильдики:
Сердце часов – микроконтроллер Atmel ATMega32. Тактируется кварцем 4МГц. Для тактирования часовой логики использовал часовой кварц 32,768 КГц.
Программа особой сложности не вызвала.
Первым делом реализовал логику часов и календаря. Тут все просто – считаю секундные импульсы. Насчитал 60 – увеличил минуту и так далее. Количество дней в месяцах известно, кроме февраля, зависит от года. По формуле определяю високосный год. День недели также считаю по формуле. Попутно проверяю будильник, а то вдруг надо бить в колокола. И сразу все вывожу на индикаторы.
Процессорного времени все эти операции отнимают мало, поэтому все оставшееся время опрашиваю кнопки. Их четыре: UP, DOWN, MODE/ENTER, ALARM.
Кнопками UP и DOWN в режиме настройки увеличиваю или уменьшаю настраиваемый параметр. В обычном режиме любая из них переводит индикацию в режим показа даты (4 секунды).
MODE/ENTER – вводит часы в режим настройки времени и даты. Все изменения применяются этой же кнопкой.
ALARM – устанавливает будильник, либо выключает его, если будильник звенит или просто хочется выключить его заранее.
Небольшая защита от «дурака» — нельзя установить вручную, например, 31 апреля, 31 июня, 29 февраля в невисокосный год и т.д. Но тут же немного схитрил – год можно установить только с 2000 по 2099 (на индикаторах два знакоместа), так, показалось, должно хватить. Хотя в коде год считается полностью и, теоретически, часы могут считать до 2^16 года, изменить то не сложно.
Отдельно реализовал звон колокольчиков. Сделал эдакое подобие редактора, то есть сама мелодия записывается в виде длительностей (ударить, отпустить) для каждой чашки. Зачем? Не знаю. Все равно звонит он все «мелодии» как «Дин-Дон» :).
Все писал в Atmel Studio 6 на ассемблере.
Код доступен на гитхабе. Проект рабочий, компилируется.
Небольшая видео-демонстрация (не режиссер я):
Автор: zarguni
