Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
За время своего существования обычные часы прошли большой путь трансформации, прежде чем представить перед нами в 21 веке в привычном для всех виде. Как правило, сейчас используются обычные стрелочные часы с циферблатом, либо цифровые, на которых текущее значение часов и минут отображается в виде знаков — цифр. Оба варианта крайне наглядны и практически не имеют недостаток для использования в повседневной жизни людей — в отличие от древних часов, которые использовали для отсчёта отрезков времени плавление свечи, капли воды и другие физические принципы. Неудивительно, ведь у людей в то время не было в распоряжении такой замечательной вещи, как электроника. Сейчас, казалось бы, придумать что-то ещё более совершенное, чем обычные часы уже довольно трудно, тем не менее, многие энтузиасты по всему миру занимаются созданием различных вариантов часов, которые едва ли можно назвать более удобными, но зато необычности в них с избытком. Особую популярность в последнее время набирают часы на вакуумных люминесцентных индикаторах, либо вакуумных газоразрядных индикаторах, и те и другие выполняются в стеклянных баллонах, а потому имеют весьма необычный для современного мира вид. Такие индикаторы активно использовались в прошлом веке, ещё до повсеместного распространения светодиодов, и их помощью отображались цифры на табло различных приборов, например, калькуляторах и прочей вычислительной технике.
Удивительно, но некоторые старые приборы с такими индикаторами используются по назначению и по сей день, например, в кабинетах физики школ и университетов. Для подключения таких индикаторов требуется несколько напряжений — одно высокое, анодное (примерно 100-200В для газоразрядных или около 30-50В для люминесцентных), а также напряжение накала, разное для разных типов ламп, чаще всего оно не превышает нескольких вольт. Такие сложности в использовании, а особенно необходимость получения для питания опасного высокого напряжения, в сочетании с крупными габаритами самих индикаторов привели к тому, что они давно уже ушли в прошлое и остались только разве что в музеях электронных приборов и где-нибудь на барахолках. Сейчас такие индикаторы не выпускаются и с каждым годом их становится всё меньше, соответственно увеличивается и цена на новые экземпляры, не бывшие в эксплуатации. К счастью для энтузиастов, советская промышленность успела выпустить много экземпляров таких индикаторов, поэтому до сих пор их можно найти в продаже, пусть и не по самой низкой цене.
Представленный ниже вариант часов интересен не только тем, что для отображения времени в нём используются газоразрядный индикатор, а ещё и тем, что цифра в этих часах всего одна. Этот вариант не очень удобен для повседневного использовании для отображения времени, но зато точно удивит друзей, кроме того, он отлично подойдёт тем, у кого в наличии не хватает количества индикаторов для постройки полноценных часов. Смысл в том, что значение и часов, и минут отображается всего на одном разряде индикатора — последовательно отображаются десятки часов, затем единицы часов, после этого соответственно десятки минут и единицы минут. Например, если текущее время составляет 15:48, то на одном и том же индикаторе друг за другом будут появляться цифры 1, 5, 4, 8, из них не трудно понять, какое сейчас время. После отображения следует небольшая пауза, после чего часы снова покажут значение времени таким же образом, такой цикл следует по кругу. Ниже представлена схема часов:
Как можно увидеть, схема достаточно простая, в отличие от полноценных часов на 4-х индикаторах — это ещё одно преимущество. Управляет работой часов микроконтроллер PIC16F84AP, рациональнее всего для сборки часов все элементы использовать в корпусах для поверхностного монтажа, в этом случае проявится ещё одно преимущество схемы — максимальная компактность часов. Микроконтроллер для работы в схеме необходимо прошить, сама прошивка в формате hex представлена в конце статьи, в архиве, вместе со всеми файлами, необходимыми для сборки проекта. Для прошивки микроконтроллера необходимо использовать программатор, например, весьма удобным можно назвать PicKit, который используется в связке с соответствующей программой PicKit Programmer. Прошиваемый МК подключается к программатору в соответствии с распиновкой, программатор подключается к компьютеру, и с помощью программы производится запись нужной прошивки в память МК. После этого его можно впаивать на схему и он начнёт выполнять заданный алгоритм действий (управлять индикатором) после подачи питания.
На схеме присутствует довольно много транзисторов, каждый из которых управляет свои сегментом индикатора. Здесь необходимо применить биполярный высоковольтный транзистор, рассчитанный как минимум на несколько сотен вольт — то есть анодной питание. Можно использовать транзисторы и в корпусе ТО-92, но с учётом их количества плата станет невообразимо большой, поэтому рекомендуется использовать SMD-компоненты, в качестве транзисторов подойдут дешёвые высоковольтные MMBTA42. Резисторы на схеме также SMD, используется типоразмер 0805, но можно применить также и 1206, он чуть более крупный и удобнее в ручном монтаже. Возле 15 и 16 выводов микроконтроллера можно увидеть пару конденсаторов и кварц, включенный между ними кварц, рассчитанный на частоту 4 МГц. Конденсаторы имеют ёмкость 22 пФ, использовать следует керамические, допуск не имеет особого значения. Данная цепь служит для тактирования микроконтроллера и является жизненно важной для его работы. Также на схеме можно увидеть кнопку S1, которая служит для настройки правильного времени на часах. Установка как часов, так и минут производится нажатиями всего одной кнопки.
В схеме используется индикатор ИН-12, довольно распространённый и один из самых недорогих на сегодняшний день. Он имеет форму не в виде цилиндрического баллона, как многие другие газоразрядные индикаторы, по форме напоминает неправильный кубик, на одной стороне которого располагаются все выводы. Перед сборкой часов рекомендуется прочитать паспорт на данный индикатор, в котором показано назначение каждого вывода, даны размеры, а также показаны характеристики питания, которых нужно строго придерживаться.
Несколько слов про питание схемы. Запитывать её можно от напряжения 3,5 — 5В, таким образом, работать схема может даже от литий-ионного аккумулятора (такой вариант избрал автор), но стоит учитывать, что ток потребления схемы довольно высок и аккумулятор, даже большой ёмкости, разрядится спустя несколько часов, максимум дней. В качестве источника питания можно применить зарядное устройство от телефона с USB выходом, так как раз присутствуют нужные 5 вольт, по мощности подойдёт практически любой сетевой адаптер. От 5В питается непосредственно микроконтроллер, а вот для питания анодов необходимо использовать повышающий DC-DC преобразователь, выдающий на выходе напряжение 170-200В, схема преобразователя может быть произвольной, например, автор собрал её на основе высоковольтного модуля вспышки фотоаппарата, также можно собрать высоковольтный преобразователь по схеме, представленной ниже.
Замер напряжения. На холостом ходу преобразователь выдаёт целых 400В, что будет много для индикатора.
Таким образом, получились довольно необычные часы, которые помогут дополнить интерьер любой комнаты, особенно если поместить их в подходящий корпус. Удачной сборки!
chasy_in-12_1-1.rar
[96,6 Kb] (скачиваний: 15)
Источник (Source)
Подборки: Часы Индикатор Микроконтроллер Схема Плата Электроника
Источник: