9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Часы на ВЛИ ИВ-11 и ATMEGA8

Материал этой статьи требует обязательного допиливания. И твоя помощь в этом нужна очень сильно.

Мысль освоить работы с ВЛИ была давно, благо их можно добыть в калькуляторах, видеомагнитофонах и прочих неисправных приборах. От простых неоновых индикаторов они отличаются тем, что светится здесь не разряд в газе, а люминофор, нанесённый на аноды. Чтобы управлять свечением, введён третий электрод - сетка, а сам индикатор представляет собой триод, в котором даже есть накал. От этого данные индикаторы, если они дискретные, одноразрядные, потребляют прилично электрической энергии, когда их много. Но они более распространены, чем газоразрядные, поэтому их и хочется куда-либо применить.

Об управлении вакуумно-люминесцентными индикаторами мы уже рассказывали здесь, и решили начать с самого простого - управления анодами посредством резистора и транзистора. Когда транзистор открыт, он просаживает анодное напряжение через токоограничительный резистор. При закрытии транзистора, это напряжение оказывается приложенным к аноду индикатора. Управление сеткой выполняется аналогичным образом.


В качестве индикаторов мы решили использовать ИВ-11, потому что они довольно крупные и есть в наличии. Для питания накала им требуются 1,5В 100мА. При таком малом напряжении их можно питать постоянным током, т.к. разница потенциала между началом и концом нити будет небольшая и неравномерности свечения быть не должно. Излишек напряжения можно погасить резистором. При динамической индикации напряжение питания анодов и сеток рекомендуется выбирать порядка 60 вольт. Это многовато, но высокая яркость, возможно, и не понадобится.

Управление яркостью совместим с динамической индикацией, т.к. очень удобно управлять длительностью импульса. В схему заложим миниатюрный динамик, чтобы озвучивать нажатие кнопок и другие события. Питать часы будем от USB. В связи с тем, что напряжение питания будет присутствовать не всегда (т.к. часы - настольные, то их не нужно питать, когда человека нет на рабочем месте), то для хранения времени применим DS1307 и батарейку. Менять её не придётся, т.к. потребление микросхемой часов ничтожно мало.


Схема управляющей части часов на ВЛИ ИВ-11 очень проста. Микроконтроллер ATMEGA8 используется для чтения времени из микросхемы часов DS1307 и вывода времени на индикаторы. При помощи трёх кнопок можно переключать базовые режимы: отображение секунд, установка времени, измерение напряжения USB. В перспективе - добавить будильник.

Разъём SV1 предназначен для подключения платы индикации, крепящейся сверху "вторым этажом" - это управление анодами индикаторов. Одноимённые аноды всех ламп запараллелены. X1 и X2 предназначены для питания часов, для универсальности установлены разъёмы USB и Micro-USB. X2 - разъём для внутрисхемного программирования, загрузки и обновления прошивки часов. Джампер JP1 обесточивает DS1307, когда это требуется (например, при хранении часов, когда они не нужны). Линии DIG1-DIG4 - управление сетками индикаторов при динамической индикации. Меняя длительность импульса на этих линиях, можно управлять яркостью.


Дорожки DIG3 и DIG4 на плате не разведены и выполняются отрезками тонкого провода. На рисунке печатной платы также не показаны блокировочные конденсаторы по питанию, места их установки можно увидеть на фотографии этой платы.


нажми для увеличения
Схема платы индикаторов также предельно проста. В качестве высоковольтных ключей используется микросхема К1109КТ63. Вместо неё можно использовать аналог - ULN2803, подкорректировав ширину микросхемы на печатной плате. Дело в том, что К1109КТ63 - шире, чем ULN2803. Сетки управляются через транзисторы BC547.

Источник анодного напряжения выполнен на распространённой микросхеме MC34063, включенной по типовой схеме из даташиа в качестве повышающего преобразователя. Подстроечным резистором можно регулировать величину этого напряжения и, соответственно, максимальную яркость свечения индикаторов.

К сожалению, при питании от USB компьютера или ноутбука может срабатывать предохранитель по линии питания USB. Не стоит бояться, эти предохранители - многократного срабатывания, и при отключении питание на USB вновь появится. Так происходит потому, что повышающий преобразователь на MC34063 потребляет значительный ток - более 450мА, а USB-порты в компьютерной технике имеют ограничение не более 500мА (в современных компьютерах это ограничение увеличено). Если же такое произошло, то следует просто уменьшить анодное напряжение подстроечным резистором. При этом немного уменьшится яркость.

[ тут будет плата ]
На печатной плате индикаторов четыре дорожки не разведены и соединения выполняются отрезками тонких проводов.

"Бутерброд" из двух печатных плат соединяется болтами через втулки и фиксируется снизу втулками с внутренней резьбой, одновременно являющимися ножками часов.

На печатной плате часов осталось достаточно свободного места для добавления дополнительных функций. Памяти МК ATMEGA8 также осталось достаточно. В перспективе - усовершенствовать обе печатные платы, улучшить схему в плане управления ВЛИ, добавить в прошивку будильник.

Плата управления: скоро
Плата индикации: скоро
Прошивка v.1b: скоро

Дальнейшее развитие здесь.

Понравилась статья? Робот Вертер говорит: поделись с друзьями!