Часы на ин 12 схема. Еще одни часы на газоразрядных индикаторах. Что потребуется для сборки

02.07.2023

Введение

Если верить википедии, первые газоразрядные индикаторы были разработаны в 50-х годах прошлого века. За рубежом такие индикаторы называют «Nixie», название получилось от сокращения «NIX 1» - «Numerical Indicator eXperimental 1» («цифровой индикатор экспериментальный, разработка 1»). В данных часах используются знаковые индикаторы советского производства типа ИН-12Б.

По конструкции они из себя представляют стеклянную колбу внутри которой десять тонких металлических электродов (катодов), каждый из которых соответствует одной цифре от 0 до 9, электроды сложены так, что различные цифры появляются на разной глубине. Также присутствует один электрод в виде металлической сетки (анод), располагается перед всеми остальными. Колба наполнена инертным газом неоном с небольшим количеством ртути. Когда между анодом и катодом прикладывается электрический потенциал от 120 до 180 вольт постоянного тока, вблизи катода возникает свечение, загорается соответствующая цифра. За этот мягкий оранжевый свет и ценят эти индикаторы.

Дополнительная информация

Если быть точным, то в лампах ИН-12Б присутствует ещё один катод - в виде точки, он в данных часах не используется.

Также в данных часах для разделения часов и минут используется ещё один газоразрядный индикатор - ИНС-1

Индикация осуществляется через линзовый купол баллона, выглядит как светящаяся точка оранжевого цвета.

Схема

Схема часов была найдена на просторах сети, автор Тимофей Носов. В основе её микроконтроллер PIC16F628A и советская микросхема К155ИД1, представляет собой высоковольтный дешифратор управления газоразрядными индикаторами.

Питание ламп реализовано с помощью повышающего импульсного преобразователя, собранного на полевом транзисторе, индуктивности, конденсаторе и диоде, сигнал ШИМ генерирует микроконтроллер. В данной схеме используется динамическая индикация, микроконтроллер с помощью дешифратора К155ИД1 управляет катодами сразу всех ламп, синхронно управляет анодами ламп через оптопары. Скорость переключения ламп происходит с высокой частотой, а так как газоразрядным индикаторам, как и любой лампе, нужно время чтобы потухнуть, то мерцания человеческий глаз не видит (скажу больше - не видит даже камера).
В схеме реализовано резервное питание на элементе CR2032, при отключении питания индикация тухнет, а часы продолжают идти.

Электронная часть

Схема часов разделена на две части - плата с лампами и основная плата устройства.

Ссылка на архив с файлом для Splint Layout -

С помощью ЛУТ сделал две платы

Собираем плату с лампами

Лампы мне достались со старой советской техники, собственно эта находка и побудила меня собрать эти часы.

Собираем основную плату

Платы соединяются через разъемы PLS и PBS, которые припаиваются со стороны дорожек. Вот так выглядит в собранном виде:

Микроконтроллер PIC16F628A покупал -
Оптопары покупал -
Полевой транзистор IFR840 -
Остальное было в наличии, или нашлось по месту.

Осталось прошить микроконтроллер. Прошивать будем с помощью программатора PICkit2, покупался давно -

Запускаем программу PICkit2 и прошиваем наш микроконтроллер

После прошивки включаю часы… а цифры не светятся, мигает только секундный индикатор (ИНС-1). После нашел свою ошибку, в цепи питания ламп вместо резистора 4,7К был установлен 47К. После замены схема заработала, надо делать корпус.

Корпус

Остался у меня кусок бруса бука, это тот же бук что использовался для изготовления корпуса «шайтан коробочки» из моего .

Сначала хотел вырезать корпус на ЧПУ станке, договорился со своим товарищем работающим на мебельном производстве. Но, как бывает, то нет времени, то срочно надо выполнить другую работу. Короче, после месяца ожидания, решил сделаю сам.

Вот так выглядит эта красота в темноте

В итоге имеем красивую вещь, сделанную своими руками. В будущем возможно сделаю другие часы в другом корпусе, есть одна задумка.

Всем спасибо за внимание. Добавить в избранное Понравилось +185 +265

Добрый день:).

"Может быть сделать на них часы?" - этот вполне предсказуемый вопрос задал я самому себе, случайно наткнувшись в одной из пыльных коробок на газоразрядные индикаторы ИН-12Б. И также сам себе ответил: "конечно!". Давно хотел собрать что-нибудь просто так, "для души", и светящиеся часики подойдут для этого идеально:)

Внимание: Я меееедленный: пишу тут редко, чаще всего когда хочется отлынить от работы)). А все новое и интересное, неизменно в свежем виде, сразу попадает в инстаграм. Кликайте СЮДА , переходите на мой аккаунт и подписывайтесь:) Я всегда буду очень Вам рад! Приятного чтения:)

Впрочем, пока непонятно как пойдет дело. Сам по себе проект несложный, но он "для себя", а значит, всегда будет находиться что-то более нужное, срочное, важное.... О всех подвижках буду рассказывать вот такими же, как этот, фотоотчетами. Подробно останавливаться на технической стороне дела не стану. Если возникнут вопросы - спрашивайте, с удовольствием отвечу:).

А началось все с них:

Газоразрядные индикаторы ИН-12Б. Способны отображать 10 цифр от 0 до 9 и, вроде бы, точку. "Вроде бы" - потому что я так это и не проверил:).

Управление индикаторами очень простое. На общий анод лампы подается напряжение 150 - 170 В. А катод цифры, которую необходимо "зажечь", подключается к минусу источника. Вот и все!

Очевидных сложностей две:

1. Нужен источник высокого напряжения (150 - 170 В).
2. Нужны ключи управления высоковольтными сигналами на катодах индикаторов.

Первую задачу временно решил откопав в ящике с прототипами макет импульсного повышающего стабилизатора. Его я собирал для экспериментов с ламповыми схемами, но так и не пристроил к делу.

Примечание: схему источника обязательно приведу в следующей заметке.

С ключами также не возникло сложностей: решил поставить высоковольтные транзисторы MPSA44. Они давным-давно лежали у меня без дела и ждут своего часа. Потом может быть заменю их на что-нибудь помельче.

Примечание: а еще можно воспользоваться специализированными дешифраторами - К155ИД1.

Подключается все просто:

Каждой цифрой управляет свой транзистор. А вот так это выглядит на макете.

Мне нравятся эти разноцветные провода - очень удобно и красиво:)

Кстати, их разъемы типа "мама" идеально подошли на ножки газоразрядного индикатора:

После того как с управлением индикатором все стало ясно, пришла пора подумать о "мозгах" часов. Может быть, чтобы выглядеть умнее, стоило выбрать серьезный контроллер, и воспользоваться профессиональными средствами разработки и отладки... Или пойти еще дальше и применить ПЛИС. Но я решил рискнуть навлечь на свою голову критику профессиональных программистов и воспользоваться ARDUINO. Простая среда разработки и простые аппаратные средства - именно то, что нужно для простого и нетребовательного ни к скорости, ни к ресурсам проекта:).

"Железо" копеечное: клон платки ProMini с контроллером ATMega328 на борту и преобразователь USB-UART. А больше, пока, ничего не нужно:

Модуль МК расположил на той же макетной плате и подключил к транзисторам управления:

Немного о динамической индикации

У меня есть микроконтроллер, десять управляемых им транзисторов и один индикатор. Все в порядке, только индикаторов для часов маловато:). Нужно еще три. Но прежде чем их добавлять я решил выяснить как лучше это сделать.

Ставить по десять транзисторов на каждый из индикаторов - плохая идея. Во-первых, это дорого, во-вторых, габаритно и в-третьих, у контроллера для управления ими просто не хватит ножек (понадобится 40 штук).

Лучше организовывать динамическую индикацию, используя десять транзисторов для управления всеми индикаторами поочередно, и выбирая нужный индикатор подачей на его анод напряжения.

Со светодиодными индикаторами этот прием работает отлично, но будет ли он также эффективен с газоразрядными? Я не знаю. Переключение индикаторов должно происходить очень быстро, и вдруг за это время разряд не будет успевать зажечься? Вот это то и нужно проверить прежде чем двигаться дальше.

Имеющегося индикатора нам для этого хватит. Совсем простая программа будет выводить цифры на индикатор - имитировать динамический режим: зажжет индикатор на 5 мс, а потом полностью погасит на 15 мс (это время, которое в динамическом режиме понадобится для зажигания оставшихся трех индикаторов). А потом вновь зажжет и т.д. ...

Что из этого получилось - на видео:

Все отлично! Хотя индикатор и погашен большую часть времени - это не заметно. Кстати, если немного изменить частоту включения/выключения, то связанное с нею мерцание, все также незаметное для глаза, станет отлично заметным на видео:

Вывод: динамическая индикация работает. Теперь можно смело подключать недостающие индикаторы и схему управления анодными напряжениями. Но об этом в следующий раз:)

Answer

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.

Я всегда мечтал сделать часы на цифровых индикаторных лампах. Было принято решение создать схему на одной микросхеме, тем более у меня уже был опыт использования микроконтроллера PIC16F84A. Данная схема использует всего лишь одну индикаторную лампу, управляемую отдельными транзисторами, и не требует использовать мощный блок питания.

Я купил лампу ИН-12A, но можно применить и версию с буквой В (или другие лампы с требуемой модификацией).
Часы будут отображать время периодически, зажигая цифры по кругу от десятков часов до минут.

Для установки времени необходимо нажать кнопку, когда отображается цифра, которую вы хотите изменить, при этом происходит приращение при каждом нажатии кнопки от 0 до 9.

Если вы придержите данную кнопку в нажатом состоянии при включении устройства, то часы будут в быстром темпе пролистывать все цифры по кругу. Эта функция полезна для отключения «отравления катода» на лампах, которые не используются в определенный момент времени.

Шаг 1: Основная плата

На основной плате располагаются все требуемые компоненты, за исключением источника напряжения, который вы можете изготовить самостоятельно, не меняя основную плату.
В архив проекта входят файлы.brd и.sch, поэтому вы сможете, при необходимости, выполнить необходимые изменения.
Требуемые компоненты:
-Лампа IN-12
-Микроконтроллер PIC16F84A
-10x SMD транзисторов высокого напряжения (напр., MMBTA42)
-13x 0805 резисторов
-Кварцевый генератор 4 МГц
-2x конденсатора по 22 пФ
-Нажимная кнопка
-2x 2-выводных штырьковых разъема типа «мама» + 1x 2-выводный штырьковый разъем типа «папа» (контакты под углом90º).
-Припой

Шаг 2: Источник высокого напряжения

Для источника питания используются компоненты от одноразовой камеры (трансформатор, диод и выходной конденсатор). Я заменил оригинальный транзистор на МОП-транзистор SI2302 и изменил полярность диода для выхода положительного напряжения.
LM317 снижает входное напряжение с 5 В до 1,5 В. Медный радиатор охлаждает регулятор напряжения во время работы. Также проверьте правильность подключения трансформатора. Если вы хотите использовать другой МОП-транзистор, тогда удостоверьтесь, что он имеет низкое сопротивление в открытом состоянии.

Шаг 3: Программирование микроконтроллера

Для записи программного кода в микроконтроллер вам понадобится программатор и программное обеспечение. Я использовал китайский программатор k150. Далее вам необходимо открыть в программе файл с расширением.hex и «залить» его в микроконтроллер.

Характеристики программного кода:
Точный ход времени.
24-часовой формат отображения времени.
При неправильной установке времени (напр., 26:72) происходит автоматический сброс.

На выводе 2 (RA3) присутствует логический импульсный сигнал. Например, на выводе 2 присутствует 8 логических импульсов, когда часы показывают время 8:00. На выходе отсутствует частотный звуковой сигнал, это просто логический импульс. Поэтому для подачи звукового сигнала вам понадобится тональный или звуковой генератор боя часов.

Нажмите и удерживайте кнопку установки времени часов во время первого запуска. При этом устройство перейдет в тестовый режим, в котором все цифры будут отображаться по кругу. Это полезно для отключения «отравления катода» на лампах, которые не используются в определенный момент времени.
Если вы правильно запрограммировали микроконтроллер, то при первом включении устройство будет показывать время 10:00 (если вы не нажали кнопку).

Шаг 4: Завершение работы

Светодиоды, которые раньше с восторгом воспринимались в любых электронных устройствах индикации, в последнее время набили оскомину и стали заметно проигрывать ретро индикаторам, например вакуумным лампам, которые смотрятся гораздо приятнее. Поэтому была создана версия электронных часов, которые показывают время с помощью газоразрядников ИН-12.

Особенности самодельных часов

дисплей выполнен на лампах ИН-12 (nixie),
небольшой корпус,
схема без микроконтроллеров,
питание от БП-адаптера 9 вольт
потребление тока 150 мА.

Основа конструкции — корпус универсальный Z5A. Четыре такие лампы идеально вписываются по ширине в таком корпусе. По первоначальной схеме тактовые импульсы для часов были взяты из сети 220 В, которая также была источником высокого напряжения питания для анодов ламп.

Правда рискованно пользоваться устройством, в котором все находится под потенциалом сети. Поэтому во втором варианте питание было взято с повышающего преобразователя напряжения, а тактовую частоту сменили на типичную схему генератора: кварц 32,768 кГц, CD4060, делитель CD4013.

Окончательная схема — это несколько других схем из интернета, слегка модифицированных и объединенных в одну. Выше приведена принципиальная электрическая схема, которую можно увеличить по клику на картинке. Далее идёт печатная плата самодельных часов.

Стоимость трудно определить, лампы покупались давно, но даже если скупать все радиодетали сейчас — можно уложиться в 1000 рублей, что естественно хорошая цена за такой модный ретро гаджет.

Вид на монтаж сверху и снизу.

Тем кто захочет повторить конструкцию, советуем корпуса для часов на газоразрядных индикаторах делать из алюминия, меди, латуни или дерева (для подчёркивания винтажности). В крайнем случае обклеить пластик плёнкой-самоклейкой «под дерево». И вместо красного цветофильтра спереди лучше поставить прозрачный плексиглас — тогда останется естественный цвет ламп ИН-12.

Введение

Дополнительная информация

Схема

Электронная часть

Схема часов разделена на две части - плата с лампами и основная плата устройства.

Ссылка на архив с файлом для Splint Layout -

Корпус

Вырезал заготовку под будущий корпус, разметил

Вырезал полость под внутренности, это был сам трудоёмкий этап. Сначала высверливал, потом лишнее убирал стамеской, после зашкуривал.

Стамеской сделал углубление для стекла и задней панели, приклеил упоры внутри корпуса, все пропитал льняным маслом

Из затемнённого стекла вырезал кусок нужного размера

Сделал заднюю панель, с отверстиями для кнопок и разъёма питания

Собрал всё вместе, вид спереди

Вид сзади

Для того что бы часы стояли немного под наклоном, на днище приклеил две резиновые ножки

В случае редкого включения отдельных индикаторных катодов и активности других, частицы металла, распыляемого работающими катодами, оседают на редко используемых, что способствует их «отравлению». В устройстве реализован метод борьбы с этим явлением, перед сменой минут происходит быстрый перебор всех цифр во всех лампах. Демонстрация как это происходит:

Из функционала - часы, будильник, настройка яркости. Управление осуществляется тремя кнопками - «больше», «ок» и «меньше».
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).