ІВ-9. Годинники, ефекти, біль і дещо ще

Вступ

ІВ-9. Що це? Це не газорозрядні лампи, але світять оранжевим. Це вакуумні лампи, але у них немає люмінофора. Це накальні лампи або звичайні лампи накалювання, де кожна спіраль — це сегмент цифри. 

У чому їх особливість? Їм не потрібно високе напруження, як газовим лампам. Їм не потрібна купа напружень, як вакуумно-люмінесцентним лампам. Навпаки, їм потрібно знижене напруження в 3 Вольта. Однак, так як це все ж накальні лампи і світяться вони за рахунок підвищеної температури спіралі, струм їм потрібен досить великий. 

Вже є стаття, де створювалися такі годинники. Мені не сподобалося тим, що там використовується блок живлення на 3.3 В, спробуй ще знайти такий. А от 5 В micro-usb є взагалі скрізь. Але за основу була обрана саме ця версія, а якщо бути зовсім точним, то залишилася тільки форма плати. 

Перша версія, яка не розглядається в цій статті, використовувала стабілізатори на 3.3 В AMS1117 3.3. Але годинники мали кілька недоліків:

1) Сильне нагрівання, одним стабілізатором обійтися було неможливо, було використано аж 4 шт. 

2) Через використання зниженого напруження 3.3 В з деякими сильно китайськими мс часу ds3231 були проблеми.

3) Невозможно управляти яскравістю і якось впливати на живлення ламп.

   

Нова версія

Дозвольте представити вам нову версію, позбавлену цих недоліків. Особливості годинників:

1) Напруга живлення 5 В, скрізь. Ні, лампи я не спалю, читаємо далі )

2) Програмне управління яскравістю ламп. Для ламп накалювання часто використовують диммер, щоб вони не світило на повну яскравість. Аналогічний принцип використовується і тут;

3) Два режими, нічний і денний. Також можна вручну переключити режими яскравості;

4) Нагрів майже відсутній. Чому майже? Тому що лампи самі по собі гріються, хоч і не сильно. 

Принципова схема

УВАГА! Схема малювалася по платі і не мною. Можливі помилки. У разі розходження між схемою і платою віримо платі! Ну і звичайно про нормальні CAD я знаю, в майбутньому, можливо, буду робити проекти в чомусь іншому.

Розглянемо трохи детальніше. В якості ключів використані 74HC595D, з'єднані послідовно. Минула версія показала, що ці мікросхеми цілком успішно і надійно (і навіть дуже довговічні без будь-яких пробоїв і виходу з ладу) тягнуть лампи, однак, щоб зменшити нагрів, було використано підсилення за допомогою ULN2003.

В якості контролера використано atmega328. Тому що був. І тому що за ціною від тієї ж 8-ї або інших вони не відрізняються. 

МС часу як завжди DS3231MZ в корпусі SO8. Працює добре. Коштує дорого нині, адекватних аналогів не має, хіба що якийсь там в корпусі BGA... Якщо хтось знає настільки ж точний аналог, прошу підказати в коментарях. Важно, щоб він був ще й поширений скрізь. 

 

Друкована плата

Розведена в програмі Sprint Layout 6. Нічого особливого, все робилося в цілях зручності розводки і вже код підганявся під плату.

Всі елементи застосовані в SMD корпусах. Кнопки можливо використовувати двох видів, SMD і звичайні вивідні. 

Єдиний не звичайний елемент тут - це батарейка. Застосована CR1220 з виводами. Див. фото.

Роз'єм живлення - micro-usb. Підходить майже будь-який зарядний пристрій. Споживаний струм - 200-350 мА в залежності від яскравості світіння ламп. 

Також можна помітити, що на анод лампи йдуть резистори-перемички. Поставив їх з можливістю регулювати яскравість не тільки програмою, але і цими резисторами при бажанні. 

До плати підходять не тільки ІВ-9, але і ІВ-16. Наскільки пам'ятаю, навіть порядок сегментів у них однаковий, але це не точно. Перед установкою перевірте самостійно.

 

Запобіжники

Тактування виконується від вбудованого генератора на 8 МГц, його сили цілком вистачає. BODLEVEL виставив на 2,7 В. Якщо виставити на 4 В, то на поганих блоках живлення можуть спостерігатися просадки і перезавантаження. Watchdog включається програмно. Використовується на той випадок, якщо щось зависне. Є ризик, що на лампу прийде 5 В і лампа буде працювати на підвищеному напруженні.

Однак, як показала практика, лампи здатні протягом досить тривалого часу працювати і від 5 В, однак це сильно їм не корисно, проводилася така перевірка тільки в якості експерименту і строго не рекомендується до повторення. У разі, якщо куплений новий контролер, досить поміняти стан галки CKDIV8. За бажанням фьюзи BODLEVEL можна і ігнорувати. 

 

 

Інструкція

Управління вкрай просте. Виконується всього двома кнопками, лівою і правою. 

1) Утримання лівої кнопки - перехід в режим налаштувань.

2) Режим налаштування:

- Права кнопка виконує збільшення годин або хвилин;

- Ліва кнопка переключає з годин на хвилини і далі;

3) Після того, як виконана настройка годин і хвилин, переходимо в режим налаштування нічного режиму

- Ліва цифра - о котрій годині вмикаємо нічний режим;

- Права цифра - о котрій годині вимикаємо нічний режим;

4) Коротке натискання лівої кнопки в режимі показу часу - обнулення секунд;

5) Тривале натискання правої кнопки в режимі показу часу - вмикання або вимикання режиму зниженої яскравості;

6) Коротке натискання правої кнопки в режимі показу часу - зміна ефектів індикації. Можливі наступні варіанти:

- Без ефекту;

- Уповзання;

- Перелистування цифр;

 

Післяслово

Проект надається як є, автор не несе відповідальності за згорілі деталі, лампи, стільці, нерви і будь-яку іншу шкоду, заподіяну вам збіркою даного проекту. Ви робите все на свій страх і ризик. 

В якості можливих поліпшень можна додати ще ефектів, додати дату. Трохи змінивши плату, можна додати і відображення температури і що завгодно ще на ваш смак. На мій же погляд, в годинниках нічого, крім відображення часу, не потрібно :)

Усі файли, необхідні для зборки, додаються у вкладенні. Список деталей додається у вигляді txt файлу в архіві. 

І ще трохи фото.

      

На фото представлений прототип, в прикладених файлах помилки розводки вже виправлені. 

Всім дякую за увагу, з вами був ElKotto :)