Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Давно было желание сделать часы на газоразрядных индикаторах (люминесцентных лампах) своими руками. Сокращённая аббревиатура ГРИ, по-английски Nixie tube clock (NTC). В школе проходила генеральная уборка и всё старое выкидывалось, включая электронные приборы с радиотехникой, в которой было много газоразрядных индикаторов.
Не пропадать же добру! :)
Добывание индикаторов и ценных деталей из радиотехники оказалось увлекательным и длительным процессом. В результате была собрана коробка различных газоразрядных индикаторов.
Если у вас ранее не было опыта создания часов на более простых индикаторах, например семисегментных индикаторах, тогда стоит попробовать создать часы на 7-и сегментных индикаторах. Понять принцип работы, сделать всё верные расчёты и разработать часы. И только потом переходить к созданию часов на ГРИ, так как для создания часов на ГРИ требуется опыт и умение работать с высоким напряжением. Что может быть не безопасно. 
Проект позволит закрепить полученные знания по электронике и программированию электронных устройств на микроконтроллерах (далее МК).
 

Во-первых, это устройство позволит изучить язык программирования, архитектуру МК, а также многие виды микросхем (далее МС). Во-вторых, такое устройство будет полезным в каждом доме — без часов не обходится не один человек. В-третьих, часы дают возможность для творчества – ведь дизайн играет не последнюю роль…
Для начала я составил список возможностей моих часов:

  1. Показывать текущее время и дату;
  2. Показывать температуру;
  3. Играть музыку и мигать по праздникам;
  4. Иметь режим будильника, таймера и секундомера;
  5. Заряжаться от солнца.


Первые два месяца я изучал работу счётчиков, дешифраторов часовых МС, МК и основы программирования на языке Си. В начале третьего месяца я перешёл к активным действиям, создал первые работающие часы, хотя и со скромными возможностями.
Для проектирования решил использовать плату Arduino UNO и макетную плату. В данной схеме также задействованы четыре МС к176ие4 и обыкновенные анодные индикаторы.
Для повторения этой схемы надо купить следующий список компонентов: Ардуино Уно (1шт), МС к176ие4 (4шт), МС к155ла3 (1 шт), резисторы на 1 кОм (6шт), Индикатор анодный (4шт), макетная плата (1шт), Провод 1-2мм (1м)
 

Примечание: Индикаторы могут быть разными, и у них может быть разная распиновка, принцып подключения к176ие4 к другим индикаторам можно посмотреть в даташите «МС»


Принцип этой схемы прост: На 4й пин Ардуино каждую минуту подаётся один тактовый импульс, с каждым импульсом число на индикаторе увеличивается на одно значение. После 59 импульсов на 5й пин подаётся высокий логический уровень и всё начинается сначала, ведь в часах не должно быть цифры «60».
Кнопка сброса и кнопочный генератор импульсов даны для изменения параметров времени. Точно по такой же схеме строится и часть, показывающая часы, но лишь с тем изменением что плюс на сбрасывающий пин подаётся на 23й раз, т.к в сутках 24 часа. Подробнее стоит остановиться на схеме кнопочного генератора импульсов, он построен на основе элементов И-НЕ содержащихся в схеме к155ла3. 
Часы на газоразрядных индикаторах (Nixie tube clock)
Выход генератора подключается к тактовому входу МС.
Такая схема часов имеет множество недостатков: 

  1. Через некоторое время режим собьётся;
  2. Сложность программы;
  3. Большое кол-во используемых пинов;
  4. Неслаженность двух частей схем.


Я стал искать информацию о более подходящих счётчиках. Мною была выбрана МС к176ие3 — она не сильно отличается от к176ие4, лишь тем что считает не до 9, а до 5, имеет выходы тех же назначений, они могут синхронизировать, обе имеют входы сброса и переноса. Таким образом я избавил от пятого пина минутную часть часов и упростил программу.
Теперь оставалось как то избавить от сбрасывающего пина часовую часть и связать эти две части схемы, в этом мне помогла одна особенность МС к176ие4 и к176ие3-у них есть третий вывод, на который в момент перехода счётчика на 4(у ие3 на 2) устанавливается высокий логический уровень. Этим я и воспользовался, соединив 5й вход каждой МС со своим 3им выходом, и создал счётчик считающий до 2 и до 4. В свою очередь соединив их я сделал счётчик считающий до 24. Вот схема моего устройства:
Часы на газоразрядных индикаторах (Nixie tube clock)
 

Технические требования к часам на газоразрядных индикаторах:

  • Устройство должно позволять выводить цифро-буквенную информацию для отображения минут, часов, дней недели, чисел месяца, месяцев и годов, с учетом високосных, до 2100 года;

  • Иметь два встроенных будильника и один таймер;
  • Уметь измерять температуру и влажность;
  • Питание устройства не более 12В. Требования к максимальному току потребления, габаритам не предъявляются;
  • Устройство должно быть выполнено в корпусе;

Функциональные требования к устройству «Часы на ГРИ (Nixie)»:

При выборе одного из режимов работы, в кубе должна выводиться информация:

  • Часы, дни недели, числа месяца, месяца и год;
  • Режим отображения температуры и влажности;
  • Режим покоя (спящий режим);
  • При возникновении какой-либо ошибки на часах в течении 5 секунд должно выводиться звуковое сообщение и мигать восьмерки в каждом индикаторе, а затем должна проходить переадресация в первый режим работы часов.

Запланированные задачи проекта:

  1. Продумать функционал конечной версии часов;
  2. Ознакомиться с работой простейших часов;
  3. Изучить плату Arduino Uno и выполнить несколько примеров;
  4. Продумать схему простейших часов на Arduino;
  5. Закупить необходимые детали (компоненты) для простейших часов на Arduino;
  6. Создать простейшие часы на макетной плате;
  7. Изучить работу микросхем (МС), которые нужно будет использовать в часах;
  8. Изучить работу микроконтроллера (МК) семейства AVR;
  9. Изучить основы языка программирования Си;
  10. Создать конечную схему часов на макетной плате;
  11. Запрограммировать МК и отладить схему;
  12. Спроектировать схему подключения всех компонентов и сделать плату на текстолите;
  13. Проверить схему часов на текстолите и устранить ошибки;
  14. Продумать корпус и дизайн будущих часов;
  15. Составить презентацию и отчётов по созданию часов с нуля.

Ход выполнения проекта:

  1. [01.11.2014] Поиск идей и добывание газоразрядных индикаторов из радиотехники;
  2. [15.11.2014] Создание описания проекта и функционала;

Источник: http://informatikum.ru/blog/clocks-with-special-indicators


Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов

Как сделать индикатор для часов