Zegar na wskaźnikach wyładowania gazu IN-12A
Cześć wszystkim. Chcę opowiedzieć o moim ostatnim „rzemiośle”, czyli zegarze ze wskaźnikami wyładowania gazu (GDI).
Wskaźniki wyładowań gazowych już dawno odeszły w zapomnienie, osobiście nawet te „najnowsze” są starsze ode mnie. GRI stosowano głównie w zegarkach i przyrządach pomiarowych, później zastąpiono je wskaźnikami próżniowo-luminescencyjnymi.
Czym zatem jest lampa GRI? To szklany pojemnik (to lampa!) wypełniony neonem z niewielką ilością rtęci. Wewnątrz znajdują się także elektrody zakrzywione w formie cyfr lub znaków. Ciekawostką jest to, że symbole są ułożone jeden po drugim, dlatego każdy symbol świeci na własnej głębokości. Skoro są katody, musi być też anoda! - jest jeden dla wszystkich. Aby więc zapalić określony symbol na wskaźniku, należy przyłożyć napięcie, a nie małe, między anodą i katodą odpowiedniego symbolu.
Dla porównania chciałbym napisać jak powstaje blask. Po przyłożeniu wysokiego napięcia między anodą a katodą gaz w lampie, który wcześniej był obojętny, zaczyna jonizować (tzn. z obojętnego atomu powstają jon dodatni i elektron).Powstałe jony dodatnie zaczynają przesuwać się w kierunku katody, a uwolnione elektrony zaczynają przesuwać się w stronę anody. W tym przypadku elektrony „po drodze” dodatkowo jonizują atomy gazu, z którymi się zderzają. W efekcie następuje lawinowy proces jonizacji i w lampie pojawia się prąd elektryczny (wyładowanie jarzeniowe). A teraz najciekawsza rzecz, poza procesem jonizacji, tj. powstawania jonu dodatniego i elektronu, zachodzi również proces odwrotny, zwany rekombinacją. Kiedy jon dodatni i elektron „zamieniają się” z powrotem w jedno! W tym przypadku energia uwalniana jest w postaci poświaty, którą obserwujemy.
Teraz bezpośrednio do zegara. Użyłem lamp IN-12A. Mają niezbyt klasyczny kształt lampy i zawierają symbole 0-9.
Kupiłem sporo nieużywanych lamp!
Że tak powiem, żeby starczyło dla każdego!
Ciekawie było stworzyć miniaturowe urządzenie. Efektem końcowym jest dość zwarty element.
Obudowa została wycięta na maszynie laserowej z czarnego akrylu według modelu 3D, który wykonałem na bazie płytek drukowanych:
Schemat urządzenia.
Zegar składa się z dwóch tablic. Na pierwszej płytce znajdują się cztery lampy IN-12A, dekoder K155ID1 oraz transoptory do sterowania anodami lamp.
Na płytce znajdują się także wejścia do podłączenia zasilania, sterowania transoptorami i dekoderem.
Druga tablica to mózg zegara. Zawiera mikrokontroler, zegar czasu rzeczywistego, moduł konwersji 9 V na 12 V, moduł konwersji 9 V na 5 V, dwa przyciski sterujące, brzęczyk i wyjścia wszystkich przewodów sygnałowych pasujących do płytki wyświetlacza. Zegar czasu rzeczywistego posiada baterię zapasową, która zapobiega utracie czasu w przypadku wyłączenia głównego zasilania.Zasilanie dostarczane jest z zasilacza 220V-9V (wystarczy 200mA).
Płytki te łączy się za pomocą złącza pinowego, ale nie poprzez włożenie, a poprzez lutowanie!
Całość składa się w ten sposób. Najpierw długa śruba M3*40. Na tę śrubę pasuje rurka z węża powietrznego 4mm (jest gęsta i nadaje się do trzymania płytek drukowanych, używam jej bardzo często). Następnie pomiędzy płytkami drukowanymi (wydrukowanymi na drukarce 3D) umieszcza się stojak i całość dokręca mosiężną nakrętką przelotową. Tylna ściana również zostanie przymocowana śrubami M3 do mosiężnych nakrętek.
Podczas montażu ta nieprzyjemna cecha stała się wyraźna. Napisałem oprogramowanie, ale zegar odmówił działania, lampy migotały w niezrozumiałej kolejności. Problem został rozwiązany poprzez zainstalowanie dodatkowego kondensatora pomiędzy +5V a masą tuż obok mikrokontrolera. Widać to na zdjęciu powyżej (zamontowałem w złączu programowania).
Załączam pliki projektu w EagleCAD i firmware w CodeVisionAVR. W razie potrzeby możesz dokonać aktualizacji do własnych celów)))Oprogramowanie sprzętowe zegarka odbywa się w prosty sposób, bez zbędnych bajerów! Tylko zegarek. Dwa przyciski sterujące. Jeden przycisk to „tryb”, drugi to „ustawienia”. Po pierwszym naciśnięciu przycisku „mode” zostaną wyświetlone tylko liczby odpowiadające godzinom; jeśli w tym trybie naciśniesz „ustawienia”, godziny zaczną rosnąć (po osiągnięciu 23 zostaną zresetowane do 00). Jeśli ponownie klikniesz „tryb”, zostaną wyświetlone tylko minuty. Odpowiednio, jeśli w tym trybie klikniesz „konfiguracja”, minuty również wzrosną w „kołowej” kolejności. Po ponownym kliknięciu „tryb” zostaną wyświetlone zarówno godziny, jak i minuty. Przy zmianie godzin i minut sekundy są resetowane.
W kolejnych wersjach myślę o zrobieniu trzech guzików i wygrawerowaniu napisów.
Pliki projektu dostępne tylko dla zarejestrowanych użytkowników:
