家住宅の建物柳のランプに時計板をDIY。最も単純な電子時計の仕組み

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柳のランプに時計板をDIY。最も単純な電子時計の仕組み

かなり昔、私の古い時計を交換するという考えは長い間待ち望まれていました - それはその精度でもその特別な外観でも区別されませんでした。アイデアはありますが、インセンティブが必要です。時間がないか、標準的なリメイクを中国製にする意欲がないかのどちらかです...一般的に、完全な混乱です。そしてある日、帰宅途中、非流動性商品を販売する店に入ったとき、ソ連時代のラジオ管が入った陳列ケースが目に留まりました。中でも私が興味を持ったのは、隅っこに寂しそうに転がっているIV-12電球でした。「そこにあるものはすべて展示されています」という売り手の過去の発言を思い出し、私はあまり乗り気ではありませんでしたが、尋ねました。 …「奇跡、奇跡、奇跡が起きた！」 - 彼らはこれらのインジケーターを箱ごと持っていることが判明しました！くそー、もっと早くやっておけばよかった…大体、買い物はしたんだけど…

期待して、家に帰って最初にしたことは、電圧を印加することでした。正常に動作していました。ここに毛むくじゃらの尻尾を蹴り、この奇跡が実際に起こっているのを見る動機がここにあります。作業は本格化しています。

付託条項：

1. 時計自体。
2.目覚まし時計。
3. 内蔵カレンダー (閏年を含む 2 月の日数を考慮します) + 曜日の計算。
4. インジケーターの明るさを自動調整します。

アノード/グリッドトランジスタ - BC856、最大動作電圧 80V の PNP。秒を表示するために、フィラメント電圧も低いため、そこらに転がっていた小型の IV-6 を取り付けました。5.9 オームのクエンチング抵抗が役に立ちます。

アラーム信号用 - ジェネレータ内蔵のピエゾエミッタ HCM1206X。このボードは、サイズ 390K 1206 の抵抗器、残りの 0805、SOT23 のトランジスタ、SOT89 のスタビライザー 78L05、SOD80 の保護ダイオード、3 ボルトバッテリー 2032、DIP パッケージの ATmega8 および DS1307 用に配線されています。電源から、回路全体はラインに沿って +9V 最大 50mA を消費し、熱は 1.5V 450mA、アースに対する熱は -40V の電位にあり、消費量は最大 50mA です。合計合計最大3W。

インジケーター用のソケットを入手することはできませんでした。欠品しすぎて注文することさえできませんでした。代わりに、RS-232 モデムケーブルの一対の壊れたコネクタの「ブッシュ」を使用しました。それらの「尾」を切り取りました。元のパネルよりもコンパクトであることがわかりました。 (注 - シートの穴は慎重に開けてください。スポットは小さいです)

最初のサンプル:

DS1307 水晶発振器の精度には、まだ改善の余地がたくさんあります。基板を洗浄し、水晶配管コンテナを選択した後、1 日あたり +/-2 秒程度の精度を達成することができました。より正確には、周波数は温度、湿度、惑星の位置に応じて変動しますが、私たちが望んでいたものではありません。この問題について少し考えた後、非常に人気のある温度補償水晶発振器である DS32KHZ マイクロ回路を注文することにしました。
石英をはんだ付けすると、この動物が PCB 上の空きスペースに便利に配置されます。接続 - 近くの DS1307 に配線します。

この発電機が非常に高価であるのは当然のことです。参考書によると、メーカーは時計の精度を 1 日あたり +/- 0.28 秒まで高めると約束しています。実際には、許容可能な電力条件と温度範囲の下では、外部要因による周波数の変化は確認できませんでした。部屋のテストモードでは、時計は約1週間動作し、そのうち2日は標準バッテリーで電力を供給して無気力な睡眠状態にありました。その後、正確な時刻サービスを信じる場合、誤差は以下を超えませんでした。 ... 1 日あたり +0.043 秒!!! これが幸せだ！残念ながら、これほど短期間ではより正確に測定することはできませんでした。

ハウジングアセンブリ:

ケースを組み立ててファームウェアを「結合」すると、時計には 3 つのボタンが残ります。これらを「A」「B」「C」と呼びます。

通常の状態では、「C」ボタンは時間の表示モードを「時-分」から日付「日-月」に切り替える役割を果たし、2番目のインジケーターは曜日を表示し、次に年ごとに表示します。「分 - 秒」モード、4回押すと元の状態に戻ります。「A」ボタンを押すと時刻表示に素早く切り替わります。

「時-分」モードから「A」ボタンを押すと「目覚まし時計設定」/「日時設定」/「インジケーター明るさ設定」モードに切り替わります。この場合、「B」ボタンで桁を切り替え、「C」ボタンで実際に選択した桁を変更します。

「アラーム設定」モードでは、中央のインジケーターの文字 A (アラーム) はアラームがオンであることを意味します。

モード「時刻、日付の設定」 - 「秒」の桁を選択すると、「C」ボタンで四捨五入されます（00 から 29 までは 00 にリセットされ、30 から 59 までは 00 にリセットされ、分に +1 が加算されます）。。

「時刻と日付の設定」モードでは、m/s DS1307 の SQW 出力に 32.768 kHz の蛇行があります。これは、発電機にクォーツ/コンデンサを選択するときに必要ですが、他のモードでは 1Hz です。

モード「インジケーターの明るさの調整」: 「AU」 - 自動、測定された照度を単位で表示します。「US」 - 同じ単位での手動設定。ふぅ、何も忘れていないみたいだ。

完全な時計:

ファームウェアと PCB は次のリンクからダウンロードできます。

蛍光灯による時計回路

欲しい人や興味のある人が多い 真空計を使用した時計の回路図旧ソ連時代。もちろん、この時計には興味深いものがたくさんあります。 レトロなスタイルで夜になると時刻がわかります。底部にダイオードを挿入することもできます。それで、この回路を検討してみましょう。

主な役割を担うのは、 ガス排出インジケーター。 IV-6を使用しました。これは緑色に光る発光7セグメントインジケーターです（写真では青みがかった色合いが見えますが、紫外線の影響で撮影時にこの色が歪んでいます）。 IV-6 インジケーターは、フレキシブルリードを備えたガラスフラスコで作られています。表示はシリンダ側面より行います。デバイスのアノードは、7 つのセグメントと小数点の形で作られています。

適用することができます指標 IV-3A、IV-6、IV-8、IV-11、IV-12、または設計に若干の変更を加えた IV-17 も含まれます。

まず最初に、1983年に製造されたランプがどこで見つかるかに注目したいと思います。

ミチンスキー市場。たくさんあり、さまざまです。箱にもボードにも。選択の余地はあります。

他の都市ではもっと難しいですが、運が良ければ地元のラジオ店で見つかるかもしれません。このような指標は多くの国内の電卓にあります。

Ebay、はいはい、オークションでロシアのインジケーターから注文できます。 6個で平均12ドル。

コントロール

すべては AtTiny2313 マイクロコントローラーと DS1307 リアルタイムクロックによって制御されます。

電圧がない場合、クロックは CR2032 バッテリーからの電力モードに切り替わります (PC マザーボードと同様)。

メーカーによると、このモードでは動作し、10年間故障することはありません。

マイクロコントローラーは内部 8 MHz 発振器で動作します。ヒューズビットを忘れずにセットしてください。

時間の設定はボタンひとつで行えます。長い保留、有罪の時間、その後有罪の分。これには何の困難もありません。

運転手

セグメントのキーとして KID65783AP を使用しました。これらは 8 つの「トップ」キーです。私がこのマイクロ回路を選択したのは、それを持っていたからです。この超小型回路は、洗濯機の表示板によく見られます。アナログのものに置き換えることを妨げるものは何もありません。または、47KOhm の抵抗を使用してセグメントを +50V にプルアップし、人気のある ULN2003 をグランドに押し付けます。プログラム内のセグメントへの出力を反転することを忘れないでください。

表示がダイナミックになるため、各桁に残忍な KT315 トランジスタが追加されます。

プリント回路基板

決済はLUT方式で行われました。時計は2枚の基板で作られています。なぜこれが正当化されるのでしょうか？わかりませんが、ただそうしたかっただけです。

パワーユニット

当初、トランスは50Hzでした。 4つの二次巻線が含まれていました。

1 巻線 - グリッド上の電圧。整流器とコンデンサの後は 50 ボルトです。大きいほど、セグメントはより明るく輝きます。ただし、70ボルトを超えないでください。電流20mA以上

巻線 2 - グリッド電位をシフトします。約10〜15ボルト。小さいほどインジケーターは明るく輝きますが、「オンになっていない」セグメントも同じように明るく輝き始めます。電流も20mAです。

巻線 3 - マイクロコントローラーへの電力供給用。 7～10ボルト。 I = 50mA

4巻 - 熱。 4 つの IV-6 ランプの場合、電流を 200mA (約 1.2 ボルト) に設定する必要があります。他のランプではフィラメント電流が異なりますので、その点を考慮してください。

K176IE18、K176IE13 マイクロ回路と IV-11 発光インジケータを使用した自家製時計の概略図。シンプルで美しい家庭用の手作り製品です。時計の図、プリント回路基板の図面、組み立てられた状態と分解された状態の完成したデバイスの写真が提供されます。

私は、ソビエト IV-11 発光インジケーターを使用したこの時計のデザインをレビューし、可能な限り再現するために提案します。回路 (図 1 を参照) は非常に単純で、正しく組み立てられていれば、スイッチを入れるとすぐに動作を開始します。

回路図

電子クロックは、ジェネレーターとマルチプレクサーを備えた特殊なバイナリカウンタである K176IE18 チップに基づいています。また、K176IE18 マイクロ回路には、周波数 32,768 Hz の外部水晶共振器で動作するように設計されたジェネレーター (ピン 12 および 13) が含まれており、分周係数 215 = 32768 および 60 の 2 つの分周器も含まれています。

K176IE18 マイクロ回路には、特別なオーディオ信号発生器が含まれています。正極性のパルスが K176IE13 マイクロ回路の出力から入力ピン 9 に印加されると、充填周波数 2048 Hz、デューティサイクル 2 の負のパルスのパックが K176IE18 のピン 7 に表示されます。

米。 1. IV-11 発光インジケーターを備えた自家製時計の概略図。

パックの継続時間は 0.5 秒、充填期間は 1 秒です。オーディオ信号出力 (ピン 7) は「オープン」ドレインで作られており、エミッタフォロワなしで 50 オームを超える抵抗を持つエミッタを接続できます。

サイト「radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1480」の電子時計の概略図をベースにしました。この記事の著者は組み立て中に、プリント基板と一部のピンの番号付けに重大な間違いを発見しました。

導体のパターンを描くときは、鏡像バージョンで印章を水平に反転する必要がありますが、これも欠点です。これらすべてに基づいて、署名レイアウトのすべてのエラーを修正し、すぐに鏡像で翻訳しました。図 2 は、誤った配線が行われた著者のプリント基板を示しています。

米。 2. エラーを含む元の PCB。

図 3 と 4 は、私が作成したバージョンのプリント回路基板を示しています。修正され、鏡像化されており、線路の側面から見たものです。

米。 3. IV-11 のクロック回路用プリント基板、パート 1。

米。 4. IV-11 のクロック回路用プリント基板、その 2。

制度の変更

ここで、回路について少しお話します。回路を組み立てて実験しているときに、著者の Web サイトの記事にコメントを残した人たちと同じ問題に遭遇しました。つまり:

ツェナーダイオードの加熱。
コンバータ内のトランジスタが強く加熱されます。
クエンチングコンデンサの加熱;
熱の問題。

最終的に、クエンチングコンデンサは合計容量 0.95 μF、つまり 0.47x400V のコンデンサ 2 つと 0.01x400V のコンデンサ 1 つで構成されました。抵抗 R18 は、図に示されている値から 470k に交換されています。

米。 5. メインボードアセンブリの外観。

ツェナーダイオード使用 - D814V。コンバータベースの抵抗 R21 は 56 kΩ に置き換えられました。変圧器はフェライトリングに巻かれており、モニターとコンピュータシステムユニット間の古い接続ケーブルから取り外しられていました。

米。 6. メイン基板と表示器を組み込んだ基板の外観。

二次巻線には直径 0.4 mm のワイヤが 21x21 回巻かれ、一次巻線には直径 0.2 mm のワイヤが 120 回巻かれます。ただし、これらはすべて、運用における上記の問題を解決することを可能にしたスキームの変更です。

コンバータのトランジスタは摂氏 60 ～ 65 度程度と非常に熱くなりますが、問題なく動作します。最初は、トランジスタ KT3102 と KT3107 の代わりに、KT817 と KT814 のペアを取り付けようとしました。これらも動作し、少し暖かいですが、どういうわけか安定していません。

米。 7. 完成した時計の発光インジケーター IV-11 および IV-6 の外観。

電源を入れると、コンバータは 2 回おきに起動します。したがって、何もやり直すことはせず、すべてそのままにしておきました。エミッタとして、目に留まった携帯電話のスピーカーを利用し、時計に取り付けました。音はそれほど大きくありませんが、朝目が覚めるには十分です。

そして最後の欠点または利点は、トランスレス電源のオプションです。確かに、回路のセットアップやその他の操作を行う場合、さらに悲惨な結果は言うまでもなく、重大な感電を受ける危険があります。

実験と調整の際、二次側に 24 ボルトの交流電圧を備えた降圧変圧器を使用しました。ダイオードブリッジに直接接続しました。

筆者のようなボタンは見つからなかったので、手持ちのボタンをケースの加工穴に差し込んで完了です。本体はプレス合板でできており、PVA接着剤で接着され、装飾フィルムで覆われています。かなりうまくいきました。

行われた作業の結果は、自宅に別の時計があり、同じものを繰り返したい人のために修正された実用的なバージョンです。 IV-11 インジケーターの代わりに、IV-3、IV-6、IV-22 およびその他の同様のインジケーターを使用できます。すべて問題なく動作します（もちろんピン配置を考慮して）。

IV ランプを使用して時計を作成するというアイデアがありました。ゴミ箱には 5 つの新しい IV-11 ランプと同数の IV-6 ランプがあり、あとはそれらを使用するだけでした。
時計には何を入れるべきですか?
1. 現在の時刻。
2.目覚まし時計。
3. 内蔵カレンダー (閏年を含む 2 月の日数を考慮します) + 曜日の計算。
4.インジケーターの明るさの自動調整;
5. 1時間ごとに音声信号。
ここでは、時計の主なコンポーネントを示します。 IV ランプは日中は正常に光りますが、夜間、特に夜間寝ているときは非常に明るく、目が見えなくなるため、明るさを調整する必要があります。
クロック図

この回路には新しいものや超自然的なものは何もありません。DS1307 リアルタイムクロック、ダイナミックディスプレイ、いくつかのコントロールボタンはすべて ATmega8 によって制御されます。
室内の照度を測定するには、入手可能な中で最も感度の高いフォトダイオード FD-263-01 を使用しました。確かに、分光感度に小さな問題があります。感度のピークは赤外線範囲にあり、その結果、太陽/白熱灯、および蛍光灯/LED照明の光を非常によく感知します。C グレードです。
アノード/グリッドトランジスタ - BC856、最大動作電圧 80V の PNP。
秒を表示するには、IV-6 の方がフィラメント電圧が低いため、サイズが小さくなります。5 ～ 10 オームのクエンチング抵抗が役に立ちます。
アラーム信号用に、5V ジェネレーターを内蔵したピエゾエミッターがあります。
電源から、回路全体はラインに沿って +9V 最大 50mA を消費し、熱は 1.5V 450mA、アースに対する熱は -40V の電位にあり、消費量は最大 50mA です。合計合計最大3W。
DS1307 水晶発振器の精度には、まだ改善の余地がたくさんあります。基板を洗浄し、水晶配管コンテナを選択した後、1 日あたり +/-2 秒程度の精度を達成することができました。より正確には、周波数は温度、湿度、惑星の位置に応じて変動しますが、私たちが望んでいたものではありません。この問題について少し考えた後、非常に人気のある温度補償水晶発振器である DS32KHZ マイクロ回路を注文することにしました。
この発電機が非常に高価であるのは当然のことです。参考書によると、メーカーは時計の精度を 1 日あたり +/- 0.28 秒まで高めると約束しています。実際には、許容可能な電力条件と温度範囲の下では、外部要因による周波数の変化は確認できませんでした。
ケースを組み立ててファームウェアを「結合」すると、時計には 3 つのボタンが残ります。これらを「A」「B」「C」と呼びます。
通常の状態では、「C」ボタンは時間の表示モードを「時-分」から日付「日-月」に切り替える役割を果たし、2番目のインジケーターは曜日を表示し、次に年ごとに表示します。「分 - 秒」モード、4回押すと元の状態に戻ります。「A」ボタンを押すと時刻表示に素早く切り替わります。
「時-分」モードから「A」ボタンを押すと「目覚まし時計設定」/「日時設定」/「インジケーター明るさ設定」モードに切り替わります。この場合、「B」ボタンで桁を切り替え、「C」ボタンで実際に選択した桁を変更します。
「アラーム設定」モードでは、中央のインジケーターの文字 A (アラーム) はアラームがオンであることを意味します。
モード「時刻、日付の設定」 - 「秒」の桁を選択すると、「C」ボタンで四捨五入されます（00 から 29 までは 00 にリセットされ、30 から 59 までは 00 にリセットされ、分に +1 が加算されます）。。
「時刻と日付の設定」モードでは、m/s DS1307 の SQW 出力に 32.768 kHz の蛇行があります。これは、発電機にクォーツ/コンデンサを選択するときに必要ですが、他のモードでは 1Hz です。
時計をオンにする前に、フィラメントに流れる電流を選択する必要があります。暗闇の中ですべてのランプのフィラメントがわずかに赤くなるように視覚的に調整され、寿命が長くなります。

モード「インジケーターの明るさの調整」: 「AU」 - 自動、測定された照度を単位で表示します。 ;) "US" - 同じ単位での手動設定。

DS1307 と DS32KHZ は CR2032 電池で電力を供給しており、電力が失われると時間は停止せずに動き続けます。Mega8 とインジケーターを備えたすべてのハードウェアのみがオフになり、安定したクォーツとリアルタイムクロックは継続します。動作するには、消費電力が非常に少なく、バッテリーが非常に長時間持続する必要があります。

明るさは手動または自動で調整できます。単純なフォトダイオードはパラメータの点で私には合わなかったため、以下の図に従ってフォトリレーを作成する必要がありました。

どのフォトダイオードでも、私はFD-K-155を使用しました。応答の明るさを決定するには調整抵抗が必要です。リレーの代わりに、低電圧リードリレーを取り付ける必要があります。その共通端子から共通線に接続します。クロック、および他の 2 つはフォトダイオードの代わりに 10 ～ 500 kΩ の可変抵抗器を介してコントローラのポート PC0 に接続されます。そのため、抵抗器がフォトダイオードの代わりになり、抵抗器の特定の値で必要な明るさを調整できます。フォトリレーが作動する時間帯は昼夜となります。

内部 8 MHz 発振器用の ATmega8 ヒューズ:

実際にハードウェアで何が起こったかは次のとおりです。

ケースの下部には隠しボタンとスピーカー用の穴があります

別途写真中継ボード

こんにちは！このレビューでは、IV-18 真空発光インジケーターと、それをベースにした時計の組み立てについて説明します。各機能ユニットについて図で説明します。たくさんの写真、画像、テキスト、そしてもちろん DIY も含まれます。興味があればカットに行ってください。

ほんの少しの詩
私は長い間、ガス放電または発光インジケーターを備えた時計を組み立てるというアイデアを持っていました。同意します - ヴィンテージで暖かく、ランプのように見えます。たとえば、木製のケースに入ったこのような時計は、インテリアやアマチュア無線家のテーブルの上に適切な場所を占めることができます。私のアイデアを実現するにはどういうわけかうまくいきませんでした。最初はIV-12に組みたかったんです。これらのランプは自宅の「ジャンク」の山から発見されました。
(画像はインターネットからの例です)。

続いてIN-18へ。これはインジケーターランプの中で最大のものの1つですが、1個の価格を知った後、このアイデアを放棄しました。 (画像はインターネットからの例です)。

次に、IN-14 でこの計画を繰り返したいと思いました。 (画像はインターネットからの例です)。

プリント基板の配線は済みましたが、ランプのせいでヒッチが発生しました。ノリリスクではそれらを見つけることはできませんでした。そしてebayで6個セットを見つけました。考えているうちに熱が冷めてしまい、別の案件が浮上してきました。このアイデアもまた実現されませんでした。
アマチュア無線のテーマサイトの 1 つで、このような時計を見つけました。

情報を見つけたところ、AdafruitのIce Tube Clockであることが判明しました。とても気に入りましたが、DIY キットの価格は送料別で 85 ドルです。私はすぐに決断を下しました - 私はそれを自分で集めます！このような時計のインジケーターはIV-18です。ノリリスクへの配送がなかったか、大量販売のみだったので、ロシアのオンラインストアでは同じものを購入できませんでした。大体、熱意に駆られてebayで注文してしまいました。販売者はニジニ・タギル出身であることが判明しました（世界中に配送します）。支払い後、売り手は国際送料5ドルを返金しました。 3週間後、小包は私の手に届きました。途中で折れてしまうのが心配だったので、念のため2個注文しました。

パッケージ
梱包は気泡緩衝材が付いた通常の封筒で、インジケーターはプラスチックのチューブに入っており、内側にさらに包装が施されていました。この形式のパッケージングは非常に信頼できることがわかりました。

外観

目的と装置
デジタル多桁真空発光インジケータ (VLI) は、0 ～ 9 の数字と 8 桁のそれぞれの小数点の形式で情報を表示し、1 つのサービス桁に補助情報を表示するように設計されています。
VLI は、多くの蛍光体でコーティングされた陽極を備えた直接加熱型真空三極管です。ランプのパラメータは、27 ～ 50 V の低い陽極電圧で動作できるように選択されています。
陰極は、比較的低温での発光を促進するために 2% のトリウムが添加された直接加熱型のタングステン陰極です。
インジケーターには、人間の髪の毛よりも小さい直径を持つ 2 本の平行に接続されたフィラメントが含まれています。張力には小さな板バネが使用されます。フィラメント電圧の範囲は 4.3 ～ 5.5 V です。
VLI グリッドはフラットです。グリッドの数はインジケーターの精通数と同じです。グリッドの目的は 2 つあります。第 1 に、インジケーターが明るく光るのに十分な電圧を下げること、第 2 に、動的表示中にビットを切り替える機能を提供することです。
アノードは、わずか数電子ボルトの低い励起エネルギーを持つ蛍光体でコーティングされています。この事実により、ランプは低い陽極電圧で動作することが可能になります。

仕様
ライトの色: グリーン
1 つのデジタル桁のインジケータの公称輝度は 900 cd/m2、サービス桁は 200 cd/m2 です。
フィラメント電圧: 4.3 ～ 5.5 V
フィラメント電流: 85±10mA
アノードセグメントパルス電圧：50V
アノードセグメントの最高電圧: 70 V
最大アノードセグメント電流: 1.3 mA
アノードセグメントIV-18のパルス合計電流：40mA
系統電圧パルス：50V
最大グリッド電圧パルス: 70 V
最小動作時間: 10,000 時間
インジケーターの明るさ、最小動作時間中の変化、以上: 100 cd/m2

寸法

ピン配置 IV-18 (タイプ 2)

1 – カソード、シリンダー内面の導電層。
2 – dp1...dp8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
3 – d1...d8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
4 – c1...c8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
5 – e1...e8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
6 – 接続しない（無料）。
7 – 接続しないでください (無料)。
8 – 接続しないでください (無料)。
9 – g1...g8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
10 – b1...b8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
11 – f1...f8 – 1 桁目から 8 桁目までのアノードセグメント。
12 – a1...a8 – 1 桁目から 8 桁目までの陽極セグメント。
13 – カソード。
14 – 9番目のカテゴリーグリッド。
15 – 第 1 カテゴリーのグリッド。
16 – 第 3 カテゴリーのグリッド。
17 – 5番目のカテゴリーグリッド。
18 – 8番目のカテゴリーグリッド。
19 – 7番目のカテゴリーグリッド。
20 – 6番目のカテゴリーグリッド。
21 – 第 4 カテゴリーグリッド。
22 – 2番目のカテゴリーグリッド。

ピン割り当てに関する情報はインジケーターに対してのみ有効です タイプ2。タイプ 1 もありますが、どの「タイプ」のインジケーターがあるのかをどうやって知ることができるのでしょうか?! それは簡単です！説明によると、ピン 6、7、8 はどこにも接続されていません。風船自体の中で空中にぶら下がっています！これは非常にはっきりとわかります。

読者を退屈させないように、すぐに電気図を示します。

念のため、図を最大解像度で複製します。ファームウェアを含むファイルもあります。

次に、初心者向けにスキームがどのように機能するかを詳しく説明し、何か間違っている場合は経験者が修正します。
1. マイクロコントローラー

DIP パッケージ内のマイクロコントローラーは回路の動作を担当します。インジケータードライバーとアノード電圧ユニットを制御し、「クロック」マイクロ回路からデータを受け取り、クロックを制御するエンコーダーも接続されています。 TQFP パッケージで使用する場合はピン配列が異なるので注意してください。必要に応じて、Atmega328P-PU を Atmega168PA に置き換えることもできます。メモリは十分ありますが、将来のファームウェア用に予備として使用しました (現在は 11.8 KB)。また、「裸の」atmega の代わりに Arduino があることに気づくことができます。この場合、ピンのマッピング (どのデジタル入出力がマイクロコントローラーの出力に対応するか) を確認する必要があります。この回路では、コントローラは標準でオンになり、外部水晶共振器から 16 MHz の周波数で動作します。したがって、ヒューズは次のようになります。
ローヒューズ 0xFF, ハイヒューズ 0xDE, 拡張ヒューズ 0x05。リセットは抵抗を介して電源のプラスに接続されます。ヒューズが正しく取り付けられた後、ICSP ブロック (SCK、MOSI、MISO、RESET、GND、Vcc) を介してファームウェアがロードされました。

2. 食べ物

9V の入力電圧は線形安定化装置に送られ、5V に低下します。この電圧は、マイクロコントローラとMAX6921ドライバに供給される「デジタルロジック」に電力を供給するために必要です。なぜなら当社のマイクロコントローラーは 16 MHz の周波数で動作し、推奨電圧 (データシートに基づく) は 5 V です。スタビライザー接続回路は標準で L7805 の代わりに、KR142EN5 を使用することもできます。

この回路には 3.3 V の電源も必要です。このためにスタビライザーを使用しました。この電圧は、DS3231 の「クロック」マイクロ回路とインジケーターのフィラメントに電力を供給します。接続図はスタビライザーのデータシートに基づいています。
ここで、いくつかの点に注意していただきたいと思います。
1. IV-18 の説明から、フィラメント電圧は 4.7 ～ 5.5 V であることがわかり、多くの回路では、たとえば Ice Tube Clock のように 5 V が供給されます。実際、目に見えるグローは 2.7 V ですでに発生しているため、3.3 V が最適であると考えています。時計を最大の明るさに設定すると、発光レベルは非常に適切になります。この電圧をインジケーターに供給することで、インジケーターの寿命が大幅に伸びるのではないかと思います。
2. 均一な発光を得るには、交流電圧または矩形信号源がフィラメントに適用されます。一般に、この研究では、「一定」を食べている場合には不均一の影響はないことが示されていたので（私はそれを見ていませんでした）、私は気にしませんでした。

アノード電圧を得るために、インダクタ L1、電界効果トランジスタ、ショットキーダイオード、コンデンサ C8 で構成される単純な昇圧コンバータ回路が使用されました。これがどのように機能するかを説明します。次のような図を想像してみましょう。
第一段階

第二段階

コンバータは 2 段階で動作します。トランジスタ VT1 がスイッチ S1 として機能すると想像してみましょう。最初の段階では、トランジスタが開き（キーが閉じられ）、ソースからの電流がインダクタLを通過し、そのコアにエネルギーが磁場の形で蓄積されます。第 2 段階では、トランジスタが閉じ (スイッチが開き)、コイルに蓄えられたエネルギーが放出され始め、電流はスイッチが開いた瞬間と同じレベルに維持される傾向があります。その結果、コイルの電圧が急激に上昇し、ダイオード VD を通過してコンデンサ C に蓄積されます。その後、スイッチが再び閉じられ、コイルは再びエネルギーを受け取り始めますが、負荷はコンデンサ C によって「電力供給」されます。また、ダイオード VD は電流が電源に逆流することを防ぎます。この段階が次々に繰り返され、コンデンサが空になるのを防ぎます。
トランジスタは、PWM マイクロコントローラーからのレギュレーションを備えた方形パルスによって制御されるため、コンデンサ C の充電時間を変更できます。充電時間が長いほど、負荷の電圧が高くなります。インターネット上には、PWM 周波数、インダクタンス、および静電容量に応じて出力電圧を計算するツールがあります。

抵抗 R3 と R4 は分圧器を表し、そこから電圧がマイクロコントローラーのアナログ - デジタルコンバーター (ADC) に供給されます。これは、アノードの電圧を制御し (70 V 以下は許可されます)、明るさを調整するために必要です。アノード電圧に関する情報は、いずれかの動作モードでインジケーターに表示されます。たとえば、30 V では、分圧器の両端の電圧は約 0.3 V になります。なぜこの特定の分圧比なのかと疑問に思われますか?! すべては、入力電圧を「基準」基準電圧源 (RV) と常に比較するという ADC の動作原理に関するものですが、ADC への入力電圧は RV を超えることはできません。基準電圧源には、マイクロコントローラの電源電圧、Aref ピンまたは内部に印加される電圧が使用できます。この回路は 1.1 V に等しい内部 ION を使用します。分圧器から受け取った電圧がそれと比較されます。

3. クロックチップ

Dallas Semiconductor のチップがリアルタイムクロックとして使用されます。 I2Cインターフェース、温度補償水晶発振器(TCXO)、水晶振動子をワンパッケージに内蔵した高精度リアルタイムクロック(RTC)です。水晶振動子に基づく従来のソリューションと比較して、DS3231 は、-40 ℃ ～ +85 ℃ の温度範囲で最大 5 倍高いタイミング精度を備えています。接続は標準で、抵抗によってプルアップされた I2C バス経由で行われます。電源プラスに接続します。この超小型回路には温度センサーが内蔵されており、そこから室温計として情報を取得します。 CR2032 電池はバックアップ電源として機能し、接続を外しても時計がリセットされないようにします。

4. エンコーダー

この回路は、インクリメンタルエンコーダを使用してクロックを設定し、動作モードを選択します。内蔵タクトボタンと併用することをお勧めします。動作原理は、ノブを回すとエンコーダーがパルス (「ティック」) を生成することです。私たちの仕事は、マイクロコントローラーを使用してこれらの「ダニ」を捕捉することです。この場合、短期地絡が発生します。接点バウンスを抑制するために、内部プルアップ抵抗μと 0.1 μF コンデンサが使用されます。また、エンコーダが外部割り込みピン (INT) に接続されていることにも注意してください。これは重要です。

5. インジケーターとドライバー
IV-18 インジケーターはラジオ管です。直接加熱される陰極、制御グリッド (「プラス」電源で動作)、および発光コーティングが施された一連の陽極を備えた三極管です。アノードセグメントの各グループ (a、b、c、d、e、f、g) の上には、別個のグリッドがあります。
桁の 1 つを示す原理は次のとおりです。制御グリッドの電場によって電子が加速され、電子は薄いグリッドを通過して、陽極電圧が印加されている陽極セグメントに到達します。電子が蛍光体に衝突すると、蛍光体が発光します。
1 桁の桁を出力するには、対応するアノードセグメントとグリッドに電圧を印加するだけで十分です。これは静的な表示になります。各桁のすべての数字を点灯するには、動的表示を使用する必要があります。同じ名前のすべての放電のセグメント陽極は相互接続されており、共通端子を持っています。各桁のグリッドには独自の個別の出力があります。
アノードセグメントとグリッドは、トランジスタスイッチのアセンブリ、または特別なドライバーマイクロ回路によって制御できます。

このチップは、許容電圧 76 V、電流最大 45 mA の 20 個の出力を備えた高電圧シフトレジスタです。データ入力はシリアルインターフェース経由で行われます。 CLK - クロック入力、DIN - シリアルデータ入力、LOAD - データのロード、BLANK - 出力のオフ、DOUT - 同じマイクロ回路のカスケード接続を目的としています。 BLANK は地面に引き寄せられます。ドライバーは常に有効になります。
MAX6921は74HC595シフトレジスタと同様に動作します。 CLK クロック入力がロジック 1 の場合、レジスタは Din データ入力からビットを読み取り、それを最下位ビットに書き込みます。次のパルスがクロック入力に到着すると、すべてが繰り返され、以前に記録されたビットのみが 1 ビットシフトされ (OUT19 から OUT0 へ)、新しく到着したビットがその位置を占めます。 20 ビットすべてが満たされ、21 番目のクロックパルスが到着すると、レジスタは最下位ビットから再び満たされ始め、すべてが再び繰り返されます。データを出力 OUT0 ～ OUT19 に表示するには、論理 1 を LOAD 入力に適用する必要があります。
マイクロサーキットには注意点が1つあります MAX6921AWI、同様の MAX6921AUI があります - 完全に異なるピン配列を持っています。
ドライバーとインジケーターのピンの対応表を示します。この方法で組み立てる方が、図上で電気的な接続をたどるよりも簡単で明確です。

理論は終わりました。実践に進みましょう。プリント基板を作る前に、まずブレッドボード上で組み立てます。結局のところ、常に何かを追加したり、変更したり、動作モードを確認したりする必要があります。

上から見た図

下から見る。この写真は気の弱い人向けではなく、高貴な「ジグルダ」であることが判明しました。

キャンブリックを装着し、インジケーターを別のボードに取り付けます。

まとめてみましょう。

動作中はこんな感じです。外部照明なしで撮影したため、マトリックスのノイズが見えます。

スポイラーの下には、すべての動作モードに関する情報が表示されます。

時計メニュー

エンコーダーを回すか押すことによってメニューに入ります。終了 - EXIT パラメータを使用するか、10 秒後に自動的に終了します。
時刻を設定する

日付の設定

例: 月 11 月

20日目

2016年

日付、時刻、温度の表示モードを設定するためのメニュー表示。

時-分-秒

時-分-日

時間-分-温度

月日

時-分-アノード電圧

明るさレベルを調整する

1から7まで

バンクモード。オンとオフの 2 つの状態があります。有効にすると、時刻 (上記で設定した形式)、日付、温度が交互に表示されます。

終了メニュー

電気試験
最小輝度時: アノード電圧 21.9 V、VT1 ゲート 1.33 V。

最大輝度時: アノード電圧 44.7 V、ゲート VT1 3.11 V。

インジケーターのフィラメント電流は 56.8mA、時計の総消費電流は 110.8mA です。

結論と今後の考え
私がしたいこと：
- プリント基板を取り外します
- デザイナーケースを発明して作成する
- 屋外温度センサーを追加する
- 時計にインタラクティブ性を追加します。なぜなら... MK には無料の UART があり、Bluetooth に接続してあらゆる情報を転送したり、ESP に接続して天気や為替レートなどのサイトを解析したりできます。近代化の可能性は非常に大きいです。
一般的に、考えるべきことや取り組むべきことが何かあります。私は批判に耳を傾ける用意があり、コメントでの質問にも答えるつもりです。 +53を購入する予定ですお気に入りに追加レビューが気に入りました +194 +317