Ламповые часы Nixie clock на одном индикаторе R|Z568M
Достаточно ли одного индикатора для отображения времени и создания часов? Думаю, да. Нужно лишь последовательно показать все разряды, за счёт пауз разной длительности разделяя показания.
12 часов 35 минут. Фото в большем разрешении
Вот такие часы на одной лампе получились у меня. Кому интересно узнать больше подробностей о процессе изготовления — прошу под кат (будет много фото).
Введение
В своей прошлой статье Ламповые часы Nixie clock своими руками (с которой я рекомендую ознакомиться перед прочтением этой, так как повторяющуюся информацию я постарался не дублировать) я уже упоминал, что газоразрядные индикаторы производят и в настоящее время. Разумеется, я не смог устоять и решил приобрести хотя бы один такой индикатор.
Выбирая между ZIN-18 от Millclock и R|Z568M от Daliborfarny я остановился на втором варианте, который хоть и дороже, но понравился мне больше за счёт лучших (на мой взгляд) пропорций цифр и меньшей высоты металлического основания.
ZIN-18
R|Z568M
Когда я искал эти картинки, наткнулся на видео, где наглядно продемонстрировано сравнение пары одноламповых часов на вышеупомянутых индикаторах:
Основные характеристики лампы:
- Высота символа — 50 мм
- Диаметр колбы — 50 мм
- Диаметр металлического основания — 53 мм
- Ток катодов — 5–7 мА
- Стоимость на момент публикации — €135 плюс доставка
Тут стоит отметить, что не так давно у Millclock появилась новая лампа — ZIN-70 с большей высотой символа и меньшей ценой, но я об этом тогда не знал.
Вот в такой красивой и надёжной упаковке производитель отправляет лампы:
А чтобы эта коробка не помялась, она была упакована ещё и в обычную картонную
Сразу после распаковки хочется посмотреть на красивое свечение цифр:
Попутно я убедился, что мощности того преобразователя, который я хочу использовать в этих часах, хватит для такого большого индикатора
Принципиальная схема, печатная плата
Схема предельно проста: микроконтроллер Attiny2313, микросхема часов реального времени DS3231SN, дешифратор SN74141 и два преобразователя (12 — 5 Вольт и 12 — 170 Вольт): 
Схема повышающего преобразователя достаточно распространённая, а понижающий сделан импульсным, что хоть и сложнее, чем линейный стабилизатор, но зато не греется
Можно было бы попробовать питать всю схему от 5 Вольт, но я не был уверен, что преобразователь 5 — 170 Вольт сможет выдать 7 мА, поэтому не стал рисковать. Значительно уменьшить площадь платы это вряд ли бы позволило, а изменение себестоимости в сравнении со стоимостью индикатора было бы несущественным.
Так как из-за разной площади катодов каждому (за парой исключений) требуется разный ток, между дешифратором и лампой установлено 9 резисторов в соответствии с рекомендациями производителя:
Здесь же показан чертёж цоколя, совпадающий с обычной Z568M/Z5680M
Так как схема была довольно простая, а уверенности в том, что я буду изготавливать ещё несколько таких часов, не было, плату решено было изготавливать самостоятельно, а не на заводе в Китае:
Плата получилась односторонней с несколькими перемычками из резисторов 0 Ом и одной перемычкой проводком
При диаметре основания лампы в 53 мм мне удалось сделать плату диаметром 70 мм, что я считаю хорошим результатом. Выступ под разъём питания мне в итоге не понадобился, но на то это и первая попытка.
Если кому-то будет интересно, процесс изготовления платы методом ЛУТ под спойлером:
Эмоции от того, что только что собранное из горстки радиодеталей устройство работает, да ещё и без каких-либо неполадок, не передать словами, так что ограничусь лишь фото:
Здесь уже наглядно видно, какой маленькой получилась плата
Корпус
Пожалуй, самая важная деталь подобного рода изделий — это именно корпус. Можно было бы сделать его из металла, камня, пластика или чего-то ещё, но я остановил свой выбор на древесине. В этот раз — белый граб.
Чертёж корпуса предельно прост:
Отверстие под разъём питания и отверстия для винтов крепления крышки запланировано было делать позже, после выбора «лицевой стороны» корпуса
Для того, чтобы убедиться, что пропорции корпуса подобраны хорошо, быстренько была нарисована модель:
А вот таким получился корпус после фрезеровки:
Маленький элемент — для тестов морилки
Примерка платы
Думаю, в следующий раз корпус можно сделать немного тоньше, чуть больше оголив металлическую часть лампы
После примерки лампы на необходимом уровне было просверлено отверстие под разъём питания:
После фрезеровки корпус нужно ещё шлифовать
Для тонирования древесины я решил применить давно имевшийся у меня спирторастворимый нигрозин. Когда-то я тонировал им дубовую USB флешку — результат мне очень понравился. Но в этот раз, так как этиловый спирт купить не было возможности, попробовал использовать метиловый — и тут мне очень помог тот маленький кусочек древесины. Оказалось, что граб почему-то окрашивается не в чёрный, а в тёмно-синий цвет, что меня не устраивало. После нескольких неудачных попыток я взял спиртовую морилку жёлтого цвета (какая была) и решил попробовать растворить краситель в ней — и вот тогда всё получилось.
Здесь же происходила примерка нижней крышки из шлифованной нержавейки для оценки такого сочетания материалов и цветов
С крышкой, кстати, есть один нюанс. Изготовлена она путём лазерной резки, и всё бы хорошо, если бы не подписи кнопок. В местах «входа» образуются круглые отверстия, диаметр которых больше, чем толщина линий. Пока что я решил оставить всё как есть, но если кто-то в этом разбирается, то подскажите, стоит ли пытаться вырезать новую в другой организации (на другом станке) или же нужно применять другой способ резки?
Вариант с гравировкой подписей тоже рассматриваю, но он чуть сложнее, так как после вырезания детали её нужно шлифовать или полировать для удаления царапин (заготовки часто не идеальны, без защитной плёнки), и только после этого делать гравировку, правильно расположив и закрепив деталь
После морилки корпус был покрыт парой слоёв тунгового масла:
За счёт этого корпус стал немного более глянцевым
Оставалось только закрепить плату в корпусе, покрыть её защитным лаком и припаять разъём питания. Попутно ещё был заменён батарейный отсек.
А вот так выглядят часы без лампы сверху:
Не глядя лампу установить вряд ли получится, но это и не страшно, так как вынимать её нет никакой необходимости
А вот таким образом тремя винтами закреплена нижняя крышка. Эти винты также выполняют роль ножек: стол из ЛДСП они не царапают, не скрипят, а так как их три, а не четыре, на неровной поверхности часы не качаются.
Результат
Собственно результат уже можно было заметить на КДПВ, но вот ещё несколько фото:
Сравнение размеров с лампами Z5660M (в центре) и ZM1000
Вид сбоку
И сзади. Из-за бликов не видно красивое лого производителя на колбе
Попытка передать рисунок древесины
Заключение
А теперь, думаю, самое время рассказать подробнее о некоторых деталях.
С возможностями часов всё просто: только показ времени в формате чч: мм. При этом пауза между каждым «кругом» чуть больше, чем между показом отдельных цифр, благодаря чему понять, что именно на них отображается, не составляет труда.
Кроме того есть 4 режима смены цифр:
- Первый — цифры достаточно резко загораются и так же резко гаснут
- Второй — цифры загораются и гаснут плавно
- Третий — при смене цифр происходит «перебор» всех катодов
- Четвёртый — чередование первых трёх режимов с некоторым интервалом
Кстати, фотографии для КДПВ я делал как раз при втором режиме индикации, поэтому последние две цифры получились ярче, чем первые. На видео далее, я надеюсь, будет видно, что яркость всех цифр одинакова (не зря же на каждую свой токоограничительный резистор).
Первый режим:
Второй режим:
Третий режим:
Настройка времени производится двумя кнопками (set и +) последовательно для каждого разряда. После установки времени — выбор режима (этот параметр хранится в энергонезависимой памяти). И хотя установить время после отключения от сети не составляет труда, в часах всё же присутствует батарейка CR1220 для поддержания хода часов при отсутствии питания.
Потребляемый всей схемой ток я не замерял, но скажу, что блока питания на 12 В и 500 мА будет достаточно. На самом деле, здесь та же сложность. что и с фотографированием: максимальный ток схема потребляет в моменты свечения цифр, а моменты эти непродолжительны — мультиметр просто не успевает показать это значение.
К большому сожалению, автор прошивки был категорически против того, чтобы я выкладывал её в открытый доступ, поэтому архива со всеми исходниками здесь не будет. Однако, мне удалось найти пару похожих проектов — надеюсь, кого-нибудь они заинтересуют:
Часы на одном индикаторе без RTC и кварца, используется частота сети
Часы с функцией «игральная кость» и RGB подсветкой
Спасибо за внимание.
