18:38

Часы на газоразрядных индикаторах «Паташник»

English version here

Индикаторы: ИН-8-2
Контроллер: ATmega8535
Часы реального времени: DS3234 TCXO
Питание: 7-12В

Питание

Patashnik Nixie Clock: PCB

Для получения высокого напряжения используется обычный повышающий преобразователь. Важно подобрать транзистор с малым зарядом затвора, самый быстрый диод и накопительный конденсатор с малым эквивалентным сопротивлением. В качестве опорного сигнала используется выход OC1A от микроконтроллера. Обратная связь замыкается на АЦП через резистивный делитель на 100. Связь между частотой-скважностью импульсов и выходным напряжением нелинейна, поэтому регулятор только включает и выключает генерацию импульсов в зависимости от напряжения на выходе преобразователя. Скважность импульсов — постоянная, подобранная экспериментально так, чтобы напряжение на выходе было максимально возможным без сильного нагрева элементов схемы. Важную роль играет схема на элементах C2,R1,D2: она гарантирует закрытие транзистора во время программирования контроллера, или в случае возможного сбоя.


Благодаря обратной связи появляется возможность динамически изменять напряжение на выходе преобразователя. Например, при индикации с малой яркостью свечения (короткие импульсы на лампах) напряжение питания повышается, чтобы обеспечить свечение всех катодов. Когда скважность импульсов питания ламп больше 2/4, все катоды успевают зажигаться при меньшем напряжении. Регулировка напряжения позволяет снизить нагрузку на преобразователь, уменьшить тепловыделение и продлить срок службы индикаторных ламп.

При минимальной яркости свечения ламп регулятор работает примерно 25% времени.


При полной яркости свечения ламп регулятор работает почти непрерывно.

Индикация

Дешифраторы 155ИД1 умеют гасить индикаторы, если на их входы подается код числа от 10102 до 11112. Изменяя скважность питающих лампы импульсов, можно влиять на яркость свечения индикаторов. Предусмотрено 4 постоянных уровня яркости. Цифры также переключаются с плавным, но быстрым и практически незаметным перекрестным затуханием.

Компенсация несовершенства ламп

Patashnik Nixie Clock: Assembly Газоразрядные лампы имеют широкий разброс параметров. Некоторые индикаторы светятся ярче среднего, а другим того же напряжения не хватает для полного зажигания отдельных цифр. С помощью выборочного гашения разрядов эти недостатки частично компенсируются. Скважность импульсов питания слишком ярких ламп уменьшается, а труднозажигаемых — увеличивается. Также, при переключении на «трудные» цифры, напряжение питания ламп повышается на короткий период, достаточный для того, чтобы катод засветился полностью, после чего понижается обратно до номинального.

Часы реального времени

В схеме «Паташника» нет кварца. Микроконтроллер тактируется с частотой 8 МГц встроенным RC-осциллятором, точности которого достаточно для выполнения требуемых операций. Все хронометрические функции возложены на высокоточные часы реального времени DS3234, которые имеют в своем составе термокомпенсированный кварцевый осциллятор. При совместимых с жизнью температурах эти часы уходят не более чем на одну минуту в год. Дата не показывается, но используется для автоматического перехода с зимнего время на летнее и обратно. Когда фал Паташника не воткнут в розетку, часы продолжают идти, подпитываемые литиевой батарейкой.

Корпус

Корпус сделан из одностороннего фольгированного текстолита и покрашен краской.




Файлы


Ссылки


—-—
Address of this page: http://sensi.org/~svo/patashnik/
All Rights Reserved
Copyright © 2009 Viacheslav Slavinsky  svofski on gmail
Thu Sep 29 23:51:28 UTC 2016