Наручные часы на неоновых лампах
Добавлено: Сб апр 06, 2024 06:08:35
Собрал тут интересный прототип.
Наручные часы с матричным индикатором на неоновых лампах.
Вроде одни из самых компактных "газоразрядных" часов получаются. Да и смотрятся интересно.
Умеют показывать время в бинарном, десятичном и текстовом форматах.
Разрешение "экрана" 5x4. Маловато, но больше ламп в имеющийся корпус просто не влезает.
Что получилось удачно:
- Потребляемый ток 25мка в режиме покоя
- Управление касанием. Опрос ацп делается 64 раза в секунду, хватает для программного подавления шума и довольно надежной работы при небольшом потреблении.
- Схема управления лампами через чарлиплексинг транзисторов. Поскольку ток базы на порядки меньше тока эмиттера, можно сделать скважность 1/5 с помощью всего 5 резисторов. Они же работают как токозадающие для ламп.
- Плату рисовал в расчёте на корявый лут вдали от родной мастерской, все дорожки по 0.5. Получилось сделать с минимальным количеством переходов между сторонами.
- Преобразователь требует всего одной ноги контроллера для задания рабочей частоты. Регулировка напряжения через стабилитрон и инвертор с триггером Шмитта.
- Диодная развязка питания преобразователя и логики. Позволяет подать питание напрямую на контроллер и вдумчиво отлаживать прошивку, не рискуя спалить транзистор или дроссель.
Известные косяки:
- Изначально плату планировал трехслойную со средним слоем в роли экрана. Но в нужный момент подходящего материала не было, решил что и так сойдет. Не сошло, наводки от ламп при включенной индикации мешают часовому кварцу работать. Да и склейка плат из слоёв позволила бы утопить вибромотор в плату на один слой, немного снизив толщину часов.
- Корпус надо всё же закрытый делать. 120в пальцем ловить интересно только первые несколько раз.
- В текущей реализации катоды внизу, а надо бы наоборот, чтобы верхний электрод светился. Если схему монтажа не менять, то проще всего заменить транзисторы на pnp и преобразователь на инвертирующий с соответствующими правками платы.
- КПД преобразователя около 55% при полной нагрузке. Можно лучше, например снизив рабочую частоту за счет большего дросселя и добавив небольшую индуктивность перед C15, чтобы броски тока при открытии транзистора поменьше были.
- Перед распайкой ламп плату стоило покрасить в белый. Смотрелось бы лучше.
Схема и плата в приложенных файлах.
Расхождения между схемой и реальностью:
- Стабилитрон на 39в, включается между Zener_A и Zener_C. Задает напряжение преобразователя. Подбирается в зависимости от характеристик имеющихся ламп.
- Лампы. Подключаются одной ногой к соответствующему транзистору, второй к выходу высоковольтного.
- На схеме между сенсорами и контроллером только конденсатор, в идеале нужна RC цепочка. Несколко килоом и 0.1nF последовательно.
- Дроссель 10мкгн поставил, тк был под рукой
- Контроллер tiny414. Лишние килобайты позволили добваить полноценный (насколько это возможно на 5х4 дисплее) шрифт, вывод текста и другие графические свистелки.
Наручные часы с матричным индикатором на неоновых лампах.
Вроде одни из самых компактных "газоразрядных" часов получаются. Да и смотрятся интересно.
Умеют показывать время в бинарном, десятичном и текстовом форматах.
Разрешение "экрана" 5x4. Маловато, но больше ламп в имеющийся корпус просто не влезает.
Что получилось удачно:
- Потребляемый ток 25мка в режиме покоя
- Управление касанием. Опрос ацп делается 64 раза в секунду, хватает для программного подавления шума и довольно надежной работы при небольшом потреблении.
- Схема управления лампами через чарлиплексинг транзисторов. Поскольку ток базы на порядки меньше тока эмиттера, можно сделать скважность 1/5 с помощью всего 5 резисторов. Они же работают как токозадающие для ламп.
- Плату рисовал в расчёте на корявый лут вдали от родной мастерской, все дорожки по 0.5. Получилось сделать с минимальным количеством переходов между сторонами.
- Преобразователь требует всего одной ноги контроллера для задания рабочей частоты. Регулировка напряжения через стабилитрон и инвертор с триггером Шмитта.
- Диодная развязка питания преобразователя и логики. Позволяет подать питание напрямую на контроллер и вдумчиво отлаживать прошивку, не рискуя спалить транзистор или дроссель.
Известные косяки:
- Изначально плату планировал трехслойную со средним слоем в роли экрана. Но в нужный момент подходящего материала не было, решил что и так сойдет. Не сошло, наводки от ламп при включенной индикации мешают часовому кварцу работать. Да и склейка плат из слоёв позволила бы утопить вибромотор в плату на один слой, немного снизив толщину часов.
- Корпус надо всё же закрытый делать. 120в пальцем ловить интересно только первые несколько раз.
- В текущей реализации катоды внизу, а надо бы наоборот, чтобы верхний электрод светился. Если схему монтажа не менять, то проще всего заменить транзисторы на pnp и преобразователь на инвертирующий с соответствующими правками платы.
- КПД преобразователя около 55% при полной нагрузке. Можно лучше, например снизив рабочую частоту за счет большего дросселя и добавив небольшую индуктивность перед C15, чтобы броски тока при открытии транзистора поменьше были.
- Перед распайкой ламп плату стоило покрасить в белый. Смотрелось бы лучше.
Схема и плата в приложенных файлах.
Расхождения между схемой и реальностью:
- Стабилитрон на 39в, включается между Zener_A и Zener_C. Задает напряжение преобразователя. Подбирается в зависимости от характеристик имеющихся ламп.
- Лампы. Подключаются одной ногой к соответствующему транзистору, второй к выходу высоковольтного.
- На схеме между сенсорами и контроллером только конденсатор, в идеале нужна RC цепочка. Несколко килоом и 0.1nF последовательно.
- Дроссель 10мкгн поставил, тк был под рукой
- Контроллер tiny414. Лишние килобайты позволили добваить полноценный (насколько это возможно на 5х4 дисплее) шрифт, вывод текста и другие графические свистелки.
