Nixie Time. Часы на газоразрядных лампах своими руками
Пришло время рассказать о долгострое, длиной в пару лет. Давненько, я уже пилил пост с фотографией прототипа этих часов, и из-за него на меня подписалось несколько десятков человек. Думаю они об этом уже позабыли, но я наконец то готов рассказать.
Nixie Time это название наших часов, в общем и целом такие часы называются Nixie Clock или часы на газоразрядных индикаторах. Вся суть таких часов в использовании теплых ламповых индикаторов. Внутри стеклянной колбы неон и отдельные спирали для каждого символа.
Неон под действием напряжения светится красивым, приятным оранжевым цветом в объеме колбы, при этом спирали не накаляются и общего с лампой накаливания у такой штуки практически ничего.
Идея сделать такую штуку пришла ко мне давным давно, но я далеко не первый, такие часы делали, делают и будут делать. Кто-то делает из часов новогоднюю елку с разноцветной подсветкой, кто-то вообще забивает болт на изготовление корпуса. Я хотел сделать просто часы, а не игрушку. Часы должны быть часами. Предложил своему коллеге, а мы с ним инженеры - разработчики радиоэлектроники сделать такие. Первая версия у нас, как и у большинства получилась не особо эстетичной, зато на ней удалось проверить схемотехнические решения на работоспособность.
Внутри картонной коробки макетная плата (в которой куча дырочек) и все соединено проводками. Было сложно, но получилось. Сделать пришлось немало, ведь помимо микроконтроллера, там довольно много обвязки:
- Повышающий стабилизатор питания. Лампам нужно напряжение около 180 вольт, а сами часы питаются низким напряжением 12 вольт. Взят распространенный DC-DC преобразователь MC33063, раскачивающий на катушке индуктивности напряжение до требуемого.
- Куча транзисторов и дешифратор, для того, чтобы зажигать нужные символы в нужных лампах.
- Собственно часы. Сам по себе микроконтроллер не может считать время с приемлемой точностью. В этой версии поставили часы DS1307, так вот, они лажа, ибо им нужен точный кварц, который непросто купить. Впоследствии заменены на DS3231 с внутренним кварцем и термокомпенсацией (подстройкой частоты при изменении температуры). Измерение новых часов показало, что за год они убегут на 14 секунд (по документации допускается минута), это отличный результат:
Понятно, что в таком виде оставлять их нельзя, это просто поделка, а не устройство. Разработал схему и развел плату. Хотя разработал это слишком громкое слово, слегка переработал вариант, найденный в сети. Заказал у китайцев и получил плату, распаял на ней компоненты (нижняя на фото):
И ее запихал в макетный корпус:
Внезапно, лампы поменяли форму. Те круглые оказались так себе, изготовлены слишком криво и при жесткой фиксации в плате у всех цифр был бы разный наклон. Хорошо что на пробу заказали несколько сортов ламп.
В процессе пришло несколько дополнительных идей, например захотелось добавить автоматическую регулировку яркости и несколько изменить то, как будет отображаться включенный будильник. Удалось решить с помощью нескольких проводков, допаянных на плату. Решено, что на этой версии платы можно сделать часы, за которые не будет стыдно. Допаяли еще несколько плат, кстати флюс удобно отмывать в ультразвуковой ванне:
Торчащие проводки - к разъемам и кнопкам. Тем временем заказали финальный вариант корпуса из ясеня, красивый, лакированный. К сожалению изготовитель корпуса очень сильно подвел и затянул изготовление на несколько месяцев, постоянно отмазываясь (маляр заболел, машина сломалась, лак замерз и испортился, арендатор помещение закрыл и т.д.). В конце концов все-таки получили корпуса и заказали у него же еще партию, но уже с договором и оговоренными сроками, с пени. Увы, он опять подвел и уже нарушил сроки, ждем что будет. Сейчас ищу другого изготовителя, который сделал бы не хуже, но за адекватное время.
Но не стоит о грустном, со скрипом, со сложностями в закупке компонентов (в России в 3-10 раз дороже, чем в Китае, а в Китае долго), удалось сделать несколько часов, которые мне действительно нравятся.
Дальше финальная доработка прошивки, чтобы было удобно пользоваться. Управление простое - всего две кнопки:
Выбрать кнопки кстати тоже было непросто, большинство из них то контачат, то не контачат, дребезжат одним словом. Выбирали хорошие.
Задняя крышка вырезана на лазерном станке.
Лампы советские, сейчас таких не производят.
Полученный результат радует мой глаз.