Zegar VFD na ATMega644P

[msalamon]

Długo zastanawiałem się czy pokazać ten projekt lecz postanowiłem, że jednak napiszę. Moim projektem jest zegar oparty o lampę VFD IW-18. Projekt wykonałem około 5 lat temu kiedy myślałem, że  ATMega644P jest niesamowitym potworem. Zegar stał tylko około rok na biurku i od tamtego czasu leży w szafie. Jest to jeden z moich pierwszych w życiu “większych” projektów. Stare polskie przysłowie mówi “Każdy elektronik zrobi kiedyś zegarek” więc zrobiłem i ja. Projektu tego nigdy nie opublikowałem - po pierwszej publikacji wzmacniacza akustycznego na Elektrodzie zostałem tak zjechany, że przestałem się chwalić swoimi postępami publicznie. Teraz jestem starszy, mądrzejszy i na luzie podchodzę do krytyki w Internecie Projekt nie jest mistrzostwem estetyki ani też nie jest pozbawiony błędów.

Hardware - komponenty

Niestety nie ostał mi się żaden schemat czy zarys projektu, ale na szczęście elementy mają opisy. Oczywiście najważniejszą rzeczą, która mnie przekonała do budowy zegara jest próżniowa lampa fluorescencyjna IW-18. Kiedy ją zobaczyłem pierwszy raz od razu się w niej zakochałem i jak najszybciej kupiłem dwie sztuki u jakiegoś wrocławskiego elektronika. Lampa potrzebuje napięcia minimum 15 V. Przetwornica odpowiedzialna za napięcie podane na lampę to MC34063. Ustawiłem ją na około 30 V.

Sercem układu jest wspomniana we wstępie ATMega644P w obudowie DIP. Po kilku latach obcowania z STM32 stwierdzam, że to jest naprawdę wielki kloc. Lampa IW-18 podobnie jak wyświetlacze 7-segmentowe wymaga multipleksowania. Jako, że MCU ma wiele pinów to zrobiłem to w całości na nim. Prądy płynące przez siatkę i segmenty lampy są zbyt duże, aby mogła to obsłużyć “goła” Mega, dlatego zastosowałem układy ULN2803A na portach sterujących wyświetlaniem.

No dobra, ale zegar potrzebuje wyświetlać godzinę. Wykorzystałem zewnętrzny zegar RTC PCF8583P. Nie wiem czemu, ale nie wlutowałem gniazda na baterię o.O Oprócz prezentowania daty i  godziny warto pokusić się o pomiar kilku parametrów środowiskowych. Postawiłem na temperaturę, wilgotność oraz ciśnienie. Za temperaturę odpowiada szalenie popularny DS18B20. Jako czujnik wilgotności dałem DHT11, a za pomiar ciśnienia odpowiada MPL115A1, który w tamtym czasie był dla mnie nieodpowiedni.

Hardware - PCB

PCB wykonałem ręcznie przy pomocy termotransferu żelazkowego. Jeszcze nie wiedziałem o patencie z laminarką. Niestety nie doszedłem do takiej wprawy, aby wykonać wszystkie ścieżki bez żadnej wady dlatego wiele z nich poprawione jest drucikiem. Był to też czas w którym zainteresowałem się komponentami SMD(stąd  wspomniany wcześniej MPL115A1). Na PCB kilka elementów pasywnych jest w obudowie 1206.

Był to też czas eksperymentów z DIY soldermaską wykonywaną farbami do ceramiki. Do dzisiaj mam jeszcze te same buteleczki z różnymi kolorami. Montaż lampy VFD nie jest mojego pomysłu. Kiedyś podpatrzyłem na inne wykonanie i bardzo mi się spodobało. Lampa wlutowana jest w osobną płytkę, a wszystkie piny wyprowadziłem na kątowe złącze goldpin.

Obudowa

Obudowy nie zrobiłem i było to świadome zagranie. Chciałem, aby cały zegar wyglądał trochę cyberpunkowo(wtedy nie znałem tego określenia). Ma to swój urok, ale niesamowicie przyciąga kurz. Wkręciłem jedynie kołki dystansowe jako nóżki.

Software

Program na szczęście się uchował i nawet wrzuciłem go jakiś czas temu na GitHub: https://github.com/lamik/IW-18_retro-style_clock

Patrząc na niego dzisiaj, to nie jest aż tak źle Najbardziej razi mnie mieszanie języków polskiego i angielskiego. Całość działa w oparciu o timery programowe i jest napisana całkiem nieźle jak tak dzisiaj na to patrzę. Datę i godzinę ustawia się dwoma przyciskami. Pierwszy jest od wyboru menu. Z każdym jego naciśnięciem zegar przechodzi o ustawiania kolejnej zmiennej, która ta w momencie ustawiania szybko miga. Drugi przycisk inkrementuje wybraną daną. Z menu zegar wychodzi sam po upływie kilku sekund.

Wcześniej wspomniałem, że MPL115A1 był dla mnie nieodpowiedni. Niestety nie byłem w stanie poznać go od strony programowej. A to wszystko dlatego, że nie potrafiłem go przylutować zwykłą lutownicą Nigdy później do niego nie wróciłem bo na rynku pojawiły się czujniki BMP od Boscha.

Błędy

Z perspektywy czasu oraz doświadczenia widzę wiele błędów. Niektóre z nich:

• RTC był szalenie niedokładny. Pamiętam, że wsadziłem zegar do szafy bo potrafił opóźniać się o kilka minut na dzień!
• Beznadziejna przetwornica wysokiego napięcia. Do MC34063 podchodziłem kilka razy i nigdy nie mogłem się z nią dogadać. To na razie chyba jedyna przetwornica która mnie pokonała.
• Skoro już o przetwornicy mowa to ustawiłem zdecydowanie na małe napięcie. Zegar jest bardzo słabo widoczny w oświetlonym pomieszczeniu.
• Grzanie się sekcji zasilania. Liniowy stabilizator 5V plus MOSFET od przetwornicy na jednym radiatorze to solidny grzejnik. Dzisiaj staram się unikać stabilizatorów liniowych.
• Grzanie się rezystorów na segmentach lampy. Źle je chyba dobrałem
• Za cienkie ścieżki do termotransferu. Nie wiem czemu, ale zawsze chciałem zrobić PCB podobną do tych profesjonalnych, czyli cienkie i ładne ścieżki. Nigdy to nie wychodziło, a dzisiaj produkcja nawet w Polsce jest tak tania, że szkoda sobie zawracać głowę trawieniem.
• Soldermaska własnego wykonania nie jest warta zachodu. Nie jest ona tak wytrzymała jak profesjonalne maski. Łatwo się zdziera.
• Kątowe piny nie łączą się pod kątek prostym. Lampa pod swoim ciężarem opada i jest nierówno

Może sam wyłapiesz jeszcze jakieś istotne błędy

Podsumowując - projekt mimo, że robiony był przez młodego i mało doświadczonego zapaleńca elektroniki to nauczył mnie wiele. Prawdą jest to, że każdy projekt uczy nas, a przy początkach uczy najwięcej. Dzisiaj szkoda mi jest niszczyć tą konstrukcję i mimo, że nie będę jej używał, to trzymam w szafie. Na szczęście mam jeszcze jedną lampę IW-18. Kiedyś pewnie powstanie coś na miarę moich dzisiejszych możliwości

 

  

  

 

Edytowano Styczeń 30, 2019 przez msalamon

[Treker (Damian Szymański)]

@msalamon, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum

[Gieneq]

Piękny bezpiecznik z kawałka obudowy pendriva 

[msalamon]

@Gieneq nie miałem żadnego pod ręką do uruchomienia po latach

[narbej]

Mi się podoba, pełny szacunek i uznanie.

 

PS

Twój link nie działa, ale ten tak: https://github.com/lamik/IW-18_retro-style_clock 

 

PS 2

I też się zakochałem w twojej pięknej lampeczce. Czy to nie przesada i nie bigamia z dwoma na raz? Może mógłbyś się podzielić  

Edytowano Styczeń 30, 2019 przez narbej

[msalamon]

Dnia 30.01.2019 o 13:40, narbej napisał:

I też się zakochałem w twojej pięknej lampeczce. Czy to nie przesada i nie bigamia z dwoma na raz? Może mógłbyś się podzielić  

Nie mogę sie podzielić bo w odległych planach jest nowoczesniejsza wersja zegara

[slon]

Fajna ta lampa. Mógł byś dodać foto jak świeci w ciemności?

Edytowano Marzec 26, 2019 przez slon