Tym razem chciałem zaprezentować zegarek na lampkach VFD, konkretnie IW-11 (lub IV-11, w zależności jak sobie z cyrylicy przepiszemy).
Lampy są fajne, całkiem spore i niedrogie, znak ma ponad 2cm wysokości.
Konstrukcja
<
Zegarek jest zbudowany na mikrokontrolerze ATtiny 2313. Do tego mamy DS1307 wraz z kwarcem i bateryjką CR2032 do podtrzymania. Z układów cyfrowych występuje również 4028, który służy do wybierania lampy.
Same lampy są zasilane z około 48V. Napięcia tego dostarcza znana przetwornica na NE555 używana z zegarkami Nixie. Oczywiście jest delikatnie zmodyfikowana – stopień sprzężenia zwrotnego został przerobiony tak, aby zakres napięć wynosił około 35-70V. Dzięki takiemu obniżeniu można było użyć też mniejszego tranzystora. Jest to IRF7474 w obudowie SMD SO8. Działa dobrze, jest oczywiście lekko ciepły, ale w granicach rozsądku. Ma niższe Rdson niż zwykle używane IRFy 640/740.
Zarówno segmenty, jak i siatki są sterowane buforami UDN2981. Wytrzymują do 50V, stąd też takie napięcie zasilania. Segmenty są sterowane bezpośrednio z mikrokontrolera, natomiast siatki, jak już wspominałem – przed CD4028. Wejście D układu jest zwarte na stałe do masy.
Żarzenie jest zrealizowane w dosyć ciekawy sposób – poprzez połączenie szeregowe wszystkich włókien. Taki układ grozi nierównomierną jasnością, jeśli zasilanie jest prądem stałym. Ponieważ są to lampy żarzone bezpośrednio, potencjał katody zależy od potencjału żarzenia. Przy połączeniu szeregowym potencjał płynnie zmienia się wzdłuż włókien i każda kolejna katoda ma potencjał o około 1,5V inny od sąsiednich. Poradziłem sobie przy pomocy układu IR4428. Jest to sterownik tranzystorów MOS. Posiada 2 wejścia cyfrowe A i B, z tym, że jedno jest zanegowane i zawiera właściwie mostek H. Strony mostka sterowane są wejściami układu. Dzięki temu, że wejścia są zanegowane względem siebie, można całością sterować jednym sygnałem. Zwarcie wejść powoduje że mostek zawarty w układzie przewodzi w jedną lub w drugą stonę w zależności od stanu na zwartych wejściach. Między wyjścia mostka wpięte są szeregowo połączone katody. Układ zasilany jest z 12V DC, które jest również podawane na przetwornicę. Wejście układu IR4428 jest podłączone do DS1307.
Układ RTC Dallasa ma fajną rzecz – mianowicie pin wyjściowy, który generuje sygnał prostokątny o f ustawianej: 1Hz, 4/8/32kHz. I właśnie ten sygnał generuje zmienny przebieg dla żarzenia. Wybrałem 32kHz. Niestety niższa częstotliwość powoduje efekty akustyczne (lampki piszczą). Sam układ IR4428 wg katalogu ma wytrzymać 1,5A, tutaj jest około 100mA. Spadek napięcia jest spory, bo wynosi około 3V, ale akurat dostosowuje napięcie. Dla pewności jest jeszcze potencjometr 100R 0,5W do dokładnej regulacji.
Zegarek ustawiany jest trochę nietypowo, bo joystickiem do telefonów marki Sony Ericsson – sporo tego można niedrogo kupić na Allegro. Wykorzystuję wciskanie oraz jeden kierunek (góra/dół).
Zegarek zabezpieczony jest bezpiecznikiem polimerowym 1A, posiada wyłącznik. Z bajerów – przyciemnia się między 23 a 6. Realizowane jest to programowo. Poza tym tylko wskazuje czas. Zmieścił się na dwóch jednostronnych płytkach o wymiarach 16 cm x 3 cm. Miejsca na więcej funkcji w mikrokontrolerze pozostało niewiele – około 20%.
Obudowa
Do zegarka została wykonana obudowa z barwnego plexi na zamówienie. W wersji z obudową zegarek prezentuje się tak:
I filmik z zegarkiem: