Акриловые часы-конструктор от Geekreit

Про Nixie Clock — часы на цифровых лампах, наверное, в наше время все слышали, многие видели, а некоторые их даже собирали.
При всей их красоте и броском внешнем виде у них обычно довольно малый размер отображаемых цифр. Всё же большинство используемых в них ламп(ИН-1, ИН-4, ИН-12, ИН-14) предназначено для наблюдения с небольшого расстояния, а остальные(ИН-18, Z568M) — редкость и цена у них соответствующая.
Можно ли как-нибудь совместить в одной конструкции крупные цифры с ламповым видом и доступной ценой?
Варианты есть.

В газоразрядных индикаторах, которые часто называют «цифровыми лампами», светится прилегающий к выполненному в виде цифры электроду тонкий слой разреженного газа:

Без специализированного оборудования такое не сделать, зато в наше время существует так называемый «гибкий неон» — электролюминесцентный провод:

Он выпускается в разных цветах, можно и похожий на настоящий неон найти и согнуть цифры из него:

Решение выходит довольно нишевое — «гибкий неон» светит неярко, со временем выгорает, цифры нужно делать ну очень крупными, потому что при попытке их уменьшить результат будет выглядеть так:

Оболочка у электролюминесцентного провода двойная, и наружный слой можно снять:

Это позволит уменьшить толщину провода:

И пакет цифр будет выглядеть следующим образом:

Но требовательность к питанию при этом никуда не девается, а «гибкий неон» надо питать не просто высоким напряжением, а ещё и высокой частотой.
Ещё до появления газоразрядных индикаторов применялись индикаторы световодные. Они представляли собой пакет листов прозрачного материала с гравировкой, в котором каждый лист мог подсвечиваться отдельной лампой накаливания:

В наше время лампы накаливания потеснены светодиодами, которые стали уже достаточно ярки и долговечны, чтобы не требовать замены в течение всего срока службы такого индикатора, и поэтому вычурная гибка каждого листа в пакете стала не нужна — их можно просто вырезать лазером из плоских заготовок, что и сделано в наборе-конструкторе, который мы сейчас будем собирать.
Набор приехал в почтовом пластиковом пакете с пупырчатой плёнкой.

Сам набор упакован в полиэтиленовый пакет с защёлкой:

Внутри лежат стопка прямоугольных пластин, перемотанная бумажным скотчем, тючок из пупырчатой плёнки(тоже перемотан бумажным скотчем) и ещё один полиэтиленовый пакет с защёлкой.
Аккуратно снимем скотч со стопки прямоугольных пластин:

В ней находятся 4 пластины из прозрачного оргстекла, 4 пластины из чёрного оргстекла(все они заклеены защитной плёнкой) и печатная плата.
Плата двухсторонняя, места для монтажа элементов схемы управления располагаются на её нижней стороне:

Места для монтажа светодиодов — на верхней стороне. Светодиодов надо будет припаять 120(или 122) штук, и это будет самое сложное при сборке.

Контактные площадки залужены, плата покрыта маской(к сожалению, её термостойкость несколько оставляет желать лучшего) и снабжена шелкографией с указанием компонентов:

В пакете с защёлкой находятся кабель USB-miniUSB, отрезок ленты со светодиодами, один запаянный пакетик и ещё два пакетика с защёлками. В одном находятся крепёжные элементы, в другом — прочие радиодетали.
А вот, собственно, и они.

В белых лентах находятся резисторы и керамические конденсаторы, в чёрных — транзисторы и микросхемы, в прозрачных — конденсаторы электролитические. Немного особняком лежат разъём питания, динамик-пищалка, фотоэлемент, скобка-крепление для резервного источника питания и замотанный в скотч микроконтроллер, без которго вообще ничего работать не будет.
Лента со светодиодами для наглядности нарезана на отдельные фрагменты:

Всего их в наборе 124 штуки: 120 для подсветки цифр, 2 для подсветки нижней части корпуса и ещё 2 запасных.

Светодиоды использованы RGB — в общем корпусе под одной линзой размещены три раздельных кристалла красного, синего и зелёного свечения с отдельными выводами.

Перед началом сборки рекомендую извлечь 120 светодиодов из ленты и проверить их на исправность тестером.

После этого можно переходить к самой сборке. Рекомендую запастись припоем в виде тонкой проволоки с флюсом внутри(не толще 0,8 мм), хорошим флюсом (а не канифолью), паяльником с тонким жалом(B2 тут не очень подойдёт) и увеличительной линзой.
Сборку мы начнём с того, что нанесём по капле припоя на одну из угловых площадок для каждого светодиода.

После чего приступим к пайке светодиодов. Они требуют правильной полярности подключения, поэтому у светодиода срезан один из уголков корпуса:

На плате соответствующий угол отмечен белой точкой.
Паяем быстро и аккуратно, не допуская перегрева, перекоса и смещения светодиодов и перемычек из припоя между выводами. Температуру жала выше 320 градусов лучше не задирать.

Рекомендую после пайки каждого поперечного ряда светодиодов прозванивать их для проверки исправности и отсутствия перемычек(их можно убрать куском оплётки или многопроволочной жилы, пропитанной флюсом).
Процесс прозвонки светодиодов:

Затем впаиваем транзисторы на места, обозначенные Q1-Q6, и резисторы с маркировкой «472» (R34-R39). Тут есть подробная инструкция по сборке.
Переворачиваем плату и приступаем к пайке элементов, расположенных на нижней стороне.
Тут находятся электролитические конденсаторы(их в схеме всего два разных размеров — не перепутаете, а шелкография подскажет, какой стороной их паять — два угла их основания скошены), резисторы с маркировкой «121»(R1-R33), «103»(R40-R43), «105»(R44, R45), разъём питания, микросхемы и керамические конденсаторы.
Первые выводы микросхем отмечены точками на их корпусах и на плате, просто будьте внимательны и не запаяйте их обратной стороной. Особенно это касается микроконтроллера, который без термофена отпаять без повреждения в случае ошибки будет очень сложно:

Так что пользуемся лупой, флюса не жалеем, а припой почём зря не размазываем. Рекомендую сначала припаять два вывода на противоположных углах корпуса.
Контрольное включение:

Отмываем плату бензином от остатков флюса.

В принципе, она уже и в таком виде работоспособна.

Но для завершенности надо добавить ещё модуль микрофона, пищалку, скобу для резервного источника питания и фотоэлемент.

Модуль микрофона находится в запаянном пакетике, там же лежит и контактная гребёнка, через которую он соединяется с платой.

После пайки выступающие штыри гребёнки надо обкусить, иначе корпус не закроется.

Ну вот, теперь всё спаяно.

Из стопки пластин у нас теперь осталось только это, и сначала нам понадобятся 4 правых.

Снимаем с пластин защитную плёнку, складываем их на собранной плате бутербродом и прошиваем его винтами с цилиндрической головкой из комплекта крепежа:

Переворачиваем его головками винтов вниз.

Накручиваем на торчащие винты гайки из комплекта крепежа и насаживаем на них ещё две пластины из стопки:

Накручиваем крепёжные стойки:

Закрепляем оставшуюся чёрную пластину за один угол:

Закрепляем сплошную прозрачную пластину за противоположный угол:

Теперь осталось собрать пакеты пластин. Они упакованы в этот тючок:

Пластины с одноименными цифрами сложены вместе. Перед установкой с них надо снять защитную плёнку.

Снимать пленку надо аккуратно — цифры прорезаны насквозь и при неосторожном движении могут выломаться:

Пластины устанавливаются по порядку от 0 до 9 в сторону разъёма питания.

Собранные разряды:

Поворачиваем верхнюю пластину и закрепляем её винтами. Тут почему-то на винты с цилиндрической головкой изготовитель пожмотился.

Собранные часы имеют размеры 252х46х70 мм. Вот так они выглядят на свету:

В тени:

В темноте:


Управление часами осуществляется двумя сенсорными кнопками. Возможно отображение времени, даты, комнатной температуры, автоматическая регулировка яркости и подача звуковых сигналов каждые час и полчаса. Если припаян модуль микрофона, то возможна и работа в режиме визуализации спектра звука:

В прошивку микроконтроллера заложен ряд световых эффектов, переключаемых кнопки, обозначенной треугольником.
Вывод: забавный подарок-конструктор для того, кто умеет обращаться с паяльником, хоть и не без некоторых недостатков.
При неспешной сборке занятие на вечера в течение недели гарантировано. Но желательно сразу продумывать внешний корпус, который защитит конструкцию от пыли.
P.S. Для тех, кому жалко 32 доллара, но есть станок лазерной резки — раскрой оргстекла для самостоятельного изготовления и утилизации битых матриц от ноутбуков.