Преобразователь 12В-180В на микросхеме MC34063 для питания часов на газоразрядных индикаторах
- Цена: примерно 2500р.
- Перейти в магазин
Разжился я как то восемью индикаторами ин-14, купил у кореша за 300р. и ускакал в закат, пока он не опомнился. Выпаял с родной платы, отмыл, и начал шевелить мозгом, как заставить это чудо советского лампостроения работать на мое благо
В интернете нашел множество схем часов на газоразрядных индикаторах, но решил делать по своему, и в двух экземплярах. Так как с программированием микроконтроллеров у меня все очень плохо, сделал проект на ардуино нано, тем более опыт с ней у меня имеется (часы на больших семисегментниках, роботизированное зарядное устройство для аккумуляторов 18650, электропривод жалюзи, лабораторный блок питания, сверлильный станок с элементами ЧПУ)
Газоразрядный индикатор ин-14 имеет 13 выводов. Один из них общий анод, на который подается 170 вольт, а остальные — выводы для зажигания цифр от 0 до 9 и двух запятых. Для зажигания цифры нужно соответствующий вывод притянуть к земле. Отлично с этим справляется микросхема к155ид1, разработанная специально для таких индикаторов. Каким то чудом она оказалась в местном радиомагазине, и стоила 25р. за штуку. Из-за ажиотажа вокруг газоразрядных индикаторов цены на эти микросхемы, да и сами индикаторы в интернет магазинах стали конскими. К тому же эти микросхемы и индикаторы давно не выпускают. Купил с десяток на всякий случай. Нашел бы индикаторы, купил бы не раздумывая штук двадцать.
Начал со сборки преобразователя 12-180в чтобы питать индикаторы. Выбрал вариант на микросхеме MC34063, так как в большинстве схем часов на ГРИ использовалась именно эта микросхема.
На схеме комбинированный блок питания. В верхней части линейный стабилизатор L7805 для питания контроллера и микросхем, который выдает 5 вольт, а в нижней части сам преобразователь12-180.
Решил ради тренировки собрать его на отдельной плате, чтобы наступить на все возможные грабли при сборке и отладке, а не переделывать итоговую печатку, если что-то пойдет не так. Заработал преобразователь сразу, правда из-за топорного наскоро сделанного дросселя неизвестной индуктивности напряжение при подключении нагрузки проседало примерно до 130в.
Просадка не мешала светиться индикаторам, которые я на скорую руку подключил к схеме управления
Преобразователь получился очень живучим, в чем я убедился случайно закоротив выход.
Идем дальше. Надо рисовать полную схему и печатные платы для последующего изготовления.
Блок-схема для начала. Не ругайте, по ГОСТу я нарисовать не смог, ибо гуманитарий, и вообще не знаю, есть ли какие то стандарты для этих схем.
Ардуино получает время от высокоточных часов реального времени DS3231, температуру от цифрового датчика ds18b20, данные освещенности для выставления нужной яркости от фоторезистора, затем обрабатывает все это и выводит на дисплей из газоразрядных индикаторов, выставляя нужную яркость. Для экономии ног ардуино я сделал управление индикацией через сдвиговый регистр 74hc595.
Полный вариант схемы:
Плата управления
Плата индикаторов
Скетч ардуинокостыли и велосипеды повсюду
Далее следует изготовление плат
На готовые платы ставятся нужные детали, и изделие оживает. Процесс сборки был немного нервным, была допущена глупая ошибка — на выход преобразователя был поставлен конденсатор емкостью 470мкф вместо 4.7. Долго думал, почему все греется и ничего не работает, но после исправления ошибки все завелось. Очень живучая микруха, преобразователь не помер даже после очередного короткого замыкания по выходу, которое я устроил неосторожным движением щупа мультиметра.
А вот с корпусом я пролетел, получился здоровенный какой-то.
Готово!
Теперь будет что подружке задарить на восьмое марта.
Плюсы преобразователя на MC34063 очевидны — простота и неприхотливость к компонентам, высокая повторяемость, и конечно же живучесть.
Прошу прощения за странную ссылку на товар в магазине, специфика сайта не позволяет разместить ссылку на конкретный товар.
У кого возникнут вопросы по схеме — пишите, отвечу.
В интернете нашел множество схем часов на газоразрядных индикаторах, но решил делать по своему, и в двух экземплярах. Так как с программированием микроконтроллеров у меня все очень плохо, сделал проект на ардуино нано, тем более опыт с ней у меня имеется (часы на больших семисегментниках, роботизированное зарядное устройство для аккумуляторов 18650, электропривод жалюзи, лабораторный блок питания, сверлильный станок с элементами ЧПУ)
Газоразрядный индикатор ин-14 имеет 13 выводов. Один из них общий анод, на который подается 170 вольт, а остальные — выводы для зажигания цифр от 0 до 9 и двух запятых. Для зажигания цифры нужно соответствующий вывод притянуть к земле. Отлично с этим справляется микросхема к155ид1, разработанная специально для таких индикаторов. Каким то чудом она оказалась в местном радиомагазине, и стоила 25р. за штуку. Из-за ажиотажа вокруг газоразрядных индикаторов цены на эти микросхемы, да и сами индикаторы в интернет магазинах стали конскими. К тому же эти микросхемы и индикаторы давно не выпускают. Купил с десяток на всякий случай. Нашел бы индикаторы, купил бы не раздумывая штук двадцать.
Начал со сборки преобразователя 12-180в чтобы питать индикаторы. Выбрал вариант на микросхеме MC34063, так как в большинстве схем часов на ГРИ использовалась именно эта микросхема.
Схема преобразователя и готовый вариант
На схеме комбинированный блок питания. В верхней части линейный стабилизатор L7805 для питания контроллера и микросхем, который выдает 5 вольт, а в нижней части сам преобразователь12-180.
Решил ради тренировки собрать его на отдельной плате, чтобы наступить на все возможные грабли при сборке и отладке, а не переделывать итоговую печатку, если что-то пойдет не так. Заработал преобразователь сразу, правда из-за топорного наскоро сделанного дросселя неизвестной индуктивности напряжение при подключении нагрузки проседало примерно до 130в.
Просадка не мешала светиться индикаторам, которые я на скорую руку подключил к схеме управления
Преобразователь получился очень живучим, в чем я убедился случайно закоротив выход.
Идем дальше. Надо рисовать полную схему и печатные платы для последующего изготовления.
Блок-схема для начала. Не ругайте, по ГОСТу я нарисовать не смог, ибо гуманитарий, и вообще не знаю, есть ли какие то стандарты для этих схем.
Ардуино получает время от высокоточных часов реального времени DS3231, температуру от цифрового датчика ds18b20, данные освещенности для выставления нужной яркости от фоторезистора, затем обрабатывает все это и выводит на дисплей из газоразрядных индикаторов, выставляя нужную яркость. Для экономии ног ардуино я сделал управление индикацией через сдвиговый регистр 74hc595.
Полный вариант схемы:
Плата управления
Плата индикаторов
Скетч ардуино
Далее следует изготовление плат
процесс
Платы изготавливал лазерно-утюжным методом.
Подготавливаем кусочки двухстороннего стеклотекстолита нужного размера, шкурим, обезжириваем
Затем печатаем рисунок нужной стороны платы на глянцевой бумаге. я использую желтые китайские листочки, которые можно найти на алиекспресс по запросу PCB PAPER. Они будут получше журналов. Для экономии отрезаю куски и клею на лист а4 только с верхнего края
Потом как обычно приглаживаю лист утюгом. И тут важный момент. Плата двухсторонняя, и чтобы совместить два рисунка по отверстиям я сразу после нанесения первой стороны просверливаю отверстия для совмещения, затем листик со второй стороной совмещаю по этим отверстиям с помощью тонкох сверл или иголок, результат вполне неплох. Есть другие способы (совмещение на просвет, травление сторон по отдельности), но мне этот больше понравился
Вот готовые платы перед травлением
После травления наступает время сверлить отверстия. Много отверстий. Станок очень помогает, просто жму на педаль, и смахиваю кисточкой пылюку. Твердосплавное сверло чувствует себя нормально.
Затем лужу. Можно лудить сплавом Розе, будет красивее, но мне было лень, обошелся паяльником.
Подготавливаем кусочки двухстороннего стеклотекстолита нужного размера, шкурим, обезжириваем
Затем печатаем рисунок нужной стороны платы на глянцевой бумаге. я использую желтые китайские листочки, которые можно найти на алиекспресс по запросу PCB PAPER. Они будут получше журналов. Для экономии отрезаю куски и клею на лист а4 только с верхнего края
Потом как обычно приглаживаю лист утюгом. И тут важный момент. Плата двухсторонняя, и чтобы совместить два рисунка по отверстиям я сразу после нанесения первой стороны просверливаю отверстия для совмещения, затем листик со второй стороной совмещаю по этим отверстиям с помощью тонкох сверл или иголок, результат вполне неплох. Есть другие способы (совмещение на просвет, травление сторон по отдельности), но мне этот больше понравился
Вот готовые платы перед травлением
После травления наступает время сверлить отверстия. Много отверстий. Станок очень помогает, просто жму на педаль, и смахиваю кисточкой пылюку. Твердосплавное сверло чувствует себя нормально.
Затем лужу. Можно лудить сплавом Розе, будет красивее, но мне было лень, обошелся паяльником.
На готовые платы ставятся нужные детали, и изделие оживает. Процесс сборки был немного нервным, была допущена глупая ошибка — на выход преобразователя был поставлен конденсатор емкостью 470мкф вместо 4.7. Долго думал, почему все греется и ничего не работает, но после исправления ошибки все завелось. Очень живучая микруха, преобразователь не помер даже после очередного короткого замыкания по выходу, которое я устроил неосторожным движением щупа мультиметра.
А вот с корпусом я пролетел, получился здоровенный какой-то.
Процесс изготовления
Редкие породы дерева искать не стал, фиговый из меня плотник все равно. Купил мебельный щит из сосны, толщиной 28 мм, погрыз его внутри фрезером, изготовил из оргстекла шаблон для отверстий под лампы
И прошелся копировальной фрезой по шаблону, а так же по краям кромочной фрезой.
Затем выпилил нижнюю часть корпуса, и приклеил к верхней, примерил часики, вроде сидят хорошо
Затонировал корпуса водной морилкой цвета «палисандр»
И нанес 4 слоя яхтного глянцевого лака.
И прошелся копировальной фрезой по шаблону, а так же по краям кромочной фрезой.
Затем выпилил нижнюю часть корпуса, и приклеил к верхней, примерил часики, вроде сидят хорошо
Затонировал корпуса водной морилкой цвета «палисандр»
И нанес 4 слоя яхтного глянцевого лака.
Готово!
Теперь будет что подружке задарить на восьмое марта.
Плюсы преобразователя на MC34063 очевидны — простота и неприхотливость к компонентам, высокая повторяемость, и конечно же живучесть.
Прошу прощения за странную ссылку на товар в магазине, специфика сайта не позволяет разместить ссылку на конкретный товар.
У кого возникнут вопросы по схеме — пишите, отвечу.
Самые обсуждаемые обзоры
| +79 |
4269
150
|
| +61 |
4440
75
|
обзор плюсую
Красиво сделано! Плюсую!
Увежение автору, молодец! Вот не хватает у меня энтузиазма что-то сделать себе любимому. Всю электронику что делаю для кого-то…
Хотя нет, тёплой ламповостью тоже страдаю. Но на большее не хватает.
А Edison lamp надолго хватает? Говорят у них ресурс маленький.
И дроссель улыбнул, я точно так же запаял.
Кстати, из пластикового спейсера можно было классный разъем сделать:
www.electronics-lab.com/make-your-own-nixie-tube-socket/
для ИН14/8 может и нормально будет, если ламп не жалко
Когда я такие первый раз делал у меня около 40 микросхем было. И работали они одну минуту, а потом был БАБАХ. Большой БАБАХ.
Как раз недавно разжился ин -14 и задумал собрать подобное.
Подскажите про параметры дросселя преобразователя (провод, основа).
Рисунки плат под трассировщик скиньте пожалуйста, если несложно.
Заранее спасибо
Если феррит, то да, если пресс пермаллой, то нет.
robocua.blogspot.ru
Лучше ставить что-то типа HER106
Хорошо, хоть не DS1307.
У вас есть ардуина уже. С ней можно получить 8бит ШИМ 62кГц + АЦП — это полностью заменяет отдельный драйвер преобразователя.
Из плюсов — можно регулировать яркость и скорее всего можно обойтись без вспомогательных компонентов в цепи управления ключа (но надо посчитать)
в теории, можно обойтись и без внешнего RTC — мега тактируется от внутреннего генератора, а на таймер 2 вешается часовой кварц. Непонятно, что с точностью — придется вводить корректировку программную.
По просьбе друга делал макет, реализующий то что написано выше. Только там VFD индикаторы (30В всего надо высокого), но смысл +- тот же
Из минусов — при неправильной настройке ШИМ и программе в МК на выходе ВВ легко получить вольт этак 400 и кучу сгоревшей электроники.
А так да, просто.
в схеме из обзора достаточно просто выкрутить подстрочник в крайнее нижнее положение
Вообще в этих устройствах главное не начинка, а корпус.
Выглядит отлично.
Как уже отмечалось ранее, Шёл 17й год третьего тысячелетия, MC34063 стоила $0.06. Если мы от неё отказываемся то что мы получаем:
1. Драйвер полевика остаётся в любом случае, кроме того теперь нужно защитить выход МК от возможного наличия высокого напряжения на нём при пробое полевика и транзисторов драйвера. Сам драйвер теперь должен стабильно работать от уровней 3~5V что вероятно добалвяет нам лишний транзистор.
2. Защита выхода от значительного превышения напряжения, если ШИМ по каким-то причинам будет выставлен под 95% напряжение на выходе будет гораздо больше ожидаемого.
3. Лампы, как мне кажется, при переключении не всегда потребляют одинаковый ток, а значит при изменении тока будет бросок напряжения на который должна отреагировать обратная связь. АЦП Ардуины сможет обеспечить нужнуе время регулирования?
4, Нужна защита от появления лог.1 на выходе.
5. Ну и самое главное — человек собирает часы ради готового результата. Взяв MC34063, и собрав проверенную схему можно в разы быстрее достичь результата. Да возможно это будет over engineered но это быстрее.
Кароче, сомнительное решение выкидывания 6 центов и приобретение дополнительных проблемм ради сборки 1 экземпляра.
Но если хочется поисследовать и попрактиковаться в программировании и разработке стабильных схем то вариант с ШИМ из контроллера подходит.
Каждый выбирает свой путь.
Это мой личный интерес в разработке. Я вижу два пути: собрать что-то совсем готовое (схем и прошивок хватает) или сделать свое, «но лучше». Делать 101й вариант одной и той же схемы — ну тут каждому свое.
Как я написал выше, есть прототип под VFD — схему могу нарисовать, там все просто. Разница с ГРИ будет в другом драйвере ламп и выкидывании второго ШИМа (накал)
Скетча и библиотек не будет. Есть код для WinAVR/GCC, с Ардуиной я пока так и не подружился, использую в основном, как железо.
1) тут надо посчитать, как и подобрать полевик и дроссель.
Защита контроллера от высокого напряжения? Ну если уж такое, вдруг, случится, то замена меги и замена mc34063 лично для меня равнозначна. И то, и другое надо впаивать и выпаивать, хотя, вот не припоминаю, чтоб затвор на исток пробивался.
2) тут все просто — один дополнительный «if», который не даст выйти за пределы 80%, хотя бы на время отладки.
3) На выходе преобразователя есть конденсатор, от его емкости зависит как быстро будет менятся напряжение на выходе. Но, скорость АЦП в AVR при нормальной точности, если не ошибаюсь ~15000 выборок в секунду, чего более чем достаточно.
4) Делают кучу фонарей, к примеру, с использованием аппаратного ШИМа микроконтроллера — проблемы такой нет. Если вы специально конечно в программе не выставите 1.
Поверьте моему опыту, затвор на исток в преобразователях на такие напряжения — нет проблем. Пример — источник питания строчной развёртки в тёплых ламповых мониторах. Там как раз ШИМ с контроллера монитора подаётся для изменения напряжения на строчном трансформаторе при изменении частоты развёртки. В тех схемах ШИМ подаётся через конденсатор и защищается стабилитроном!!! И да я видел как разворачивает весь драйвер затвора в этой схеме, да и в импульсных сетевых БП.
Касаемо спецаильно 1 в программе, а кто от этого застрахован, всякое бывает. Схемотехник должен защитить своё творение от неправильных действий программиста / пользователя. Ему не нужно отсавить ни единого шанса повредить вашу качественную схему.
А что по поводу MC34063, так я уже писал в другой теме, у меня переодически от ней крышки отлетали. После чего для устройств которые включаются в 12В стараюсь использовать UC3843 — там и драйвер полевика и Current mode при желании и частота выше и, в отичии от 36063 честный ШИМ от производителя.
P.S. В чипах STM32F0 и, наверное во всех последующих кроме F1 есть такой режим работы таймера Motor Control. который как раз производитель рекомендует применять в том, что тут сейчас обсуждаем. Там и dead time и 3 фазы и куча всего интересного включая защиты. Делаю на нём сейчас 4-switch buck-boost для зарядника аккумуляторов. Интересная штука!
По поводу «1» на выход — я все же привык что схемотехника и прошивка разрабатывается «в одно лицо» либо есть нормальная коммуникация между отделами.
Кстати, 34063 — горят тоже непринужденно, я сам видел штук 5 серийных девайсов, точно
А то лежит коробка индикаторов разного размера, не ИН-14 конечно, но тоже олдскульно.
Хотелось бы применить в хозяйстве с ардуиной.
Основной драйвер ламп — MAX6921, подключение — программный SPI (не помню уже почему отказался от аппаратного)
Накал — тоже программный, меандр 250гц. Драйвер TC4426.
Сам подумываю рулить анодами при помощи 74HC595 и линейки копеечных транзисторов с али.
А с накалом то ли транс мотать, толи мостом L293D для моторшилдов переменку делать.
Ну и лично мои тараканы — я всегда хочу сделать оптимальнее, в расчете на большую партию, хотя по факту, нужно 1-2 платы в итоге.
Аноды ULN2003, чип STM32 — ног хватает чтобы без сдвиговых регистров сделать.
А вот откопал схемку! Чего скрывать то!
… А схемка то вставилась криво… Если кому надо, черканите отправлю pdf
Просто лично мне не понятно, зачем изобретать тысяча первый вариант одной и той же схемы.
Если цель сделать готовое устройство на продажу, то почему не использовать уже готовые отлаженные решения?
Если хочется полностью свою разработку — то, лично мне, было бы интереснее сделать лучше, эффективнее, дешевле или проще.
Вот не могу себе предствить картину: «Дорогая, я тебе планшет спаял — вот зацени, он точно круче айпада...»
То есть это лежит на совести производителя. А тут производитель — автор обзора. Чуете разницу? Виноват в растройствах одаренной им девушки будет он а не дядя директор компании с надкусанными фруктами. Или вон тот китаец…
Не вижу связи с тем что можно разбить стекло и айпадом.
Не чую. Одно можно разбить, а другое нет?