Собрать часы своими руками наборы

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Я уже больше 5 лет занимаюсь изготовлением часов на газоразрядных индикаторах, а недавно заполучил довольно редкие лампы ZM1040, часы на которых считаю одними из лучших в своей коллекции. Надеюсь, и вы сможете по достоинству оценить мою работу, ознакомившись с подробностями и процессом изготовления.

Картинка кликабельна

Введение

Газоразрядный индикатор Nixie tube — электровакуумный прибор, в котором используется тлеющий разряд для отображения различных символов за счёт свечения газа вокруг них. Состоит, как правило, из одного анода и 10 катодов в форме цифр, расположенных друг за другом. Подробнее об устройстве и принципе работы можно почитать на Википедии.

Несмотря на то, что ГРИ не производятся уже почти 30 лет, интерес к часам на их основе в настоящее время не утихает. Справедливости ради стоит сразу отметить, что в мире существует по меньшей мере два современных производителя ГРИ: появившийся около 5 лет назад Daliborfarny, создающий аналоги индикаторов Z5680M/Z568M по весьма высокой для рядового радиолюбителя цене в €135 за штуку и Millclock, с 2018 года создающий нечто похожее на ИН-18 по $99. В то же время на различных барахолках, сайтах с объявлениями и даже на Алиэкспресс сейчас можно без труда купить индикаторы ИН-12, ИН-14, ИН-8 и т.д. по цене от 200 рублей за штуку. Все они по-своему хороши и находят своих почитателей.

Подготовка

Первым делом — выбор ламп. Для этого проекта мне удалось приобрести 6 индикаторов ZM1040 производства ныне несуществующей компании Tesla.

Собственно сайт, на котором можно найти больше информации о ГРИ.

К сожалению, почти на всех лампах местами отсутствовал красный лак, так что мной было принято решение полностью его удалить, фактически получив таким образом индикаторы ZM1042:

Эти ГРИ имеют внушительную по своим меркам высоту символа в 30 мм, что хоть и уступает на 10 мм самым большим из советских индикаторов ИН-18, но при той же ширине символа обеспечивает, на мой взгляд, более гармоничные пропорции.

Вот схема, которую выбрал я:

Картинка кликабельна

При создании часов на ГРИ можно использовать статическую или динамическую индикацию, лично я предпочитаю второй вариант. Именно поэтому на схеме так странно показано соединение дешифратора BU2090F с катодами ламп: все катоды соединены параллельно. Подробнее об этом можно прочитать здесь.
Кроме того, на схеме не показано, к какому катоду подключается каждый выход дешифратора. Дело в том, что для упрощения разводки печатной платы в прошивке имеется возможность "переназначить катоды", то есть задать правильный для конкретного случая порядок отображения цифр.

Для питания ГРИ необходимо напряжение порядка 170 Вольт при токе в несколько миллиампер. Для его получения используется импульсный преобразователь на микросхеме МС34063, хорошо зарекомендовавшей себя в подобных схемах.

Следующий типовой блок — транзисторы для управления анодами ламп — здесь используется ставшее уже классическим сочетание MMBTA42 и MMBTA92.

В качестве микросхемы часов реального времени применена достаточно точная DS3231SN с батарейкой для поддержания хода часов при отключении от сети.

Также на схеме присутствует линейный понижающий преобразователь на 5 Вольт для питания микросхем, датчик температуры DS18B20 и управляющий всем этим микроконтроллер PIC16F628A.

Печатная плата

С лампами, схемой и деталями определились, теперь — плата. Имея некоторый опыт, печатные платы я сразу подготавливаю для изготовления в Китае: два слоя, шелкография, маска, переходные отверстия — всё это здорово упрощает сборку и позволяет позволяет сделать плату в меру компактной. Подробно на этим этапе останавливаться не буду, так как о проектировании и методах изготовления плат написано уже очень много, в частности:

7 правил проектирования печатных плат
Перестаньте травить печатные платы дома — заказывайте их на производстве
Отмечу, что на этом этапе самым сложным для меня оказался поиск чертежа цоколя лампы со всеми размерами. В подобных случаях я всегда стараюсь изготовить первый экземпляр платы (или её фрагмента) самостоятельно, чтобы наверняка исключить возможность ошибки.

В результате моя плата получилась вот такой:

Вырез под разъём питания (который будет закреплён на корпусе, а с платой соединён проводами) и вырезы под электролитические конденсаторы — для уменьшения габаритов и толщины собранной платы. Это незначительно скажется на стоимости плат, но позволит уменьшить размеры корпуса.

На нижней стороне платы перечислены индикаторы, которые можно в неё установить без доработок

Сборка платы

О том, как паять SMD и выводные компоненты я не смогу сказать ничего нового, поэтому лишь уточню пару нюансов.

Во-первых, схему рекомендую собирать по частям: сначала — преобразователи, затем — остальные детали, и только в последнюю очередь — лампы. В данном случае лампы не впаиваются в плату, а устанавливаются через штырьки из разъёма DPBS-25F, которые отдельно можно найти в продаже по запросу "nixie tube pin" — это заметно упрощает сборку.
Во-вторых, если используете какие-то флюсы, не забывайте их потом отмывать. Сам я использую припой с флюсом, не требующим отмывки, что довольно удобно.

В-третьих, советую покупать электронные компоненты только в проверенных магазинах — это поможет избежать множества проблем при сборке и наладке устройства. В случае с этими часами особое внимание советую уделить BU2090F — уж очень часто они мне попадались бракованные: если после сборки в одной или нескольких лампах вместо одной цифры светятся сразу все, проблема почти наверняка в дешифраторе.

После сборки части платы проверяю наличие всех напряжений:

174 Вольта вместо 170 получилось из-за погрешности номиналов резисторов в обратной связи преобразователя, что в данном случае не критично

И полностью собранная плата со всех сторон:

Я собирал сразу две платы, поэтому можно найти некоторые отличия в компонентах между этой и предыдущей фотографией

На этом этапе уже можно установить лампы и продемонстрировать работу часов (что я и делал для окончательной проверки всех элементов), но фотографировать не стал — лучше чуть позже покажу полностью законченные часы.

Изготовление корпуса

В подобного рода изделиях корпус — очень важная составляющая. Вариантов здесь масса: металл, дерево, полимерные материалы (включая 3D печать), камень и различные их комбинации — у кого на что хватит терпения, опыта, оборудования/инструментов и денег. Лично мне нравится древесина.

Именно под деревянный корпус проектировалась плата, и именно этим обусловлено такое расположение разъёма питания и кнопок для настройки.

В качестве материала была выбрана давно полюбившаяся мне древесина бубинга, которая имеет относительно высокую плотность и прочность и хорошо себя зарекомендовала при обработке на фрезерном станке.

Чертёж корпуса в электронном виде я не создавал, но в архиве в конце статьи будет фотография чертежа, сделанного от руки, если кому-то вдруг это нужно.

Модель получилась вот такой:

Извиняюсь за фотографию монитора, сделать скриншот не было возможности

После изготовления, шлифовки и покрытия воском корпус стал выглядеть вот так. Попутно уже вручную были просверлены отверстия для винтов крепления нижней крышки и платы и сделаны небольшие углубления под выступающие детали:

Фотография не очень хорошо передаёт цвет древесины, на КДПВ он больше похож на действительный

Как и ожидалось, после минимальных доработок корпуса, плата была установлена именно так, как и планировалось:

Между нижней стороной платы и крышкой есть зазор в 4 мм для размещения кнопок и конденсаторов

Последняя деталь корпуса — нижняя крышка. Здесь я воспользовался лазерной резкой.
Материал — нержавеющая сталь толщиной 1 мм. Так как заготовка не была зеркальной и имела небольшие царапины, после резки с крышкой надо было что-то делать. Терпения на полировку (после недавней продолжительной обработки корпуса наждачкой) у меня бы не хватило, так что я пошёл другим путём: мелкой наждачной бумагой буквально за минуту шлифовки сделал плоскость матовой, покрытой мелкими царапинами — получилось довольно неплохо:

Размеры получившегося корпуса — около 225х57х19,5 мм. Из-за большой длины для плотного прилегания нижнюю крышку решено было крепить не 4, а 6 винтами. Они разные: 3 с высокими шляпками, 3 — с низкими. Благодаря этому при установке на неровную поверхность часы не будут качаться

Я старался сделать корпус в меру компактным и минималистичным. Понимаю, что некоторым такой подход не понравится, но надеюсь, что кто-то оценит его по достоинству.

Отличное занятие для детей - собираем настоящий часовой механизм и преображаем деревянные часы

Получено с условием написания отзыва (бесплатно или со скидкой)

Здравствуйте. Как же здорово, что в наше время можно найти много интересных и в тоже время развивающий занятий для детей. Сегодня я хочу рассказать вам о наборе для творчества-Деревянные часы своими руками.

Для дочки я выбрала часы в виде зайченка, но у производителя Десятое Королевство есть и другие варианты зверят.

Такой набор можно заказать в интернет- магазине-Десятое Королевство.

Прямая ссылка на набор для творчества-Деревянные часы.

Стоимость 385 рублей. Производитель Россия.

Все детали для сборки и сама деревянная основа были упакованы в картонную коробочку. Коробочка даже внешне привлекательная, поэтому всегда можно подарить такой набор знакомому ребёнку. На обороте коробки можно найти информацию о том, как тонировать часы .

Открыв коробочку мы с дочкой обнаружили внутри: деревянную основу для часов в виде зайки и деревянные подставки к ней. Таким образом можно будет поставить часы на полочку или повесить на стену.

Так же внутри был часовой механизм, который необходимо будет собрать по схеме, схема так же есть в наборе. Так же в наборе была кисточка и тонер.

Дочке очень понравилась идея с часами , поэтому мы незамедлительно приступили к преображению. Развели тонер водой и стали раскрашивать нашего зайчика.

В зависимости от наложенных слоёв оттенок становится темнее. Мы давали слоям немного просохнуть и потом наносили поверх новый слой.

Когда зайчик наш был готов мы решили что надо добавить что- то от себя. Дочка предложила украсить его блестками, поэтому мы сделали зайчику блестящие ушки и пояс. А так же добавили жёлтых красок.

Часовой механизм было очень легко собрать, но делали мы это конечно же вместе.

Кстати батарейка не входит в комплект, поэтому лучше купите её заранее.

Дочка была так рада, ведь она своими руками сделала часы для детской комнаты. Мы поставили их на полочку.

Такой набор поможет развить ребёнку творческие способности , да и просто займёт на время интересным делом. Затем готовые часы можно будет подарить бабушке или дедушке на любой праздник! Или просто украсить свою комнату.

Для тренировки навыков пайки своими руками Секрет Мастера рекомендует набор конструктор сборки цифровых часов с будильником. Сердце часов микроконтроллер AT89C2051, индикатор светодиодный из четырех цифр, питание схемы 3 — 6 Вольт, размер платы 52×42 мм. Схема к набору прилагается, на плате также присутствуют все необходимые подсказки и обозначения. Часы имеют режим звуковой индикации нового часа, а также два будильника. Конструктор не комплектуется корпусом и источником питания. Мастер нашел подходящий корпус и обеспечил питание часов от сети 220 Вольт, придав результатам сборки практическую ценность. Смотрите пошаговую инструкцию сборки и настройки электронных часов своими руками.

Как собрать электронные часы своими руками

Деталей в конструкторе немного, но при сборке надо четко следовать схеме и обозначениям на плате. Автор собрал часы в следующей последовательности (смотрите видео):

Установка и припайка светодиодного индикатора. Если у вас есть подходящий корпус, то возможно ножки индикатора и не стоит укорачивать.
Установка и припайка сборки сопротивлений, чтобы избежать неожиданностей, лучше уточнить правильность расположения электрода общего провода на маркировке сборки при помощи тестера.
Припайка панельки микросхемы. Правильно установите ключ панельки. Панельку припаивать рекомендую — не экономьте. Первый экземпляр часов проработал неделю и вышел из строя из-за некачественного контроллера (не повезло). Ремонт заключался в установке нового контроллера часов, что с панелькой было сделать очень просто.
Пайка на плату сопротивления R1 и R2.
Пайка на плату электролитического конденсатора С1.
Пайка конденсаторов С2-С4.
Пайка клемм питания часов.
Пайка звукового индикатора. Соблюдайте полярность!
Пайка транзистора V1. Ключ установки на плпте
Пайка кварцевого резонатора.
Пайка кнопок управления S1 и S2. Контролируйте правильность установки тестером.
На последнем этапе устанавливаем микроконтроллер в панельку.

Зубочисткой механически удаляются остатки флюса. Плата моется ватным тампоном смоченным спиртом или одеколоном. На плату подается напряжение +5 Вольт и проверяется работа схемы.

Настройка часов

Настройка часов осуществляются кнопками S1 и S2. Длительное нажатие на кнопку S1 переводит часы в режим настроек, в котором 9 пунктов. Кнопка S2 также может в обычном режиме работы часов переключать набор цифр показа индикатора: час/минута или минута/секунды. Пункты режима настроек обозначены буквами латинского алфавита от А до I. Настройка значений устанавливаемых в пункте осуществляется кнопкой S2.

Если будильник отключен, то пункты настройки времени срабатывания при нажатии кнопки S1 пропускаются. Характер звуков индикации смотрите на видео.

Часы заработали и естественно неплохо, чтобы они приносили пользу. Автор встроил часы в корпус от блока питания, а питание подал от USB зарядки телефона. Последовательность работ смотрите на фото и видео. В качестве корпуса применен корпус блока питания настольной лампы.

Для встраивания платы часов в корпус с платы были удалены клеммы питания и перепаяны на тыльную сторону платы звуковой индикатор и конденсатор С1. Плата USB зарядки извлечена из корпуса и подключена к контактам вилки и закреплена в нижней крышке нового корпуса термоклеем. Будьте осторожны при работе! В верхней крышке делается прямоугольное отверстие для индикатора и два отверстия для нажатия кнопок S1 и S2. Плата закреплена термоклеем.

Попытки сделать надежное резервное питание часов удовлетворительных результатов длительного сохранения хода часов не дали. Автор не публикует варианты опробованных схем резервного питания. Рабочий ток схемы порядка 35 мА.

Стоимость конструктора смешная. Покупаем набор по следующей ссылке.

Читайте также: