Часы на ГРИ

31.12.2019 16:30, автор DiEitch

Сделал я часы http://robocua.blogspot.com/2015/12/blog-post.html и решил поделиться своими впечатлениями, рассказать о плюсах и минусах данной конструкции. А здесь можно посмотреть видео.

Плюсы: 

• небольшая сложность (и простота отладки) и относительная дешевизна;
• доступные радиоэлементы (об этом ниже);
• этажерочная сборка из односторонних ПП;
• половину радиоэлементов можно не паять - тоже будет работать;
• лечит "отравленные" катоды ламп;
• миниатюрность конструкции 12х4х12 см;
• резервирование питания (литиевая батарея CR2032);

Минусы:

• ошибки в разводке "земли";
• "глючная" прошивка;
• непонятная "замудреная" система обработки кнопок;
• недостаточная функциональность (отсутствие: даты, секунд, вывода дней недели, подстройки точности хода);
• термометр без десятых долей (хотя датчик DS18B20 позволяет получить более точные данные);
• по данным с форума батарея в таких часах живёт около 20 суток (мной пока не проверено, по данным автора - до года);

При изготовлении плат я что-то запутался с SprintLayout-ом и в итоге "отзеркалил" рисунок (хотя, BOTTOM "зеркалить" не надо - плата односторонняя). Беда в том, что ошибку заметил уже после травления.

Плату изготовил ЛАТом (да-да именно ЛАТом - лазеро-ацетоновая технология). При проглаживании утюгом, глянцевая фотобумага, на которой мне любезно распечатали, сжималась, и тонер при остывании отлипал. В итоге я просто обильно смочил фотобумагу ацетоном (в качестве которого выступила жидкость для снятия лака для ногтей), прижал нетяжёлым грузом и подождал, пока ацетон высохнет (минут 20 потребовалось где-то). Далее я смочил бумагу водой и легонько скатал её пальцами. Получилось очень неплохо (по ощущениям, не хуже ЛУТа).

Сначала я расстроился, когда обнаружил ошибку, но потом подумал и решил не переделывать, а просто запаять все многоногие элементы на стороне дорожек, а остальные - как получится. Получилось сносно. Лампы купил у знакомого, т.к. они довольно старые (и б/у) - 83 года выпуска, то имели нагар на катодах и межкатодные замыкания. Несмотря на это, они успешно были вылечены конденсатором 22000мкФ, заряженным от 15В. Отравленные катоды вылечились уже в часах. Проверить и потренировать лампы я поленился до сборки, и поэтому, уже на собранных часах, резал перемычки из проволоки (от ethernet-кабеля) между платами и лечил замыкания. Замыкания 4-7 и 2-1 конденсатором вылечились, а 0-1 не захотело, в итоге оказалось, что замыкание находится на плате под второй лампой. Если будете собирать такие часы - не ленитесь, проверьте ВСЕ лампы до сборки.

 Часы заработали не сразу:

• контроллер PIC16F628A у меня был не с завода, и фьюзы у него были под кварцевый резонатор - т.к. у автора информации о фьюзах не обнаружил - выставил методом осмысленного подбора (т.к. кварц подключен к таймеру1 а не ко входам кварца, значит, используется внутренний RC-осциллятор, скорее всего на 4МГц, т.к. 48 кГц не хватит для работы программы, а ножки для кварца как порты ввода-вывода, фьюзы защиты не ставил, выводы низковольтного программирования задействованы как порты ввода-вывода, так что не ставим, RESET в качестве порта ввода-вывода, что видно по схеме) - программатор у меня Genius G540 (http://we.easyelectronics.ru/GYUR22/programmator-g540.html), поэтому попытки у меня были;
• были найдены и устранены несколько замыканий (на плате были очень узкие места, где ЛАТ и припой после лужения мне добавили проблем);
• оптроны TLP627 не смог найти в нужном количестве (а покупать по 1.5$ за шт не стал) - выпаял из старого хлама две штуки сдвоенных TLP627-2 и один на "точку" поставил NEC2561 (хотя напряжение Vce у него заявлено не больше 80В, работает уверенно), если бы не получилось с оптроном - использовал бы "дарлингтон", "точка" из выключателя аппаратуры "Роботрон" производства ГДР, так что тоже вполне "аутентичная", кроме того она не просто горит, она "дымит" как свеча, что только добавляет шарма конструкции часов;
• точность хода у таких часов не очень, т.к. "земля" идёт через всю плату и высоковольтную часть на конденсаторы кварца, поэтому часы могут и спешить и отставать - как повезёт, по совету из форума я отрезал дорожку возле разъёма питания, и "кинул" перемычку;
• к микросхеме UM66T я подбирал пьезик, многие проверенные с ней звучат очень тихо - подойдёт не любой;
• прошивка - это целая история, которую я рекомендую почитать на форуме "РадиоКот", если будете собирать эти часы (но вкратце, автор не-то пожадничал для радиолюбителей, не-то решил насолить конкурентам в лице разных "мастеркитов", которые нагло содрали его часы и стали продавать как свой продукт, и ввёл в прошивку "закладку", которая через 2 недели работы подавала на полевик логическую 1, чем его открывала, IRF840 жутко грелся и/или сгорал, также грелся и мог сгореть дроссель, а ещё и блок питания, если не содержал защиту, т.е. часы превращались в "пожароопасную тыкву")  - я же взял исправленную прошивку и буду внимательно смотреть, как она себя проявит;

Конфигурация контроллера, которая была мной подобрана:

Как только схема стала соответствовать оригинальной, всё заработало (правда, у меня были далеко не все элементы, но я успешно заменил многое на то, что у меня было). Датчика DS18B20 на момент испытаний у меня не было, но это не помешало часам работать и показывать 5 градусов (главное, чтобы резистор подтяжки 4К7 был запаян).

Т.к. я не смог достать все указанные автором детали, а покупать не захотел, то составил список с возможными аналогами (дроссель нужен не меньше 470мкГн, на 270мкГн не подойдёт, оптрон для точки NEC2561, "быстрый" диод SF4007, вместо ВС558 стал BC557, хотя на форуме читал, что не подойдёт, резистор для точки уменьшил до 270К, IRF840 заменил на IRF740, и он не нагревается совсем, как и дроссель на 470мкГн):

Микроконтроллер (PIC16F628A) и дешифратор с высоковольтными ключами (155ИД1):

Оптрон NEC 2561:

Оптрон TLP627-2 можно заменить на такую схему:

Осталось изготовить презентабельный корпус для часов из текстолита и оклеить его плёнкой под дерево, также собрать блок питания на 5В 500мА с защитой (часы потребляют где-то 250 мА) из расчёта круглосуточной работы часов 24/7.

PS: т.к. прошивка часов мне не понравилась, мне захотелось её "переписать" под себя. В ближайшее время буду изучать PIC16F628 и оценивать свои возможности в этом направлении. Кстати, новая прошивка уже готова для тестирования.