Часы ИТВ-4

от Do Better · 29.07.2021

Хочу поделиться с Вами исполнением часов на лампах ИВ-9 в блоке от самолета ТУ-154. На корпусе имеется надпись ИТВ-4, видимо этот блок так и зовется! На родном месте это и были часы, выполненные на жесткой логике. Человек, заказавший у меня переделку, захотел использовать их как настольный аксессуар, который показывал бы время и температуру, в зависимости от режима. При этом нужно было сохранить функцию регулировки яркости свечения ламп. И еще одним условием была энерго независимость, я подразумеваю, под этим сохранение счета времени, после отключения основного питания.

Лампы.

Но тут нужно сказать, повезло! Раньше я сталкивался только с газоразрядными индикаторами, для питания которых, вынь да положь 180В! Здесь все ну очень удобно, для питания можно использовать питание 5В (строго говоря не более 4.5В, но об этом далее), т.е. ту же линию, которая используется для работы основных микросхем.
Лампа представляет собой колбу с вакуумом, в которой расположены восемь нитей накаливания. Таким образом, ИВ-9 имеет общий вывод, и восемь сегментных. Для вывода какой либо информации, необходимо «запитать» общий и соответствующие сегментные выводы. Полярность подключения значения не имеет. В моем случае, я подключил вывод 1 к плюсу питания (напряжение питания, в моей схеме, изменяется для регулировки яркости ламп) а сегментные выводы соединял с землей.

Теперь по поводу управления лампами. Заказчик настоял на статической индикации, следовательно, у нас будет «куча» управляющих сигналов (7выводов*4лампы). Для увеличения количества выводов я применил четыре сдвиговых регистра 74HC595, выводы которых подключены к четырем микросхемам ULN2003. Микросхема ULN2003 представляет собой, набор из семи транзисторных ключей. Каждый транзисторный ключ имеет в базе ограничительный резистор, так что можно смело цеплять выходы от сдвигового регистра напрямую к управляющим входам uln-ки.

Схема.

Основная рабочая лошадка – mega8. Её работа заключается в опросе либо датчика температуры – DS18B20 либо часов реального времени DS1307 и вывод информации на лампы, посредством записи необходимого массива в сдвиговые регистры. Так же при срабатывании одной из четырех кнопок, меняется соответствующий разряд в часах, либо минутах. Секунды при изменении часов или минут обнуляются. При одновременном нажатии первой и четвертой кнопки устройство переходит в режим отображения температуры. Подробно, можно посмотреть на видео. Все четыре кнопки «сидят» на одном прерывании, после срабатывания которого, определяется, какая кнопка нажата, вот пример такой реализации:

Схема устройства:

Это первая часть работы, на которой нет регулировки яркости ламп – они горят на «полную». Все питание устройства – 5В. В таком варианте часы можно запитать даже от USB порта! На схеме так же не отображены лампы, для их подключения нужно их аноды соединить с плюсом питания, а сегментные выводы через токоограничивающие резисторы (ток сегмента не должен превышать 19мА) соединить с выводами L(1)_1 …. L(4)_7. При регулировки яркости, аноды ламп и выводы номер 9 микросхем ULN2003 соединяем не с плюсом питания, а к выходу схемы регулировки питания.
Схема для регулировки яркости:

На вход (INPUT+;INPUT-) подаем постоянное напряжение 7-9В. Линейный стабилизатор 7805 стабилизирует напряжение до 5В, которое используется для питания микроконтроллера, часов реального времени, сдвиговых регистров и датчика температуры.
Линейный стабилизатор LM317 – используется для реализации регулировки яркости. При номиналах R1-3.9кОм, и RS_1,RS-2 переменный резистор на 10кОм напряжение 5V_ADJ_OUT будет меняться в зависимости от сопротивления переменного резистора от 2.5 до 4.9В. На LM317 нужно поставить небольшой радиатор, я буквально за 10 минут сделал такой, как на фото, который вполне справляется с охлаждением. Материал – небольшая часть от корпуса CD-рома: