Dokumentation - Nixie Uhr Bausatz Mai2003

Dokumentation - Nixie Uhr Bausatz November 2003
Sicherheitshinweis: Das Gerät steht unter Hochspannung und darf nur in
geschlossenen, berührungssicheren Kunststoffgehäuse betrieben werden! Die VDE
Bestimmungen sind zu beachten!
Rechtliches: Die Schaltungen sind ausschließlich zur privaten Verwendung
freigegeben. Kommerzielle Nutzung der Schaltungen oder Software bzw. Teilen
davon bedarf der ausdrücklichen schriftlichen Genehmigung.
Hinweis: Derjenige, der einen Bausatz fertig gestellt oder eine Baugruppe durch
Erweiterung bzw. Gehäuseeinbau betriebsbereit macht, gilt nach DIN VDE 0869 als
Hersteller und ist verpflichtet, bei der Weitergabe des Gerätes alle
Begleitpapiere mitzuliefern und auch seinen Namen und Anschrift anzugeben.
Geräte, die aus Bausätzen selbst zusammengestellt werden, sind
sicherheitstechnisch wie ein industrielles Produkt zu betrachten.
Teileliste
Used Part Type Designator
==== ====================
1
1M
1
4 MHz
2
B380 C1500
1
5V6
1
4.7uF to 22uF 350-360V
4
10k R16 R17 R18
2
10u-16u 16-25V
4
33k
3
100k
4
100n
1
22n
1
1-100n / 250V
1
330u-470u 16-25V
4
470k
1
7805
2
74141
2
BAT85
3
MPSA42
3
MPSA92
1
PIC16F876
3
Sockel für ICs
Teilenummer
==========
R14
X1 Quarz oder Resonator
D1-D4 / D5-D8 Gleichrichter
D11
C4
R19
C3, C10
R15 R20 R21 R22
R1 R3 R5
C5 C7 C8 C9
C12
C13
C11
R2 R4 R6 R7
IC2
IC3 IC4
D9 D10
Q4 Q5 Q6
Q1 Q2 Q3
IC1
Die Uhrenplatine Bestückungsseite
Die Uhrenplatine fertig gebaut
Die Netzteilplatine
Netzteilplatine fertig gebaut
Bestückungsplan für die Uhren Platine
Bestückungsplan der Netzteilplatine
Schaltplan des Netzteils
Kleiner Lötkurs
Beim Einlöten von Bauteilen in eine Platine hat man es etwas einfacher als beim
Verbinden freier Drähte, weil die Bohrungen das Bauteil an der richtigen Stelle
halten. Aber auch hier unterscheidet sich das Ergebnis je nach Geschick und
Erfahrung. Der erste Bausatz oder das erste Projekt mit einer
Experimentierplatine scheitert vielleicht noch an Lötstellen, die nur so
aussehen, als wäre eine leitende Verbindung vorhanden. Aber mit etwas Übung wird
jede Lötstelle perfekt.
1. Lötzinn und Lötspitze werden gleichzeitig an die Lötstelle geführt. Die
Lötspitze soll sowohl das IC-Beinchen als auch die Platinenfläche berühren.
2. Die Position der Lötspitze wird nicht verändert, bis das Lötzinn die
Berührungsstelle vollständig benetzt. Das dauert je nach Temperatur des
Lötkolbens etwa eine halbe oder eine ganze Sekunde. In dieser Zeit hat sich die
Lötstelle ausreichend erwärmt.
3. Dann führt man die Lötspitze im Halbkreis rechts um das IC-Beinchen herum.
Genau gleichzeitig wird das Lötzinn links herum geführt und gleichzeitig
nachgeschoben, sodass etwa eine Länge von einem Millimeter schmilzt. Die
Lötstelle ist so heiß, dass das dünnflüssige Lötzinn sich durch Adhäsionskräfte
gleichmäßig verteilt.
4. Wenn die richtige Menge Lötzinn verbraucht wurde, wird nun zuerst der
Lötdraht von der Lötstelle abgezogen.
5. Als letzten wird die Lötspitze abrupt zurückgezogen. Das noch dünnflüssige
und durch das Flussmittel geschützte Lötzinn erreicht seine endgültige Form und
erstarrt.
Wenn der Lötkolben die richtige Temperatur hat, dauert der ganze Vorgang etwa
eine Sekunde. Und mit etwas Übung gleichen sich am Ende alle Lötstellen wie ein
Ei dem anderen.
Herstellen der Verbindungen
Wenn Sie das Netzteil und die Uhrenplatinen fertig bestückt haben, prüfen Sie
alle Verbindungen nochmals genau. Jetzt müssen Sie das Netzteil und die
Uhrenplatine mit einem 4 adrigem Kabel verbinden. Bitte geben Sie Acht und
vertauschen nicht die 230 V mit der 5-Volt Leitung!
Die Spannung des Netzteils beträgt 5 und etwa 230-240 Volt, ohne dass die
Röhren angeschlossen sind. Wenn Die Röhren angeschlossen sind, sinkt die
Spannung auf etwa 170-180 Volt.
Verbindung Uhr Netzteil.
Uhrenplatine
mit Tastern , Röhren und Netzteil
Eine fertige Uhr
Übersicht der Softwaremodi bei gleicher Hardware
Modus 1 für 6 Röhren
Anzeigenupdategeschwindigkeit ist 600Hz für alle 6 Stellen, keine flackernde
Anzeige! Die spezielle Eigenschaft dieses Modus das Überblenden der Ziffern in
der maximalen Helligkeitsstufe. Die Verbindungen von der Platine zu den Röhren
werden mit Kabeln hergestellt, damit fast alle Nixieröhren benutzt werden
können.
Modus 2 für 4 Röhren
Anzeigenupdategeschwindigkeit ist 600Hz für alle 4 Stellen, keine flackernde
Anzeige! Die Verbindungen von der Platine zu den Röhren werden mit Kabeln
hergestellt, damit fast alle Nixieröhren benutzt werden können.
Modus 3 für 4 Röhren (Dual Anoden z. B. ZM 1030)
Anzeigenupdategeschwindigkeit ist 600Hz für alle 4 Stellen, keine flackernde
Anzeige! Die Verbindungen von der Platine zu den Röhren werden mit Kabeln
hergestellt, damit fast alle Nixieröhren benutzt werden können.
Modus 4 für 2 Röhren
Die Zeit wird mit Hilfe von nur 2 Röhren angezeigt. Die Stunden werden zuerst
angezeigt, dann die Minuten und so weiter. Die Ziffern werden weich
eingeblendet. Es ist faszinierend, wenn die Ziffern überblendet werden. Dieser
Softwaremodus ist direkt getrieben, also nicht gemultiplexed.
Die Uhr ist Netzfrequenzgesteuert. Die Zeit-Abweichungen sind deshalb sehr
gering.
Version 5.0 – Anleitung
Bein Einschalten blinkt die aktuelle Softwareversion einige Male. Wenn es
zukünftig neue Software-Versionen gibt, graden wir Ihren Pic Baustein up.
Senden Sie einfach das alte PIC und wir machen das Update für Sie.
Die UP-/Dimmtaste ändert die 4 Helligkeitslevel, während die Uhr normal läuft.
Die UP-/Dimmtaste wird auch zum Stellen der Stunden und der Minuten genutzt,
wenn sich die Uhr im Stellmodus befindet. Dazu muss die SET Taste einmal
gedrückt werden. Nach Einstellen der Stunden und Minuten werden die Sekunden
ebenfalls auf Null gesetzt. Ein nochmaliges Betätigen der Set Taste lässt die
Uhr dann normal anlaufen.
Die "Tastenkominationen":
Um die Netzfrequenz zu ändern drücken Sie bitte beim Einschalten der Uhr die
DIMM Taste und halten sie fest. Die Stundenziffern zeigen 60 oder 50 an, das
ist die Netzfrequenz. Lassen Sie die Taste wieder los und die Netzfrequenz ist
geändert und gespeichert. Um auf die andere Frequenz umzustellen, bitte den
Vorgang wiederholen. Die Frequenz bleibt auch nach Ausschalten der Uhr im Eprom
gespeichert.
Um die Betriebsart zu ändern (2-4-6 Röhrenmodus) halten sie bitte die SET Taste
fest und schalten die Uhr ein. Während Sie diese Taste gedrückt halten, können
Sie mit der DIMM Taste die Modi wählen. Nach Auswahl einfach die SET Taste
loslassen und die Uhr hat einen neuen Modus, der für immer gespeichert bleibt.
Folgende Modi stehen zur Verfügung und werden in der Uhr wie folgt angezeigt:
1-2 = 2 Röhren Modus direkt getrieben(kein multiplexing)
1-2-3-4 = 4 Röhren Modus 2x2 mode
1-2-3-4 = 4 Röhren 1x4 dual anode Modus (z. B. ZM 1030)
1-2-3-4-5-6= 6 Röhren Modus 2x3 mode
Sollten Sie die falsche Betriebsart gesetzt haben, werden die Röhren nicht die
oben beschriebene Ziffernfolge anzeigen. Kein Problem, einfach nochmal
einstellen, bis die richtige Reihenfolge angezeigt wird. Es kann nichts
kaputtgehen.
Die Version 5.1 November 2002
Änderungen zur 5.0 Version:
Halten Sie die UP/DIMM Taste gedrückt, und die UHR schaltet in den 12 oder 24
Stunden Modus um. Das Eprom behält die Einstellung auch nach Ausschalten der
Uhr. Zum nochmaligen Ändern, nochmals die Taste für 2-3 Sekunden drücken. Wenn
Sie keine 0 in der Anzeige der Zehnerstunden haben möchten, z.B. 09:12:23
sondern 9:12:23, kappen Sie einfach die Leitung zur 0 an der 10er Stunden
Röhre. PIN4 und PIN5 auf dem PIC 16F876 sind als Ausgänge beschaltet, um
Lämpchen oder LEDs anzusteuern, die im Sekundentakt oder im 2 Sekundentakt
blinken. PIN4 = 0,5 Hz PIN5 = 1 Hz Sie benötigen einen npn (wie Q4) Transistor
und eine Glimmlampe. Wenn Sie LEDs vorziehen, verbinden Sie einfach die LED
über einen 470ohm Widerstand mit PIN4 oder PIN5.Es liegt bei Ihnen, wie Sie die
beiden Ausgänge nutzen.
Software Version 5.2 - Februar 2003
Diese Version beinhaltet jetzt eine automatische Erkennung der Netzfrequenz.
Beim Einschalten wird die Versionsnummer in den 10er Stunden (52) angezeigt,
danach berechnet die Uhr die Netz Frequenz, was durch ein schnelles Durchlaufen
der Ziffern angezeigt wird. Nach dieser Berechnung zeigt die Uhr 52:50 für 50
HZ oder 52:60 für 60 HZ an. Nach 5 Sekunden startet die Uhr bei 00:00:00 im 24
Std.
Modus oder bei 12:00:00 im 12 Stunden Modus. Im 2 Röhrenmodus wird die
Netzfrequenz nicht angezeigt.
Softwareversion: Beim Einschalten blinkt die aktuelle Softwareversion einige
Male. Wenn es zukünftig neue Software-Versionen gibt, graden wir Ihren Pic
Baustein up. Senden Sie einfach das alte PIC und wir machen das Update für Sie.
Dimmfunktionen: Die UP-/Dimmtaste ändert die 4 Helligkeitslevel, während die
Uhr normal läuft.
Stellen der Uhr: Die UP-/Dimmtaste wird auch zum Stellen der Stunden und der
Minuten genutzt, wenn sich die Uhr im Stellmodus befindet. Dazu muss die SET
Taste einmal gedrückt werden. Nach Einstellen der Stunden und Minuten werden
die Sekunden ebenfalls auf Null gesetzt. Ein nochmaliges Betätigen der Set
Taste lässt die Uhr dann normal anlaufen.
Die Betriebsarten: Um die Betriebsart zu ändern (2-4-6 Röhrenmodus) halten sie
bitte die SET Taste fest und schalten die Uhr ein. Während Sie diese Taste
gedrückt halten, können Sie mit der DIMM Taste die Modi wählen. Nach Auswahl
einfach die SET Taste loslassen und die Uhr hat den neuen Modus gespeichert.
Folgende Modi stehen zur Verfügung und werden wie folgt angezeigt:
1-2 = 2 Röhren Modus direkt getrieben(kein multiplexing)
1-2-3-4 = 4 Röhren Modus 2x2 mode
1-2-3-4 = 4 Röhren 1x4 dual anode Modus (z. B. ZM 1030)
1-2-3-4-5-6= 6 Röhren Modus 2x3 mode
Sollten Sie die falsche Betriebsart gesetzt haben, werden die Röhren nicht die
oben beschriebene Ziffernfolge anzeigen. Kein Problem, einfach nochmal
einstellen, bis die richtige Reihenfolge angezeigt wird. Es kann nichts
kaputtgehen.
Software Version 5.3 - für alphanumerische Röhren z. B. für zwei B7971 Röhren:
Die Uhrzeit wird wie folgt angezeigt: erst die Stunden, dann eine kleine Pause,
dann die Minuten und dann die Animation einer Analoguhr. Es sieht fantastisch
aus. All das funktioniert nur deshalb, weil eine besondere Art des Multiplexing
(1:16) verwendet wird. Es ist immer noch genügend Helligkeit vorhanden, um die
Ziffern normal ablesen zu können.
Beim Einschalten zeigt die Uhr die Software-Version 53 für ungefähr 2 Sekunden
an. Dann laufen die Ziffern durch, um die Netzfrequenz zu ermitteln. Diese wird
für etwa 1 Sekunde angezeigt. Danach beginnt die Uhr bei 00:00 im 24 Stunden
Modus und bei 12:00 im 12 Stunden Modus.
Die Uhr hat eine automatische 50/60 Hz Erkennung. Genau wie die Version 5.2.
Stellen der Uhr
Um die Uhr einzustellen, betätigen Sie einfach die SET Taste, dann leuchten die
unteren Balken der Röhre auf, um anzuzeigen, dass der SET Modus aktiv ist.
Jetzt betätigen Sie die UP Taste, um die Stunden einzustellen. (1x drücken =
1Std +) Danach betätigen Sie die Set-Taste, um die Minuten mit der UP Taste zu
stellen. Abschließend die UP Taste drücken, um die Uhr in den normalen Modus zu
versetzen.
Umschaltung 12-24 Std. Halten Sie die UP/DIMM Taste, während die Uhr läuft,
gedrückt, und die Uhr schaltet in den 12 oder 24 Stunden Modus um. Das Eprom
behält die Einstellung auch nach Ausschalten der Uhr. Zum nochmaligen Ändern,
nochmals die Taste für 2-3 Sekunden drücken.
Anschlussbelegung der Röhre
Nur die Leitungen der Röhre mit den Anschlüssen 1-17 auf der Uhrenplatine
verbinden.
Hier sieht man die Leitungen der Uhrenplatine zu den Röhren.
Einfach die Leitungen 1:1 verbinden. 1 auf der Platine ist 1 auf der Röhre usw.
Nur die Leitungen der Röhre mit den Anschlüssen 1-17 auf der Uhrenplatine
verbinden.
Bitte passen Sie die Spannung des Netzteils so an, dass eine Spannung von etwa
170-180 Volt ohne Röhren erreicht wird.
Hier ist der Link:
http://webx.dk/oz2cpu/clock/2x1e.pdf
Software Version 5.4 - Mai 2003
Einzige Änderung: Es kann jetzt auch ein externes Zeitsignal eingespeist
werden, z. B. von einem GPS Empfänger. Die Software erkennt automatisch die
Frequenzen von 1 Hz, 50 Hz oder 60 Hz.
Automatische Erkennung der Frequenz von 1 Hz, 50 Hz oder 60 Hz.
Beim Einschalten wird die Versionsnummer in den 10er Stunden (54) angezeigt,
danach berechnet die Uhr die Netz Frequenz, was durch ein schnelles Durchlaufen
der Ziffern angezeigt wird. Nach dieser Berechnung zeigt die Uhr 52:50 für 50
HZ oder 52:60 für 60 HZ an. Nach 5 Sekunden startet die Uhr bei 00:00:00 im 24
Std. Modus oder bei 12:00:00 im 12 Stunden Modus. Im 2 Röhrenmodus wird die
Netzfrequenz nicht angezeigt.
Softwareversion: Beim Einschalten blinkt die aktuelle Softwareversion einige
Male. Wenn es zukünftig neue Software-Versionen gibt, graden wir Ihren Pic
Baustein up. Senden Sie einfach das alte PIC und wir machen das Update für Sie.
Dimmfunktionen: Die UP-/Dimmtaste ändert die 4 Helligkeitslevel, während die
Uhr normal läuft.
Stellen der Uhr: Die UP-/Dimmtaste wird auch zum Stellen der Stunden und der
Minuten genutzt, wenn sich die Uhr im Stellmodus befindet. Dazu muss die SET
Taste einmal gedrückt werden. Nach Einstellen der Stunden und Minuten werden
die Sekunden ebenfalls auf Null gesetzt. Ein nochmaliges Betätigen der Set
Taste lässt die Uhr dann normal anlaufen.
Die Betriebsarten: Um die Betriebsart zu ändern (2-4-6 Röhrenmodus) halten sie
bitte die SET Taste fest und schalten die Uhr ein. Während Sie diese Taste
gedrückt halten, können Sie mit der DIMM Taste die Modi wählen. Nach Auswahl
einfach die SET Taste loslassen und die Uhr hat den neuen Modus gespeichert.
Folgende Modi stehen zur Verfügung und werden wie folgt angezeigt:
1-2
1-2-3-4
1-2-3-4
1-2-3-4-5-6=
=
=
=
6
2 Röhren Modus direkt getrieben(kein multiplexing)
4 Röhren Modus 2x2 mode
4 Röhren 1x4 dual anode Modus (z. B. ZM 1030)
Röhren Modus 2x3 mode
Sollten Sie die falsche Betriebsart gesetzt haben, werden die Röhren nicht die
oben beschriebene Ziffernfolge anzeigen. Kein Problem, einfach nochmal
einstellen, bis die richtige Reihenfolge angezeigt wird. Es kann nichts
kaputtgehen.
Wichtig
Die Software für den Mikrocontroller wird nicht einzeln verkauft. Sie
unterliegt meinem Copyright. Ich weise hiermit ausdrücklich darauf hin, dass
die angebotenen Bausätze nur von erfahrenen Hobby Elektronikern nachgebaut oder
betrieben werden sollten. Des Weiteren distanziere ich mich von eventuellen
Schäden, die durch Nachbau oder Betrieb entstehen können.
Diese Seiten enthalten zum Teil Hinweise und Schaltungen, die als Beispiele
dienen oder zum Nachbau anregen sollen. Einige der vorgestellten Geräte,
Schaltungen etc. arbeiten mit Netzspannung. Bei Aufbau, Inbetriebnahme oder bei
Messungen und Reparaturen ist besondere Vorsicht walten zu lassen!
Netzspannungen oder andere in Geräten vorkommende Spannungen können tödlich
sein!
Der Nachbau der Schaltungen geschieht auf eigene Gefahr. Die
Funktionstüchtigkeit kann nicht garantiert werden, ebenso wenig die Eignung für
bestimmte Einsatzzwecke. Der Anwender hat die Eignung für seinen Anwendungsfall
selbst zu überprüfen und zu verantworten. Für Schäden, die während oder als
Folge des Nachbaus oder Betriebs entstehen, übernehme ich keine Haftung,
insbesondere - aber nicht ausschließlich - für Schäden, die aus mangelnder
Fachkenntnis entstehen.
Sicherheitshinweis: Das Gerät steht unter Hochspannung und darf nur in
geschlossenen, berührungssicheren Kunststoffgehäuse betrieben werden! Die VDE
Bestimmungen sind zu beachten!
Rechtliches: Die Schaltungen sind ausschließlich zur privaten Verwendung
freigegeben. Kommerzielle Nutzung der Schaltungen oder Software bzw. Teilen
davon bedarf der ausdrücklichen schriftlichen Genehmigung.
Hinweis: Derjenige, der einen Bausatz fertig gestellt oder eine Baugruppe durch
Erweiterung bzw. Gehäuseeinbau betriebsbereit macht, gilt nach DIN VDE 0869 als
Hersteller und ist verpflichtet, bei der Weitergabe des Gerätes alle
Begleitpapiere mitzuliefern und auch seinen Namen und Anschrift anzugeben.
Geräte, die aus Bausätzen selbst zusammengestellt werden, sind
sicherheitstechnisch wie ein industrielles Produkt zu betrachten.