PROJEKT CZYTELNIKA
Dział  Projekty Czytelników zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze odpowiedzialności za prawidłowe
działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż sprawdzamy poprawność konstrukcji.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie, że artykuł jest własnym
opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację w tym dziale wynosi 250, zł (brutto) za 1 stronę w EP.
Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do dokonywania skrótów.
Termometr pokojowy
Projekt
210
z lampami Nixie
Pierwsze lampy Nixie
zaczęto stosować już
w połowie dwudziestego
wieku. Używane przez
wiele lat w rozmaitych
urządzeniach zostały
niemal całkowicie
wyparte przez nowsze
wyświetlacze VFD oraz
LED. Zapomniane
przez kilkadziesiÄ…t
lat, powtórnie wróciły
do wykorzystania
w projektach retro
tworzonych przez
elektroników hobbystów
oraz dla szerszego
grona odbiorców, dzięki
pojawiajÄ…cym siÄ™ coraz
częściej projektom
komercyjnym.
Wykaz elementów
Rezystory:
Zaprojektowane urządzenie dużego napięcia między anodę ustawione prostopadle do coko-
R1: 0,68 V
pełni rolę pokojowego termo- i jedną z katod powoduje zapłon łu. Żywotność lamp Nixie mieści
R2: 180 V
metru retro, który może ozdobić wyładowania jarzeniowego i po- się w przedziale od 5& 100 tys.
R3: 330 V
R4: 150 kV każde wnętrze. Użycie dwóch jawienie się poświaty w pobli- godzin zależnie od producenta.
R5: 1 kV
lamp pozwoliło zmniejszyć koszt żu katody odwzorowującej jej
R6: 10 kV
wykonania projektu oraz daje kształt. Zasada działania
R7: 4,7 kV
możliwość wykorzystania mniej- Po zjonizowaniu gazu napię- Schemat ideowy termometru
R8, R9: 33 kV
sze ilości lamp. Termometr został cie miedzy anodą i katodą spada przedstawiono na rysunku 1.
Kondensatory:
zaprojektowany na małej płytce, do nieco niższej wartości zwanej Sercem układu jest mikrokon-
C1: 100 mF/25 V
C2, C3, C5, C9& C11: 100 nF
może być zasilany wtyczkowym napięciem pracy, dlatego w sze- troler ATmega8A pracujący na
C4, C8: 10 mF/16 V
zasilaczem 12 V o wydajności reg z anodą włącza się rezystor wewnętrznym oscylatorze RC
C6: 1 nF
prądowej minimum 150 mA. ograniczający prąd. Zbyt duży o częstotliwości 1 MHz. Do po-
C7: 4,7 mF/250 V
prąd anodowy może znacznie miaru temperatury zastosowano
Półprzewodniki:
Lampy Nixie zmniejszyć żywotność a nawet cyfrowy czujnik DS18B20 za-
D1: UF4007
U1: LM78L05 Lampy nixie należą do grupy uszkodzić lampę. Po obniżeniu pewniającym pomiar w zakresie
U2: MC34063
lamp gazowych wypeÅ‚nionych napiÄ™cia poniżej napiÄ™cia gaÅ›- od  55 do 125°C z maksymalnÄ…
U3: ATmega8A TQFP32
gazem szlachetnym zazwyczaj nięcia gaz zostaje zdejonizowany rozdzielczością 12 bit. Układ U1
U4, U5: 74141 lub K155ID1
neonem. Najczęściej w ich skład i znika poświata przy katodzie. wraz z zestawem elementów ze-
U6: DS18B20
wchodzi 10 katod w kształcie Wyróżnia się lampy z odczytem wnętrznych stabilizuje napicie
T1: IRF740
cyfr od 0 do 9 oraz anoda. Ist- czołowym, w których katody są 5 V do zasilania części cyfrowej
Inne:
CON1: złącze śrubowe ARK500/2
nieją również lampy umożliwia- ustawione równolegle do cokołu termometru. Ze względu na wy-
L1: 100 mH/0,5 A
jące wyświetlanie liter oraz zna- lampy oraz lampy z odczytem sokie napięcie zapłonu lamp
V1, V2: IN14
ków. Pojawienie się odpowiednio bocznym, w których katody są nixie zastosowano przetwornice
52 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2013
Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów
oznaczonych w wykazie elementów kolorem czerwonym
Termometr pokojowy z lampami Nixie
Rysunek 1. Schemat ideowy termometru
zaporową podwyższającą na- się do napięcia zasilania na sku- dowy lamp jest ograniczony do
pięcie na kontrolerze MC34063. tek, czego dioda zaczyna prze- 1,25 mA za pomocą rezystorów
Tranzystor MOSFET T1 wraz wodzić ładując kondensator do R8 i R9 o rezystancji 33 kV. Ste-
z rezystorem R3 rozładowującym napięcia wyższego niż wyjścio- rowanie lampami przebistatycz-
bramkę pełni rolę klucza. Pod- we. Dzielnik napięcia złożony ny z użyciem dedykowanych ste-
czas przewodzenia tranzystora z rezystorów R4 i R5 tworzy pęt- rowników 74141 zawierających
dławik L1 magazynuje energię le sprężenia zwrotnego, dzięki dekoder BCD/1 z 10 oraz tranzy-
w postaci pola magnetycznego, której układ utrzymuje stabilnie story wysokonapięciowe. Takie
a dioda D1 jest spolaryzowana za- napięcie wyjściowe. Do wyświet- rozwiązanie nie wymaga żad-
porowo zabezpieczając konden- lania temperatury wykorzystano nych dodatkowych elementów
sator C7 przed rozładowaniem. radzieckie lampy z odczytem do sterowania lampami z pozio-
Po otwarciu tranzystora w cewce bocznym IN14 (ros. 14) o na- mu logiki 5 V. Cyfrowy czujnik
indukuje się napięcie dodające pięciu zapłonu 170 V. Prąd ano- dokonuje pomiaru temperatury
z rozdzielnica 12 bit, co 2,5 s.
Aby wyeliminować ewentualne
błędy czujnika wprowadzono za-
kres akceptowanych temperatur
od 10 do 50°C. Wszystkie warto-
ści z poza zakresu są uznawane
jako błędne i niewyświetlane,
ponieważ termometr został przy-
stosowany do pomiaru tempera-
tur pokojowych. W przypadku
zniszczenia lub braku czujnika
program resetuje co pewien czas
magistralÄ™ 1wire i czeka na do-
Å‚Ä…czenie termometru. Wszystkie
operacje konwersji temperatury
Rysunek 2. Schemat montażowy termometru zostały oparte na przesunięciach
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2013 53
500 000 produktów w ofercie
PROJEKT CZYTELNIKA
Fotografia 3. Zmontowaną płytka od strony ścieżek
rÄ…ce powietrze oraz odpowiedniego topnika.
Montażu można dokonać również zwykłą
stacją lutowniczą wyposażoną w specjalny
grot minifala lub zwykły grot szpilkowy
stosując cynę o niewielkiej średnicy. Fotografia 5. Efekt  zatrucia katody
Na fotografii 3 przedstawiono zmonto- spowodowany zużyciem się lampy
waną płytkę od strony ścieżek. Przy montażu
należy zwrócić uwagę, aby nie zrobić zwar- wodowany zużyciem lamp. Aby zniwelować
cia między wyprowadzeniami oraz aby nie ten efekt wystarczy zwiększyć prąd anodowy
uszkodzić termicznie układu. Po wlutowaniu zmniejszając rezystancję rezystorów anodo-
mikrokontrolera należy wlutować wszystkie wych. Układ po złożeniu nie wymaga kali-
zworki oraz kolejne elementy w kolejności bracji i jest gotowy do pracy. Powinien być
od najmniejszych po największe. Należy pa- zasilany stałym napiciem 12 V, choć małe
miętać, aby użyć metalizowanego rezystora różnice napięcia nie wpłyną negatywnie
jako zabezpieczenia przed przekroczeniem na jego działanie. Nie podłączając czujnika
prądu szczytowego Ipk przetwornicy (tj. rezy- lampy nie zostaną włączone, a jeśli w trakcie
stor R1). Kondensator C1 najlepiej wlutować pracy z jakiś powodów zerwie się połącze-
Fotografia 4. Lampa w podstawce  na leżąco , aby wysokość elementów mieś- nie z czujnikiem na wyświetlacza pozostanie
ciła się poniżej cyfr lamp nixie. wcześniejsza wartość. Ze względów bez-
bitowych. Cześć ułamkowa jest pozyskiwana Czujnik temperatury DS18B20 charak- pieczeństwa a także walorów estetycznych
w operacji reszty z dzielenia i jest zaokrągla- teryzuje się bardzo dużą czułością, dlatego termometr najlepiej umieścić w drewnianej
na według obowiązujących zasad matema- jego pomiar może zostać zafałszowany po- obudowie. Na fotografii 6 przedstawiono
tycznych. przez grzejące się elementy. Aby uniknąć przykładową obudowę wykonaną z drewna.
tego efektu najlepiej podłączyć go na ze- Krzysztof Gońka
Montaż i uruchomienie wnętrznym przewodzie wlutowując specjale [e-mail]
Na rysunku 2 przedstawiono schemat mon- gniazdo z tyłu układu. Zamiast układu 74141
tażowy układu. W projekcie zastosowano mi- można wlutować łatwiej dostępny radzie-
krokontroler ATmega8 w obudowie TQFP32, cki odpowiednik K155ID1 (ros. 1551).
dlatego najlepiej przed wlutowaniem zapro- Na samym końcu należy wlutować lampy.
gramować go w odpowiedniej podstawce. Najlepiej umieścić je na specjalnych pod-
Bitów konfiguracyjnych nie należy ustawiać, stawkach, z którymi były produkowane
ponieważ program opiera się o ustawienia (fotografia 4). W prezentowanym układzie
fabryczne. Istnieje kilka technik montażu użyto nowych lamp nixie (tzn. NOS  New
powierzchniowego układów w obudowach Old Stock), dlatego prąd, jaki jest potrzeby
TQFP. Jedną z nich jest użycie stacji na go- do zaświecania lampy jest mniejszy.
Stosując używane lampy można
REKLAMA
zauważyć efekt  zatrucia
katody (fotografia 5),
który jest spo-
Fotografia 6. Przykładowa obudowa wykonana z drewna
54 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2013