«Годинник, який не цокає» з Китаю з японським дисплеєм

На продовження оглядів різних цікавих речей із Тао вирішив написати огляд того, що замовив просто "для душі" — частково з цікавості, частково тому, що мені ну дуже подобаються всілякі VFD (ВЛІ) екранчики. Та й не варто, мабуть, забувати, що вважається: кожен радіоаматор-початківець має зібрати власний годинник :)
Звісно, це в мене не перший годинник, але, коли збираю щось подібне, згадую той перший — на КР145ИК1901. Словом, сьогодні буде радше ностальгічний огляд на тему годинників.


Під час чергових мандрів просторами ТоаБао випадково натрапив на крамничку, де були представлені різні VFD-дисплеї, а також пристрої з ними. Схоже, продавець торгує всіляким залізяччям із розбирання, бо вигляд деяких речей просто гнітючий. Мабуть, тому я й вирішив «врятувати» хоча б деякі з них.
І, власне, один із дисплеїв входив до набору «збери годинник сам», хоча поняття «набір» у цьому випадку дуже умовне, адже процес радше нагадував квест.

Товари від продавця надійшли в кількох пакунках, бо замовляв різне. Плата годинника та індикатор були окремо, і я навіть, коли розпаковував посилку, трохи засмутився, адже за задумом дисплей мав бути в комплекті.

Згодом він знайшовся: його просто запакували в один пакунок з іншими дисплеями, також замовленими в цього продавця. Але про них розповім іншим разом.


Словом, маємо набір: VFD-дисплей і друковану плату з комплектом компонентів.


Висипаємо вміст на стіл, і ви, мабуть, уже здогадалися… У комплекті немає інструкції. Та що там інструкції — хоча б елементарної схеми чи просто монтажного креслення. Лише набір деталек.


Друкована плата: зовні якість непогана, принаймні виглядає приємно.


Плата двостороння, розроблена 2014 року.



Якщо придивитися уважніше, видно, що якість усе-таки кульгає: перехідні отвори далеко не по центру своїх «п’ятачків», але в цьому випадку це не має особливого значення.


Компоненти, що входять до набору.


1. Основою годинника є мікроконтролер STC15W401AS, також використовується драйвер VFD-дисплея STF16360EN і RTC DS3231.
2. Також поклали шість транзисторів і SMD-світлодіод.
3. Дрібні резистори, діоди, конденсатори та стабілітрон.
4. Ну і трансформатор, кілька електролітичних конденсаторів, фоторезистор, ще один світлодіод і фотоприймач.


Як я вже писав, схеми в комплекті не було, тож довелося збирати все радше інтуїтивно. Тому спочатку я вирішив припаяти те, у чому впевнений якщо не на 100, то хоча б на 99%.
Куди паяти мікросхеми, і так було зрозуміло. Також я розпізнав діодний міст і місце для стабілітрона. Пара транзисторів із маркуванням Y1 явно стоїть в інверторі — це було зрозуміло зі схемотехніки. Другий транзистор у такому самому корпусі більше ніде не встановити, великий конденсатор лише один, і місце на платі для нього теж одне. А дрібні керамічні конденсатори мали однаковий номінал і за кількістю відповідали посадковим місцям на платі.


Перед монтажем драйвера дисплея звернув увагу, що він, найімовірніше, був у вжитку: на деяких виводах залишився припій.


Ось, власне, що вийшло в результаті. Тут видно не всі блокувальні конденсатори — частина з них на зворотному боці.


Ще були три транзистори: два p-n-p і один n-p-n.
Маркування того, що це n-p-n провідність, я навіть не став шукати, адже його можна було встановити лише в коло керування іншим транзистором.
А от із парою тих, що залишилися, було складніше: однаковий корпус, однакова провідність. Пошук за маркуванням і корпусом показав, що це:
Y2 - SS8550 - pnp 25В/1,5А
BA - 2SA1015 - pnp 50В/150мА або BCW61A - pnp 32В/100 мА


При цьому один транзистор керує пищалкою, другий підключений до дисплея. Також можна помітити, що другий транзистор (BA) розрахований на вищу напругу, отже, саме він і підключений до дисплея (VFD-дисплеям зазвичай потрібна напруга понад 20–25 Вольт).

Чиста дедукція :)


З резисторами все було значно гірше: на платі немає жодного маркування, посадкових місць менше, ніж резисторів, — два зайві.


На сторінці продавця знайшлася фотографія зібраного пристрою, на якій сяк-так вдалося розгледіти номінали деяких елементів. Стало трохи легше, але далі знову довелося підключити логіку й трохи знань зі схемотехніки.


З більшими компонентами проблема була радше в тому, що і в якій послідовності паяти, аби одне потім не заважало іншому.
Хоча ні, одна проблема все-таки була, і доволі серйозна, — трансформатор. Знову ж таки, підключаємо логіку: схема інвертора — пуш-пул, трансформатор розрахований на підвищення напруги з 5 до 20–30 Вольт.
Обмоток чотири:
Первинна силова — розділена на дві частини, має мати менший опір
Первинна зворотного зв’язку — одинарна
Вторинна високовольтна — одинарна, опір помітно вищий, ніж у первинної.
Вторинна розжарювання — розділена на дві частини, має низький опір.

Знаючи, що і куди підключати, без проблем зрозумів, як установити трансформатор. Пізніше на кількох фото я розгледів, що ключ каркаса всюди спрямований в один бік, і це підтвердило мою здогадку.


Єдина проблема, яка виникла, — полярність пищалки. Судячи з того, що я бачив, вона явно мала бути зворотною; на це вказує і провідність транзистора, який нею керує. Але тут питання вирішилося простіше: пищалка мені взагалі не потрібна, тому я навіть не став її паяти. Також не паяв і фотоприймач, бо пульта все одно немає.


Дисплей — це те, заради чого я й вирішив зібрати цю конструкцію.


Маркування — LD8140, цілком можливо, що його справді виготовлено в Японії. Але мало того, дисплей універсальний: розрахований як на динамічний, так і на статичний режим роботи, хоча це було зрозуміло вже за кількістю доріжок від драйвера та за самим драйвером. Найчастіше застосовують динамічну індикацію: вона потребує менше виводів і від дисплея, і від драйвера, але статична іноді сприймається оком трохи приємніше.


Трохи ближче. Уже потім помітив, що ниток розжарювання всього дві. Чомусь очікував побачити три за такого розміру.


Насправді, навіть якби я переплутав номінали резисторів, найімовірніше, нічого страшного не сталося б — ну, може, працювало б трохи не так, як задумано.
Загалом підключаємо до блока живлення й бачимо, що годинник, схоже, все-таки намагається працювати. Струм споживання при цьому невеликий, отже, явних помилок у складанні немає. Але чомусь працює він якось дивно: то світяться всі сегменти, то не всі, то йдуть, то не йдуть.
Почав уважніше оглядати паяння й помітив кілька непропаїв — від мікроконтролера, через які годинник то працював, то ні, і від драйвера до дисплея, через що не світилася пара сегментів. У всьому винна погана якість лудіння або те, що плата довго лежала просто неба.


Усе запаяв, плату промив — більше проблем не було, тепер можна показати, що вийшло. До речі, усі компоненти відразу встановив правильно, нічого перепаювати не довелося.


Батарейки в комплекті не було, виколупав її з якоїсь материнської плати.


Збирання завершено, годинник працює, працює й автоматичне регулювання яскравості.
Крім того, ви напевно звернули увагу на те, що для підключення використовується кабель USB. Під час спроби підключити до комп’ютера кілька разів спалахують світлодіоди й з’являється повідомлення, що пристрій не розпізнано.
Обидва світлодіоди підключені до ліній даних, тому, власне, і блимають під час підключення. В інтернеті знайшлася інформація про схожі годинники: вони можуть синхронізуватися з комп’ютером для автоматичного встановлення часу за міткою часу Unix, але як нею користуватися, я не знаю.


Наскільки я розумію, основне керування здійснюється з пульта, якого в комплекті немає. На ньому має бути налаштування будильника, обнулення секунд і ручне регулювання яскравості. Мені ж доступні лише дві кнопки: одна переводить годинник у режим налаштування годин або хвилин, друга перемикає формат часу 12/24 години.
Коли вже готував фото для огляду, помітив, що на деяких кадрах секундні точки мають проміжну яскравість, хоча на око гаснуть миттєво.
Тут може здатися, що дисплей світиться блакитним, але насправді він має звичніший зелений колір.


Під час роботи згадав, що десь на балконі лежить ще пара годинників, відправлених туди за непотрібністю. Не полінувався, порився в шухлядах і знайшов їх, а під’єднавши живлення, з’ясував, що вони ще й працюють :)
Ліворуч — на базі КР145ИК1901, живлення від 12 В, використовувалися як таймер увімкнення/вимкнення навантаження.
Праворуч — на базі КА1016ХЛ1, просто годинник.


Другий годинник живиться від мережі через гасячий конденсатор, далі — інвертор із 15 В до потрібної годиннику напруги. Гальванічна розв’язка є, хоча відстань між первинною та вторинною сторонами така, що можна сказати: її майже немає.
Зроблено ще в минулому столітті, та ще й із платами, намальованими рейсфедером, — загалом, ще той морок.


У мене є ще один годинник із набору «Старт», тільки у варіанті з корпусом. Збирав його приблизно 30 років тому, і він досі справно працює та має пристойну точність. Налаштовував його ще під час навчання в технікумі — добре, що там був непоганий частотомір.

Щодо цього годинника можу сказати, що це, звісно, по-своєму цікава річ: передусім фірмовий дисплей, правильне живлення нитки розжарення, резервна батарея, живлення від 5 В, автоматичне регулювання яскравості, статична індикація та просто непогана якість роботи. Але за повну відсутність інформації для складання та й узагалі будь-якої документації продавцеві мінус. Як так можна продавати набори?
Далі добре було б зробити для нього корпус, але поки не маю ідей, який саме. Можна з акрилу, але мені не дуже подобається; з дерева — якось банально, з металу навряд чи зроблю нормально. Коротше, ще думаю.