Logikgatteruhr

[haxdraht]

Hallo,
ich möchte hier mein letztes Projekt vorstellen: Eine Uhr aus Logikgattern und VFD Anzeige.
Normalerweise bau ich sowas mit Mikrocontrollern aber die Herrausforderung, das ganze nur mit Logikgattern zu schaffen war dann doch sehr verlockend. Stilecht ist dann auch keine Siebensegment LED-Anzeige zum Einsatz gekommen, sondern ein VFD welches man multiplexen muss.
Die Aufgabe war also nicht nur die Netzfrequenz zu zählen, sondern auch eine hohe Frequenz zu erzeugen um das Multiplexing flimmerfrei hinzubekommen.

Für mich war das eigentliche ansteuern des VFD auch erstmal ein grosses Rätsel, da es sich bei so einem Display immerhin um eine Elektronenröhre handelt. (Spannungen, Ströme, etc.) Aber einige Stunden googeln und chatten mit freundlichen Forenkollegen brachten dann die erkenntnis. (Vielen Dank nochmal an dieser Stelle!)

Zuerst kam also ein Testaufbau der einzelnen Stufen auf dem Steckbrett. Davon habe ich allerdings keine Bilder.
Danach machte ich mich an den Schaltplan und das erstellen des Layouts. Allerdings wurde mir sehr schnell klar, dass eine Platine nicht ausreicht und ich die ganze Schaltung auf 3 Platinen aufgeteilt hab.
Hier die Platinen:
1. Netzteil, Displaytreiber und Diodenmatrix

2. Buffer

3. Teilerkette, Frequenzaufbereitung und ein bischen Zusatzlogik


Nächster Schritt war das Fräsen der Platinen:




Löten:



Nachdem alles fertig war, hab ich dann noch gefühlte 200 Fehler aus der Schaltung gebügelt und nun läuft die Uhr perfekt.



Die Uhr nutzt als einzige Taktquelle die Netzfrequenz. Um das Multiplexing zu ermöglichen, hab ich mehrere Frequenzverdoppler eingesetzt. Der erste ist der Gleichrichter der schonmal 100Hz erzeugt. Dann kommen noch zwei XOR Verdoppler um auf 400Hz zu kommen.
400Hz mit 4 Ziffern macht eine Multiplexfrequenz von 100Hz und flimmert somit nicht. Danach wird die Frequenz per Dekadenzähler auf 1Hz runtergeteilt und weitere Dekadenzähler bilden dann die eigentliche Uhr.
Die Ausgänge der Dekadenzähler weden über die Buffer mit der Multiplexfrequenz auf die Anzeige geschaltet.

Was noch fehlt ist ein Gehäuse aber da hab ich noch keine grosse Vorstellung... und somit ist das Projekt für mich erstmal fertig.
Vielen Dank fürs lesen!

[Turbine]

Sehr schön gemacht !

[Kuddel]

Sehr schön. Den Testaufbau hätte ich gerne gesehen.
Wie lange warst Du dabei?

[Fritzler]

Die Schaltpläne wären noch schön
Denn ich hab da demnächst ach was vor mit VFDs, daher bräucht ich da auch maln paar Ansteuerungsinfos.
Dazu muss der INT Ausgang nur einmalig auf 1Hz gestellt werden.

Die Diodenmatrix ist dann der Binär auf 7Seg Wandler?
Herzlichen Glückwunsch zur reErfindung des DiodenROMs

Als Taktquelle für 1Hz lassen sic h auch RTCs nutzen, sonst geht die Uhr wieder falsch wenn die aufm Balkan wieder zu viel Säft ziehen.
DS3231 als Board vom Chinesen zB.

Schönes Projekt jedenfalls, nur so lernt man was.

[haxdraht]

Vielen Dank euch allen
Insgesammt hab ich 2-3 Wochen für das Projekt gebraucht. Ich hab aber auch nicht jeden Tag was daran gebaut.
Der Testaufbau war eigentlich recht unspektakulär. Ich hab nicht die komplette Uhr aufgebaut sondern immer nur einzelne Segmente: die ersten 3 Stufen der Teilerkette, der Frequenzverdoppler, das VFD. Die Buffer hab ich garnicht vorher aufgebaut.
Der grösste Aufwand war eigentlich nur die Frequenzverdopplung da es mit meinen Analogkentnissen nicht soo weit her ist. Ich hab halt alles per Oszilloskop ausgemessen und mit Potis so hingedreht wie ich es brauch (..und nach jedem Verdoppler erstmal eine Gradebügelstufe um wieder auf 50% duty cycle zu kommen)

edit: Den Schaltplan muss ich noch etwas überarbeiten. Dann stell ich den hier aber gerne rein.

[haxdraht]

Hier noch ein Video von der Bedienung:
https://youtu.be/MVJVrvVH4oQ

Und der Schaltplan:

teiler_verdoppler.7z

(1.22 MiB) 113-mal heruntergeladen

bufferstage.7z

(476.71 KiB) 103-mal heruntergeladen

display_power.7z

(754.28 KiB) 101-mal heruntergeladen

[Gobi]

Ich hab je echt keine Ahnung von so was, aber sehr schöner Aufbau - das gibt mir eine Vorstellung wie so was aussehen kann

[haxdraht]

Es geht weiter:

Nachdem ich ein schönes Gehäuse für die Uhr gefunden hab, hab ich mich heute mal an die Frontplatte gemacht:

Mit kleinen IGOR-schaltern und alten Tastern bekommt die Uhr einen Retro-look
Der Text ist eingefräst und mit Edding schwarz ausgemalt.

So sieht das ganze Teil aus:

Die Halterung für den Trafo ist noch in der mache und folgt in kürze.

[haxdraht]

Der Trafohalter ist jetzt auch fertig:

Somit ist das Projekt abgeschlossen.

[Sir_Death]

cooles Projekt.

Einzig, den Pin am Trafo neben dem N würde ich auch noch Isolieren. Nicht dass mal der Stecker andersrum in der Dose Steckt, und dann irgendetwas einen Schluß gegen L hat...

P.S.: Den Trafohalter würde ich beim nächsten mal so konstruieren, dass die beiden Schrauben links nicht auf abscheren belastet sind, sondern die obere Platte auf den seitlichen Ständer drückt...


EDIT: Moooooment. Ist das ein Blechgehäuse? - Wo ist der PE???? - Im Anschlusskabel ist keiner... - dringend ändern! Du willst doch nicht, dass von deinem Gerät potentiell eine Gefahr aus geht. - Oder?

[haxdraht]

Der leere pin am Trafo ist garnicht belegt. Da muss nix isoliert werden.

Und der PE wird vielleicht irgendwann(tm) mal nachgerüstet

[Finger]

Schutzklasse II. Zuleitung mechanisch gut sichern und dann passt das schon

[Bastelbruder]

Schutzklasse ist ok, ich würde vielleicht die andere Seite der Primärwicklung noch etwas einpacken. An der Stelle bin ich keine so gute Sicht auf die Wicklung gewohnt.
Und der nicht belegte Stift ist natürlich belegt, dort befindet sich da tatsächliche Ende der Primärwicklung und zwischen den benachbarten Pins ist der in der Wicklung vergrabene PTC angeschlossen.

[haxdraht]

Schutzklasse ist ok, ich würde vielleicht die andere Seite der Primärwicklung noch etwas einpacken. An der Stelle bin ich keine so gute Sicht auf die Wicklung gewohnt.
Und der nicht belegte Stift ist natürlich belegt, dort befindet sich da tatsächliche Ende der Primärwicklung und zwischen den benachbarten Pins ist der in der Wicklung vergrabene PTC angeschlossen.

Die hintere abdeckung vom trafo musste ich entfernen da ich noch eine dritte Wicklung für die Filamentheizung aufgewickelt habe. Dabei ist diese leider zerbröselt.
Ich sehe aber auch kein Problem da das Gehäuse ja zu ist und man da nicht drankommt.

Und der leere Pin ist wirklich nicht belegt... kein PTC oder sonstwas. Nur die Wicklung.
Ich hab mal das Makroobjektiv ausgegraben und Beweisfotos gemacht: