Sprechender Wecker mit IW-18 (IV-18) VFD Röhre

Achtung, Informationen hier sind veraltet. Eine aktuellere Beschreibung findet sich auf hackaday.io, Videos dazu auf Youtube. Die Firmware wurde in C komplett neu geschrieben und ist auf Github unter GPL Lizenz veröffentlicht. Weitere Dokumentation ist leider nicht vorhanden.

Wir schreiben den 17. Februar 2007. Ich bin mal wieder am surfen, lange weile, nichts zum basteln - nebenbei am Chatten.
Habe eine interessante Seite über Nixie und VFD Röhren gefunden.
Man müsste eine neue Uhr bauen!

Wie gesagt, ich bin nebenbei am Chatten.
Mit meiner besten Freundin.
Nen Wecker habe ich ja schon, einen zweiten brauche ich nicht. Aber sie vielleicht!?
Bild: Nahaufnahme Röhre

[...]
Malte: Du hast doch nur so nen langweiligen Analogwecker oder?
Gesa: Ja der tickt
Gesa: Aber der ist super... Der läuft schon seit der ersten Klasse und da steht drauf "Made in W Germany"
Malte: Hmm... Findest denn die VFD Technik schön?
Gesa: Das ist das mit den Röhren, was du mir eben geschickt hast?
Malte: Richtig, leuchtet in hellblau. So wie meine sprechende Uhr. Könntest Dir sowas statt deinem W.-Germany-Wecker vorstellen?
Gesa: Sieht eigentlich ganz Cool aus
Malte: Ja das hat was ne

Das ist doch ein klarer Fall für ein neues Projekt! Und so wird dann nach einiger Pause, Planungszeit und einer Bestellung bei DL9USA am 13. August 2007 die erste Platine fertig:
Bild: Erste PlatineBild: Erste Platine in Aktion

Mit der Ansteuerung des Displays habe ich mir dieses Mal etwas ganz besonderes überlegt. Die Schaltung der alten Uhr ist doch etwas verschwenderisch, vor allem weil die meiste Energie des Step Up Wandlers für die 24V Displayspannung in den Pullup-Widerständen verbraten wird. Auch die Heizung mit Gleichstrom ist etwas unglücklich, da ein Helligkeitsunterschied zwischen linker und rechter Seite des Displays auftreten würde.
Also muss was neues her!

Bild: Schaltung Displayansteuerung

Der Plan: LM9022 - eine Art Leistungs-Operationsverstärker von National Semiconductor als VFD Driver IC angeboten. Dieser erzeugt ein schnelles Rechtecksignal um das Display zu beheizen. Die Ausleuchtung damit ist angenehm gleichmäßig. Weiterer positiver Nebeneffekt: Laut Datenblatt kann man mit einer Vervielfacherschaltung aus Shottky Dioden und Kondensatoren gleich noch die Segment/Gitterspannung mit erzeugen.
Nun muss die Segment und Gitterspannung nur noch ans Display gelangen. Hier kommt ein spezieller VFD Treiber von Dallas / Maxim zum Einsatz. Der MAX6921 braucht fast keine Beschaltung. Er beinhaltet ein Schieberegister, kombiniert mit High Volt Ausgangsstufe. Displayspannung ran, 3 Leitungen um das Schieberegister anzusprechen (plus eine für Blanking) und 17 Leitungen zu den Gittern und Segmenten der Röhre. Fertig! Und das ohne irgendwas an unnötiger Leistungsverschwendung.

Jetzt fehlt noch das Wichtigste: Der Microcontroller. Die Entscheidung fällt mal wieder nicht schwer - ATMEL! Der AT Mega16 bietet mit seinen 16KB Flash ROM ausreichend Speicherplatz für die Firmware und hat alles integriert was noch interessant werden könnte: Analog-Digitalwandler, Timer mit PWM Ausgängen und und und.
Außerdem haben alle Mega AVRs einen Befehlssatz der das Manipulieren des Flash Programmspeichers durch die Software selber zulässt. Somit wird ein Bootloader geschrieben damit die Uhr problemlos per USB (Mit einem FT232 auf die serielle RS232 Schnittstelle umgesetzt) updatebar ist!

Bild: Schaltung Prozessorteil

Zu guter letzt ist hier noch eine Batteriegepufferte Realtime Clock und ein Temperatursensor vorgesehen. Beide stammen von Dallas / Maxim: DS1307 (I2C RTC) sowie DS75 (I2C Temperatursensor). Durch die Pufferbatterie braucht man die Uhrzeit nicht neu stellen wenn der Strom mal ausfällt.

Bild: ZeitanzeigeBild: DatumsanzeigeBild: Temperaturanzeige
Am 15. August laufen dann auch schon die Grundfunktionen der Software - Zeit, Datum und Temperaturanzeige.

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