Big 7-segment clock

Some time ago I got my hands on a bunch of white 5mm LEDs from some broken LED flashlights. They were of very low quality, so I didn’t want to use them for lighting purposes. Instead I decided to build a clock from them. I started by sanding them one by one so that they can be seen from the side and they don’t blind you if you look straight into them. After that I arranged them on a piece of protoboard so that they form numbers that look like huge 7-segment displays. To give the clock a better look, I painted the protoboard with black spray paint and added a clear layer afterwards. The sanding makes the LEDs look white which provides a good contrast to the black protoboard.

LEDs arranged, but not soldered yet

The LEDs are arranged so that two LEDs form a single segment of the 7-segment display. This causes some problems with directly driving the display with shift-registers. Two white LEDs in series require more than 6 volts to fully light them. This is more than a standard shift-register can handle. Instead of using transistors to drive the display, I decided to use four SN74LS247. These chips are BCD to 7-segment drivers that can handle up to 15 volts and are driven by normal 5 volt signals. I used one of these chips for each of the clocks four numbers. Four decoders with four input signals each left me with a total of 16 data lines that I had to control. Using two 8bit shift-registers in series reduced the amount of data lines to only two (data and clock). In the end I could control the whole display with only four pins of a microcontroller: data, clock, colon and PWM for the brightness. I decided to mount the ICs and the resistors below the display so they can be seen from the front and they fill the empty area on the protoboard.

For the first tests I used an Arduino to test the display and find out how good the crystal is for time keeping. Controlling the display proved to be quite easy, but keeping the time did not. As I didn’t want to have my Arduino hanging on the back of this clock for the rest of its life, I switched to an Atmega8 for the clock’s controller. I could have chosen a smaller one, but I had this one lying around. The Atmega8 allows one to connect a watch crystal to it for better time keeping, so I decided to try that before using a RTC as time source. I tried several crystals from very cheap and used ones to a completely new bought one and they all showed quite some error. In the end I used one of the used ones in combination with the Atmega’s internal caps on the crystal pins AND some external caps. Now the clock is about one second too slow each day which can be compensated by adding one second in software each day.

The rest of the electronics is quite simple: A bridge rectifier, some caps and a 7805 for the µC as well as a 7808 for the LEDs. Two buttons connected to the Atmega8’s INT0 and INT1 with a 100nF cap each(to prevent bouncing) allow you to set the time. A resistor and a LDR from an old alarm clock allow the Atmega to measure the ambient light and dim the display accordingly. A cap connected to this voltage divider prevents quick changes in the measured light and allows smooth changes without using software for that part. The PCB that holds the Atmega8, the buttons and the voltage regulators is mounted behind the display board.

To make the clock usable, I took the clear plexi glass from a long gone 386 notebook display, sanded one side and bent it twice using a heat gun. The plexi is mounted in front of the display so that it covers the display and improves its readability. At the same time it protects the display from dust and it provides a stand for the whole clock. Because of the plexi, the time can now be read even in a bright room and the size of the numbers allows the clock to be read from far more than only across the room.

And here are the long-awaited photos:

Front

Back

with programmer connected

exposed to bright light

in normal/low light

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Verbesserung Autoradio

Hier zur Abwechslung mal ein kurzer Post:

Ich habe mir vor einiger Zeit ein neues Autoradio gekauft. So eins mit allem, was dazugehört, aber von einem NoName-Hersteller. Im Gegensatz zum „Markenradio“, das ich davor eingebaut hatte, ist das auch nicht nach einem Monat kaputt gewesen, sondern funktioniert immernoch.
Nur einen Nachteil hat so ein Farb-TFT-Touch-Screen:
Bei Nacht blendet das Display so, dass man von der Straße nicht mehr viel sieht. Die spontane Lösung dafür wäre „Helligkeit der Displaybeleuchtung verringern“, aber dann lässt sich das Display bei Tageslicht kaum noch ablesen und nachts leidet der Kontrast. Außerdem ist es recht aufwendig, „mal eben“ die Helligkeit zu verändern. Eine andere Lösung musste also her!

Zunächst ging ich davon aus, dass die Hintergrundbeleuchtung aus einer CCFL besteht. Also müsste nur mittels eines kleinen Schalters die Stromversorgung des Inverters unterbrochen werden. Nachdem ich die Frontblende geöffnet hatte, stellte sich jedoch heraus, dass die Beleuchtung aus LEDs bestand. Zu meinem großen Vorteil wurde sogar ein richtiger LED-Treiber verwendet um die benötigte Spannung zu erzeugen. Und ein weiterer Zufall wollte es, dass das Datenblatt dieses Treibers online zu finden war und einen „Output-enable“ Pin auflistete.
Alles was ich tun musste, war nun also, die Steuerleitung mittels eines kleinen Schalters zu unterbrechen und schon ging die Hintergrundbeleuchtung aus. Ein kleiner Schalter fand sich schnell und etwas Sekunden- und anschließend 2-Komponenten-Kleber später war der Schalter fest verbaut. Für den Schalter wurde eine Ecke in die Platine gefeilt und wenig später war das Werk vollbracht!

Wenn man nicht weiß, dass sich an der Frontblende ein kleiner Schalter befindet, wird man diesen auch nicht bemerken, wenn man im Auto sitzt. Wenn man aber weiß, wo sich der Schalter befindet, so lässt sich mit einem Handgriff, ohne den Blick von der Straße zu nehmen, die Hintergrundbeleuchtung ein- oder ausschalten. Seit ich den Schalter eingebaut habe, mache ich die Beleuchtung aber nur noch an um den Sender oder das aktuelle Lied zu wechseln. Oder natürlich um mit dem N64 zu spielen. Aber dazu später mehr…

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Festnetz-Handy

Was macht man, wenn man ein altes Handy und ein altes Festnetztelefon rumliegen hat, die man eigentlich beide nicht mehr verwendet? Etwas neues daraus, genau!
Genaugenommen ist die Idee zwar nicht neu, aber das Ergebnis ist trotzdem sehenswert.
Das Gehäuse kennen die Meisten von euch bestimmt. Dieses Telefon stand früher mal in bestimmt jedem deutschen Haushalt. Das genaue Herstellungsjahr weiß ich aber spontan nicht. Die Elektronik im Inneren wurde größtenteils entfernt und durch ein Nokia 5110 ersetzt. Da die Tastaturmatrix von Telefon und Handy nahezu identisch aufgebaut sind, fiel die Verkabelung auch nicht besonders schwer aus. Die größte Änderung am Tastenfeld war das Hinzufügen von zwei Reed-Schaltern für die Tasten * und #, die zwar vorgesehen, jedoch nicht bestückt waren. Dazu kamen noch jeweils ein kleiner Magnet in der entsprechenden Taste. Ja, bei diesem Modell wurden wirklich Reed-Schalter verwendet. Bei anderen Geräten dieser Baureihe habe ich jedoch meistens normale Schalter vorgefunden.
Mikrophon und Lautsprecher wurden mit dem Hörerkabel verbunden, das heißt, es werden die originalen Bauteile im Hörer weiterverwendet. Ein auf die originale Telefonplatine geklebter Mikroschalter ersetzt die originale Menütaste des Handies. Der originale Gabel-Schalter kennt nur die Schaltstellung „aufgelegt“ und „abgenommen“. Für das Handy wird aber ein kurzer Tastendruck benötigt , um ein Gespräch anzunehmen oder zu beenden. Daher erschien mir das als die sinnvollste Möglichkeit. Ist der Hörer halb abgenommen, so betätigt ein Plastikteil des originalen Gabel-Schalters den Mikroschalter.
Die Ladebuchse, sowie die Power-Taste wurde an der Stelle angebracht, an der normalerweise das Telefonkabel aus dem Gerät kommt. Für das Display wurde ein Ausschnitt im Gehäuse gemacht und die drei zusätzlichen Menütasten (Clear, Hoch, Runter) darunter angebracht. Da sich die originale Displaybeleuchtung auf der Hauptplatine befindet, das Display aber über ein Verlängerungskabel angeschlossen ist, wurde mit ein paar grünen LEDs eine wesentlich hellere Beleuchtung gebaut. Bei früheren Basteleien wurde außerdem das Display invertiert.

Damit sich die Vorfreude auch gelohnt hat, hier nun ein Bild des fertigen Telefons:

Und wie funktioniert das Ganze?

Ich würde sagen: Ganz einfach!
1. Telefon aufschrauben, SIM-Karte einlegen
2. Telefon zuschrauben[, Akku laden]
3. Einschalten mit Power-Taste an der Geräterückseite
4. wie jedes andere Nokia 5110 bedienen:

Nummer eintippen und Hörer abnehmen.
Nach dem Gespräch einfach den Hörer wieder auflegen.
Alternativ lässt sich mit den hoch/runter Tasten das Telefonbuch durchblättern und dann eine Nummer wählen.

Leider hat das Gerät noch einige Probleme, die ich, wenn ich die Zeit dazu finde, beheben werde, sofern möglich:
– * und # funktionieren nicht immer => korrekten Sitz der Magnete prüfen
– schlechter Empfang/Störungen => Drahtantenne muss durch eine richtige ersetzt werden
– Hörer abnehmen/auflegen wird nicht immer erkannt => Mikroschalter zu kurz betätigt um erkannt zu werden. Abhilfe durch µP oder Logikbauteile
– Akkulaufdauer => alten NiMH durch Li-Ion ersetzen (Akku liegt hier, die Faulheit siegt!)

Beim Umzug meiner Schwester vor einiger Zeit habe ich festgestellt, dass das Telefon perfekt in die mittlere Ablage auf dem Armaturenbrett des neuen Mercedes Sprinters passt:

Leider wurde ich damit nicht telefonierend von der Polizei angehalten. Die Gesichter hätte ich gerne gesehen! Allerdings machen die Leute neben einem im Stau große Augen, wenn man das Telefon aufs Armaturenbrett stellt und lostelefoniert!

Weitere Ideen, die durch dieses Telefon entstanden sind:
– Telefon mit Wählscheibe und besser erreichbarer SIM-Karte: Teile liegen hier, die Zeit fehlt
– Telefon mit Wählscheibe als Bluetooth-Headset beliebig verwendbar: Telefon liegt ebenfalls hier, Geld für’s Bluetooth-Modul nicht!

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Nixie Clock

Manch einer hat schonmal eine gesehen, vielleicht hat einer von euch auch selbst eine zuhause. Die meisten werden mit dem Begriff Nixie-Uhr aber vermutlich nichts anfangen können, deshalb hier eine kurze, vereinfachte Erklärung:

Eine Nixie Röhre (engl: nixie tube) ist keine Röhre im herkömmlichen Sinn, da sie mit einem Edelgas, im Normalfall Neon, gefüllt ist. Nixieröhren sind im Grunde nichts anderes als optisch ansprechende Glimmlämpchen (die orangenen Dinger, die aus Mehrfachsteckdosen bekannt sein dürften). Anstatt zwei einfachen Stäben sind die Elektroden zu Symbolen, meist den Ziffern 0-9 gebogen. Die andere Elektrode befindet sich vor allen anderen als feines Metallnetz. Wird eine Spannung angelegt, so beginnt das Neon um die jeweilige Ziffer zu leuchten. Nixie-Röhren wurden früher oft als Anzeige bei Messgeräten verwendet, haben sich aber nie gegen die aufkommenden LEDs durchsetzen können.
Wer mehr über Nixie Röhren wissen will, findet etwas bei Wikipedia, oder etwas mehr im englischen Wikipedia. Aussagekräftige, bunte Bilder finden sich zum Beispiel hier.

Nun zum eigentlichen Thema:
Auch ich kannte Nixies früher nicht und bin eigentlich nur durch Zufall drüber gestolpert. Aber irgendwie haben mich die Dinger nicht mehr losgelassen, sodass ich bei ebay eine alte Platine mit 6 gebrauchten Röhren ersteigert habe. Bei den Röhren handelt es sich um ZM1332K von Siemens mit einer Ziffernhöhe von knapp 1,5cm. Das klingt nach wenig, ist aber eine normale Größe. Mir gefallen die Röhren wesentlich besser, als Röhren aus russischer Produktion, da das Metallgitter wesentlich feiner ist und bei Dunkelheit oder Dämmerung nicht mehr wahrgenommen wird. Bei russischen Röhren ist das Gitter meistens grobmaschiger und dicker.

Doch die schönsten Röhren nützen nichts, wenn sie in der Schublade liegen und vergammeln. Also musste eine Ansteuerung her. Hochwertige, auf Anhieb funktionierende Bausätze gibt’s bei nixieclocks.de. Nicht ganz billig, aber trotzdem jeden Cent wert! Da es für meine Röhren keine fertigen Trägerplatinen gab, habe ich mir selbst eine hergestellt. Etwas Eagle, ein bisschen Säure und schon ist sie fertig.
Als nächstes folgt die Wahl des Gehäuses. Alu muss maschinell bearbeitet werden. Plexiglas auch, oder man sollte handwerklich einiges drauf haben, auch was die Elektronik im Inneren angeht. Die Wahl fiel deshalb auf ein Holzgehäuse, das ich auf einem Flohmarkt entdeckte. Eigentlich war das eine kleine Holzkiste, die schon am zerfallen war. Also schnell alles neu verleimt, abgeschmirgelt, Löcher gebohrt, gestrichen, mit Klarlack lackiert und „schon“ haben wir ein Gehäuse. Anschließend muss nur noch die Elektronik im Inneren befestigt werden und die Uhr ist fertig.

Das war 2007…
Der Lack zwischen Ober- und Unterteil hat irgendwann 2010 aufgehört ständig zusammenzukleben und ein Öffnen der Uhr zu erschweren.
ABER: Die Uhr läuft seit Anfang 2007 Tag und Nacht ohne Probleme und ich gehe auch nicht davon aus, dass sich das in den nächsten Tagen plötzlich ändern wird 🙂

Da ich euch nun so lange auf die Folter gespannt habe, gibt’s jetzt auch die wohlverdienten Bilder:


(click to enlarge)
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Herzlich Willkommen!

Freut mich, dass ihr den Weg hier her gefunden habt!

Da die Windows Live Spaces demnächst geschlossen werden, habe ich beschlossen, auch zu WordPress umzuziehen. Die meisten alten Posts habe ich in dem Zuge aber gleich gelöscht, da doch viel Uninteressantes dabei war.

Geplant sind hier in Zukunft Infos über Basteleien und Projekte, mit denen ich mir die Nachmittage fülle. Außerdem werde ich versuchen, alte Projekte hier einzutragen, wenn ich mich motivieren kann, einen Text zu schreiben.
Vielleicht schnuppert ja der eine oder andere mal vorbei, wenn ihm/ihr langweilig ist 🙂
In diesem Sinne:

Viel Spaß beim Lesen!

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Langweilig?

Ja muss des sein, gell?
Brauchts des, gell?
Brauchts DAS ??
Diese Frage stellt sich bestimmt einer, wenn er das angehängte Bild sieht, denn…
Wer immer glaubte, mann könnte nicht mehr, als eine Uhr, eine Lautstärkeregelung und eine „Unterbodenbeleuchtung“ in eine Tastatur reinmodden, dem wird jetzt der Gegenbeweis erbracht:
Nach einem Anfall von Langeweile ist es mir gelungen, noch eine biegbare Lampe in besagte Tastatur einzubauen. Die Lampe benötigt keine zusätzliche Stromversorgung, sondern läuft ebenso wie die UB-Beleuchtung über die +5V vom PS2 Port. Die Lampe besteht aus einer einzelnen weißen LED und war ursprünglich -als Leseleuchte gedacht- als Schnäppchen im 1 € Laden zu finden. Wer denkt, eine solche Lampe tauge wegen des Gehäuses ausschließlich als Leselampe, der soll sich mal dsa Pic angucken. Außerdem muss ich so nicht imemr aufstehen um Licht anzumachen, der Schalter befindet sich schließlich genau über F9 und F10.
Demnächst folgt dann das interne FM-Radio, damit Musik auch ohne zusätzliches Radio oder Web-Stream genossen werden kann =)

Bis dann, euer Bastler

PS: Die LED leuchtet tatsächlich weiß, der blaue Effekt kann auf vielen Fotos von weißen LEDs beobachtet werden.

Tastatur

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