Второй проект восстановления часов на основе перекидных (flip_dot, блинкер) модулей венгерской фирмы Fok_GYEM. Первый находится по ссылке.
Часы были приобретены на Авито, где прошли через несколько рук. По словам владельца, часы ранее висели в одном из залов московского Центрального Телеграфа на Тверской и были демонтированы в процессе ремонта.
Внешний вид часов до начала работ:
Часы состоят из корпуса, сваренного из мощных профилей и толстых стальных листов и 19-ти цифро-буквенных блоков для показа времени(4 цифры), числа и месяца(2 + 2 цифры), а также дня недели (11 букв). По приблизительным оценкам вес часов в собранном виде около 120 кг. Блок управления часами отсутствовал. К счастью, внутри корпуса сохранились кабели, соединяющие блоки, иначе работы было бы в несколько раз больше.
Каждый из цифровых блоков выглядит так:
Размеры примерно 200х115мм, вес блока около 1.7 кг.
К сожалению, из-за многократных перемещений и неаккуратного обращения многие блинкеры на цифрах оказались повреждены. Красным подсвечены сломанные блинкеры, а синим - полностью отсутствующие:
По задумке, конструкция блинкеров предусматривает их легкую замену, да только запасные взять неоткуда.
Каждый блинкер представляет из себя намагниченную шторку, управляемую электромагнитной катушкой. Одна сторона шторки черная, другая покрашена светоотражающей краской. При подаче напряжения на катушку шторка открывается или закрывается, в зависимости от полярности. После снятия напряжения блинкер сохраняет свое положение месяцы и даже годы. На каждом модуле 35 блинкеров, формирующих изображение 5х7 пикселей. Схема цифро-буквенного модуля приведена ниже (для упрощения на рисунке только 4 катушки из 35).
Один контакт всех катушек на модуле обьединен на общий провод Jmain, что исключает применение матричной схемы управления. Реле K1 разрешает или блокирует управление всеми блинкерами модуля, что позволяет управлять несколькими модулями последовательно по одному кабелю.
Как и в прошлом проекте, чтобы не придумывать сложную мостовую схему на каждую катушку, для изменения полярности использован переменный ток. Идея управления передается схемой ниже. Включением нужного блинкера управляем оптосимисторами U3-U6, а полярность сигнала выбирается одним из оптореле U1-U2, включенным через диоды D3 D4.
Далее начинаются отличия нового проекта от предыдущего. Поскольку тут блоков с цифрами в три раза больше, то пришлось ставить более мощный трансформатор и ток через катушки тоже вырос. Чтобы предотвратить их возможный перегрев, я посчитал необходимым снизить длительность импульса тока для переключения блинкера. В прошлом проекте я включал блинкер и ждал полный период переменного тока (20мс), чтобы гарантировано поймать импульс нужной полярности. В новом проекте для уменьшения этого времени был добавлен пиковый детектор, собранный аналогично стандартной схеме детекции нуля. Сигнал на переключение блинкера подается незадолго до максимума положительной волны переменного тока. Чтобы поймать отрицательную волну для обратного переключения сигнал детектора применяется со задержкой на половину периода.
Схема получается довольно обЪемной - 35 оптосимисторов - но при этом простой и дешевой. Оптосимисторы управляются через каскад из пяти сдвиговых регистров - по одному на каждую вертикальную колонку блинкеров. Цифро-буквенные блоки обновляются по одному, выбор нужного блока осуществляется реле К1, управляемыми отдельным каскадом сдвиговых регистров. Центральным "мозгом" системы является плата Ардуино Нано. Код выложен в папке src.
Для сборки управляющего блока использовано три типа плат (нарисованы в Кикаде и изготовлены PcbWave). Первый тип - для размещения оптосимисторов и сдвиговых регистров - взят от прошлого проекта. Таких плат понадобилось три. Вторая плата - плата управления, для Ардуино, реле полярности и соединителей. Так как в новом проекте индикаторных модулей больше, для управления ими пришлось использовать дополнительный каскад сдвиговых регистров, для чего проектировать и заказывать еще одну плату.
проект в сборе перед помещением в корпус:
Цифровые блоки - спереди и сзади:
Часы восстановлены по заказу Музея холодной войны "Бункер-42 на Таганке".