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DCF-77 Nixie Uhr

 
Aufgabenstellung
Wenn man solch ein Projekt beginnt macht man sich im Vorfeld am besten einen Plan um das Entwicklungsziel festzulegen. Im Falle der DCF-77 Uhr waren das :

-   keine Assembler Programmierung
-   große Anzeigen
-   DCF-77 Empfang und manuelle Einstellmöglichkeit
-   Weckerfunktion
-   Temperatur Anzeige
-   PC-Schnittstelle
-   Standard Bauteile
-   kein Step-Up Regler

Dieser Plan führte zu folgenden Entscheidungen :

-   programmiert wird mit BASCOM in Basic, zur Übertragung in den Microprozessor kommt Ponyprog zum Einsatz.
-   IN-1 Nixie werden eingesetzt
-   für die Temperatur Messung kommt ein DS18S20 zum Einsatz mit 1Wire Bus
-   ausser dem Atmega8 µProz. kommen nur noch 3 ICs zum Einsatz (LM7805, MAX232, SN74141)

Netzteil
Ohne Strom ist nix los in dem Ührschen. Benötigt werden zwei Spannungen +5V für die Logikbausteine und +200V für die Nixies. Von einer Hochspannungserzeugung mit Step_up Regler habe ich abgesehen um den DCF-77 Empfang nicht unnötig zu stören. Nach langer Suche habe ich den idealen Trafo bei Tube-Town in Pirmasens gefunden. Der Trafo liefert 6,3V/600mA und 200V/15mA, der ideale Trafo für das Projekt. Die Schaltung des Netzteiles ist nicht aufregend Standard halt. Wichtig ist der 100k Widerstand im Hochspannungsteil, da der Trafo zum hochlaufen im Leerlauf neigt es könen bis zu 350V anliegen ohne Last.

Logik
Herzstück ist der Atmega8 von Atmel in der 16MHz Variante. Die komplette Programmierung erfolgte mit BASCOM in Basic. Programm und Hexfiles werde ich in einer Linkliste am Ende des Beitrages bereitstellen. Mit nur einem SN74141 wurde die Ansteuerung der Nixies im Multiplexbetrieb realisiert. Das Timing für das Multiplexen der Nixies war eine ziemliche Frickelei. Insgesamt habe ich das Timimg für 3 Nixie Typen ermittelt IN-1 / IN-12 / IN-17. Ein großes Problem sind Geisterzahlen die durch das Zündverhalten der Nixies bei falschem Timing erzeugt werden. Vorallem das Abwarten des Spannungsabbaues an der Nixie ist entscheidend.   
Als DCF-77 Empfänger habe ich mich für den Empfängr von Reichelt entschieden, er ist zwar teuerer als die Conrad-Variante hat aber bedeutend bessere Empfangseigenschaften und ist störfester.
Sollte kein DCF-77 Empfang möglich sein kann die Uhr über die Schalter auf der Rückseite der Uhr von Hand gestellt werden. Sind alle Schalter oben so ist das Normalbetrieb. Der Schalter Zeit/Datum wird zur Umschaltung zwischen Zeit und Datumseinstellung verwendet. Die drei Schalter rechts daneben sind zur Handeinstellung der Zähler. Der Schalter Zeit/Alarm links daneben dient zur Einstellung der Weckzeit. Der Alarm kann mit dem Stundenschalter abgeschaltet werden, kurzer Druck genügt. 
Die Anodenspannungen werden mit Transistortreibern geschaltet.  Die Transistoren bilden gleichzeitig eine Strombegenzung für die Nixies.
Der MAX232 erzeugt die für die RS232 Schnittstelle notwendigen Pegel. Zum PC-Anschluß genügt ein 3 poliges Kabel (RX, TX, GND).

Hyperterminaleinstellung :
-   Emulation VT100
-   19200, N, 8, 1

Die Daten die ausgegeben werden können leicht im Basic-Programm
geändert werden.
Der Temperatur Sensor DS18S20 wird im 3 Draht Modus angesteuert. BASCOM bietet hierfür extra Befehle an zur Ansteuerung des Sensors.
Die Uhr zeigt nicht nur stur die Uhrzeit an sondern es werden in einem festen Rhythmus auch Datum und Temperatur angezeigt. Zu jeder 49. Sekunde wird für 5 Sek. die Temperatur angezeigt. Zu jeder 55.Sekunde wird das Datum angezeigt für 5 Sek.

Programmierung
Der µProz. Atmega8 wird über ein serielles Kabel programmiert. Als SW habe ich Ponyprog eingesetzt. Die Schaltung des Programmieradapters findet sich im Schaltbild der Uhr. Wichtig ist die richtige Einstellung der FUSEBITS des µProz. Die korrekte Einstellung findet sich auf der Schaltbild Seite als Screenshot.

Das Basicprogramm Version 2.4
Das compilierte Hexfile Version 2.4

Platine
Alle Bauteile sind auf einer verkürzten Europakarte untergebracht Abmessungen 100 x 144mm. Wer eine Platine oder einen programmierten Prozessor benötigt dem bin ich gerne behilflich E-Mail genügt.


Viel Spaß beim nachbauen.

Salu Hans Borngräber
Versuchsaufbau








Erste Platinenversion IN-17 noch ohne manuelle Einstellbarkeit






Das Endprodukt (IN-1 Variante) mit allen Funktionen