Descripción de un reloj nixie

Descripción

Indicador Mecanismo DCF77 GPS Función de alarma y interruptor Pulsadores

Indicador

la hora precisa indicado por el prototipo

El reloj tiene 6 tubos para indicar las cifras (A, B, C, D, E, F),
una bombilla de neón (G) para indicar el estado del reloj y una bombilla de neón (H) para vigilar la señal.
Los tubos de nixie sirven para indicar lo siguente:

Hora	Hora (A, B), Minuto (C, D) y Segundo (E, F)
Fecha	Día (A, B), Mes(C, D) y año (E, F)
Hora del alarma	Hora (A, B), Minuto (C, D) y Segundo (E, F)
Hora del comienzo del interuptor	Hora (A, B), Minuto (C, D) y Segundo (E, F)
Hora de la terminación del interuptor	Hora (A, B), Minuto (C, D) y Segundo (E, F)
Horas de la operación (resetables)	Horas enteras (A, B, C, D, E, F)

Se puede atenuar el brillo de los tubos permanentemente y durante dos intervalos seleccionables diariamente.
Con esta medida puede apagar los tubos por el día para cuidarlas. En la noche se puede ajustar un brillo agradable. Así la vida de los tubos se prolonga.
Después de alimentar el reloj con corriente (reset) el brillo está a 100% hasta que el reloj ha sincronizado o fué ajustado manualmente, independientemente de los valores en el setup.

La hora

La hora es indicado sin el primer cero en el tubo A con 6 decimales.
Luz permanente de la bombilla G y H indica que el reloj ha sincronizado.

La hora del cuarzo es indicado sin cero primero en el tubo A con 6 decimales.
La bombilla G luce una vez cada 2 segundos mostrando que la hora no es la precisa hora.
La bombilla H luce según la señal entrada DCF77 o GPS.

Se puede ajustar la transición entre las cifras cambiando el intervalo de superposición: de transiciones duras hasta una superposición suave.
La superposición empieza con un segundo nuevo, así la hora indicada sigue con atraso la hora verdadera por la midad del intervalo de la superposición.
Para ver las superposiciones haga clic sobre la foto.(DIVX AVI 86KB)

Fecha

La fecha se indica en los tubos A y C sin ceros.
Las bombillas G y H lucen permanentemente como separador entre día, mes e año.

Temperatura

La temperatura se indica en los tubos B,C,D y E sin ceros.
La bombilla G luce con temperaturas bajo cero, la bombilla H luce permanentemente como separador entre grados y decimogrados.
El ejemplo indica -3,7 grados.

La hora del alarma

Para distinguir la hora de la alarma de la hora actual se indica con cero primero.
Las bombillas G y H lucen intermitentemente una vez cada 2 segundos.

La hora del comienzo del interruptor

Para distinguir la hora del comienzo del interruptor de la hora actual se indica con cero primero.
La bombilla G luce permanentemente.

La hora de la terminación del interruptor

La bombilla H luce permanentemente.

Horas de la operación (resetables)

Las horas de operación resetables se indican como horas enteras sin ceros primeros.
Las bombillas G y H quedan apagadas.

Multiplexado

Los tubos nixie estan controlados sequencialmente.
~~Cada tubo se prende 470 veces por segundo.~~ Desde software 2.1 se puede ajustar la frequencia del multiplexado por el NCC.
Las bombillas de neón estan controlados permanentemente por proprias salidas del controlador.
El brillo de los tubos es controlada por la duración cíclica del voltaje an el ánodo de cada tubo sin cambio en el procidimiento de la multiplexación.
Con un voltaje auxiliar de 85 voltios en los cátodos se reduce la modulación cruzada y la radiación.
Así los cátodos no pueden tomar función de ánodo dentro de la matriz.
Esta medida evita imágenes fantasma.
También es importante para una larga vida de los tubos en la multiplexación y favorece a una projección clara y rica en contrastes.

El multiplexado de los tubos tiene algunos desventajas, las cuáles no deben ser callados aquí:
1. produce interferencias que afectan negativamente a la recepción del DCF77 y
2. no funciona silenciosamente; los tubos tienen un zumbido suave.
Las ventajas como cableado simple, componentes baratos, facil control de brillo y superposición para mí son suficientes que rechace una construcción de un reloj a base de módulos de la memoria convencionalmente.
No se podría notar la desventaja del reducido brillo maximo hasta hoy, totalmente el contrario.
Con la corriente eficaz idéntica del ánodo el brillo de un tubo multiplexado parece más claro.
Informe:
Controlar el brillo de los tubos por su voltaje del anódo lleva desventajas consígo:
Reducir la tensión de operación hace el indicador borroso, o sea la zona entre el plasma illuminada y el gas oscuro se desdibuja y las cifras no estan cubiertoas totalmente de plasma illuminada (el cátodo no esta perfectamente iluminado)
Encima la temperatura y la edad de los tubos influien a estos efectos.
No es permitido la supresión de cifras, p.e. de ceros primeros, por dejar suelto los cátodos con el voltaje del ánodo todavía activado.
Porsupuesto no se debe omitir un tubo dentro del proceso múltiplex tampoco porque de esta manera se eleva la corriente eficaz de los demás tubos. (+20% al omitir un tubo ¡Atención a los datos de operación!)
Informaciónes detalladas para el uso de los tubos dan las Burroughs referencias del uso.

Mecanismo

El mecanismo funciona autónomo a base de un oscilador de cristal de cuarzo.
En el modo de hora de cuarzo (después de ajustes manual o de un reset) el reloj intenta permanentemente una sincronización con señales de entrada.
Este modo indica el reloj con luz de 0.5 ciclos por segundo en la bombilla G (la bombilla de neón a la izquierda) y funcionando la bombilla H segun la señal de entrada.
Si ocurrió una sincronización, las bombillas G y H lucen permanentemente y el reloj funciona a base del oscilador de cuarzo hasta el proximo punto de sincronozación. (intervalo ajustable por NCC)
El mecanismo cuenta los segundos, genera la hora en el modo 24h, la fecha con la consideración de los años bisiestos, aumenta cada 10 minutos los dos contadores de funccionamiento por el factor 10 minutos y controla el alarma, el interruptor y el atenuador del brillo.
¡ No existe una cuenta de las horas de la operación dependiente al brillo !
Solamente con el brillo ajustado a 0% ambos contadores de funccionamiento paran.
Eso da de simple manera una vista general del período de la operación de los tubos.
Los contadores estan complatas con 218450 horas (aproximadamente 25 años) y paran en este momento.
Para poner en función nuevamente hay que borrar el EEPROM.
La cuenta comienza otra vez con cero, los valores del setup deben ser renovados.
Todos los datos se almacenan en el EEPROM sobrescribiendo en tres localizaciones diferentes para asegurarlos contra un apagón y un EEPROM "corrompido". Por esta medida es capaz de llegar probablemente mediante decisión mayoritaria a datos validos.
El controlador se da cuenta de datos invalidos y los repara después de un reset o de lecturas del EEPROM.

DCF77

Con una conexión a una señal de un receptor externo el controlador descifra la hora, la fecha y varias informaciones adicionales.
Se interpreta los bits de paridad de la señal de DCF para evitar errores.
Es posible ajustar un offset en horas enteras a la hora de DCF77 para usar el reloj en otro huso horario o para indicar la hora de otro huso horario.
¡ El reloj toma la hora con el offset solamente después de una sincronización nueva !

En los lugares siguientes hay la posibilidad de recibir la señal del transmisor DCF77:
Gran Bretaña, Portugal, Islas Canarias, Islas Azores, Irlanda (todos 1h diferencia hacia atrás) o
Grecia, Turquía, Chipre, Finlandia, Bulgaria, Rumania, Estonia, Letonia, Lituania (todos 1h diferencia hacia adelante)
Hay acuses de recibo DCF77 de Israel, Yemen, India y ¡ Canadá !
Cabe duda si es posible recibir la señal con un pequeño módulo de receptor.
Paga atención que afuera de Alemania el cambio del horario pasa a otras fechas.

En noviembre de 2003 intenté de recibir la señal en Paraguay. Llevé dos módulos receptor, uno de CONRAD sin modificaciones e el otro equipado con una antena de barra de ferrita de 15 centímetros activa.
Desafortunadamente no recibí durante 3 semanas con ninguno de los dos módulos la señal.

GPS

Por esa razón ampliamos en octubre 2006 el software para sincronizar a la señal de la sistema GPS.
El reloj espera del receptor el telgrama RMC en el protocolo NMEA. Los parametros del interfaz estan: 5 V amplitud, 4800 Baud, 8 databits, 1 startbit, 1 stopbit ningún paritybit. Así la majoria de los receptores lleva el señal.
Sí el receptor no provee un pulso PPS, el telegrama RMC tiene que estar exactamente de esa manera: "hhmmss.sss". Los "sss" después del coma y el coma estan importante. El coma determina si el reloj usa el PPS o no lo usa. Con el coma el reloj no espera el PPS. Sin coma y sin pulso PPS el reloj indica permanentemente SYNC-ERROR porque esta esperando el pulso PPS.
Las señales de los satellites llevan sólamente la hora UTC sin información adicional sobre la hora de verano. Con el ajuste de un offset existe la posibilidad de indicar la hora local de casi cualquier país del mundo. Para que el reloj cambié automaticamente a la hora de verano y vice versa estan puesto en una tabla las reglas del cambio de algunas regiones del mundo. Con el NCC puede ajustarla facilmente.
Para la toma de un cambio entre la referencia de la hora (DCF o GPS) hay que apagar el reloj por un rato (reset).

Función de alarma e interruptor

El reloj tiene una salida del alarma y una salida del interruptor.
Un zumbador esta connectado a la salida del alarma del controlador.
El interruptor es una etapa de transistor con colector abierto con un corriente maximo de 500mA.
Las salidas del alarma y del interruptor estan apagadas después de un reset. Con una sincronización o un ajuste manual se activan las dos funcciones.
La función del alarma está siempre activado.
Para desactivar alarma es necesario ajustar la hora del alarma exactamente a 00:00:00 o el intervalo del alarma a 0 segundos.
¡Con otros valores la alarma es activada!
Pasando la hora del alarma el PORT B4 (pin 5 del controlador) produce una señal de 2 hertz por un intervalo preseleccionable.
En el caso de una atenuación a 0% durante el alarma el brillo es puesto al 100%.
Una acción a qualqier pulsador termina el alarma.
¡No hay repetición del alarma!
La función del interruptor de hora está también siempre activado.
Para no activar ningún acción, la hora del comienzo del interuptor debe ser idéntico a la hora de la terminación.
Con valores diferentes se activa la funcción puntual.
Ajustar el comienzo a una hora más tarde que la hora de terminación es permitido. Así es posible tener en funcion el interruptor durante medianoche.

Pulsadores

p El reloj posee 2 pulsadores
Estan controlados por el software y producen un tono corto sí.

éstos son para consultar:	y el ajuste manual de:
Fecha	Hora
Temperatura	Fecha
Hora del alarma	Hora de la alarma
Horas de comienzo y terminación del interruptor	Horas de comienzo y terminación del interruptor
Horas de operación

Una acción muda al pulsador con el brillo al 0% cambia el brillo al 100% por el "Intervalo de volver".
Una acción largo plazo al Pulsador 1 cambia entre los modos indicador apagado y indicador puesto.

Consultas

En el modo normal del reloj esta indicada la hora.
La operación funciona como lo siguente:
Accionando al pulsador 1 los tubos muestran la fecha, los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
accionando al pulsador nuavamente dentro del "Intervalo de volver" los tubos muestran latemperatura. los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
accionando al pulsador nuavamente dentro del "Intervalo de volver" los tubos muestran las horas resetables de funcionamiento. los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
N-vezes acccionando al pulsador pone los datos siguentes a los tubos:

n=1	Fecha
n=2	Temperatura
n=3	Horas resetables de funcionamiento
n=4	Hora (situación normal)

Accionando al pulsador 2 los tubos muestran la hora del alarma,
los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
accionando al pulsador nuavamente dentro del "tiempo de volver" los tubos muestran la hora del comienzo del interruptor,
los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
accionando al pulsador nuavamente dentro del "tiempo de volver" los tubos muestran la hora de la terminación del interruptor,
los tubos automaticamente vuelven a indicar la hora después del "Intervalo de volver".
N-vezes acccionando al pulsador pone los datos siguentes a los tubos:

n=1	Hora de la alarma
n=2	Hora del comienzo del interruptor
n=3	Hora de la terminación del interruptor
n=4	Hora (situación normal)

Ajuste manual

Para cambiar datos manualmente hay que seleccionar los datos en los tubos, accionando el pulsador correspondiente, para cambiar su valor.
Accionando durante el "Intervalo de volver" por más de 2 segundos a ambos pulsadores ahora cambia el reloj al modo de ajuste manual.
Este modo el reloj indica variando el brillo de los tubos correspondentess.
Los datos actuales de las células de memoria son la base para el aumento con el pulsador 1.
Pulsador 1 aumenta la célula de memoria respectiva (hora, minuto, segundo, año, mes, día) con cada acción por 1.
Con una acción permanente al pulsador 1 el controlador incrementa el valor automaticamente con 8 tics/seg. hasta dejar el pulsador.
Un desbordamiento en la célula de memoria no produce una transferencia en la célula de memoria más alta.
La entrada de una fecha sucede en el orden: año, mes, día.
El reloj no accepta un formato inválido.
Una acción al pulsador 2 cambia a la célula de memoria más alta.
Aquí puede incrementar otra vez por pulsador 1.
Haber entrado a todas las células una acción al pulsador 2 vuelve el reloj al modo normal.