От момента публикации статьи про мои первые часы на газоразрядных индикаторах прошел почти год. Буквально сразу после запуска железа и более-менее рабочего ПО поступил отзыв о конструкции: «Прикольно получилось, но…. Если бы были в smd исполнении, я бы и себе сделал…». Поразмыслив над этими словами принялся за дело.
Smd так smd. Так как программное обеспечение первых часов было уже готово, хоть и в стадии отладки, решил использовать его для этого проекта. Поэтому железо надо унифицировать. Собственно, для унификации особо многого и не требовалось. Необходимо было сохранить микроконтроллер такой же архитектуры и типоряда (ATmega8, ATmega168 или ATmega328), сохранить функциональные назначения лапок и применить ту же периферию для управления лампами. Микроконтроллер остался такой же как и в предыдущей версии — ATmega168, а вот исполнение в форм-факторе TQFP-32, вместо платы Arduino pro mini. Вся остальная обвязка осталась прежней, кроме источника питания, но про это позже. Смотрите схему:
Так как это будет мини версия часов, то и элементов на плате должно быть минимум, следовательно, и платы будут минимальных размеров. Поэтому источника питания, понижающего трансформатора 220 — 12, на плате не будет. Решено было применить стандарт питания портативных устройств, а именно 5В через разъем микро USB. Так как блок питания предыдущей версии был собран на полевом транзисторе IRF840, я попытался применить его и сейчас. Было проведено ряд экспериментов, на каком питающем напряжении он будет уверенно открываться. Путем подбора дросселя и частотозадающего конденсатора, в обвязке микросхемы 34063, я смог добиться уверенной работы при напряжении питания 5,5В и ни капли ниже. Но это не вписывается в стандарт напряжения USB +/-5% (4.75В — 5,25В).
Значит решил делать два каскада преобразования с 5 до 12В и с 12 до 180В. И естественно выбрал дросселя в SMD исполнении. Мое решение потерпело фиаско… Нет, оно заработало, я даже сперва прыгал и хлопал в ладоши, но потом начал осознавать все проблемы. Во-первых, ощутил значительный нагрев микросхемы преобразователя и дросселя в первом каскаде, можно было палец обжечь. Во-вторых, при переключении питания на китайскую USB зарядку, устройство отказалось запускаться, мерцало и потухало, непонятно посвистывала сама зарядка. Параметры зарядки были 5В 500 мА, как раз по стандарту старенького компьютерного USB порта. При подключении к зарядке с током в 1А, устройство завелось.
Мм да…. Жуткий нагрев отдельных составляющих и потребление около 1А — это провал… Пришлось переосмыслить сделанное. Необходимо было подобрать полевик для работы с напряжением логического уровня — 5В. Вот, что нашлось, IRL640:
- Напряжение пробоя сток-исток 200 В
- Максимальное напряжение затвора 10 В
- Ток стока 17.0 А
- Заряд затвора 66.0 нКл
- Рассеиваемая мощность 125.0 Вт
Напряжение пробоя, конечно, впритык. Но наперед, скажу, работает. Напряжение ламп выставлено 180В. В итоге применения этого транзистора позволило избавиться от первого каскада повышающего преобразователя, тем самым повысить КПД всей схемы. Ниже переведены печатные платы уже с использованием IRL640:
Ну, ладно, конструктивные прорехи немного оставим в стороне. Заказал платы у того же человека, что и в прошлый раз. Качеством изготовления доволен на все 100%:
Процесс пайки smd компонентов, запаивал с помощью самодельной ИК станции:
Оценивайте результат:
А теперь все вместе.
Запаял Dip элементы
Платы между собой соединяются по средству многожильных проводов в фторопластовой оболочке, марку не помню. Я даже не помню, что эта сборка делает у меня на верстаке в сарае.
А здесь испытания с переделанной схемой питания:
Опробования завершены, все элементы установлены на свои места. В процессе экспериментов smd дросселя попортил постоянной перепайкой, поэтому пришлось искать обыкновенный и просто приклеить его к плате. Корпуса пока нет и в ближайшее время вряд ли предвидеться, по разным причинам. А пока его нет, платы установлены на металлические лапки.
«Готовая» конструкция:
Функционал полностью идентичный большому собрату (ссылка_1, ссылка_2, ссылка_3), кроме наличия приемника, здесь его нет. Приемник можно добавить отдельной платой, но это значительно увеличит габариты устройства. Прошивка универсальная, отличие лишь в наличии кварца в обвязке микроконтроллера, в smd версии он отсутствует и это надо учесть при прошивке.
И ниже небольшое видео получившегося:
3dx 
Уведомление: AURORA. Nixie clock. First step. | 3dx