Neonhorloge

Geïnspireerd door Nixie-horloges (zoals deze, deze of deze) leek het me leuk om een horloge te maken met neonlampjes. Deze blogpost toont het resultaat. (Also available in English)

Om ervoor te zorgen dat de batterij langer dan een dag meegaat, zijn de neonlampjes meestal uit. Een lichtsensor¹ wordt gebruikt om te detecteren of de tijd weergegeven moet worden: Door een hand boven het horloge te bewegen, gaan de neonlampjes aan en wordt de tijd weergegeven².

Het horloge toont afzonderlijk de uren en de minuten, na elkaar. Het punt het dichtst bij de plek waar de wijzer zou staan, geeft licht. In het bovenstaande filmpje is het 14:30. Deze pdf legt het uit.

Doordat beide elektroden van de neonlampjes worden afzonderlijk worden aangestuurd, kunnen met 4 lampjes 8 punten licht geven.

Nadat het horloge is aangezet wordt het gelijkgezet. Een computerprogramma verstuurd de tijd naar het horloge door het scherm te laten opflitsen, de lichtsensor op het horloge wordt gebruikt om de tijd te ontvangen.

Er wordt gecompenseerd voor de tijd die het versturen zelf kost, zodat het horloge precies gelijk komt te staan met de klok van de pc.

De batterij van het horloge is herlaadbaar, al moet daarvoor de print uit de horlogekast worden gehaald. Het blijft dus een ‘speciale gelegenheden’ horloge en niet voor dagelijks gebruik. De accu gaat ongeveer 4 dagen mee³, voordat deze herladen moet worden.

De truc om neonlampjes in een horloge te laten passen is zo klein mogelijke neonlampjes in een zo groot mogelijke horlogekast⁴. De horlogekast heeft een diepte van totaal 9 mm, dus de elektronica moest dunner worden dan dat.

De neonlampjes hebben een diameter van 4 mm en zijn daarmee het dikste component aan de bovenkant van de print. De accu is het hoogste component aan de onderzijde en is eveneens 4 mm dik. Zodoende blijft er maximaal 1 mm over voor de dikte van de printplaat. Deze is speciaal wat dunner dan de gebruikelijke 1.6 mm, namelijk 0.8 mm dik.

De diameter van de print is 40 mm. De horlogekast heeft een binnendiameter van net iets meer dan 40 mm voor de eerste 7 mm en 34.5 mm voor de resterende 2 mm net onder het glas.

Het past er dus allemaal keurig in.

Voorop de print zitten de neonlampjes, achterop zit een atmega48P die het horloge aanstuurt, inclusief de voeding van de neonlampjes. De voeding is een boost-converter, rondom een klein transformatortje dat eigenlijk bedoeld is voor cameraflitsers.

Stel gerust vragen in de comments (geen account nodig / je mailadres wordt niet gepubliceerd) – ik heb tijdens dit project notities bijgehouden.

Rest nog een paar foto’s van het horloge te tonen:

Net op tijd voor het nieuwe jaar!

Voetnoten:

1. De lichtsensor is een SFH320 fototransistor, het witte blokje in het midden van het horloge. ↩︎
2. Er wordt naar licht en schaduw gekeken. Het horloge gaat dus ook af en toe ‘spontaan’ aan. ↩︎
3. De accu is 110 mAh, het horloge gebruikt 0.6 mA wanneer ‘idle’ en ongeveer 25 tot 30 mA wanneer de tijd getoond wordt (dit is afhankelijk van de accuspanning). De tijd tonen duurt 16 seconden. Aannemende dat dit 60 maal op een dag gebeurt en dus 16 minuten duurt, kost dat ongeveer 8 mAh. De overige 23.8 uur is het horloge ‘idle’ en gebruikt ongeveer 15 mAh Zodoende gebruikt het horloge dus ongeveer 23 mAh per etmaal, en gaat dus theoretisch 4.7 dagen mee. ↩︎
4. En een miniem klein trafotje. ↩︎