Twisted Designs

Zegar binarny to zegar wyświetlający czas przy użyciu kodu binarnego. Jednak spójrzmy prawdzie w oczy. Nikt z niego czasu odczytywał nie będzie. Ładnie wygląda, mruga, od czasu do czasu można zaszpanować, że potrafi się odczytać godzinę i to wszystko. Zero użyteczności. Na plan budowy swojego wpadłem po zjedzeniu Tic-Taców. Pozostało mi ładne, pomarańczowe pudełko. Stwierdziłem, że upchnięcie do niego zegara binarnego jest dobrym pomysłem.

Zacząć trzeba było od znalezienia odpowiedniej baterii. Miejsc w pudełku było na tyle mało, że pod uwagę można było brać tylko baterie AAA lub nietypowe baterie z komórek/aparatów fotograficznych. Idealnie pasował akumulator Minolta NP200, który miałem akurat na stanie.

Projektowanie i produkcja płytki poszły gładko. Zdobyłem się nawet na dłuższy opis. Wykorzystane elementy były typowe i łatwo dostępne. Jedyny problem jaki napotkałem wynikał z mojej niewiedzy i zbytnim zaufaniu, jakie pokładałem w producentach LED-ów. Okazało się, że niektórzy paskiem na obudowie wyróżniają anodę, niektórzy katodę. Pierwsza wersja miała więc 20 diód wlutowanych odwrotnie. Poprawiłem to, jednak estetyka mocno ucierpiała. Prototyp oddałem więc kumplowi. Wersja finalna prezentowała się bardzo ładnie. Na jednym ładowaniu zegar działał ok. 15 dni – akumulator nie był nowy, ale i tak radził sobie nienajgorzej.

Od tamtego czasu zbudowałem jeszcze trzy takie zegary, tym razem zasilane dwoma bateriami AA, z nieco zmodyfikowaną obudową. Na jednym komplecie baterii wytrzymują ok. 4 miesięcy. Niezły wynik.

Koszt budowy oscyluje w granicach 15zł. Najtańsze stacjonarne zegary binarne kosztują powyżej 100zł. Czasem opłaca się coś zrobić samemu. I lepiej, i taniej.

Binary Clock is a clock that displays time using binary code. But let’s look at the truth. No one will ever read time from it. Looks nicely, blinks, from time to time you can show to your friends how cool you are. Zero usefulness. The idea of this clock came after I ate a Tic-Tac pack.  A nice, orange box left. I thought that putting binary clock inside it is a good idea.

The first thing was to find the right batteries. Tic-Tac chassis was so small, that only AAA or atypical handys/cameras batteries could be taken into account. Minolta NP200 battery, which I had allready in stock, fitted perfectly.

Design and production of the PCB went smoothly. I wrote even longer description. Typical and readily avaliable parts were used. The only problem I encountered was due to my ignorance and excessive trust in LED manufacturers. It turned out that green sign on the LED sometimes marks anode, sometimes cathode. The first version had 20 diodes soldered backwards. I fixed it, but aesthetics was heavily damaged. So I gave the prototype to my friend. The final version presents very nice. On one accu load clock works about 15 days – the battery was not new, but it made out not bad.

Since then I built three clocks, with a slightly modified chassis, this time powered by two AA batteries. On one battery set clock works for about 4 months (with current consumtion below 2mA). Good result.

The cost of construction fluctuates within 15zł (4 euro). Cheapest desktop binary clocks costs more than 100zł (25 euro). Sometimes it pays to do something by yourself. Better and cheaper.

W dużym skrócie: jest to silnik który wykorzystuje fakt zwiększania objętości powietrza przy jego podgrzaniu i zmniejszenia przy schłodzeniu. Opis budowy silnika Stirlinga znalazłem w sieci. Przeczytałem: silnik z puszek po piwie, pomyślałem: coś dla mnie. Do stworzenia silnika użyto ogólnie dostępnych w USA materiałów. A ponieważ tam nie mieszkam, potrzebne było parę przeróbek. Wniosłem też coś od siebie.

Obudowa powstała, jak już wiadomo, z puszek po piwie. Korbowód z wieszaka na ubrania. Wewnątrz głównej komory porusza się tłok zbudowany z bardzo mocno zmodyfikowanej puszki po piwie – w oryginale zastosowano puszkę po niedostępnym u Nas napoju, o dość nietypowej średnicy. Wewnętrzny tłok zsynchronizowany jest z tłokiem zrobionym z balonika dla dzieci (mały, żółty) umieszczonym na kolanku z PCV. Najtrudniejszym zadaniem było znalezienie drutu, na którym porusza się wewnętrzny cylinder. Musiał być cienki, gładki i prosty jak strzała. Udało mi się go znaleźć w parasolu matki. Koło zamachowe tworzą 2 złączone płyty CD. Całość napędzana jest świeczką herbacianą.

Poniżej filmik z działania.

In short: this is the engine which uses the fact of increasing the volume of air when its heated and reduction when cooled. DIY Stirling engine plans were found in Net.

I read: engine from beer cans, I thought: something for me. To create the engine I needed some specyfic, USA avaliable only, materials. And since I do not live there, I had to make few alterations. And added also something from myself.

The housing was, as you know, made from beer cans. Crankshaft from clothes hanger. Inside the main chamber a piston from heavely modified beer can is moving – original used can from some exotic drink, with rather unusual diameter. The internal piston synchronized with the small piston made from a children’s baloon (small, yellow) is placed on PVC knee. The most difficult task was to find the wire, which is running at an internal cylinder. He had to be thin, smooth and straight as bolt. I managed to find it in my mother’s umbrella. She was not very happy. Flywheel is created from 2 CDs. The whole is driven by a tea-candle.

Action movie below.

Some time ago I bought a pair of new computer speakers. They head, however, one unpleasant feature: the lack of volume control. That was its charm. There were hundreds of solutions of this problem – f.e. use of the built-in keyboard volume buttons. But that was too simple. I decided to create something. Thus „Twin” was born.

The device could be designed in several ways. I chosen the most complex and exotic. Accidentally a analog input card got into my hands, probably part of larger mearurement system. It contained 40 pieces of beautiful, double reed relays. I could not miss this kind of opportunity.

I found schematics of configuration known as buffered passive preamp,  threw out everything what was too obvious and simple (potentiometer), replacing it with 12 relays with the steering circiut. This time I managed to scratch all documentation.

I decided to divide divice into two modules: the power supply and preamplifier. Hence the name „twin”. The one with cyferkami on the front plate to the power supply. The one with a knob to preamp. On display is the power supply current output voltage. Such a small design trick, to make the whole  look not too sad. People come to me and say: „This clock shows the wrong time.” I say: „It’s not a clock. It is voltmeter. Not everything, which displays 4 digits is a clock.” Preamp volume control has 12 levels. It may seem not enough, but there is no need for more. You can choose from 2 sound sources. In my case, one is a computer, another – if needed – synthesizer.

Ribbed aluminum casing have been bought in a online shop. Unfortunately, I had to import it from Germany, because our domestic DIY market is a little retarded and does not provide the sale of such whims. I closed my eyes and saw a knob surrounded by red LEDs, showing the current level of volume. And here came a problem. LED holes had to be drilled perfectly for the first time, as I had only one chassis. After many attempts on a test piece of aluminum sheet I stated that I’m not able to do this using my home tools. Therefore I bought a drill stand with cross-table. With proper equipment everything went on smoothly.

I admit immodest that device came out very nicely. A little better than comercial level. I worked my fingers to the bone, but was worth it. The device works for 2 years now, enjoying eyes and ears. By this time I can say that it lack one thing: mains on/off switch. Not necessarily comfortable is also the source selection toggle switch placed on the rear panel. What can I say. A minimalist design is not always practical.

Jakiś czas temu kupiłem sobie nowe głośniki do komputera. Miały one jednak jedną fatalną cechę: brak regulacji głośności (nie dało się ich ani zgłośnić, ani ściszyć). Taka już ich uroda. Istniały setki rozwiązań tego problemu – chociażby wykorzystanie przycisków wbudowanych w klawiaturę. To jednak było za proste. Postanowiłem stworzyć coś własnego. Tak narodził się „Bliźniak”.

Urządzenie to można było wykonać na kilka sposobów. Ja wybrałem najbardziej skomplikowany i egzotyczny. Przypadkowo w ręce wpadła mi stara karta wejść analogowych, prawdopodobnie część systemu pomiarowego. Zawierała 40 sztuk pięknych, błyszczących podwójnych przekaźników kontaktronowych. Takiej okazji nie mogłem zmarnować.

Odnalazłem schemat układu znanego jako przedwzmacniacz pasywny buforowany, wyrzuciłem to co było zbyt oczywiste i nieskomplikowane (potencjometr), zastępując 12 przekaźnikami wraz z układem sterowania. Tym razem udało mi się wszystko jako tako udokumentować.

Postanowiłem, że całość będzie składała się z dwóch modułów: zasilacza i przedwzmacniacza. Stąd nazwa „bliźniak”. Ten z cyferkami na płycie przedniej to zasilacz. Ten z gałką to przedwzmacniacz. Na zasilaczu wyświetlone jest aktualne napięcie wyjściowe. Taki mały zabieg, by całość nie wyglądała zbyt smutno. Ludzie przychodzą do mnie i mówią: „Ten zegar wskazuje złą godzinę”. Ja mówię: „To nie zegar. To woltomierz. Nie wszystko, co wyświetla 4 cyfry to zegar”. Przedwzmacniacz ma 12 pozycji głośności. Może się wydawać, że to za mało, ale jest ok. Więcej nie potrzeba. Do wyboru są 2 źródła dźwięku. W moim przypadku do jednego podłączony mam komputer, do drugiego – w razie – potrzeby syntezator.

Użebrowane obudowy aluminiowe zostały kupione w sklepie internetowym. Niestety trzeba je sprowadzać z Niemiec, gdyż nasz krajowy niedorozwinięty rynek „zrób to sam” nie przewiduje sprzedaży takich fanaberii. Wymarzyłem sobie, aby gałkę otaczały czerwone diody, pokazujące aktualnie wybrany poziom głośności. I tu pojawił się problem. Wszystko musiało zostać wywiercone idealnie za pierwszym razem. Po wielu próbach na testowym kawałku blachy aluminiowej stwierdziłem, że nie jestem w stanie zrobić tego za pomocą dostępnych mi narzędzi. Uzupełniłem więc swój warsztacik o stojak wiertarki ze stołem krzyżowym. Poszło jak z płatka.

Przyznam nieskromnie, że wyszło bardzo ładnie. Trochę lepiej niż sprzęt fabryczny. Urobiłem się, ale było warto. Urządzenie działa już 2 lata i sprawuje się znakomicie, ciesząc oczy i uszy. Po tym czasie mogę stwierdzić, że brakuje mi jednej rzeczy: włącznika. Niekoniecznie wygodny jest też przełącznik wyboru źródła umieszczony z tył. Cóż mogę powiedzieć. Minimalistyczna stylistyka nie zawsze bywa praktyczna.

Zegar ten powstał w roku 2005. W owym czasie był to chyba jeden z moich najpoważniejszych projektów. Wszytko zaczęło się, gdy buszując na Allegro znalazłem coś zwanego „lampą nixie”. Pogrzebałem w internecie i okazało się, że na lampkach tych można zbudować zegar. Za granicą było to dość popularne, u Nas dopiero raczkowało. Lampy były stosunkowo tanie, komplet 8 lamp ZM566 kosztował mnie 60zł. Obecnie za to samo trzeba dać parę razy więcej (obecnie, tj 01.2012, komplet 6 lamp kosztuje ok. 300zł). Nie wiedziałem wtedy, że wykorzystywano je w sprzęcie laboratoryjnym, uznawanym powszechnie za złom. W sieci znalazłem schematy. Jednak po co robić coś, co ktoś już zrobił. Postanowiłem wnieść trochę swojej radosnej twórczości. Zmieniłem schemat, zaprojektowałem i wytrawiłem płytkę, polutowałem. Nie działał. Błąd w schemacie. Zmieniłem schemat, stworzyłem płytkę, polutowałem. Nie działał. Błąd na płytce. Na tyle poważny, że poprawianie nie miało sensu. Kolejna płytka była już ok, jednak pomyliłem się przy uruchamianiu i uszkodziłem wszystkie tranzystory sterujące. Nie potrafiłem ich wylutować, oderwałem ścieżki od laminatu, płytka do wyrzucenia. Następna płytka była już ok. Zegar działał. Błędne płytki trzymam do dziś. Przypominają mi, by najpierw myśleć, potem robić.

W owym czasie był to pierwszy zegar nixie z synchronizacją czasu z serwera SNTP. Przynajmniej tak mi się zdawało – w internecie nie znalazłem wzmianki o podobnym rozwiązaniu. Nie będę wdawał się w szczegóły techniczne, bo nie robiłem dokumentacji i niewiele pamiętam. Tak czy owak – zegar jest efektowny i pięknie prezentuje się na półce. Lampy świecą delikatnym pomarańczowym światłem, w ciemnościach zegar wygląda znakomicie.

Obudowa – jak widać: oksydowane aluminium i drewno sosnowe. Wykonana była metodami wybitnie chałupniczymi. Posiadałem wtedy jedynie piłkę do metalu, pilnik i wiertarkę. Praca jednak opłaciła się. Przez szczelinę w panelu przednim widać układy sterujące, podświetlane delikatnie przez czerwoną diodę.

Patrząc dziś widzę, jak wiele błędów popełniłem. Brzydka płytka, fatalnie polutowana. Całość jest tak delikatna, że strach ją przenosić. Źle rozplanowane złącza, obudowa robiona „na żywioł”. Zasilacz wielki jak cegła (to wielkie czarne coś). Cud, że wszystko do siebie pasuje. Zegar potrafi spóźnić się 2 minuty na dobę. Na szczęście ustawiany jest przy każdym starcie komputera, czyli de facto codziennie.

Zamiłowanie do lampek nixie pozostało mi do dziś. Posiadam obecnie ok. 50 sztuk różnych typów, zdobywanych przeważnie podczas złomowania wyposażenia laboratoriów. Taka mała kolekcja rzec można. Leżą sobie spokojnie zawinięte w papier i czekają. Starczy ich na ponad 10 zegarów.

Edycja 01.2012: Ostatnio liczyłem, mam ponad 40 ZM566, 50 LC513 i 20 innych typów. Mam nadzieję przeczekać, a za 20 lat kupię za to Malucha (za 20 lat będzie wart 50x tyle, co teraz , więc akurat starczy).