Часы на диске Нипкова

Сделал часы на диске Нипкова. Получилось работоспособное, но не очень зрелищное, однако, устройство.
Вначале фотография:


«Диск Нипкова» на Яндекс.Фотках

А как же часы? :)


Основное в них это вот это чёрное - диск Нипкова. Нипков, несмотря на почти русскую фамилию, был Паулем Nipkow'ым, немецким студентом. Экспериментируя с механической развёрткой, он изобрёл диск своего имени. Я решил поиграться с таким диском. Хотя поначалу думал замахнуться на зеркальный винт, но просто не хватило слесарки. Ни знакомств, ни станков. Там точность исполнения требуется ещё выше, чем у диска...

Диск, как видно, был сделан из компакт-диска, точнее, прозрачной вкладки в коробку, привод - от бесколлекторного моторчика старого флоппи. Не уверен, что это уникальный случай, но уж наверное не частый, когда мотор привода от трёхдюймовых дискет вращает компакт-диск. Вначале я думал как-то использовать приводную микросхему с платы дисковода же, но не найдя документации ни на сайте Rohm, ни после обращения по почте к сим достойным людям, решил сделать обвязку сам. Отдельные микросхемы: аналоговые компараторы от датчиков холла и драйвер, управление идёт программно на ATmega168.

«Диск Нипкова» на Яндекс.Фотках

Вообще FDD вращается со скоростью 300 оборотов в минуту. То есть 5 оборотов в секунду. Будучи раскочегарен без ограничений, мотор выдаёт чуть более, чем 20 оборотов. На 20 я и остановился. Частота ШИМ регулятора - 16 кГц. Почти не слышно. Принцип регулирования - простой ПИД-регулятор без интегральной составляющей, то есть ПД-регулятор.
Часы сделаны на широко известной DS1307N.
Вообще главная проблема с созданием диска - это точной сверловки. А она, несмотря на то, что шаблон был сделан и распечатан на компьютере, зависит от того, как дрогнет рука, когда 1,5 мм сверло войдёт в пластмассу диска. Потому получается весьма заметный при развёртке разнобой. Тот, что на фото и видео - уже четвёртый по счёту диск. Покрашенный чёрной матовой автоэмалью из баллончика. Ну и светодиоды оказались слабоватые, но ярких с широким равномерно светящимся полем я не нашёл.
Видео работы:



На нём показана работа часов, затем настройка растра, и наконец настройка времени и обнуление секунд.
И наконец, просто ход часов.



Видно, что картинка дрожит, хотя глазом это не так сильно воспринимается, а также ясно виден основной недостаток развёртки системы Нипкова: растр получается в виде сектора кольца, от чего круглый циферблат получается яйцеобразным. Правда, за ради расширения поля я применил не одно светящееся поле, как в оригинале, а два переключаемых, что даж на патент тянет... Если б кому было нужно. ;)
Кстати, АРУ звукозаписи усиливает шум, на самом деле не всё так плохо, часы довольно тихие.
Само поле 20 на 20 точек (угол меж точками развёртки 18 градусов), что минимально для создания часов, ибо окружность есть "пи" на "дэ", то есть 60 и получаем.

сэр, вы маньяк в хорошем смысле этого слова

а ещё из этих часов можно сделать "стим-панк" версию телевизора. И даже "видеокамеру", как опцию
А этим как-то занимался журнал "Популярная Мурзилка":
http://www.popmech.ru/article/4420-zavodnoy-televizor/

Правда, они там пошли по пути исторической правды и в качестве датчика света взяли селеновый. Понятно, что чувствительность недостаточна...
Дык надо камеру из пирика делать. Будет нидолбаццо тепловизор.
мне кааца, частично проблему с малой ярокстью можно было бы решить простым увеличением диаметра отверстий. Они ещё и перекрываться ведь могут, это уменьшит "чересстрочный интервал"
Можно, только при этом уменьшится "разборчивость" чёрных точек по вертикали. У меня при настройке растра там "шахматное поле" выводится, заметно. И так я взял 1,5 мм при шаге по радиусу в 1 мм.
а я бы наоборот существенно бы уменьшил диаметр и очень сильно поднял бы яркость :)
лазеры, лазеры, в топку светодиоды! -)))
забыл, забыл, как я смел -))))
*представил себе колесо Нипкова из чугунины метров 9 в диаметре, да с такими лампочками... да на 50 об/сек -)))*
Да! вот это я понимаю вещь была бы!
А то все флопик, флопик :)
дааа, кстати!
я совсем недавно натыкался на почти готовый девайс! -))
Он даже православно-ламповый дизельный! И колесо подходящее имеет -)) Заодно и музыку высекать может трансовую -))))
говоришь, нету комплексов по поводу размеров? -)))
Видео не сразу приметил :)
МОщная штука, стимпанк прям :))
И стремная...
стрёмная, ага, она нас с тобой вместе взяты в полтора раза старше -))
Точность сверления можно увеличить, если сначала просверлить отверстие диаметром 0.5-0.8мм, а потом уже 1.5мм
Собственно да... но пятый диск уже как-то сверлить не хочется. )
Думал заказать из металла, но пока это в теории...
А зачем сверлить? Распечатать на прозрачной плёнке.
Ну или вытравить из толстой фольги.
А что плёнка, её ж клеить всё равно на что-то.
Сверлить проще и кроме того, так прозрачность выше. В том плане, что даж прозрачная пластмасса задерживает часть света.
Класно! Лазерный проектор может соорудить?
это светомузыко, а я говорю кино смотреть. либо осуществить развертку диском, или вобще зеркальцами
чтоб не было овала-яйца, нужно отверстия сжать радиально от центра

настоящик диск Нипкова так и выглядит - 90% площади радиуса просто диск, остальных 10% (периферийных) - спираль с отверстиями

а вообще молодец, что реализовали!!!

устройство, может, и не перфектное по характеристиках, но вполне заслуживающее уважения
Простите, не понял насчёт сжать. Сами отверстия? Или просто "отойти" к периферии? Это можно, только габариты будут другие.
Я думал программно регулировать "яйцо", но оказалось, что производительности АТмеги на 16 МГц (хотя вывод идёт 20 строк на 20 столбцов на 20 кадров в секунду = 8000 точек в секунду) и без того как-то впритык, чтобы задержки в цикл прерывания вставлять...
отойти к периферии

габариты можете сохранить, если поставить линзу и матированый экран
вместо массива светодиодов один сверхяркий

короче говоря, продумать как то лучше об оптике (использовать лазер и экран, например)

ПС: я не спец в атмелах, у них есть аппаратный SPI? или любой другой регистр сдвига (заюзать UART на передачу)? в смысле, чтобы генерирование последовательности вспышек переложить немного на аппаратную часть
Есть, и UART, и I2C...
Кстати, новая для меня мысль - использовать такие интерфейсы как сдвиговые регистры, спасибо!

Edited at 2012-03-10 06:03 pm (UTC)
(Anonymous)
Я люблю диск Нипкова Я давно хотел построить камеру версии, с использованием УФ-, СВЧ или ИК-порт.
Помните, читать о них, как ребенок.
Отличная работа!
ну, искажения ведь поддаются компенсации при преобразовании координат растра в полярные-то.

Вон, в Amazing Propeller Clock прямоугольный растр имитируется без подобных искажений, а там светодиоды ведь точно так же по окружности двигаются.



Отличия только в том что кольцевые "строки" все параллельно выводятся, а в этом диске - по очереди, ну и в секторности.
Ни то ни другое не является принципиальным для собственно координатного преобразования.

Да нет. Отличий больше.
Если циферблат я могу ещё сделать круглым за счёт редактирования шаблона выводимой картинки, то со стрелками сложнее.
Здесь достаточно включить-выключить, ибо вдоль оси, а у меня стрелки рисуются по Брезенхему. То есть априори прямая. Которая при отображении на сектор кольца становится кривой дугой.
Если у вас есть мысль, как проще рисовать стрелки и вообще прямые в случае диска Нипкова - поделитесь, пожалуйста...

Edited at 2012-03-18 04:40 pm (UTC)
Если я правильно понимаю, вы при построении оперируете прямоугольными координатами.
Моя мысль состоит в том, чтобы использовать полярную систему координат.
При этом, конечно, уравнение прямой стаовится не столь простым, и брезенхемом тут не обойдёшься.
Так что далнейшее развитие идеи состоит в том, чтобы сначала рисовать в памяти на "виртуальном" прямоугольном растре как обычно, а уже для вывода на развёртку использовать преобразование координат пикселей, что довольно несложно.
Полярные... я не совсем понимаю, как их применить.
У меня идёт развёртка растра - 20 точек по вертикали - это физически, так отверстий 20, и 20 по горизонтали - уже программно, столько раз диод может поменять цвет, пока отверстие идёт над светящимся полем. То есть прямоугольная система координат просто напрашивается как самая удобная.
(Anonymous)
Hey,

Great site you have got here. Love some of your builds. Do you have an email you can catch me on i've got a few questions to ask.

My email is rgibson(a)farnell(dot)com

Thanks

Ryan
Это не мой сайт, это сообщество, много людей пишут сюда и выкладывают проекты.
____
It's not my personal page, many people write here and publish their projects.