Доработка погодной станции Scarlett

[m15]

Доработка погодной станции Scarlett

На первом фото старая модель часов с термометром после доработки. Изначальный вид изделия даже в интернете не нашёл.
Давно уже таких в продаже нету. Вот аналог, на втором фото. Возможно, у кого-то сохранились.
Казалось бы, кому они сейчас сдались, когда уже полно дешёвых китайских погодных станций.
Но оказалось, у данной модели есть особые достоинства.
Начнём с недостатков.

Прежде всего это способ крепления корпуса. Крепился корпус на стержень в небольшой подставочке. Т.е. болтался, как
флюгер. Нарочно не придумаешь...

Другой недостаток - плохая контрастность, которая зависит от
фона, освещения, угла зрения, напряжения питания.

Комплектовался двумя параллельно включёнными элементами питания - таблетками на 1,5 В. Хватало их не надолго.
При снижении напряжения заметно уменьшается контрастность. Наилучшее напряжение 1,85 В.
Разумеется, батареек таких не бывает.
Напряжения 2 В будет уже много. Включатся все элементы индикатора под некоторым углом зрения. При больших напряжениях включаются все элементы при любом угле зрения.

Так что же есть в этих часах такого, из-за чего стоит ими заняться.

1. Довольно большой индикатор.
2. Хорошая читаемость рисунка.
3. Хорошая точность термометра.
4. Простая управляемость, без излишеств.

Первым делом решил вывести провода для питания из корпуса наружу. На заднюю поверхность корпуса приклеил двусторонним скотчем небольшую контактную плату.
Эти контакты используются для припаивания других более длинных проводов для питания.
Там же на контактной плате параллельно впаивается небольшой конденсатор для
защиты от помех. Помехи действительно могут наблюдаться, поскольку длинные провода для слаботочной сети работают как антенна,
а внутреннего конденсатора недостаточно, его там скорее всего и нет.
Сначала делал вариант с подвесным аккумулятором. Но убедился, что для этого варианта время работы недостаточно велико.
Точнее, сами часы могут работать ещё очень долго при малых напряжениях питания.
Но цель то, увеличить контрастность.
И тут нужно поднимать напряжение, и потребление заметно увеличивается.
На старом телефонном аккумуляторе ёмкостью 400 мАч нормально проработал всего недели 2.
Придумал двух-аккумуляторную схему. Один аккумулятор припаян. Второй может сниматься для зарядки.
Когда часами долго не пользуются, первый аккумулятор подразряжен, и контрастность слабая.
Кнопкой кратковременно включатся второй аккумулятор, и тогда часы могут сразу хорошо показывать
некоторое время до следующего раза. В таком режиме можно пользоваться часами годы! Что ещё надо от
погодной станции. Поставил аккумуляторы и забыл. Вполне подойдут старые аккумуляторы от телефонов, если не совсем убитые.
Теперь о том как получить нужное напряжение. Поскольку ток питания всё-таки небольшой (это же часы),
используется простая схема на стабилитроне, без транзисторов.
Но стабилитрон строго на нужное напряжение скорее всего вы не найдёте. Нужно найти стабилитрон
на напряжение, которое немного больше.
В данном случае нашёлся стабилитрон на 2.4 В. Если уж совсем нет стабилитронов, можно сделать составной стабилитрон
из диодов.

Далее приводится схема.
Сопротивление R0 нужно для ограничения тока заряда первого аккумулятора.
Сопротивления R2 и R3 подбираются так, чтобы уменьшить напряжение стабилитрона до необходимого.
Разумеется, КПД схемы не самый оптимальный. Зато всё просто.
Габариты аккумуляторов особо ничем не ограничены. Для них достаточно места на подставке.

Для крепления корпуса использована китайская автомобильная прищепка для гаджетов.
Из прищепки удалена присоска, пружина и другое ненужное. Сама прищепка
крепится саморезами к деревянной подставке.
Кстати, такой способ крепления подходит ещё много для чего.
Например, для вёбкамеры, видеорегистратора. Да хоть для зеркала.

 

[m15]

Небольшое исправление. Нумерация сопротивлений в тексте для приведённого рисунка схемы должна быть
не R0, R1, R2, и R3, а R1, R2, R3, и R4.
Для улучшения защиты от помех, сопротивление R4 следует тоже размещать на контактной плате вместе с
конденсатором C.
Зашитый блок с 1-го аккумулятора лучше снять. Тогда аккумулятор не вырубится при переразряде, и устройство
проработает дольше.

 

[m15]

Случилась следующая неприятность. Прибор стоял на подоконнике. И от очень яркого солнца несколько сегментов индикатора вырубились. Причём некоторые вырубились полностью, а некоторые вырубилbсь частично.
Возможно, это уже какое-то старение индикатора. Либо я его повредил подавая повышенное напряжение питания. Подавал я до 5 В. Возможно, и нарушение контакта индикатора.
Но в этом случае сегмент вырубится полностью. Повреждение ярким солнцем немного странно для погодной станции, поскольку яркое солнце это и есть погода.
Проблема решается заморозкой прибора с выключенным питанием до минус 20 градусов в морозильнике. После этого все сегменты обычно врубаются.
После морозильника прибор перед включением следует просушить, поскольку внутри на контактах может образоваться конденсат. Это тоже может привести к вырубанию сегментов индикатора.
Если всё это не помогло, можно поподавать кратковременно повышенное напряжение питания. 3-4 вольта обычно достаточно.
Было несколько таких случая отказа сегментов из-за яркого солнца. Сейчас всё нормально, но на яркое солнце больше стараюсь не ставить.


Подумалось. А где ещё может быть использована подобная двухаккумуляторная схема питания?
Очевидно, что в целом схема неэкономична, т.е. неэффективна. Функция автовыключения экрана, которая здесь получилась, есть во многих устройствах.
Для этой функции в целом второй аккумулятор, как пятое колесо для телеги. Но нашёл ещё два класса устройств, где схема может быть полезна.

1. Наручные часы. Коyечно, могут быть возражения. Там и без того свободного места мало. Функцию автовыключения экрана, если нужно, в наручных часах тоже делают.
Дело в том, что замена батарейки в наручных часах требует времени. Наручных часов теперь у населения много. У многих есть коллекции.
И лежат наручные часы там порой без дела годами, пока понадобятся. Поэтому было бы хорошо, если бы в часах имелась в запасе дополнительная батарея, а не одна, дорогущая супер-пупер батарея. Однако так не делают. В частности, это решение может относиться и к электромеханическим часам. Так, если батареи не хватает для вращения
стрелки, то это не значит, что в часах нету точного времени. И проблему можно решить с помощью двухбатарейной схемы питания. Это решение во всяком случае проще, чем установка солнечной батареи.

2. Будильник. Второй аккумулятор здесь будет играть роль пружины будильника в механическом будильнике. Хотя бы на ограниченное время.

Планирую сделать ещё несколько доработок. Хочу добавить подсветку и USB вывод для зарядки от повербанка.

 

[Gopnik987]

И от очень яркого солнца несколько сегментов индикатора вырубились.

Нет, не из за этого!

Причём некоторые вырубились полностью, а некоторые вырубилbсь частично.
Возможно, это уже какое-то старение индикатора.

Тоже нет!

Либо я его повредил подавая повышенное напряжение питания. Подавал я до 5 В.

Опять не угадал!

Возможно, и нарушение контакта индикатора.

А вот это да, а точнее нарушение слоя анизотропного скотча на шлейфе индикатора!

Но в этом случае сегмент вырубится полностью.

Нет не полностью! Хватит одной дорожке отслоиться и не будет показывать 1, 2, 3 сегмента и даже может быть на разных цифрах!

Проблема решается заморозкой прибора с выключенным питанием до минус 20 градусов в морозильнике. После этого все сегменты обычно врубаются.

Ясень красен! А ещё можно и шлейфик на анизотропный скотч переклеить заново!

Было несколько таких случая отказа сегментов из-за яркого солнца.

Правильно. Потому как при нагреве скотч и теряет свойства электропроводности.

 

[m15]

А ещё можно и шлейфик на анизотропный скотч переклеить заново!

Я пока не понял, как там всё собрано. Похоже, на клей. Думаю, лучше туда не лезть. Тем более, что ситуация разрешилась.
Мне надо было сфотать, как вырубило сегменты. Некоторые сегменты были как бы заполнены наполовину. И только в нижней части индикатора.
Похоже, что жидкий кристалл как-то неправильно растёкся.
Если повреждение в контакте, то сегмент погаснет полностью. Возможно, были оба вида повреждений. Но я уверен, что отказы были спровоцированны ярким солнцем.
Могли случиться и перегрев скотча, и перегрев сегментов, что привело к растеканию кристалла. Ради эксперимента положил на солнце современный китайский
автомобильный измеритель влажности и температуры. А нифига ему не делается. Думаю, и мороз он выдержит. Данная погодная станция в мороз работала нормально.
Хотя, для мороза она не предназначена. После мороза мог образоваться конденсат. Надо было просушить. А вот старые электронные часы мороза не выдержали.
Образовались пятнышки на экране.

 

[Gopnik987]

Похоже, на клей.

Нет не клей, а ещё раз напишу, что анизотропный скотч! На него клеят те же COFы на матрицах, в калькуляторах экраны и прочее. Почитай за него!

Думаю, лучше туда не лезть.

Ничего сложного нет. Вымеряеш шаг на шлейфе между дорогами, заказываеш в интернете этот скотч (продаёться от 10 сантиметров), и клеиш, ну это в кратце.

Тем более, что ситуация разрешилась.

Это скорее всего временно.

Похоже, что жидкий кристалл как-то неправильно растёкся.

он не может правильно или не правильно растекаться, а вот напряжение на него может подваться, не подаваться и частично пониженное подаваться!

Если повреждение в контакте, то сегмент погаснет полностью.

Нет и ещё раз нет! Это не лампочка накаливания! Даже обычные светодиоды, если пошла деградация припоя, стал пористым или рассыпаться от влаги, то светодиод будет тоже на половину гореть! А тут тем более! Вспомни пульт на телике, когда резинки загрязнённые, то жать надо с усилием, а так то контакт есть! Тут тоже, например на сегмент положено 0.75 вольт, а он получает из за плохого контакта всего 0.25 вольт!

Но я уверен, что отказы были спровоцированны ярким солнцем.

Уверен ты правильно! Но проблема при нагреве не индикатора, а проблема в нагреве шлейфа индикатора и его отклейка!

и перегрев сегментов

Да не могут сегменты перегреться! Я на сепараторе жарю телефоны для снятия дисплеев под 60 - 70 градусов и такого нет, хотя дисплеи тоже жидкокристаллические и ничего, всё нормально, прям даже включенные жарю! Нет такого, что бы ЖК дисплей от жары поплыл, если конечно не 250 градусов.

А нифига ему не делается. Думаю, и мороз он выдержит.

Каждое электронное устройство, даже в частности каждый радиоэлемент (транзистор, диод, конденсатор....) имеют рабочий температурный режим!

Хотя, для мороза она не предназначена.

А почему бы и нет?

А вот старые электронные часы мороза не выдержали.

А на сколь они старые? Может у них не ЖК дисплей, а индикаторы ИН?

 

[m15]

Цитата:
Сообщение от m15
Если повреждение в контакте, то сегмент погаснет полностью.
Нет и ещё раз нет! Это не лампочка накаливания! Даже обычные светодиоды, если пошла деградация припоя, стал пористым или рассыпаться от влаги, то светодиод будет тоже на половину гореть!

я имел в виду не половину яркости, а половину от геометрического размера сегмента.

Цитата:
Сообщение от m15
Хотя, для мороза она не предназначена.
А почему бы и нет?

Погодная станция -- прибор комнатный. Выносной датчик само собой можно на мороз.

Цитата:
Сообщение от m15
А вот старые электронные часы мороза не выдержали.
А на сколь они старые? Может у них не ЖК дисплей, а индикаторы ИН?

Вот фотография часов, которые не выдержали мороза. Пятно поначалу было больше. Потом уменьшилось, но полностью не прошло.

 

[Gopnik987]

я имел в виду не половину яркости, а половину от геометрического размера сегмента.

Так я понял! За яркость сегментов отвечает совсем другое! Яркость всех сегментов регулируеться одновременно! Я и ответил про один сегмент!

Погодная станция -- прибор комнатный. Выносной датчик само собой можно на мороз.

Да и сам аппарат на -20 - -25 ничего не будет ему! За исключением искажения показаний!

Вот фотография часов, которые не выдержали мороза. Пятно поначалу было больше. Потом уменьшилось, но полностью не прошло.

А вот тут деградация плёночного слоя, а не самих кристаллов! Тут уже неизлечимо в домашних условиях.

 

[Сергей 19-73]

Была такая ситуация с тонометром омрон у тёткм , вдруг перестали светиться некоторые сегменты через 5 лет , я просил забрать в ремонт - не дали , через пару месяцев всё восстановилось ,5 лет после работает, я так понял часть ленты отошла на перекур , отдохнула и опять пришла .:tehnari_ru_203:

 

[Gopnik987]

я так понял часть ленты отошла на перекур , отдохнула и опять пришла .

Да, всё верно. Анизотропный скотч так бывает себя ведёт.

 

[m15]

Промежуточная фотосессия

На 1-м фото контактная площадка, о которой сказано выше.
Теперь прибор имеет мини-пульт с двумя кнопками (фото 2). В дальнейшем думаю сделать с тремя кнопками. Все кнопки низкопрофильные с фиксацией.
Одну можно будет сделать без фиксации. Это которая для яркой подсветки. Сам пульт надо бы сделать ещё меньше, чтобы его можно было хранить на подставке.
Почему мини-пульт, а не жёсткая фиксация кнопок на подставке. Так удобнее включать подсветку.
Расположение источников света подсветки имеет значение, как и фон, где находится прибор. Хорошо, если фон будет белый.
Подсветка с близкого расстояния получается хуже. Проще подсвечивать отдельным фонариком.
На фото 3 подсветка лампочкой накаливания с подставки. На фото 4 подсветка телефоном с расстояния полметра, расположение источника спереди-сбоку.
Ещё добавлен короткий USB провод для зарядки (фото 2). Почему провод, а не гнездо. Потому, что установить провод проще. Почему провод короткий. Потому, что длинный пришлось бы делать очень длинным, поскольку местоположение такой погодной станции зависит прежде от места установки её датчика. Поэтому для зарядки проще поднести к ней павербанк.

 

[Gopnik987]

Почему провод, а не гнездо. Потому, что установить провод проще. Почему провод короткий. Потому, что длинный пришлось бы делать очень длинным,

Улыбнуло однако! :apl: