Scope Clock

In den Weiten des Internets fand ich eines Tages die Scope Clock von Sascha Ittner. Eine Kathodenstrahlröhre wird verwendet um darauf das Bild einer Uhr mit Ziffernblatt abzubilden.
Keine Frage, so etwas brauchte ich auch!

Gesamtansicht Ansicht links Ansicht rechts Platine

Funktion

Oszilloskop-Schema
Eine geheizte Kathode erzeugt einen Elektronenstrahl. Die Elektronen werden durch eine hohe Spannung beschleunigt und erzeugen nach Fokussierung beim Auftreffen auf die fluoreszierende Leuchtschicht des Bildschirms einen Lichtpunkt. Durch 2 vertikale und 2 horizontale Ablenkplatten kann der Strahl in X- und Y-Richtung abgelenkt werden.

Ein Mikrocontroller erzeugt X/Y-Werte für die Strahlpositionen. Über einen 2-Kanal-Digital-Analogwandler (TLC7528) und Operationsverstärker werden die Ablenkverstärker angesteuert. Zusätzlich sorgt ein Z-Verstärker für das Austasten des Strahls in den Dunkelphasen. Für weitere Details ziehe der technisch Interessierte die Dokumentation sowie die Schaltpläne des Erfinders zu Rate.

Aufbau

Ein altes Philips-Oszilloskop musste sterben, um an eine Bildröhre zu kommen. Es ist eine D10-160GM von Valvo mit einer Bildschirmdiagonale von ca 9cm. Praktischerweise konnte der originale Trafo und Teile des Gehäuses weiterverwendet werden. Was früher die Rückwand des Oszilloskops war, wurde hier zur Bodenplatte. Der Front- und Rückwandrahmen wurde zum Gehäuse meiner Uhr. Mit Plexiglas wurde das Ganze vor Eingriffen geschützt. Vorne ist ein Bewegungsmelder eingebaut, der nach einer Weile die Hochspannungserzeugung abschaltet, wenn man nicht im Raum ist, um die Bild-Röhre vor dem Einbrennen zu schützen. Der Mikrocontroller und damit die Uhrzeit läuft weiter.
Rückseite

Auf der Rückseite ist der Netzanschluss, ein Hauptschalter, ein Schalter um den Bewegungsmelder zu überbrücken, ein Wechseltaster zum manuellen Einstellen der Uhrzeit sowie eine Sub-D Buchse zum Anschluss eines DCF77-Funkuhrmoduls.
Bildschirm
Hier findet man eine ausführliche Beschreibung und Schaltpläne. Um das Bild flackerfrei zu bekommen, hat Erhard Schemainda eine High-Speed-Erweiterung mit einem schnelleren Mikrocontroller (DS89C420) entwickelt. Diese Variante hatte ich damals eingebaut. Da der Dallas-Mikrocontroller sehr schwer zu beschaffen ist, gibt es eine weitere Version von Erhard Schemainda mit einem AT89LP4052.

Fazit

Leider zeigte sich, dass die verwendete Bildröhre nicht ganz zu der Schaltung passte. Sie benötigt eine wesentlich höhere Beschleunigungsspannung als die im Original verwendete D7-16. Durch eine Villard-Schaltung mit Hochvoltkondensatoren habe ich versucht die Spannung zu erhöhen. Trotzdem war es mir nicht gelungen das Bild ganz scharf zu kriegen.