Qadimgi ruscha VFD quvurlaridan Arduino uchun qalqon: soat, termometr, volt o'lchagich : 21 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu loyihani amalga oshirish deyarli yarim yil davom etdi. Bu loyihada qancha mehnat sarflanganini tasvirlab berolmayman. Bu loyihani yakka o'zi bajarish meni abadiy olib ketadi, shuning uchun do'stlarimdan yordamim bor edi. Bu erda siz bizning ishimizni juda uzoq vaqt davomida o'rgatilgan holda ko'rishingiz mumkin.

Ushbu loyihaning xususiyatlari:

• Faqat Arduino UNO platalari bilan mos keladi
• To'rtta IV-3/ IV-3a/ IV-6 VFD naychalarini boshqaradi. Bu quvurlar juda tejamkor, hatto Niksidan ko'ra samaraliroq va juda zo'r ko'rinadi. Energiya samaradorligi LED matritsasiga deyarli teng. Menimcha, ular niksidan ko'ra yaxshiroq ko'rinadi.
• Arduino platasi orqali 12V DC + 5V DC quvvat manbai; barqarorlashtirilgan 12V kuchlanish talab qilinadi
• Ilova dizayni (SAPR fayllari) ixtiyoriy
• mumkin bo'lgan ilovalar: soat, termometr, voltmetr, hisoblagich, tablo,…
• bir nechta Arduino misol eskizlari mavjud

Bilaman, bu ko'rsatma matn juda uzun, lekin iltimos, bu erdagi har bir matn va rasmni o'qishga va ko'rishga harakat qiling. Ba'zi fotosuratlar unchalik yaxshi emas, lekin bu men qila oladigan hamma narsa. Bilaman, men eng yaxshi fotograf emasman.

Bu loyiha dastlab axiris -da joylashtirilgan edi, lekin men juda ko'p kichik narsalarni o'zgartirdim va tushuntirdim, siz o'zingizga nima noto'g'ri bo'lganini so'raysiz.

Ta'minotlar

Siz har bir qismning sonini ko'rishingiz mumkin, lekin men sizga qismlar ro'yxatini chop etishni tavsiya qilaman.pdf -ni xarid qilish ro'yxatida va keyinchalik qismlarni PCB -ga lehimlashda ishlatish uchun. Men hamma narsani mahalliy do'konlardan sotib oldim yoki ishlamaydigan qurilmalardan olib tashladim, lekin agar siz men kabi qila olmasangiz, ehtiyot qismlarni Aliexpress yoki Amazon yoki boshqa do'kondan buyurtma qilishingiz mumkin.

1/4W 5% karbonli rezistorlar, bu ro'yxatda sizga kerak bo'lgan har bir qarshilikka ega bo'lgan Aliexpress havolasi

• 1x510 dyuym
• 2x 1K
• 1x 2K7 dyuym
• 1x 3K9 dyuym
• 13x 10K
• 12x68K
• 12x 100K
• 12x 220K

Seramika/ MKT/ MKM kondansatkichlari

• 1x 2.2 nF (222) Aliexpress havolasi
• IV-3 / IV-3a uchun 2x 8.2 nF (822) Aliexpress havolasi yoki IV-6 Aliexpress havolasi uchun 2x 22nF (223).
• 1x 100 nF (104) Aliexpress havolasi

Elektrolitik yarimo'tkazgichlar

• 4x22 mF 50V radiusli Aliexpress havolasi
• 2x 100 mF 25V radiusli Aliexpress havolasi

Diskret yarimo'tkazgichlar

• 1x 1N400x rektifikatorli diodli Aliexpress havolasi
• 4x 1N5819 schottky diod Aliexpress havolasi
• 4x LED 3 mm (rangni erkin tanlang) Aliexpress havolasi
• 13x BC547B NPN tranzistorli Aliexpress havolasi
• 12x BC557B PNP tranzistorli Aliexpress havolasi
• 1x BC639 NPN "kuch" tranzistorli Aliexpress havolasi
• 1x BC640 PNP "kuch" tranzistorli Aliexpress havolasi

Integral sxemalar

ICM7555 taymer IC (CMOS versiyasi bo'lishi kerak, standart 555 ishlatmang!) Aliexpress havolasi

Ulagichlar va turli qismlar

• 2x yig'iladigan sarlavha - oralig'i 2,54 mm /.1” - 8 qutbli Aliexpress havolasi
• 1x yig'iladigan sarlavha - oralig'i 2,54 mm /.1” - 6 qutbli Aliexpress havolasi
• 1x yig'iladigan sarlavha - oralig'i 2,54 mm /.1” - 10 qutbli Aliexpress havolasi
• 4x IV-3 yoki IV-3a yoki IV-6 VFD trubkasi Aliexpress havolasi
• PCB PCBWay havolasi

Agar siz soat yasashni xohlasangiz, qo'shimcha batareyali RTC DS1307-dan foydalanishingiz mumkin, lekin agar siz uni aqlli qilishni istasangiz, esp8266-dan foydalaning. Siz katta esp8266 yoki kichik esp8266-01 dan foydalanishingiz mumkin, lekin men soatni yaxshiroq ko'rinishi uchun kichkinasidan foydalanishni tavsiya qilaman. Agar siz undan aqlli bo'lishni istasangiz, esp8266 ni 1 simli sensor bilan birlashtiring. Eskiz DS1820, DS18B20, DS18S20 va DS1822 -ni qo'llab -quvvatlaydi. Harorat har daqiqada ko'rsatiladi.

Agar sizda ushbu loyiha haqida savollaringiz bo'lsa, menga elektron pochta orqali yozing. Men sizning savollaringizga iloji boricha tezroq javob berishga harakat qilaman

1 -qadam: Loyihaning umumiy ko'rinishi

Bu Arduino qalqoni 4x rus IV-3, IV-3a yoki IV-6 etti segmentli VFD naychalarini haydashga qodir. 4x3 mm diametrli LEDlar quvurlar uchun fon yoritilishini ta'minlaydi. Dizayn butunlay teshik qismlariga asoslangan, SMD komponentlari ishlatilmagan. Shunday qilib, tenglikni payvandlash tajribasiga ega bo'lgan har bir kishi osongina yig'ishi mumkin. Bundan tashqari, ishlatiladigan komponentlar arzon va oson sotiladi. Bu yanada o'qitiladigan va qurilishi oson bo'lgan loyiha sifatida ishlab chiqilganligi sababli, bu VFD naychalarini texnik nuqtai nazardan boshqarishning eng yaxshi echimi emas. BC547 va BC557 tranzistorlari o'rniga biz A2982W manba drayverlarini ishlatgan bo'lardik, yoki tranzistorlarni Super shiftli yuqori voltli manba drayveri IC bilan almashtiramiz. Afsuski, ularni SMD paketlarida olish qiyin bo'lishi mumkin.

2 -qadam: montaj bo'yicha maslahatlar

Bu ko'rsatma PCB elektronika yig'ish bo'yicha ilg'or tajribaga ega bo'lganlar uchun mo'ljallangan. Agar siz o'zingizning mahorat darajangiz uchun bu juda murakkab deb hisoblasangiz, iltimos, uni yig'ishga urinmang yoki do'stingizdan buni siz uchun qilishni so'rang.

Shoshmang - bu to'plam uzluksiz yoki undan ko'p bo'lsa, 2-3 soat ichida bajarilishi kerak. Men buni 2 soatdan kam vaqt ichida qilaman, lekin men 2 yildan ortiq kundalik lehimlash tajribasiga egaman.

Ish joyingiz yaxshi yoritilganligiga ishonch hosil qiling (kunduzgi yorug'lik afzalroq), toza va tartibli.

Kengashni ko'rsatmalarda ko'rsatilgan tartibda yig'ing - har bir operatsiyani bajarishdan oldin har bir qadamni o'qing va tushuning. Chunki xatodan keyin orqaga qaytish deyarli yo'q.

Yarimo'tkazgichlar (diodlar, IClar, tranzistorlar) yoki elektrolitik kondansatkichlar qutblangan komponentlar ekanligini tushunasiz deb taxmin qilinadi. Tegishli belgilar PCBda ipak bilan qoplangan va sxemada ko'rsatilgan.

PCBni yig'ish uchun quyidagi vositalar va materiallar kerak bo'ladi:

• Kichik uchli (1-2 mm) yaxshi sifatli lehimli temir (25-40 Vt)
• Qisqichbaqa va pense
• Voltaj sinovlari va rezistorlarni aniqlash uchun asosiy multimetr.
• Kichkina qurilma belgilarini o'qish uchun kattalashtirish oynasi ko'pincha yordam beradi.
• Lehim - qo'rg'oshin/qalay lehimiga afzallik beriladi. Qo'rg'oshinsiz lehim, hozir Evropada tijorat mahsulotlarida ishlatilishi kerak bo'lganidek, ancha yuqori erish nuqtasiga ega va u bilan ishlash juda qiyin bo'lishi mumkin. Hech qanday oqim yoki surtma ishlatmang.
• Agar siz tasodifan qo'shni lehim bo'g'inlari o'rtasida lehim ko'priklarini yaratsangiz, demontaj qilgichi (ortiqcha oro bermay) foydali bo'lishi mumkin.

Quvvatlantirish manbai

IV-3/IV-3a/IV-6 VFD qalqoni Arduino-ning to'g'ri ishlashi uchun 12 V doimiy quvvat manbasidan quvvatlanishi kerak. Faqat 12 V DC / 300 mA quvvatga ega bo'lgan regulyativ kommutatorli quvvat adapteridan foydalaning.

Tartibga solinmagan "transformator uslubi" devor adapteridan foydalanmang. Ular engil yuk bilan 16 V dan oson etkazib beradi va IV-3 VFD ekranining shikastlanishiga olib keladi, chunki 12 V kuchlanish juda muhim. Quvvat manbai qutbini o'zgartirmaslik uchun juda ehtiyot bo'lishingiz kerak, aks holda siz Arduino, VFD qalqoni, elektr ta'minotini o'ldirish va, ehtimol, yong'in yoki elektr tokini yoqib yuborish xavfi bor

IV-3 ekranini ulashdan oldin, Arduino-ning USB ulagichining metall qalqoniga izolyatsion lentani joylashtiring, bu lehim ulanishining metallga tegib ketishiga va qisqa tutashishiga yo'l qo'ymaydi

3 -qadam: PCBga umumiy nuqtai va sxemasi

Siz tenglikni PCBWay -dan buyurtma qilishingiz mumkin. Agar siz yangi foydalanuvchi bo'lsangiz, ushbu havoladan foydalanib, ro'yxatdan o'tgandan so'ng 5 $ tekin oling, shundan so'ng sizning birinchi 5 ta tenglikni kartangiz bepul bo'ladi va siz etkazib berish uchun atigi 6 AQSh dollari miqdoridagi pulni Xitoyning havo posti bilan to'lashingiz kerak bo'ladi. Oxirgi fotosuratda ko'rib turganingizdek, qalqon Revolutdagi debet kartam bilan bir xil. Bu erda ko'rsatilgan rasmlar ba'zi odamlar uchun xitoy tilini o'qishga urinayotgandek tuyulishi mumkin.

4 -qadam: yig'ish

Nihoyat, biz yig'ilish jarayoniga keldik … Keyingi 5-19 bosqichlarida biz tenglikni bosqichma-bosqich yig'amiz. PCB -ning umumiy ko'rinishi va elektron sxemasini yig'ish paytida uni bosib chiqarish yoki lehim paytida kompyuterda qoldirish foydali bo'lishi mumkin. Har bir qadamdan so'ng, PCB -ni bu erdagi rasmlar bilan sinchkovlik bilan solishtiring va xatolar va lehimdagi nosozliklarni tekshiring.

5 -qadam: Diodlar va IC rozetkasi

Quyidagi diodlarni joylashtiring:

• D1: 1N400x yoki unga teng
• D2… D5: 1N5819 schottky diod

Kutupluluğa e'tibor bering va to'g'ri diyotni to'g'ri joyga o'rnatish uchun ehtiyot bo'ling

Komponent tomondan D2 va D3 lehimlang va lehim tomonidagi simlarni iloji boricha qisqa qilib kesing, chunki ular metall USB ulagichi Arduino ekranining tepasida joylashgan.

IC1 uchun 8 qutbli IC soketini o'rnating. Ushbu bosqichda IC1ni rozetkaga qo'ymang.

6 -qadam: Elektrolitik kondansatkichlar

Quyidagi elektrolitik kondansatkichlarni joylashtiring:

• C5… C8: 22vF 50V radial elektrolitik kondansatör
• C9, C10: 100vF 25V radiusli kondansatör
• Qo'rg'oshinlarni 90 gradusga buking va kondensatorlarni tenglikka teng ravishda joylashtiring. Polarizatsiyaga e'tibor bering. Bilaman, bu kutubxonadan sizni bezovta qilyapman, lekin bu juda muhim.

Komponent tomondan C6, C7 va C8 -ni lehimlash va arduino USB -ulagichining metall qalqoni ustida joylashgani uchun simlarni lehim tomondan iloji boricha qisqa qilib kesish tavsiya etiladi

7 -qadam: seramika kondansatkichlari

Boshqa konditsionerlar uchun bir xil qiymat va material bo'lishi muhim emas.

Quyidagi keramik kondansatkichlarni joylashtiring:

• C1: 2n2
• C2, C3: 8n2 yoki 22nF (*)
• C4: 100n

E'tibor bering, C1… C3 qiymatlari juda muhim, chunki C1 R5 bilan birga kuchlanish triplerining ish chastotasini va C2, C3 VFD quvurlari uchun filament oqimini belgilaydi.

(*) IV-3 va IV-3a naychalari uchun 8n2, IV-6 naychalari uchun 22nF o'rnatish.

8 -qadam: 10K rezistorlar

10 kilo ohmli rezistorlarni o'rnating (jigarrang-qora-to'q sariq-oltin)

R6… R18

Ularni rasmdagi kabi vertikal ravishda joylashtiring.

9 -qadam: 68K rezistorlar

68 kilo-ohmli rezistorlarni o'rnating (ko'k-kulrang-to'q sariq-oltin)

19 dan 30 gacha

Ularni rasmdagi kabi vertikal ravishda joylashtiring.

10 -qadam: 220K rezistorlar

220 kilo ohmli rezistorlarni o'rnating (qizil-qizil-sariq-oltin)

R43… R54

Ularni rasmdagi kabi vertikal ravishda joylashtiring.

11 -qadam: 100K rezistorlar

100 kilo ohmli rezistorlarni o'rnating (jigarrang-qora-sariq-oltin)

R31… R42

Ularni rasmdagi kabi vertikal ravishda joylashtiring.

12 -qadam: Qolgan rezistorlar

Qolgan rezistorlarni joylashtiring:

• R1: 510 ohm (yashil - jigarrang - jigarrang - oltin)
• R2, R3: 1 kilo-ohm (jigarrang-qora-qizil-oltin). Siz foydalanmoqchi bo'lgan naychaning orqa nuri LEDlariga qarab qiymatni o'zgartirishingiz kerak bo'lishi mumkin.
• R4: 2,7 kilo-ohm (qizil-binafsha-qizil-oltin)
• R5: 3,9 kilo-ohm (to'q sariq-oq-qizil-oltin)

13 -qadam: Arduino sarlavhalari

Arduino yig'iladigan sarlavhalarini o'rnating. Sarlavhalar, bu qalqonning ustiga boshqa Arduino qalqonlarini joylashtirish uchun ishlatilmaydi, lekin ular bir nechta komponentlar va VFD naychalarining o'rnatish balandligini aniqlashga yordam beradi.

Sarlavhalarni PCB orqali o'tkazing va Arduino -ga ulang. Pastga burab, har bir ulagich uchun 1-2 pinni lehimlang. Shunday qilib, ulagichlar orasidagi masofa to'g'ri bo'ladi. Qalqonni Arduino -dan chiqarib oling va qolgan pinlarni lehimlang.

14 -qadam: Quvvatli tranzistorlar

Quyidagi tranzistorlarni joylashtiring:

• T26: BC639
• T27: BC640

Ushbu tranzistorlarni standart turlarga almashtirmang. Ularni uylarining yuqori qismi Arduino sarlavhasidan pastroq bo'lishi uchun o'rnatib qo'ying.

IC1 ICM7555 (*) ni rozetkaga joylashtiring va qalqonni Arduino -ga ulang va quvvat sarflang. D5 katodi va Arduino zamini o'rtasida o'lchangan kuchlanish 32… 34V atrofida bo'lishi kerak. Men buni ishonchim komil bo'lgani uchun qilmadim, lekin siz buni qilganingiz ma'qul.

CMOS versiyasidan foydalaning (ICM7555, TLC555 LMC555,…), standart 555 taymerni ishlatmang

15 -qadam: NPN tranzistorlari

BC547B tranzistorlarini joylashtiring

T1… T13

Ularni uylarining yuqori qismi Arduino sarlavhalari ostida qolishi uchun o'rnatib qo'ying.

16 -qadam: PNP tranzistorlari

BC557B tranzistorlarini joylashtiring

T14… T25

Ularni uylarining yuqori qismi Arduino sarlavhalari ostida qolishi uchun joylashtiring.

17 -qadam: Quvurlarning orqa yoritgichli LEDlari (ixtiyoriy)

Siz naychaning orqa nuri uchun har qanday rangdagi 3 mm standartli LED -larni, hatto RGB rangining xira LEDlarini ham ishlatishingiz mumkin.

LEDlarning uchlarini VFD naychalari ostidagi 3 mm teshiklarga sig'adigan qilib eging, so'ng ularni tenglikka lehimlang. Kutupluluğa e'tibor bering. LEDning qisqa simlari (katod) LED nomiga ipak ekranli belgiga (D6… D9) eng yaqin yostiqqa lehimlanadi.

Arduino -dagi ISP ulagichiga tegmaslik uchun D9 simlarini izolyatsiya qilish kerak bo'lishi mumkin.

LEDlar Arduino -dagi PWM chiqishiga ulangan va uni dastur yordamida o'chirish mumkin. RGB rangini o'chiruvchi LEDlarni ishlatganda, bu to'g'ri ishlamaydi.

Agar siz uchun osonroq bo'lsa, VFD naychalari lehimlanganidan keyin LEDlarni o'rnatish ham mumkin. O'rnatish texnikasi tufayli, agar siz boshqa orqa yorug'lik rangiga ega bo'lishni xohlasangiz, keyinchalik LEDlarni almashtirish oson bo'ladi.

18 -qadam: VFD quvurlarini o'rnatish

Bu qalqonni qurishning eng muhim bosqichlaridan biridir

Quvur simlarini PCBdagi tegishli teshiklari orqali muloyimlik bilan o'tkazing. Quvurlardagi qisqa tutashgan teshikdan lehim yostig'isiz o'tishiga ishonch hosil qiling.

Endi raqamlar tenglikni old tomoniga qarashi kerak.

Agar siz naychalarning simlarini teshiklardan o'tkazishda qiyinchiliklarga duch kelsangiz, ularni "spiral" shaklida kesib qo'yishingiz mumkin, shunda siz bir vaqtning o'zida 1 simni teshikdan o'tkazishingiz mumkin. Qisqa simni juda qisqa qilmaslikka e'tibor bering, chunki biz quvurlarni PCBdan bir oz masofada o'rnatamiz.

Quvurlar joyiga qo'yilgach, ularni qo'l bilan ko'p yoki kamroq tekislang. Quvurlarning pastki qismi Arduino yig'iladigan sarlavhalarining yuqori qismidan taxminan 1-2 mm pastda bo'lishi kerak.

Agar siz ixtiyoriy akril korpusdan foydalanayotgan bo'lsangiz, yuqori va pastki plastinalarni tekislash vositasi sifatida ishlatishingiz mumkin.

Har bir naychaning ikkita chizig'ini tenglikka lehimlang. Bu bajarilgandan so'ng, siz hali ham lehim bo'g'inlarini qayta isitish orqali trubaning hizalanishini sozlashingiz mumkin.

Agar siz trubaning hizalanishidan qoniqsangiz, qolgan quvur simlarini oxirigacha lehimlab, ortiqcha simlarni kichik sim kesgich bilan kesishingiz mumkin.

Quvurni lehimlangandan keyin uning hizalanishini o'zgartirishga urinmang, chunki bu mexanik stressni keltirib chiqarishi va naychaning nuqsonli bo'lishiga olib kelishi mumkin

19 -qadam: Yakuniy test

Nihoyat test … Arduino -ga demo eskizni yuklang va Arduino -ni kompyuterning USB -portidan uzing.

Tayyor VFD qalqonini Arduino tepasiga ulang. Arduino -ning metall qismi VFD qalqoni lehim bo'g'imlariga tegmasligiga ishonch hosil qiling.

12 V DC quvvat adapterini Arduino quvvat ulagichiga ulang va quvvatni yoqing.

Bir necha soniyadan so'ng, VFD naychalari cheksiz pastadirda 0 dan 9 gacha sanashni boshlashi kerak. VFD naychalarining o'nlik ajratuvchi nuqtalari 4 bitli ikkilik hisoblagichni tashkil qilishi kerak.

Naychaning orqa nuri bir necha soniyalarda xiralashishi va qaytadan yoqilishi kerak.

Quvur paychalarining simlarini diqqat bilan tekshiring. Ular qip -qizil rang bilan juda engil porlashi kerak. Agar ular juda porlayotgan bo'lsa, C2 va C3 qiymatlarini kamaytiring. Boshqa tomondan, agar filaman deyarli porlamasa va raqamlar juda xira bo'lsa, siz C2 va C3 qiymatlarini oshirish orqali tajriba o'tkazishingiz mumkin.

20 -qadam: akril korpus (ixtiyoriy)

Birinchi 2 ta fayl SAPR fayllari. Men sizga "ekranda view.pdf uchun qalqon uchun qo'llanma uchun muhofaza" ni ochishni va u erdan akril muhofaza qilish bosqichlarini ko'rishni maslahat beraman.

21 -qadam: dasturiy ta'minot

Sizga kerak bo'lgan har bir kutubxona har bir eskiz boshida izohlarda.

To'g'ridan -to'g'ri kirish

Quvurlar va LEDlarga to'g'ridan -to'g'ri kirishni ta'minlaydi. Siz naychadagi alohida segmentlar va nuqtalarni yoqishingiz va o'chirishingiz va LEDlarni yoritish uchun PWM ish aylanishini boshqarishingiz mumkin.

Oddiy soat

Faqat soat ketma -ket monitor orqali o'rnatiladi va hech narsa juda bezovta qilmaydi, lekin taxminan 1 kundan keyin soat taxminan 1 minutga qaytadi.

Aqlli soat

• Batareya quvvatlanadigan qo'shimcha DS1307 RTC qo'llab-quvvatlashi qo'shildi.
• RX va TX orqali faqat esp8266 bilan ishlash uchun qo'llab -quvvatlash qo'shildi
• 1-simli sensor ulanganda haroratni Selsiy darajasida ko'rsatish qo'shildi. Eskiz DS18B20, DS18S20 va DS1822 -ni qo'llab -quvvatlaydi. Harorat har daqiqada ko'rsatiladi.

Esp8266 soat bilan ishlashi uchun siz espni o'chirib qo'yishingiz va bu erda quvvatni tejash uchun chuqur uyqu rejimiga qanday o'tishni ko'rsatadigan maxsus ko'prik qilishingiz kerak bo'ladi. Shuningdek, esp kodidagi WIFI hisob ma'lumotlarini va vaqt mintaqasini sozlash kerak bo'ladi. Agar esp8266 bilan ishlash tajribangiz bo'lmasa, Arduino IDE -ga taxtani o'rnatish haqida ko'proq ma'lumotni bu erdan o'qing.

Termometr

1-simli harorat sensori bilan ishlaydi. Dastur DS1820 (turli simlar, Internetda tekshiring), DS18B20, DS18S20 va DS1822 -ni qo'llab -quvvatlaydi.

Volt o'lchagich

Ushbu dastur A5 pinida o'lchangan kuchlanishni ko'rsatadi.

Namoyish

Quvurlar animatsiyasining namunasi, LEDlarning PWM animatsiyasi.