Nixie Tube Watch: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Men shu yil boshida, men funktsional bo'lgan narsani qila olamanmi, deb soat qurdim. Menda 3 ta asosiy dizayn talablari bor edi

1. Vaqtni aniq saqlang
2. Kun bo'yi batareyaga ega bo'ling
3. Kichkina bo'ling va qulay kiying

Men birinchi 2 ta talabni bajarishga muvaffaq bo'ldim, lekin uchinchisi biroz cho'zilgan. Siz bu dizaynni bilagingizda o'tirganini payqaysiz, lekin u yaroqsiz emas. Men dizayn jarayonini ko'rib chiqmoqchiman va bu loyihada nima yomon va nima yomon bo'lganini ko'rsatmoqchiman. Men foydalanmoqchi bo'lgan fayllarni joylashtiraman, lekin men tushuntirganimdek, o'z modelingizni yaratishda ba'zi dizayn variantlarini o'zgartirishni tavsiya qilaman.

Xavfsizlik haqida ogohlantirish

Ushbu loyiha bilagingizga 150V doimiy tok hosil qiluvchi qurilmani bog'lashni o'z ichiga oladi. Agar siz unga e'tibor bermasangiz, bu jiddiy zarar etkazishi yoki shikast etkazishi mumkin.

1 -qadam: kerakli qismlar

Soatingizni loyihalashda siz komponentlarni tanlashdan boshlashingiz kerak.

Niksi quvurlari

Qancha kichik bo'lsa, shuncha yaxshi. Men IN-17-dan foydalanardim, uning izi kichik, lekin juda baland. Qo'rg'oshinlari raqamdan pastda joylashgan trubka kichikroq maydonga qisilishi mumkin.

Yuqori kuchlanishli elektr ta'minoti

Bu batareyadan quvvat olayotgani uchun ~ 3V ni kamida 150V ga aylantirishimiz kerak. Men Taylor Electronics 1363 kartasidan foydalanardim. O'zingizning taxtangizni loyihalashingiz mumkin, lekin siz dizaynga katta e'tibor berishingiz kerak bo'ladi. Oldindan qurilgan taxtadan foydalanish menga taxtaning o'lchamini qo'lda lehimlashning yarmigacha qisqartirishga imkon berdi va natijada mening dizaynimdan ko'ra samaraliroq va kamroq jiringladi.

Yuqori kuchlanishli kalitlar

Aksariyat mikrokontrollerlar 150 V emas, 3-5 V dan ishlaydi. Ular bilan aloqa o'rnatish uchun bizga yuqori registri, tranzistorlar yoki boshqa o'tish moslamasi kerak. Men ushbu taxta uchun HV5523 Shift Ro'yxatdan o'tish kitobidan foydalandim - texnik jihatdan ular 5V mantiqni talab qiladi, lekin men ular muammosiz 3.3V ishlaganini topdim.

Mikrokontroller

Barcha qurilmalaringizni ishga tushirish uchun etarli pinlarga ega bo'lgan eng kichik MCU kerak. Buning uchun ATMega2560 -dan foydalanmang, chunki bu haddan tashqari. Men ATTiny841 ni tanladim, chunki u kerakli IO soniga ega edi va Arduino IDE -ni qo'llab -quvvatladi.

RTC

Vaqtni aniq saqlash uchun sizga RTC chipi kerak. Men DS3231 dan foydalanardim.

Boshqa qismlar

• Voltaj regulyatori

• Vaqtni sozlash yoki displeyni yoqish uchun interfeys

  Men cheklangan muvaffaqiyat bilan APDS-9960 ishorasi/yaqinlik sensori ishlatganman

• Hamma ishlayotganiga ishonch hosil qilish usuli

  Qurilmaning joriy holatini ko'rsatish uchun menda ketma -ket port va RGB LED bor edi

• Bundan tashqari, siz batareyani olib tashlamasdan zaryad qilish usulini xohlashingiz mumkin.

2 -qadam: Funktsional nuqtai nazar

Men sxemani rejalashtirish uchun dastlabki eslatmalarimni va men foydalangan asosiy komponentlarning blok -diagrammasini yukladim.

Yuqori kuchlanishli tomonda, Nixie Tubes -ning umumiy anodli (+) terminaliga tokni cheklovchi rezistor orqali +150V etkazib beradigan HVPS mavjud. Shift reestri quvurlarning har bir raqamiga ulanadi. Shift reestri - ochiq drenaj qurilmasi. Har bir pinni to'g'ridan -to'g'ri erga bog'lab qo'yish yoki sxemadan uzib qo'yish mumkin. Bu shuni anglatadiki, nixie trubkasining barcha ajratilgan uchlari ishlatilmaganda 150V ni o'lchaydi.

Past kuchlanishli tomonda lipo batareyasidan kuchlanishni tartibga soluvchi 3,3 V kuchlanish/regulyator mavjud. Bu kontaktlarning zanglashini 3,3 V da saqlaydi, chunki lipo kuchlanish 3,7 dan 3,0 V gacha tushadi. Attiny841 i2C avtobusi imo -ishora sensori va RTC -ga ulanadi. RGB etakchi va ketma -ket ulanish ko'rsatilmagan.

MCU ishlayotganda, yaqinlik ma'lumoti uchun imo -ishora sensori tekshiriladi. Yengni displeyni ishga tushirishiga yo'l qo'ymaslik uchun, sensorni kamida 1 soniya ochib, keyin kamida 1 soniya yopib, keyin harakatni ochish uchun ochish kerak. Soatning boshlang'ich versiyasida oxirgi rasmda tasvirlangan vaqt ko'rsatiladi. Men sensorni uzoqroq ushlab turish orqali har doim rejimga o'tish imkoniyatiga ega bo'lishi uchun uni yangiladim.

3 -qadam: taxta dizayni

Men PCBni qanday yasash haqida batafsil ma'lumot bermayman, chunki bu haqda juda ko'p ma'lumotlar mavjud. Bu erda foydali Nixie Tube izlari mavjud.

Men PCB -ni yaratganimda, bilagimga bog'lab qo'ygan joyimni kamaytirish uchun ikkita kichikroq taxtani yig'dim. Men barcha izlarim birlashtirilgan va ulagichlar hizalanganligiga ishonch hosil qilish uchun tenglikni qog'oz nusxasini chop etish va kesib tashlash foydali deb topdim. I2C va boshqa ma'lumot uzatish liniyalari uchun ajratish maydonchalarini sinash yoki lehimlash uchun qoldiring.

Eagle sizga 3D modelini komponentga tayinlash, so'ngra taxtangizning 3D modelini boshqa dasturga eksport qilish imkonini beradigan xususiyatga ega. Men uni ishlatganimda buggy edi, lekin hech qanday qismlar bir -biriga xalaqit bermasligi uchun juda foydali edi.

Joyni tejash uchun soat ichida batareya zaryadlovchi qurilmasi yo'q edi. Buning o'rniga men soatning yon tomonida bir nechta DuPont ayol ulagichlari bor. Ushbu to'plamning oxirgi rasmida men ishlatgan simlar ko'rsatilgan. Chap tomoni soat ichida, o'ng tomoni tashqarida. Soatni zaryad qilish uchun siz tashqi simlarni tashqi zaryadlovchiga ulaysiz. Batareya negativi yonidagi ko'k chiziq zaryadlovchini orqaga qo'yishni oldini olish uchun kalitli uyani bildiradi. Soatni yoqish uchun siz kichik o'tish kabelidan (yashil) foydalangan holda batareyani + haqiqiy zanjirning VCC -ga ulashingiz mumkin. Bu muammo yuzaga kelganda, tez muvaffaqiyatsizlikka olib keladi. Joylashuv tufayli siz tasodifan qisqa tutashtira olmaysiz yoki kontaktni orqaga ulay olmaysiz.

4 -qadam: tenglikni yig'ish

Men OSHPark -dan taxtalarga buyurtma berdim, chunki ular juda tez, arzon va chiroyli binafsha rangga ega edi: D

Shuningdek, siz har bir taxtadan 3 tadan olasiz, shuning uchun siz 2 ta soat yasashingiz va sinov uchun uchinchi taxtaga ega bo'lishingiz mumkin.

Avval QFN paketlarini issiq havo bilan bajaring, so'ngra hamma narsani kichikroq qismlardan boshlang. Nixie naychalarini yoki HVPSni simga ulamang. Agar sizda lehimli stencil va tost pechi bo'lsa, demak siz juda yaxshi ishlayapsiz. PCBdagi qisqa chiziqlarni tekshirish uchun ohm o'lchagichdan foydalaning. Agar siz o'rta balandlikdagi qarshilikni qisqa o'lchasangiz, bortda juda ko'p oqim qoldiqlari bo'lishi mumkin. HV5523 juda nozik pimlarga ega va ular IC ostida ko'priklanganligini ko'ra olmaysiz. Agar siz uni uzoq vaqt qayta ishlasangiz, taxtangizga sovushini bering.

Past kuchlanishli komponentlar yig'ilgandan so'ng, smenali registrdagi barcha raqamlarni aylanib o'tadigan dasturni ishga tushiring. Mantiq analizatori yoki multimetrdan foydalanib, pinlar kutilgan paytda LOW tortilganligini tasdiqlang. Shuningdek, sizning RTC va boshqa qurilmalaringiz kutilganidek javob berishiga ishonch hosil qiling.

HVPSni, keyin nixie naychalarini lehimlang. Nixie Tubes uchun bir vaqtning o'zida 1 oyog'ini lehimlang va issiqni uzoq qoldirmang. Iloji bo'lsa, oyog'ini tenglikni va shisha orasidagi qisqich bilan ushlab, sovutgich vazifasini bajaring. Quvurlarga har bir oyoqni lehimlash o'rtasida sovushini bering.

Agar siz ishlamayotgan qism bilan bog'liq muammolarga duch kelsangiz va uning lehim birikmasi ekanligini bilmasangiz, siz "o'lik xato" lehimini sinab ko'rishingiz mumkin. Chipni taxtadan chiqarib oling va har bir yostiqqa to'g'ridan -to'g'ri lehimlash uchun ingichka simdan foydalaning. Emay qoplamali simdan foydalanganingizga ishonch hosil qiling, shunda simlarning hech biri bir -biriga qisqa tutashmaydi.

5 -qadam: Koson dizayni

Eagles MCAD funktsiyalaridan foydalanib, uning atrofidagi korpusni yaratish uchun sxemaning 3d modelini olish oson. Dorixonada/do'konda standart o'lchamdagi soat belbog'lari mavjud. Agar siz PCB -ga o'rnatish teshiklarini qo'ysangiz, siz o'zingizning modelingizda to'siqlar yaratishingiz va taxtani tezda mahkamlashingiz mumkin. Mening qarama -qarshiliklarim Nixie trubkasi bilan uzilib qoldi va ishlatilmadi - men Sugru -dan uning bir joyda qolishiga ishonch hosil qilish uchun foydalandim.

6 -qadam: Loyiha fayllari va duch keladigan muammolar

Eagle va Solidworks fayllari

Yana mustahkam kod

Men ushbu loyiha ustida ishlaganimda yaratgan barcha fayllarni bog'ladim. Bular avvalgi holatida yuklangan, hech qanday tahrir va jilo yo'q. Bu yaxshi yoki yomon ekanligiga ishonchim komil emas … Siz mening sxematik, taxtali dizaynimni, Solidworks fayllarini va Arduino kodini ko'rishingiz mumkin. Men qanday tanlovlar qilganimni tushuntirdim va bu fayllar sizning tanlovingizda o'z qo'l soatingizda qanday amalga oshirilishini ko'rishga yordam berishi kerak.

Eagle fayllarida HV.brd Nixie izlarini, HV5523, HVPS va APDS-9960 ulagichlarini o'z ichiga oladi. APDS-9960 ikkinchi sahifada, chunki u Sparkfun-ning 9960 yoriq taxtasidan nusxa ko'chirilgan. Schematic.brd past kuchlanishli barcha narsalarni o'z ichiga oladi. Menimcha, kerakli kutubxonalar hammasi kiritilgan.

Solidworks papkasi - bu katta tartibsizlik - burgutdan eksport qilish har bir rezistor uchun alohida fayllar yaratdi va hamma narsani tashlab yubordi. "Assem8" - bu birlashtirilgan va yig'ilgan hamma narsani ko'rish uchun qarash kerak bo'lgan fayl. "Eksport" papkalari - bu testdan turli parametrlarga ega bo'lgan STL fayllari.

Birinchi koddagi Arduino eskizi - bu keyingi sahifadagi videoda namoyish qilingan va bu hujjatning barcha hujjatlari uchun ishlatiladigan narsa. Ikkinchi havola bir nechta displey rejimlarini o'z ichiga olgan yangi versiyaga ega. Agar RTC bu eskizga tiklansa, u keyingi quvvat yoqilganda soat 12 ga o'rnatadi. Shunday qilib, soat har doim ulanadigan stol soati sifatida ishlatilishi mumkin.

Agar siz mening fayllarimni boshlang'ich nuqta sifatida ishlatishga qaror qilsangiz, men hal qilmagan bir nechta muammolarni bilishingiz kerak.

1. APDS-9960 Attiny Arduino Core bilan mos kelmaydi. Yaqinlikni aniqlash ishlaydi, lekin men imo -ishoralar uchun uzilish signalini ishonchli qabul qilish kodini ololmayman.
2. ISP sarlavhasi aks ettirilgan va pinlardan biri ulanmagan.
3. ISP VCC sarlavhasi voltaj regulyatorining noto'g'ri tomoniga o'tadi. Agar bu uzilmagan bo'lsa, voltaj regulyatori darhol qovuriladi
4. CR batareyasi ushlagichi i2C sarlavhasini bir necha mm ga yopib qo'yadi

7 -qadam: Yakuniy natija

Bu odyssey oxirida menda ishlaydigan Nixie Watch bor. Bu biroz foydalanish mumkin, lekin kundalik soatdan ko'ra kontseptsiyaning isboti. Ikkinchi taxta stol soatiga aylantirildi va uchinchi taxta qurilish jarayonida yo'q qilindi.

Agar siz o'zingizning qo'l soatingizni yaratmoqchi bo'lsangiz, ba'zi foydali havolalar:

Google guruhi Nixie Tube

EEVBlog Nixie pleylisti

Eagle to Fusion eksporti