Nixietube қол сағаты: 6 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Өткен жылы мені Nixitube сағаттары шабыттандырды. Менің ойымша, Nixietubes келбеті өте жақсы. Мен мұны ақылды функциялары бар стильді сағаттарда енгізу туралы ойладым.

1 -қадам: Төрт түтік прототипі

Мен төрт түтікті сағаттың электронды схемасын құрудан бастадым. Мен электрониканың студенті болғандықтан, электрониканы бірнеше ай бойы дамыттым.

Алдымен қуат көзін жобалау қажет. Мен желіден 170В ауыспалы режимдегі электрмен жабдықтауды сатып алудан бастадым, себебі мен батареядан 4,2 В тұрақты токты түтіктер үшін 170 В тұрақты токқа түрлендіретін қорек көзін қалай құрастыруды білмедім. Алдын ала жасалған PSU 86% тиімді болды.

Қуат көзін алғаннан кейін мен Nixietubes-ті қалай басқаруға болатынын зерттей бастадым. Менде Nixietubes бар анодтық түтіктер бар, бұл 170В тұрақты токты анодқа, ал катодқа GND қосқанда түтік жарқырайды. Түтік арқылы өтетін токты шектеу үшін анодтың алдына резистор қою керек. Түтіктің 1мА ток күшінің шектелуіне әкеледі. Әр түрлі сандарды басқару үшін. Мен жоғары вольтты ауысу регистрлерін қолдандым. Бұл IC-ді кез келген микроконтроллер басқара алады.

Мен IoT (Интернет заттары) жанкүйерімін. Мен ESP32 модулін алуды шештім және WiFi арқылы интернеттен ағымдағы уақытты алғым келді. Ақырында мен Интернет уақытпен RTC (нақты уақыт сағаты) синхрондадым. Маған энергияны үнемдеуге және Интернетке қосылусыз әрқашан уақытты үнемдеуге мүмкіндік береді.

Мен уақытты тексерудің жолдары туралы ойладым және білегімнің қозғалысын бақылайтын акселерометрді қолдандым. Мен білегімді айналдырсам, уақытты оқи аламын. Сағат іске қосылады және оны маған көрсетеді.

Мен сонымен қатар әр түрлі функцияларды орната алатын қарапайым мәзір жасау үшін сенсорлық белсендірілген үш түймені енгіздім.

Екі RGB светодиодтары түтіктерге жақсы артқы жарық беруі керек еді.

Мен батареяны зарядтаудың жолын ойладым. Сондықтан мен оны сымсыз QI зарядтау модулінің көмегімен зарядтауды ойладым. Бұл модуль маған 5В шығыс берді. Зарядтау тізбегіне қосылған бұл модуль 300 мАч шағын батареяны зарядтауға мүмкіндік берді.

Электрондық конструкция дайын болған кезде және сыналған барлық қосалқы схемалар мен ПХД (Баспа схемасы) жобалауды бастадым. Мен қағазбен және бөлшектермен макеттер жасадым (сурет 1). Әр компоненттің енін, биіктігін және ұзындығын өлшеу қиын процесс болды. ПХД -ны жобалау мен орналастырудан бірнеше апта өткен соң, олар маған тапсырыс беріп, жөнелтті. (сурет 2).

Жолдың әр кезеңінде мен сағаттың әр бөлігіне тестілік бағдарламалар жасадым. Осылайша, соңғы бағдарламалық жасақтаманы бірге оңай көшіруге болады.

Әрбір компонентті дәнекерлеу басталуы мүмкін және маған шамамен бір күн қажет болды.

Бүкіл сағатты тестілеу және біріктіру (3, 4, 5, 6, 7 -сурет) Бұл жұмыс істеді.

Мен 3D сағаттарға арналған корпусты басып шығардым, ақырында сағаттар тым үлкен болып шықты. Мен жаңасын жасауды шештім және төрт түтікті сағаттардың прототипін жасадым.

2 -қадам: жаңа дизайн

Төрт түтікті сағатты тым үлкен деп тауып, электроника дизайнын қысқарта бастадым. Алдымен төрт түтіктің орнына тек екі түтікті қолданыңыз. Екіншіден, кішігірім компоненттерді қолдана отырып және мен нөлден 170В күшейткіш түрлендіргішті жасаймын. Модульді қолданудың орнына ESP32 MCU (микроконтроллер блогы) өзіме енгізу дизайнды әлдеқайда кішірейтіп жіберді.

Компьютерлік бағдарламалық қамтамасыз етудің 3D дизайнын қолдану (1 -сурет) Мен корпусты жасадым және барлық электрлік компоненттерді ұқыпты түрде орналастырдым. Электрониканы үш тақтаға бөлу арқылы мен корпустағы кеңістікті тиімдірек пайдалана алдым.

Жаңа электроника:

-жаңа қуатты тиімді акселерометрді таңдадым.

-Сенсорлық түймелерді көп позициялы қосқышқа ауыстырды.

-Жаңа зарядтау схемасы қолданылды.

-USB зарядтау үшін сымсыз зарядтау өзгерді, себебі мен алюминий корпусын алғым келді.

-Қуатты одан әрі үнемдеу үшін қуаты төмен процессор қолданылды.

-Жаңа фондық диодты таңдадық.

-Батарея деңгейін бақылау үшін IC аккумуляторын қолданды.

3 -қадам: электрониканы жинау

Бірнеше айдан кейін жаңа сағатты құрастыруға болады. Мен өз мектебімде қол жетімді құралдарды қолдандым. Бұл маған бірнеше күн қажет болды, себебі мен кейбір қиындықтарға тап болдым, бірақ соңында электрониканы жұмыс істедім (5 -сурет).

4 -қадам: Істің дизайны

Мен корпусты электрониканың дизайнымен қатар жасадым. Компьютердің 3D бағдарламалық жасақтамасын әр компонент сәйкес келетінін тексерген сайын. Корпусты CNC (компьютерлік сандық басқару) фрезерлеу алдында бәрі сәйкес келетініне көз жеткізу үшін 3D басып шығарылған прототип жасалды. (1, 2 -сурет)

Корпустың дизайны жасалып, электроника жұмыс істегеннен кейін мен CNC станоктарын қалай бағдарламалау керектігін зерттей бастадым (3 -сурет). CNC фрезерлеу туралы білетін досым маған CNC станогын бағдарламалауға көмектесті. Сондықтан фрезерлеуді бастауға болады. (4 -сурет)

Фрезерлеу аяқталғаннан кейін мен тесікті бұрғылау және корпусты жылтырату арқылы істі аяқтадым. Бәрі бірінші рет дұрыс орнатылды. (5, 6, 7 -сурет)

Мен акрил терезеге ысырманы ойлап таптым. Бірақ ілмек кездейсоқ ұнтақталды. Лазерлік кескіштің көмегімен мен сағаттың жоғарғы жағына жабыстырылған терезені акрилден кесіп алдым (9 -сурет).

5 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету мен қосымша

Қуатты үнемдеу үшін сағаттағы контроллер үнемі ұйықтайды. Төмен қуатты процессор акселерометрді бірнеше миллисекунд сайын оқып, білегімнің айналғанын тексереді. Ол бұрылғанда ғана ол негізгі процессорды оятады және РТЖ -дан уақыт алады, сағаттарда сосын минуттарды түтіктерде көрсетеді.

Негізгі процессор сонымен қатар зарядтау процесін тексереді, кіретін Bluetooth қосылымдарын тексереді, кіріс түймесінің күйін тексереді және сәйкесінше әрекет етеді.

Егер пайдаланушы сағатпен жұмыс жасамаса, негізгі процессор қайтадан ұйқыға кетеді.

Зерттеудің бір бөлігі ретінде бізге қосымша жасау керек болды. Сондықтан мен никси сағаттарына арналған қосымшаны құруды ойладым. Қолданба xamarin тілінде Microsoft тілінен C#тілінде жазылған.

Өкінішке орай, мен Голландияда қосымшаны құруға тура келді. Бірақ негізінен табылған никси сағаттарын көрсететін байланыс қойындысы бар (1 -сурет). Осыдан кейін сағаттан параметрлер жүктеледі. Бұл параметрлер сағатта сақталады. Смартфоннан уақытты алу арқылы уақытты қолмен немесе автоматты түрде синхрондауға арналған қойынды (2 -сурет). Сағат параметрлерін өзгертуге арналған қойынды (5 -сурет). Ақырында, батарея күйін көрсететін күй қойындысы. (6 -сурет)

6 -қадам: Ерекшеліктер мен әсер

Сағаттың ерекшеліктері:

- z5900m типті екі кішкентай никси түтігі.

- Нақты уақыттағы нақты сағат.

- Есептеулер 350 сағаттық күту уақытына оңай қол жеткізуге болатынын көрсетті.

- Bluetooth параметрлерін басқаруға және сағаттың уақытын орнатуға, сондай -ақ батареяның күйін көруге арналған.

- Кейбір Bluetooth параметрлеріне мыналар кіреді: Анимацияны қосу/өшіру, түтіктерді қолмен немесе акселерометрмен қосу, фонды қосу/өшіру. Батарея пайызының температурасын көруге арналған бағдарламаланатын түйме.

- білек бұрылған кезде түтіктерді іске қосатын акселерометр

- 300 мАч батарея.

- RGB көптеген мақсаттарға арналған.

- Батареяның күйін дәл бақылауға арналған IC аккумуляторлық газ өлшегіші.

- батареяны зарядтауға арналған шағын USB.

- Қосуға арналған көп бағытты түйме, Bluetooth байланысы және температураны оқуға немесе батарея күйіне арналған бағдарламаланатын түйме, уақытты қолмен орнату.

- CNC фрезерленген корпус алюминийден.

- Қорғаныс үшін акрил терезе

- Bluetooth телефон қосымшасы.

- WiFi арқылы уақытты қосымша синхрондау.

- Қосымша діріл қозғалтқышы Whatsapp, Facebook, Snapchat, SMS сияқты смартфондардың хабарландыруларын көрсетеді …

- Алдымен сағаттар, содан кейін минуттар көрсетіледі.

Сағаттағы MCU бағдарламалық жасақтамасы C ++, C және ассемблерде жазылған.

Бағдарламалық жасақтама xamarin C#тілінде жазылған.

Киімге арналған сайыстың бірінші жүлдесі