Nixie Tube Watch: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Мен функционалды нәрсе жасай алатынымды білу үшін осы жылдың басында сағат жасадым. Менде дизайнның 3 негізгі талабы болды

1. Нақты уақытты сақтаңыз
2. Күні бойы батареясы бар
3. Ыңғайлы киіну үшін кішкентай болыңыз

Мен алғашқы 2 талапты қанағаттандыра алдым, ал үшіншісі - сәл созылу. Сіз бұл дизайн білегіңізде тұрғанын байқайсыз, бірақ ол жарамсыз. Мен жобалау үдерісінен өтіп, осы жобада ненің дұрыс, не бұрыс болғанын көрсеткім келеді. Мен файлдарды пайдалануға жіберемін, бірақ мен түсіндіремін, мен өз моделімді жасау кезінде дизайнның кейбір таңдауын өзгертуді ұсынамын.

Қауіпсіздік туралы ескерту

Бұл жоба білекке 150В тұрақты ток беретін құрылғыны байлауды қамтиды. Егер сіз назар аудармасаңыз, бұл ауыр жарақатқа немесе жарақатқа әкеледі.

1 -қадам: қажет бөлшектер

Сағатты жобалау кезінде сіз компоненттерді таңдаудан бастауыңыз керек.

Никси түтіктері

Кішкене жақсы. Мен кішкентай ізі бар, бірақ өте биік IN-17 қолдандым. Сандарынан төмен шығатын сымдары бар түтік кішірек жерге қысылуы мүмкін.

Жоғары кернеулі қуат көзі

Бұл батареямен жұмыс істейтіндіктен, біз ~ 3В кем дегенде 150 В дейін түрлендіруіміз керек. Мен Taylor Electronics 1363 тақтасын қолдандым. Өзіңіздің тақтаны жобалауға болады, бірақ сіз дизайнға мұқият назар аударуыңыз керек. Алдын ала дайындалған тақтаны қолдану тақтаның көлемін қолмен дәнекерлеуге қарағанда жартысына дейін қысқартуға мүмкіндік берді, және менің дизайныма қарағанда тиімдірек және аз қоңырау болды.

Жоғары кернеулі қосқыштар

Микроконтроллерлердің көпшілігі 150В емес, 3-5В сөнеді. Олармен жұмыс істеу үшін ауысым регистрі, транзисторлар немесе жоғары кернеуге қабілетті басқа коммутациялық құрылғы қажет. Мен бұл тақта үшін HV5523 Shift Register қолдандым - техникалық жағынан олар 5В логиканы қажет етеді, бірақ мен олардың 3.3V жұмыссыз жұмыс істегенін көрдім.

Микроконтроллер

Барлық құрылғыларды іске қосу үшін жеткілікті түйреуіштері бар ең кішкентай MCU қажет. Бұл үшін ATMega2560 қолданбаңыз, себебі бұл өте жақсы. Мен ATTiny841 -ді таңдадым, себебі онда қажетті IO саны бар және Arduino IDE қолдайды.

RTC

Нақты уақытты сақтау үшін сізге RTC чипі қажет. Мен DS3231 қолдандым.

Басқа бөліктер

• Кернеу реттегіші

• Уақытты орнатуға немесе дисплейді қосуға арналған интерфейс

  Мен шектеулі сәттілікпен APDS-9960 Gesture/Proximity сенсорын қолдандым

• Барлығы жұмыс істейтініне көз жеткізу әдісі

  Менде құрылғының ағымдағы күйін көрсету үшін ашық сериялық порт пен RGB жарық диоды болды

• Сондай -ақ, батареяны шығармай -ақ зарядтау әдісі қажет болуы мүмкін.

2 -қадам: Функционалды шолу

Мен схеманың орналасуын жоспарлауға арналған алғашқы жазбаларымды және мен қолданған негізгі компоненттердің блок -схемасын жүктедім.

Жоғары кернеу жағында Nixie түтіктерінің жалпы анодты (+) терминалына ток шектеу резисторы арқылы +150В беретін HVPS бар. Shift Registr түтіктердің әрбір цифрына қосылады. Shift Register - бұл ашық ағызу құрылғысы. Әрбір түйреуішті жерге тікелей байлап қоюға немесе тізбектен ажыратып қоюға болады. Бұл nixie түтігінің барлық ажыратылған сымдары пайдаланылмайтын кезде 150В өлшейтінін білдіреді.

Төмен кернеу жағында липо батареясынан кернеуді реттейтін 3,3В кернеу/күшейткіш реттегіші бар. Бұл тізбекті 3,3 В шамасында сақтайды, себебі липо кернеуі 3,7 -ден 3,0 В -қа дейін төмендейді. Attiny841 i2C шинасы Gesture сенсорына және RTC -ге қосылады. RGB сымды және сериялық байланыс көрсетілмеген.

MCU іске қосылғанда, қимыл сенсоры жақындық туралы ақпаратты тексереді. Жеңнің дисплейді іске қосуына жол бермеу үшін сенсорды кем дегенде 1 секунд ашыңыз, содан кейін кем дегенде 1 секунд жабыңыз, содан кейін әрекетті бастау үшін ашыңыз. Сағаттың бастапқы нұсқасы соңғы суретте сипатталғандай уақытты көрсетеді. Мен сенсорды ұзағырақ ұстау арқылы үнемі қосулы режимге өту мүмкіндігі бар етіп жаңарттым.

3 -қадам: тақтаның дизайны

Мен ПХД қалай жасау керектігі туралы толығырақ айтпаймын, өйткені бұл туралы көптеген ақпарат бар. Мұнда пайдалы Nixie Tube іздері бар.

Мен ПХД құрастырған кезде мен білегімді байлаған кездегі ізді азайту үшін екі кіші тақтаны жинадым. Менің барлық іздерімнің реттелгеніне және қосқыштардың тураланғанына көз жеткізу үшін ПХД -нің қағаз көшірмесін басып шығару мен қиып алу пайдалы болды. Сынақ кезінде i2C және басқа да деректер желілерінің үзіліс алаңдарын зондтауға немесе дәнекерлеуге қалдыруға тырысыңыз.

Eagle компонентке 3D моделін тағайындауға, содан кейін тақтаның 3D моделін басқа бағдарламаға экспорттауға мүмкіндік беретін мүмкіндікке ие. Мен оны қолданған кезде қате болды, бірақ ешқандай бөліктер бір -біріне кедергі жасамайтынына сенімді болу үшін өте пайдалы болды.

Бос орынды үнемдеу үшін мен батареяның зарядтағышын сағаттың ішіне қоспадым. Оның орнына менде сағаттың жағында DuPont аналық қосқыштары бар. Бұл жинақтың соңғы суреті мен қолданған сымдарды көрсетеді. Сол жағы сағат ішінде, оң жағы сыртта. Сағатты зарядтау үшін сіз сыртқы сымды сыртқы зарядтағышқа қосасыз. Аккумулятордың теріс жағындағы көк сызық зарядтағышты артқа салуға жол бермейтін кілт ұяшығын білдіреді. Сағатты қосу үшін аккумуляторды + нақты тізбектегі VCC -ге жалғау үшін шағын секіргіш кабелін (жасыл) қолданыңыз. Бұл қиындық туындаған жағдайда тез істен шығуға мүмкіндік береді. Орналасуға байланысты сіз кездейсоқ қысқартуға немесе тізбекті артқа қосуға болмайды.

4 -қадам: ПХД құрастыру

Мен OSHPark тақталарына тапсырыс бердім, себебі олар өте жылдам, арзан және әдемі күлгін түсті болды: D

Сондай -ақ, сіз әр тақтадан 3 -тен аласыз, осылайша сіз 2 сағатты жасай аласыз және тексеруге арналған үшінші тақтаны аласыз.

Алдымен QFN пакеттерін ыстық ауамен жасаңыз, содан кейін қалған бөлшектерді қолмен дәнекерлеңіз. Nixie түтіктерін немесе HVPS сымын қоспаңыз. Егер сізде дәнекерлік трафарет пен тостер пеші болса, онда сіз жақсы жұмыс жасайсыз. ПХД шорттарын тексеру үшін омметрді қолданыңыз. Егер сіз орташа жоғары қарсылықты өлшесеңіз, тақтада ағын қалдықтары тым көп болуы мүмкін. HV5523 -те өте жақсы бекітілген түйреуіштер бар және олардың IC астында көпірленгенін көре алмайсыз. Егер сіз оны ұзақ уақыт бойы қайта өңдесеңіз, тақтаға салқындауға мүмкіндік беріңіз.

Төмен вольтты компоненттер жиналғаннан кейін, ауысым регистріндегі барлық цифрлар бойынша айналатын бағдарламаны іске қосыңыз. Түйреуіштер күтілген кезде LOW төмен тартылатынын растау үшін логикалық анализаторды немесе мультиметрді қолданыңыз. Сондай -ақ, сіздің RTC және басқа құрылғылар күтілгендей жауап беретініне көз жеткізіңіз.

HVPS, содан кейін nixie түтіктерін дәнекерлеңіз. Nixie Tubes үшін бір мезгілде 1 аяқты дәнекерлеңіз және ыстықты тым ұзақ қалдырмаңыз. Мүмкін болса, ПСД мен әйнектің арасындағы қысқышпен аяқты ұстап, радиатор ретінде әрекет етіңіз. Түтіктерге әр аяқты дәнекерлеу арасында салқындауға мүмкіндік беріңіз.

Егер сізде жұмыс істемейтін бөлшекте ақаулар болса және оның дәнекерленген қосылысы екенін білмесеңіз, сіз «өлі қатені» дәнекерлеуге тырысуға болады. Чипті тақтадан алып тастаңыз және әр жастыққа тікелей дәнекерлеу үшін жұқа сымды қолданыңыз. Эмаль жабындысы бар сымды қолданғаныңызға көз жеткізіңіз, сондықтан сымдардың ешқайсысы бір -бірімен қысқа болмайды.

5 -қадам: Корпустың дизайны

Eagles MCAD функцияларын қолдана отырып, айналасында корпус құру үшін тізбектің 3d моделін алу оңай. Стандартты өлшемдегі сағат белдіктері дәріханада/әмбебап дүкенде бар. Егер сіз ПХД -де монтаждау тесіктерін жасасаңыз, сіз өз моделіңізде кедергілер жасай аласыз және тақтаны тез бекітіп тастай аласыз. Менің қарсылықтарым Nixie түтігімен үзілді және қолдануға жарамсыз болды - мен Sugru -ді оның бір жерде қалғанына көз жеткізу үшін қолдандым.

6 -қадам: Жоба файлдары мен кездесетін мәселелер

Eagle және Solidworks файлдары

Неғұрлым сенімді код

Мен осы жобада жұмыс істеген кезде жасаған барлық файлдарды байланыстырдым. Олар бұрынғы күйінде жүктеледі, өңдеу немесе жылтырату жоқ. Бұл жақсы немесе жаман екеніне сенімді емеспін … Сіз менің схемамды, тақтаның дизайнын, Solidworks файлдарын және Arduino кодын көре аласыз. Мен қандай таңдау жасағанымды түсіндірдім, және бұл файлдар сізге сол сағаттарда бұл таңдауды қалай жүзеге асыруға болатынын көруге көмектеседі.

Eagle файлдарында HV.brd Nixie іздері, HV5523, HVPS және APDS-9960 қосқышы бар. APDS-9960 екінші бетте, себебі ол Sparkfun 9960 бөлу тақтасының файлынан көшірілген. Schematic.brd құрамында төмен вольтты барлық заттар бар. Менің ойымша, барлық қажетті кітапханалар бар.

Solidworks қалтасы - бұл үлкен былық - бүркіттен экспорттау әр резистор үшін жеке файлдарды құрды және бәрін тастады. «Assem8» - бұл біріктірілген және жиналған барлық нәрсені көру үшін қарау керек файл. «Экспорттау» қалталары - бұл тестілеуден басқа параметрлері бар STL файлдары.

Бірінші кодтағы Arduino эскизі келесі беттегі бейнероликте көрсетілген және осы құжаттағы барлық құжаттар үшін қолданылады. Екінші сілтемеде бірнеше көрсету режимі бар жаңа нұсқасы бар. Егер RTC осы эскизге қайта оралса, ол келесі уақытты қосқанда түске дейін 12 -ге орнатады. Бұл сағатты үнемі қосылып тұратын үстел сағаты ретінде пайдалануға болады.

Егер сіз менің файлдарымды бастапқы нүкте ретінде пайдалануды шешсеңіз, мен шешпеген бірнеше мәселелерді білуіңіз керек.

1. APDS-9960 Attiny Arduino Core үйлесімді емес. Жақындықты анықтау жұмыс істейді, бірақ мен қимылдар үшін үзіліс сигналын сенімді түрде алу кодын ала алмаймын.
2. Интернет провайдерінің тақырыбы шағылысқан және түйреуіштердің бірі қосылмаған.
3. ISC VCC тақырыбы кернеу реттегішінің дұрыс емес жағына өтеді. Егер бұл ажыратылмаса, кернеу реттегіші бірден қуырылады
4. CR батарея ұстағышы i2C тақырыбымен бірнеше мм қабаттасады

7 -қадам: Қорытынды нәтиже

Осы одиссейдің соңында менде жұмыс істейтін Nixie сағаты бар. Бұл біршама қолдануға ыңғайлы, бірақ күнделікті сағаттарға қарағанда тұжырымдаманың дәлелі. Екінші тақта жұмыс үстеліне айналды, ал үшінші тақта құрылыс барысында жойылды.

Егер сіз өзіңіздің сағатты жасағыңыз келсе, бірнеше пайдалы сілтемелер:

Google тобы Nixie Tube

EEVBlog Nixie ойнату тізімі

Eagle to Fusion экспорты