6 skaitmenų „Nixie“laikrodis / laikmatis / termometras: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Šis projektas yra apie 6 skaitmenų tikslų laikrodį su NIXIE vamzdeliais.

Naudodami perjungimo jungiklį, galite pasirinkti režimą TIME (ir data), TIMER (režimas 0,01 sek. Tikslumu) ir THERMOMETER.

RTC modulis laiko datą ir laiką iš vidinės baterijos.

Pateikiamas PIR jutiklis, kuris išjungia ekraną, kai niekas nejuda prieš laikrodį kelias minutes.

Atminkite, kad vykdydami šį projektą turėsite turėti minimalių ar vidutinių elektroninių įgūdžių.

Atsisakymas/ ĮSPĖJIMAS:

Ši grandinė sukuria aukštą įtampą, kuri gali sukelti elektros šoką ir (arba) sugadinti įrangą.

Prekės

Elektroniniai komponentai:

1. Nixie vamzdeliai (6)
2. 74141 arba 7441 IC (1)
3. „Arduino Pro Mini“(1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. RTC DS 3231 modulis (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 reguliatorius (1)
9. MPSA42 tranzistorius (6)
10. MPSA92 tranzistorius (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 tranzistorius (1)
14. 22 K rezistorius (12)
15. 10 K rezistorius (7)
16. 1 M rezistorius (7)
17. 100 K rezistorius (1)
18. 1 K rezistorius (1)
19. 2,2 K rezistorius (1)
20. 220 K rezistorius (1)
21. 1 K potenciometras (1)
22. UF4004 diodas (1)
23. 100 uH 1A induktorius (1)
24. 4.7uF 200 voltų kondensatorius (1)
25. 10uF 25 voltų kondensatorius (1)
26. 220uF 25 voltų kondensatorius (1)
27. 100nF kondensatorius (1)
28. 100pF kondensatorius (1)
29. 2.2 nF kondensatorius (1)
30. ĮJUNGIMO/IŠJUNGIMO jungiklis (1)
31. 3 būsenos perjungimo jungiklis (1)
32. Mygtukas (4)
33. Adptoriaus lizdas (1)
34. 9 voltų sieninis adapteris (1)
35. Jei reikia, universalios PCB, kaiščių antraštės ir kt

1 žingsnis: Apie „Nixie Tubes“

Prieš išrandant septynis segmentus, „Nixie“vamzdeliai buvo standartinis skaičių rodymas. Jie iš esmės yra neoniniai vakuuminiai vamzdžiai, o kiekvienas skaitmuo yra vamzdžio katodas, kuris šviečia prijungus aukštos įtampos jungtį.

Jie atrodo labai gražiai, tačiau, deja, šiais laikais juos sunku rasti. Nors jų vis dar galima įsigyti internetinėse parduotuvėse, tokiose kaip „ebay“ir kt.

Iš seno neveikiančio skaičiuotuvo ištraukiau 12 gražių „Nixies“. Daugeliu atvejų skaičiuotuvo ekranas nėra sugadinta dalis:)

Mano atveju, metaliniai kaiščiai buvo stipriai korozija ir kai kurie iš jų buvo atskirti nuo jungties taško prie stiklo! Lituodavau vielą prie taško ir pritvirtinau ciano-akrilato (1, 2, 3) klijais.

Mano nixie vamzdeliai buvo NEC LD955A. Galite naudoti bet kokius „Nixie“vamzdžius, kuriuos galite rasti, o elektros specifikacijos yra panašios. „Pinout“galite rasti ieškodami vamzdžio numerio internete, arba galite rasti kaiščius, kaiščiams pritaikydami 180 voltų nuolatinę srovę. Bendras kaištis (anodas) turi būti prijungtas prie +180 v, o visi kiti kaiščiai yra prijungti prie žemės per 2.2K rezistorių. Užsirašykite PIN kodą ir atitinkamą rodomą skaičių.

Aš nesukūriau PCB, nes ketinau sukurti prototipą. Be to, aš negalėjau rasti „nixie“vamzdžių pėdsako. Taigi aš naudoju daugiafunkcinę plokštę. Jei norite, galite sukurti PCB.

2 žingsnis: Scheminis aprašymas

„Nixie“vamzdeliai yra multipleksuoti, kad būtų sumažinti 6 skaitmenų kaiščiai, reikalingi veikimui. 74141 (arba 7441) IC yra BCD-dešimtainis keitiklis, galintis valdyti aukštą įtampą. Pakanka vieno 74141, nes vamzdeliai yra multipleksuoti. Šis IC valdo katodus.

Norėdami valdyti anodus, aš naudoju du aukštos įtampos tranzistorius vienam skaitmeniui (akivaizdu, kad „Arduino“negali valdyti 180 voltų!)

Norėdami išlaikyti laiką, kai maitinimas atjungiamas, aš naudoju RTC modulį (realaus laiko laikrodį), kuriame naudojama 3 V ličio baterija. Jis labai tiksliai laikys laiką ir datą ilgą laiką, galbūt daugiau nei 1 metus.

PIR jutikliui naudojau mažytį modulį (SR505). Deja, šis modulis išvesties signalą laiko tik 8 sekundes, o tai, mano nuomone, nepakanka. Aš norėjau, kad šis laikas būtų apie 2-3 minutes. PIR moduliai, turintys reguliuojamą laiko atidėjimą, yra didesni ir netelpa į mano kompaktišką dizainą. Taigi aš pridėjau monostabilų multivibratorių (CD4098), kad pailgėtų laiko uždelsimas.

Aukštos įtampos generatorius naudoja 555 osciliatorių ir MOSFET tranzistorių.

3 žingsnis: surinkimo pastabos

1) Surinkite aukštos įtampos grandinę ir potenciometru nustatykite 170–180 voltų įtampą.

2) Išbandykite „nixie“mėgintuvėlius ir raskite jų kištuką. (+180 V su 22 k rezistoriumi nuosekliai prie anodo, kitus kaiščius įžeminkite vienu)

3) Sujunkite panašius vamzdžių kaiščius (išskyrus anodus), kad galėtumėte multipleksuoti.

4) Patikrinkite laidus, kiekvienam anodui ir katodui įjungdami aukštą įtampą.

5) Surinkite aukštos įtampos tranzistorius ir 74141 IC.

6) Patikrinkite grandinę, pritaikydami aukštus arba žemus loginius lygius (0 ir +5v) 74141 įėjimams ir MPSA42 tranzistorių pagrindui, kiekvienas atitinkamo vamzdžio skaitmuo turėtų švytėti.

7) Užprogramuokite „Arduino pro mini“.

Kaip žinote, norint prijungti kompiuterį prie „Arduino pro mini“reikia specialios sąsajos. Tinkamas instrukcijas galite rasti internete.

8) Prijunkite „Arduino“. Kai pasirodė, kad vamzdeliai veikia tinkamai, galite pridėti RTC modulį, LM35 temperatūros jutiklį, PIR jutiklį ir jungiklius, mygtukus ir kt.

Aš sumontavau „nixie“mėgintuvėlius trijose grupėse po du (valandoms, minutėms ir sekundėms), todėl nereikėjo pridėti atskyrimo lempos.

Pabandykite kruopščiai suderinti laive esančius vamzdelius, kad jie atrodytų gražiai. Galite pakreipti vamzdelius, kad matymo kampas būtų geras.

4 žingsnis: vartotojo vadovas

1) LAIKO režimas: įprastu režimu rodomas laikas. Jei priešais laikrodį niekas nėra (ir nejuda), lemputės užgesinamos maždaug po 2 minučių, kad pailgėtų vamzdžių tarnavimo laikas.

Įjungę SW1 jungiklį, galite apeiti PIR jutiklį, kad vamzdeliai visam laikui liktų ĮJUNGTI.

Laiko režimu data gali būti rodoma paspaudus mygtuką „Data“.

2) TIMER režimas: Jei selektoriaus jungiklis yra TIMER režime, pirmiausia turite paspausti mygtuką „Data“, kad iš naujo nustatytumėte laikmatį. Šis mygtukas taip pat veikia laikmačio paleidimui/sustabdymui.

3) Termometro režimas: termometro režimą galima pasirinkti pasirinkimo jungikliu. Šiuo režimu aplinkos temperatūra rodoma Celsijaus laipsniais. Viduryje vamzdžiai parodys laipsnius, o kitas vamzdis dešinėje-dešimtadalį laipsnio. Kadangi skaitmuo surenkamas grupėmis po du, dešimtainio taško nereikia. Kiti skaitmenys lieka išjungti termometro režimu.

(Jei norite, kad temperatūra būtų rodoma Farenheito laipsniais, turėtumėte atitinkamai pakeisti „Arduino“programą. Šiam tikslui skirtą programą galite rasti internete.)

4) Kaip nustatyti datą ir laiką:

Laiko režimu paspauskite ir palaikykite mygtuką „Nustatyti valandą“. Valanda kas sekundę pajudės po vieną. Minutės nustatomos tiksliai kaip valandos, paspaudus mygtuką „Nustatyti min“.

Norėdami reguliuoti sekundes, paspauskite ir laikykite nuspaudę mygtuką „Set Sec“; sekundžių skaitiklis nustos skaičiuoti. Pasiekus norimą laiką, atleiskite šį mygtuką.

Norėdami nustatyti datą, viena ranka palaikykite mygtuką „Data“ir paspauskite mygtukus „Nustatyti valandą“, „Nustatyti min“ir „Nustatyti sek“, kad nustatytumėte metus, mėnesį ir dieną.