Isa pa Nixie Clock: 6 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Palagi kong ginusto ang isang orasan nixie, mayroon lamang isang bagay tungkol sa mga kumikinang na numero na nakakaakit sa akin. Kaya't nang makita ko ang ilang mga hindi masyadong mahal na IN12 sa ebay binili ko sila, namangha sa kanila nang matanggap ko sila ngunit madaling natuklasan na upang makagawa ng isang orasan sa kanila kailangan ko ng maraming bagay. Dahil hindi ko talaga mahahanap ang isang board na makakamit sa aking eksaktong mga pagtutukoy at nais na inilagay ko ang mga tubo sa isang drawer at lahat ngunit nakalimutan ko ang mga ito.

Ipasok ang JLC PCB na may mababang mababang presyo, napagpasyahan kong gumawa ng sarili ko.

Mga gamit

6x IN12 nixie tube (ang iba ay maaaring gumana ngunit nangangailangan ng mga pagbabago sa PCB)

6x SN74141 o K155ID1 BDC-to-decimal decoder

6x 1.5kOhm risistor

4x 180kOhm risistor

4x MPSA42 transistor na may mataas na boltahe

4x 5mm neon lamp (maaari mo ring gamitin ang mga orange LEDs ngunit iyan ay uri ng laban sa espiritu dito)

4x 74HC595 shift register

2x 470nF ceramic capacitor

1x LM7805 5V regulator

1x Hakbang-up na supply ng HV

1x DC barong jack

1x Wemos D1 Mini

Hakbang 1: Pagdidisenyo ng PCB

Dahil isa akong malaking fan ng open source software ginamit ko ang KiCad EDA upang idisenyo ang PCB. Sinaliksik ko ang iba't ibang mga disenyo ng orasan nixie sa google at nagpasyang gamitin ang mga driver ng Russian K155ID1 na kasama ng 74HC595 shift register. Ang utak ng pagpapatakbo ay may kakayahang Wi-Fi na may Wemos D1 mini. Tulad ng natagpuan ko medyo isang murang pag-up ng kit ng kit sa ebay napagpasyahan kong huwag gawin ito sa pisara mismo. Gayundin nagkaroon ako ng halos lahat ng mga sangkap na madaling gamitin at pagdidisenyo ng isang step up converter ay nangangahulugang pagkuha ng ilang dagdag. Baka sa susunod na lang.

Alam ko na mayroong maraming mga posibleng pagpapabuti kapwa sa eskematiko at sa layout ng PCB ngunit ito ang aking unang pagkakataon na talagang nagtatrabaho sa KiCad at mas nakatuon ang pansin sa end na produkto.

Matapos matapos ang eskematiko at subukan ito sa isang breadboard sinimulan kong ilatag ang PCB. Ito ay isang sining para sa sarili nito at napakalawak na paksa kaya hindi ko na napupunta sa masyadong maraming mga detalye dito. Mayroong ilang mga mahusay at malalim na mga video sa online.

Ang buong proyekto ng KiCad ay magagamit sa aking GitHub.

Hakbang 2: Pagkuha ng Paggawa ng PCB

Pagkatapos ng doble at triple na pagsuri sa iyong disenyo oras na upang aktwal na gawin ito. Ginawa ko ito dati sa bahay na may thermal ink transfer at Fe3Cl ngunit ang prosesong iyon ay medyo magulo, nangangailangan ng maraming paghahanda at, sa aking karanasan, medyo hindi mahulaan at hindi naaayon ang mga resulta. Kaya't tulad ng nabanggit nagpili ako para sa propesyonal na board house. Ang JLC PCB (hindi nai-sponsor) ay nag-aalok ng magagandang presyo at kung nais mong maghintay ng mahabang oras ng pagpapadala (o magbayad ng 10 beses na higit pa para sa pagpapadala kaysa sa mga board) maaari kang makakuha ng isang propesyonal na produkto na hindi masisira ang iyong bangko. Nagbibigay ang boardhouse ng mahusay na mga sunud-sunod na tagubilin sa kung paano i-export at i-upload ang mga gerber file at bago gumawa, maaari mong suriin muli ang iyong disenyo sa online na manonood ng gerber. Ngayon ang kailangan mo lang gawin ay maghintay para sa mga PCB na ma-gawa at matanggal. Narito ang isang magandang pagsusuri ng proseso ng pagmamanupaktura. Kung gumagawa ka ng isang one-off na bagay, maaari mong isipin kung ano ang gagawin sa 4 na natitirang PCB bilang ang minimum na maaari mong mag-order ay 5.

Hakbang 3: Paghihinang

Kapag naihatid na ang PCB oras na gawin ang ilang paghihinang, simula sa pinakamaliit (o pinakamababang profile) na mga sangkap na sinusundan ng mas malalaki.

Kung gumagawa ng anumang mas malaki kaysa sa ilang mga bahagi palagi akong gumagamit ng isang bayarin ng mga materyales (BOM), ang KiCad ay mayroon ding magandang plugin upang mai-export ang isang interactive na BOM.

Hakbang 4: Pagprogram ng ESP

Ginawa ko ang pagprograma sa VS Code at sinubukang gawing kakayahang umangkop ang firmware. Sa ngayon ay gumagana ito ngunit mayroong maraming silid para sa pagpapabuti at higit pang mga tampok.

Magagamit ang buong code sa github:

Hakbang 5: Paggawa ng isang Enclosure

Sa una ay dinisenyo ko lamang ang isang simpleng kahon upang ma-print ang 3D bilang isang enclosure ngunit inaasahan kong gumawa ng isang mas mahusay na enclosure na gawa sa kahoy ilang oras sa hinaharap.

Kaya, karaniwang ang mga pansamantalang solusyon ay magiging permanente …

Hakbang 6: Pag-debug

Kaya naman Handa na ang board, na-upload ang firmware at oras na upang mai-plug ang microcontroller at ilagay ito sa dingding!

Maliban sa dalawa sa mga tubo ay hindi nag-ilaw. Matapos ang ilang paggalugad at mas malapit na pagsisiyasat sa board nakita ko na ang ilan sa mga pad sa mga rehistro ng shift ay nakalutang lamang kahit na konektado sila sa ground plane. Ito ay lumalabas na ako ay nagmamadali at na-upload ang mga file nang hindi gumagawa ng isang huling DRC (Disenyo ng Mga Panuntunan sa Disenyo) pagkatapos ng huling pangalawang pagbabago (Cu punan) kaya't ang ilang mga lugar ay talagang napunan ngunit hindi konektado sa anumang bagay. Nakalimutan ko ring ayusin ang bakas ng supply ng HV kapag inililipat ang mga tumataas na butas…

Sa gayon, tulad ng ilan lamang sa mga menor de edad na pag-aayos kinuha ko ang isang bodge wire at ikinonekta ang lumulutang na bagay.

Palaging isang magandang ideya na isaalang-alang ang mga HW bug at ayusin ito sa disenyo ng PCB, kung para lamang sa sanggunian sa hinaharap.

Pangalawang Gantimpala sa PCB Design Challenge