6 Digit Nixie Clock / Timer / Thermometer: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang proyektong ito ay tungkol sa isang 6 na digit na tumpak na orasan na may NIXIE tubes.

Sa pamamagitan ng isang switch ng selector na maaari mong mapili sa pagitan ng TIME (at petsa) mode, TIMER mode (na may 0.01 sec katumpakan), at THERMOMETER mode.

Ang isang module ng RTC ay nagtataglay ng petsa at oras ng isang panloob na baterya.

Nagbibigay ang isang sensor ng PIR upang isara ang display kapag walang gumagalaw sa harap ng orasan sa loob ng ilang minuto.

Mangyaring tandaan na, para sa proyektong ito kailangan kang magkaroon ng minimum-to-medium na kasanayang elektronik.

Pagwawaksi / BABALA:

Gumagawa ang circuit na ito ng mataas na boltahe na maaaring maging sanhi ng pagkabigla ng kuryente at / o pinsala sa kagamitan.

Mga gamit

Mga elektronikong sangkap:

1. Nixie tubes (6)
2. 74141 o 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. RTC DS 3231 module (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 Regulator (1)
9. MPSA42 Transistor (6)
10. MPSA92 Transistor (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 Transistor (1)
14. 22 K Resistor (12)
15. 10 K Resistor (7)
16. 1 M Resistor (7)
17. 100 K Resistor (1)
18. 1 K Resistor (1)
19. 2.2 K Resistor (1)
20. 220 K Resistor (1)
21. 1 K Potensyomiter (1)
22. UF4004 Diode (1)
23. 100 uH 1A inductor (1)
24. 4.7uF 200 Volt Capacitor (1)
25. 10uF 25 Volt Capacitor (1)
26. 220uF 25 Volt Capacitor (1)
27. 100nF Capacitor (1)
28. 100pF Capacitor (1)
29. 2.2nF Capacitor (1)
30. ON / OFF switch (1)
31. 3 switch ng tagapili ng estado (1)
32. Button ng push (4)
33. Adptor jack (1)
34. 9 volt wall adapter (1)
35. Multipurpose PCB, mga pin header, atbp kung kinakailangan

Hakbang 1: Tungkol sa Nixie Tubes

Ang Nixie tubes ay karaniwang ipinapakita para sa mga numero, bago ang pag-imbento ng pitong mga segment. Mahalaga ang mga ito ay mga neon vacuum tubes at ang bawat digit ay isang katod ng tubo, na kumikinang sa koneksyon ng mataas na boltahe.

Mukha silang napakaganda, ngunit sa kasamaang palad, mahirap silang hanapin sa mga araw na ito. Bagaman magagamit pa rin sila sa mga online store tulad ng ebay atbp.

Nag-scaven ako ng 12 magagandang Nixies mula sa isang lumang calculator na hindi gumagana. Sa karamihan ng mga kaso, ang pagpapakita ng isang calculator ay hindi ang bahagi na nasira:)

Sa aking kaso, ang mga metal na pin ay malubhang na-corrode at ang ilan sa kanila ay hiwalay mula sa koneksyon point sa baso! Naghinang ako ng isang kawad hanggang sa punto, at naayos ito ng cyano-acrylate (1, 2, 3) na pandikit.

Ang aking nixie tubes ay NEC LD955A. Maaari mong gamitin ang anumang mga nixie tubes na maaari mong makita, at ang mga pagtutukoy ng elektrikal ay magkatulad na magkatulad. Maaari mong mahanap ang pinout sa pamamagitan ng paghahanap ng numero ng tubo sa internet, o maaari mong makita ang mga pin sa pamamagitan ng paglalapat ng 180 volt DC sa mga pin. Ang karaniwang pin, (Anode) ay dapat na konektado sa +180 v at ang bawat isa sa iba pang mga pin ay konektado sa lupa, sa pamamagitan ng isang resistor na 2.2K. Isulat ang numero ng pin at ang kaukulang digit na ipinakita.

Hindi ako nagdisenyo ng isang PCB, dahil nilayon kong gumawa ng isang prototype. Bukod, hindi ko makita ang bakas ng paa ng mga nixie tubes. Kaya gumamit ako ng multipurpose board. Maaari kang magdisenyo ng isang PCB kung nais mo.

Hakbang 2: Paglalarawan ng Skema

Ang mga nixie tubes ay multiplexed, upang mabawasan ang mga pin na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng 6 na digit. Ang 74141 (o 7441) IC ay isang BCD-to-decimal na konverter na nakakayanan ang mataas na boltahe. Isang 74141 sa sapat, dahil ang mga tubo ay multiplexed. Hinahatid ng IC na ito ang mga cathode.

Upang mapanghimok ang mga anode, gumamit ako ng dalawang mataas na boltahe na transistor bawat digit (malinaw naman na hindi mahawakan ng Arduino ang 180 volts!)

Upang hawakan ang oras sa kaso ng pagkakakonekta ng kuryente, gumamit ako ng isang RTC module (real time na orasan) na gumagamit ng isang 3V na baterya ng lithium. Ito ay tiyak na hahawak sa oras at petsa sa loob ng mahabang panahon, marahil higit sa 1 taon.

Para sa sensor ng PIR, gumamit ako ng isang maliit na module (SR505). Sa kasamaang palad, ang modyul na ito ay nagtataglay ng output signal para lamang sa 8 segundo, na kung saan ay hindi sapat sa aking palagay. Mas gusto ko ang oras na ito na humigit-kumulang sa 2-3 minuto. Ang mga module ng PIR na may naaayos na pagkaantala ng oras, ay mas malaki at hindi umaangkop sa aking compact na disenyo. Kaya nagdagdag ako ng isang monostable multivibrator (CD4098) upang pahabain ang pagkaantala ng oras.

Ang generator ng mataas na boltahe ay gumagamit ng 555 oscillator at isang MOSFET transistor.

Hakbang 3: Mga Tala ng Assembly

1) Ipunin ang mataas na boltahe circuit at ayusin ang boltahe sa 170-180 Volts ng potentiometer.

2) Subukan ang mga nixie tubes at hanapin ang kanilang pinout. (+180 V na may 22k resistor na serye sa anode, i-ground ang iba pang mga pin sa pamamagitan ng isa)

3) Ikonekta ang magkatulad na mga pin ng mga tubo nang magkasama (maliban sa mga anode) para sa multiplexing.

4) Subukan ang mga kable sa pamamagitan ng paglalapat ng mataas na boltahe sa bawat anode at cathode.

5) Magtipon ng mga transistors ng mataas na boltahe at ang 74141 IC.

6) Subukan ang circuit sa pamamagitan ng paglalapat ng mataas o mababang antas ng lohika (0 at + 5v) sa mga input ng 74141 at base ng mga transistor ng MPSA42, ang bawat digit ng kaukulang tubo ay dapat na mamula.

7) Program ang Arduino pro mini.

Tulad ng alam mo, ang Arduino pro mini ay nangangailangan ng isang espesyal na interface upang maikonekta sa computer. Maaari kang makahanap ng wastong mga tagubilin sa internet.

8) Ikonekta ang Arduino. Kapag napatunayan na gumana nang tama ang mga tubo, maaari kang magpatuloy upang magdagdag ng module ng RTC, sensor ng temperatura ng LM35, ang sensor ng PIR, at ang mga switch, pindutan ng push etc.

In-install ko ang mga nixie tubes sa tatlong grupo ng dalawa (sa loob ng oras, minuto, at segundo), kaya hindi na kailangang magdagdag ng lampara ng separator.

Subukang ihanay nang maayos ang mga tubo sa board upang magkaroon ng magandang hitsura. Maaari mong ikiling ang mga tubo upang magkaroon ng magandang anggulo ng pagtingin.

Hakbang 4: Patnubay sa Gumagamit

1) TIME mode: Sa normal na operasyon, ang oras ay ipinapakita. Kung walang tao (at gumagalaw) sa harap ng orasan, ang mga lampara ay papatayin pagkatapos ng halos 2 minuto, upang pahabain ang buhay ng mga tubo.

Sa pamamagitan ng pag-on ng SW1 switch, maaari mong i-bypass ang sensor ng PIR upang ang mga tubo ay mananatiling ON permanente.

Sa mode na TIME, ang petsa ay maaaring ipakita sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutang "Petsa".

2) TIMER mode: Kung ang switch ng selector ay nasa TIMER mode, dapat mo munang itulak ang pindutang "Petsa" upang i-reset ang timer. Kumikilos din ang button na ito para sa pagsisimula / paghinto ng timer.

3) THERMOMETER mode: Ang thermometer mode ay maaaring mapili ng switch ng selector. Sa mode na ito, ang temperatura sa paligid ay ipinapakita sa Celsius degree. Ipapakita sa gitna ng mga tubo ang mga degree at susunod na tubo sa kanan ay nagpapakita ng isang-ikasampu ng degree. Habang ang digit ay binuo sa mga pangkat ng dalawa, hindi na kailangan para sa isang decimal point. Ang iba pang mga digit ay mananatiling OFF sa mode na termometro.

(Kung nais mo ang temperatura ay ipinakita sa Fahrenheit degree, dapat mong baguhin ang programa ng Arduino nang naaayon. Maaari mong makita ang piraso ng programa para sa hangaring ito sa internet.)

4) Paano magtakda ng petsa at oras:

Sa mode na TIME, pindutin nang matagal ang pindutang "Itakda ang Oras". Ang oras ay maaasenso isa bawat segundo. Ang pagsasaayos ng mga minuto ay tapos na eksaktong oras sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutang "Itakda ang Min".

Para sa pag-aayos ng mga segundo, itulak ang pindutang "Itakda ang Sek" at pindutin nang matagal; hihinto sa pagbibilang ang counter ng segundo. Kapag naabot ang nais na oras, bitawan ang pindutan na ito.

Para sa pagtatakda ng petsa, hawakan ng isang kamay ang pindutang "Petsa", at pindutin ang pindutan ng "Itakda ang Oras", "Itakda ang Min" at "Itakda ang Sek" upang ayusin ang taon, buwan at araw ayon sa ninanais.