Nixietube кол сааты: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Өткөн жылы мен Nixitube сааттарынан шыктандым. Nixietubesтин келбети ушунчалык жакшы деп ойлойм. Мен муну акылдуу функциялары бар стилдүү саатта ишке ашыруу жөнүндө ойлондум.

1 -кадам: Төрт түтүк прототипи

Мен төрт түтүктүү сааттын электрондук схемасын түзүүдөн баштадым. Электрониканын студенти болуп, бир нече айдын ичинде электрониканы иштеп чыктым.

Биринчиден, электр менен камсыздоону иштеп чыгуу керек. Мен желеден алдын ала даярдалган 170В которуштуруу режиминдеги электр менен камсыздоону сатып алуу менен баштадым, анткени мен кубаттуулукту кантип иштеп чыгууну билбедим, батареядан 4.2V DCти түтүктөр үчүн 170V DCке айландыра алам. Алдын ала жасалган PSU 86% эффективдүү болгон.

Электр энергиясын алгандан кийин мен Nixietubesти кантип башкарууну изилдей баштадым. Мен алган Nixietubes кадимки анод түтүктөрүн алдым, демек сиз 170V DCны анодго, ал эми катодго GND койгондо түтүк жарык болот. Түтүктүн агымын чектөө үчүн аноддун алдына резистор коюу керек. Түтүк 1мА менен чектелет. Ар кандай сандарды көзөмөлдөө үчүн. Мен жогорку вольттогу сменалык регистрлерди колдондум. Бул ICлерди каалаган микроконтроллер көзөмөлдөй алат.

Мен IoTтин (Интернет нерселеринин) чоң күйөрманы болгондуктан. Мен ESP32 модулун алууну чечтим жана WiFi аркылуу интернеттен учурдагы убакытты алууну кааладым. Акыры мен RTC (реалдуу убакыт сааты) менен интернет убактысын синхрондоштуруп жаттым. Мага энергияны үнөмдөөгө жана интернетке кирбестен дайыма колумда болууга мүмкүнчүлүк берүү.

Убакытты текшерүүнүн жолдору жөнүндө ойлондум жана билегимдин кыймылын көзөмөлдөө үчүн колдонулган акселерометрди ойлоп таптым. Мен билегимди бурганда убакытты окуй алам. Саат кыймылга келип, мага көрсөтөт.

Мен ошондой эле үч тийүү менен иштетилген баскычтарды ишке киргиздим, ошондуктан мен ар кандай функцияларды орното турган жөнөкөй менюну жасай алам.

Эки RGB LEDы түтүктөргө жакшы арткы жарыкты бериши керек болчу.

Батареяны кантип заряддоону ойлондум. Ошондуктан мен зымсыз QI кубаттагыч модулун колдонуу менен кубаттоо менен келдим. Бул модуль мага 5В чыгарууну берди. Заряддоо схемасына туташкан бул модуль мага кичинекей 300 мАч батареяны заряддоого мүмкүнчүлүк берди.

Электрондук дизайн даяр болгондо жана сыналган бардык чакан схемалар мен ПХБны (Басылган схема) иштеп чыгууга кириштим. Мен кагаз жана тетиктер менен макеттерди жасап жаткам (сүрөт 1). Ар бир компоненттин туурасын, бийиктигин жана узундугун өлчөө оор процесс болчу. ПХБны бир нече жума иштеп чыккандан кийин, алар мага буйрук берип, мага жөнөтүштү. (сүрөт 2).

Жолдун ар бир баскычында мен сааттын ар бир бөлүгү үчүн тест-программаларды түздүм. Ошентип, акыркы программалык камсыздоо чогуу оңой көчүрүлүшү мүмкүн.

Ар бир компоненттин ширетүүсү башталып, бир күнгө созулушу мүмкүн.

Сыноо жана бүт саатты чогуу коюу (Сүрөт 3, 4, 5, 6, 7) Бул иштеди.

Мен 3D сааттын корпусун басып чыгардым, акыры саат өтө чоң болуп чыкты. Ошентип, мен жаңысын түзүүнү чечтим жана төрт түтүкчөнүн прототибин жасадым.

2 -кадам: Жаңы дизайн

Төрт түтүктүү саат өтө чоң болгондуктан, мен электрониканын дизайнын кыскарта баштадым. Биринчиден, төрт эмес, эки түтүктү колдонуу менен. Экинчиден, кичинекей компоненттерди колдонуу менен жана нөлдөн баштап өзүмдүн 170В күчөткүчүмдү жасоо менен. ESP32 MCU (Micro Controller Unit) модулун колдонуунун ордуна өзүмдүн дизайнымды дагы кичирейтип бердим.

Компьютердин 3D дизайнын колдонуу (1 -сүрөт) Мен корпусту иштеп чыктым жана ичиндеги бардык электр компоненттерин тыкан жайгаштырдым. Электрониканы үч тактага бөлүү менен мен корпустун ичиндеги мейкиндикти эффективдүү колдоно алдым.

Жаңы электроника иштелип чыккан жерде:

-Күчтү үнөмдөөчү жаңы акселерометрди тандадым.

Сенсордук баскычтар көп позицияга которулду.

-Жаңы кубаттоо схемасы колдонулду.

-Алюминий корпусун каалаганым үчүн, USB кубаттоо үчүн зымсыз кубаттоо өзгөрдү.

-Күчтү үнөмдөө үчүн аз кубаттуу процессор колдонулат.

-Жаңы фондук светодиод алды.

-Батарейканын деңгээлин көзөмөлдөө үчүн IC батареяны өлчөгүч колдонулду.

3 -кадам: Электрониканы чогултуу

Жаңы саатты бир нече ай иштеп чыккандан кийин аны да чогултса болот. Мен мектепте бар кээ бир шаймандарды колдонуп, Tiny чайкалган IC'лерди (4 -сүрөт) ширеттим. Бул мага бир нече күндү талап кылды, анткени мен кээ бир көйгөйлөргө туш болдум, бирок акыры электрониканы иштеттим (Picture 5).

4 -кадам: Дизайн

Мен корпусту электрониканын дизайнына параллель кылып иштеп чыктым. Ар бир жолу 3D компьютердик программасын текшерип, ар бир компонент туура келерин. Корпусту CNC (Компьютердик Сандык Башкаруу) тегирменине чейин, баары туура келерине ынануу үчүн, 3D принтеринин прототиби иштелип чыккан. (Сүрөт 1, 2)

Корпустун дизайны жасалып, электроника иштегенден кийин мен CNC станокторун кантип программалоо керектигин изилдей баштадым (Сүрөт 3). CNC фрезерлөө жөнүндө билими бар досум мага CNC станогун программалоого жардам берди. Ошентип фрезерлөөнү баштаса болот. [4 -сүрөт]

Фрезер бүткөндөн кийин, мен тешик бургулап, корпусту жылтыратуу менен ишти бүтүрдүм. Баары биринчи жолу туура келген. (Сүрөт 5, 6, 7)

Мен акрил терезе үчүн бекиткичти ойлоп тапкам. Бирок капкак кокусунан тегизделип кеткен. Лазердик кескичтин жардамы менен акрилден терезени кесип алдым, ал сааттын үстүнө чапталган (Сүрөт 9).

5 -кадам: Программалык камсыздоо жана колдонмо

Сааттагы контролер, негизинен, энергияны үнөмдөө үчүн дайыма уктайт. Бийиктиги аз процессор акселерометрди бир нече миллисекундта окуп, билегимдин бурулганын текшерет. Качан гана ал бурулганда, ал негизги процессорду ойготот жана RTCден убакытты алат жана түтүктөрдө сааттарды, андан кийин мүнөттөрдү кыскача көрсөтөт.

Негизги процессор ошондой эле кубаттоо процессин текшерет, кирүүчү Bluetooth байланыштарын текшерет, киргизүү баскычынын абалын текшерет жана ошого жараша жооп берет.

Эгерде колдонуучу саат менен иштешпесе, анда негизги процессор кайра уктап калат.

Менин изилдөөмдүн бир бөлүгү катары биз тиркеме түзүшүбүз керек болчу. Ошентип, Nixie сааты үчүн тиркеме түзүүнү ойлодум. Колдонмо xamarin тилинде Microsoft C#тилинен жазылган.

Тилекке каршы, мен Голландияда колдонмону түзүүгө туура келди. Бирок негизинен табылган nixie сааттарын көрсөтүүчү байланыш өтмөгү бар (1 -сүрөт). Андан кийин сааттан орнотуулар жүктөлүп алынат. Бул жөндөөлөр саатта сакталат. Убакытты смартфонуңуздан алуу менен убакытты кол менен же автоматтык түрдө синхрондоштуруу үчүн өтмөк (2 -сүрөт). Сааттын жөндөөлөрүн өзгөртүү үчүн өтмөк (5 -сүрөт). Акырында, батарейканын абалын көрсөтүүчү статус өтмөгү. (6 -сүрөт)

6 -кадам: өзгөчөлүктөрү жана таасири

Сааттын өзгөчөлүктөрү:

- z5900m тибиндеги эки кичинекей никси түтүктөрү.

- Так реалдуу убакыт сааты.

- Эсептөөлөр 350 саат күтүү убактысына оңой жетүүгө болорун көрсөттү.

- Bluetooth жөндөөлөрдү көзөмөлдөө жана саатты белгилөө, ошондой эле батарейканын абалын көрүү.

- Кээ бир Bluetooth орнотуулары төмөнкүлөрдү камтыйт: Анимацияны кошуу/өчүрүү, түтүктөрдү кол менен же акселерометр менен иштетүү, фонду күйгүзүү/өчүрүү. Батарея пайызынын температурасын көрүү үчүн программалоочу баскыч.

- Билек бурулганда түтүктөрдү иштетүүчү акселерометр

- 300 мАч батарея.

- RGB көптөгөн максаттар үчүн жетектелген.

- Батарея газынын тактыгын так байкоо үчүн IC.

- батареяны кубаттоо үчүн микро USB.

- Иштетүү үчүн бир көп багыттуу баскыч, Bluetooth туташуусу жана температураны окуу же батареянын абалы үчүн программалоочу баскыч, Убакытты кол менен коюу.

- CNC фрезерленген турак жай Алюминийден.

- коргоо үчүн акрил терезе

- Bluetooth телефону үчүн колдонмо.

- WiFi аркылуу кошумча убакыт синхрондоштуруу.

- Кошумча титирөө мотору Whatsapp, Facebook, Snapchat, SMS сыяктуу смартфондогу билдирүүлөрдү көрсөтүү үчүн…

- Алгач саат, андан кийин мүнөт көрсөтүлөт.

Сааттагы MCU программасы C ++, C жана ассемблерде жазылган.

Колдонмонун программасы xamarin C#тилинде жазылган.

Кийим -кече сынагынын биринчи сыйлыгы