Nixie Tube Watch: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Мен функционалдуу нерсени жасай аламбы деп ушул жылдын башында саат курдум. Менде 3 негизги дизайн талабы бар болчу

1. Так убакытты сактаңыз
2. Күнү бою батарейкасы бар
3. Кичине болгула, ыңгайлуу кийинүү үчүн

Мен биринчи 2 талапты аткара алдым, бирок үчүнчүсү бир аз созулган. Сиз бул дизайн билегиңизде отурганын байкайсыз, бирок ал жараксыз эмес. Мен долбоорлоо процессинен өтүп, бул долбоордо эмне туура жана эмне туура эмес болгонун көрсөткүм келет. Мен файлдарды колдонууга жөнөтөм, бирок мен түшүндүрөм, мен өз моделимди түзүүдө кээ бир дизайн тандоолорун өзгөртүүнү сунуштайт элем.

Коопсуздук эскертүүсү

Бул проект 150В туруктуу токту түзүүчү түзмөктү билекке тагууну камтыйт. Эгер көңүл бурбасаңыз, бул олуттуу түрдө зыян келтирет же жаракат алып келет.

1 -кадам: Тетиктер керек

Саатыңыздын дизайнын түзүүдө сиз компоненттериңизди тандап алууңуз керек.

Nixie Tubes

Кичине болсо ошончолук жакшы. Мен кичинекей изи бар, бирок узун бойлуу IN-17 колдондум. Жетекчилери бар түтүк кичине жерге кысылып калышы мүмкүн.

Жогорку чыңалуудагы электр менен камсыздоо

Бул батарейка менен иштегендиктен, биз ~ 3Vны жок дегенде 150В чейин айландыруубуз керек. Мен Taylor Electronics 1363 тактасын колдондум. Өзүңүздүн тактаңызды иштеп чыгууга болот, бирок дизайнга жакшылап көңүл бурууңуз керек болот. Алдын ала курулган тактайдын жардамы менен, тактайдын өлчөмүн колго ширетүүнүн жарымына чейин кыскартууга мүмкүндүк берди, жана менин дизайныма караганда эффективдүү жана аз шыңгырап калды.

Жогорку чыңалуу которгучтары

Көпчүлүк микроконтроллерлер 150В эмес, 3-5В менен иштейт. Алар менен иштешүү үчүн бизге вольттун регистри, транзисторлор же жогорку чыңалууга жөндөмдүү башка коммутациялык түзүлүш керек. Мен бул такта үчүн HV5523 Shift Registerди колдондум - техникалык жактан алар 5V логиканы талап кылат, бирок мен 3.3V көйгөйсүз иштегенин көрдүм.

Микроконтроллер

Бардык түзмөктөрүңүздү иштетүү үчүн жетиштүү казыктары бар эң кичинекей MCU керек. Бул үчүн ATMega2560 колдонбоңуз, анткени бул ашыкча. Мен ATTiny841ди тандадым, анткени анда IOнун так саны бар болчу жана Arduino IDE колдогон.

RTC

Так убакытты сактоо үчүн сизге RTC чипи керек. Мен DS3231 колдондум.

Башка бөлүктөр

• Voltage Regulator

• Убакытты коюу же дисплейди күйгүзүү үчүн интерфейс

  Мен чектелген ийгиликке ээ APDS-9960 Gesture/Proximity сенсорун колдондум

• Баары иштеп жатканына ынануу жолу

  Менде учурдагы түзмөктүн абалын көрсөтүү үчүн ачык сериялык порт жана RGB LED болгон

• Батареяны алып салбастан заряддоо ыкмасын да каалашыңыз мүмкүн.

2 -кадам: Функционалдык сереп

Мен схеманын планын пландаштыруу үчүн баштапкы эскертүүлөрүмдүн айрымдарын жүктөдүм жана мен колдонуп бүткөн нерсенин негизги компоненттеринин блок -схемасын жүктөдүм.

Жогорку чыңалуу тарабында Nixie түтүкчөлөрүнүн Жалпы аноддук (+) терминалына учурдагы чектөөчү резистор аркылуу +150В жеткирүүчү HVPS бар. Shift реестри түтүктөрдүн ар бир цифрасына туташат. Shift Register - бул ачык дренаждык түзүлүш. Ар бир пин түз жерге байланат, же чынжырдан ажыратылган бойдон калтырылышы мүмкүн. Бул nixie түтүгүнүн бардык ажыратылган учтары колдонулбай турганда 150В өлчөйт дегенди билдирет.

Төмөн чыңалуу тарабында lipo батарейкасынан чыңалууну жөнгө салуучу 3.3V buck/boost жөндөгүчү бар. Бул схеманы 3.3V деңгээлинде сактайт, анткени липо чыңалуусу 3.7ден 3.0Vга чейин төмөндөйт. Attiny841 i2C автобусу Жаңсоо сенсоруна жана RTCге туташат. RGB LED жана сериялык туташуу көрсөтүлгөн эмес.

MCU иштеп жатканда, жакындык маалыматы үчүн жаңсоо сенсорун текшерет. Жеңдин дисплейди иштетпеши үчүн, сенсорду жок дегенде 1 секунд ачып, андан кийин жок дегенде 1 секундага жаап, андан кийин иш -аракетти баштоо үчүн ачып коюуну талап кылат. Сааттын баштапкы версиясында акыркы сүрөттө айтылгандай убакыт көрсөтүлөт. Мен сенсорду дагы узакка жабуу менен ар дайым режимге өтүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болгондой кылып жаңырттым.

3 -кадам: Дизайн Дизайн

Мен ПКБны кантип жасоо керектиги жөнүндө өтө майда -чүйдөсүнө чейин айтпайм, анткени бул боюнча көп маалымат бар. Бул жерде кээ бир пайдалуу Nixie Tube издери бар.

Мен ПКБны иштеп чыкканымда, билегиме байланган кездеги изди азайтуу үчүн эки кичине тактайды үйүп койдум. Менин бардык издерим тизилип, туташтыргычтары тегизделгенине ынануу үчүн ПКБнын кагаз көчүрмөсүн басып чыгарууну пайдалуу деп таптым. Сыноо учурунда i2C жана башка маалымат линиялары үчүн сындыргычтарды калтырууга аракет кылыңыз.

Бүркүттүн компонентине 3D моделин дайындоого, андан кийин тактаңыздын 3D моделин башка программага экспорттоого мүмкүндүк берген өзгөчөлүк бар. Мен аны колдонуп жүргөндө ката болчу, бирок эч кандай бөлүктөр бири -бирине тоскоолдук кылбашы үчүн абдан пайдалуу.

Орунду үнөмдөө үчүн сааттын ичине батареяны заряддагычты кошкон эмесмин. Тескерисинче, менде сааттын капталында кээ бир аялдык DuPont коннекторлору бар. Бул топтомдун акыркы сүрөтү мен колдонгон зымдарды көрсөтөт. Сол жагы сааттын ичинде, оң жагы сыртта. Саатты кубаттоо үчүн эң тышкы зымдарды тышкы заряддагычка туташтырасыз. Батарея терсинин жанындагы көк сызык заряддагычты артка салууну болтурбоо үчүн баскычтуу уячаны билдирет. Саатты күйгүзүү үчүн, кичинекей секирүүчү кабелди (жашыл) колдонуп, батарейканы + чынжырдын VCCине көпүрөңүз. Бул көйгөй жаралса тез иштебей калат. Макеттин кесепетинен кокусунан кыскартып же схеманы артка туташтыра албайсыз.

4 -кадам: PCB Ассамблеясы

Мен тактайларымды OSHParkтан заказ кылдым, анткени алар абдан тез, арзан жана сүйкүмдүү кызгылт көк түскө ээ болчу: D

Ошондой эле сиз ар бир тактанын 3төн аласыз, андыктан 2 саат жасап, үчүнчү тактаны сынап көрүңүз.

Адегенде QFN топтомдорун ысык аба менен жасаңыз, андан кийин кичинекей компоненттерден баштап калганын колго салыңыз. Nixie түтүктөрүңүздү же HVPSти зымга салбаңыз. Эгерде сизде трафарет менен трафарет жана тостер меши болсо, анда сиз абдан жакшы иштеп жатасыз. ПКБдагы шорты текшерүү үчүн ом метрди колдонуңуз. Эгерде сиз орточо жогорку каршылыкты өлчөсөңүз, тактада өтө көп флюстун калдыгы болушу мүмкүн. HV5523 абдан жакшы сайылган казыктарга ээ жана алар ICдин астына көпүрө салынганын көрө албайсыз. Эгерде сиз аны узак убакыт бою кайра иштетип жатсаңыз, тактаңызга муздатууга мүмкүнчүлүк бериңиз.

Төмөн чыңалуудагы компоненттер чогултулгандан кийин, нөөмөт реестриндеги бардык цифралар аркылуу өтүүчү программаны иштетиңиз. Күтүлгөндө казыктар ТӨМӨН тартылып жатканын ырастоо үчүн логикалык анализаторду же мультиметрди колдонуңуз. Ошондой эле сиздин RTC жана башка түзмөктөр күтүлгөндөй жооп беришин текшериңиз.

HVPSти, андан кийин nixie түтүктөрүн ээрчиңиз. Nixie Tubes үчүн 1 буту бир убакта жана жылуулукту көпкө калтырбаңыз. Мүмкүн болсо, ПСБ менен айнектин ортосун кычкач менен кармап, радиатор катары иштеңиз. Түтүктөргө ар бир буттун ширетилишинин ортосунда муздатууга мүмкүнчүлүк бериңиз.

Эгерде сиз иштебей жаткан бөлүккө байланыштуу көйгөйлөргө туш болуп жатсаңыз жана анын бириктиргич экенин билбесеңиз, анда "өлүк мүчүлүштүктөрдү" ширетип көрүңүз. Чипти тактан алып салыңыз жана майда зымдарды колдонуп, ар бир аянтка түздөн -түз ширетүү керек. Эмал капталган зымды колдонгонуңузга ишениңиз, андыктан зымдардын бири да кыска эмес.

5 -кадам: Дизайн

Eagles MCAD функцияларын колдонуп, тегерегиндеги ишти куруу үчүн схеманын 3d моделин алуу оңой. Стандарттык өлчөмдөгү саат боолорун дарыканада/дүкөндө сатып алууга болот. Эгерде сиз ПКБга монтаж тешиктерин жасасаңыз, анда сиз өзүңүздүн моделиңизде карама -каршылыктарды жаратып, тактайды тез ылдый беките аласыз. Менин карама -каршылыктарым Nixie түтүкчөсү менен үзгүлтүккө учурады жана колдонууга жараксыз болуп калды - мен Сугруну бир жерде калганына ынануу үчүн колдондум.

6 -кадам: Проект файлдары жана туш болгон көйгөйлөр

Eagle жана Solidworks файлдары

Дагы күчтүү код

Мен бул проекттин үстүндө иштеп жаткан бардык файлдарды байланыштырдым. Булар мурдагыдай эле жүктөлөт, эч кандай түзөтүү же жылтыратуу жок. Бул жакшыбы же жаманбы билбейм … Сиз менин схемамды, тактай дизайнымды, Solidworks файлдарын жана Arduino кодун көрө аласыз. Мен кандай чечимдерди чыгарганымды түшүндүрдүм жана бул файлдар бул тандоолорду өз саатыңызда кантип ишке ашырууну көрүүгө жардам бериши керек.

Eagle файлдарында HV.brd nixie изин, HV5523, HVPS жана APDS-9960 үчүн туташтыргычты камтыйт. APDS-9960 экинчи баракта, анткени ал Sparkfun 9960 сындыруучу тактасынан көчүрүлгөн. Schematic.brd төмөн чыңалуудагы бардык нерселерди камтыйт. Менимче, керектүү китепканалардын баары камтылган.

Solidworks папкасы - бул чоң баш аламандык - бүркүттөн экспорттоо ар бир резистор үчүн жеке файлдарды түзүп, баарын таштады. "Assem8" - бул бардык нерселердин жупташып, чогултулганын көрүү үчүн карап турган файл. "Экспорт" папкалары тестирлөөдөн ар кандай параметрлери бар STL файлдары.

Биринчи коддогу Arduino эскизи кийинки беттеги видеодо көрсөтүлгөн жана бул документтеги бардык документтер үчүн колдонулат. Экинчи шилтеме бир нече дисплей режимин камтыган жаңы версияга ээ. Эгерде RTC бул эскизге кайра орнотулса, анда ал кийинки күчкө түшкү 12ге чейин убакытты коёт. Бул саатты дайыма туташтырылган стол сааты катары колдонсо болот.

Эгерде сиз менин файлдарымды баштапкы чекит катары колдонууну чечсеңиз, мен чече элек бир нече маселелерди билишиңиз керек.

1. APDS-9960 Attiny Arduino Core менен шайкеш келбейт. Жакындыкты аныктоо иштейт, бирок мен жаңсоолор үчүн үзгүлтүк сигналын ишенимдүү түрдө алуу кодун ала албайм.
2. Интернет провайдеринин аталышы чагылдырылган жана казыктардын бири туташкан эмес.
3. ISP VCC аталышы чыңалуу жөндөгүчүнүн туура эмес жагына барат. Эгерде бул ажыратылбаса, чыңалуу жөндөгүчү заматта кууруп калат
4. CR батарейка кармагычы i2C аталышын бир нече мм каптап турат

7 -кадам: Акыркы жыйынтык

Бул одиссейдин аягында менде иштеп жаткан Nixie Watch бар. Бул бир аз колдонууга жарактуу, бирок күнүмдүк сааттарга караганда түшүнүктүн далили. Экинчи такта стол саатына айландырылды, үчүнчү такта курулуш процессинде жок кылынды.

Кээ бир пайдалуу шилтемелер, эгерде сиз өзүңүздүн саатыңызды иштеп чыгууга аракет кылсаңыз:

Nixie Tube Google Group

EEVBlog Nixie ойнотмо тизмеси

Eagle to Fusion экспорту