Vēl viens Nixie pulkstenis: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Es vienmēr esmu gribējis nixie pulksteni, ir tikai kaut kas šajos kvēlojošajos skaitļos, kas mani aizrauj. Tātad, kad ebay atradu dažus ne pārāk dārgus IN12, es tos nopirku, brīnījos par tiem, kad tos saņēmu, bet drīz atklāju, ka, lai no tiem izgatavotu pulksteni, man vajadzēs vēl dažas lietas. Tā kā es nevarēju īsti atrast tāfeli, kas atbilstu manām specifikācijām un vēlmēm, es ievietoju caurules atvilktnē un visu aizmirsu.

Ievadiet JLC PCB ar neiedomājami zemām cenām, es galu galā nolēmu izveidot savu.

Piegādes

6x IN12 nixie caurule (citi var darboties, taču tiem ir jāmaina PCB)

6x SN74141 vai K155ID1 BDC līdz decimāldekoderis

6x 1,5 kOhm rezistors

4x 180 kOhm rezistors

4x MPSA42 augstsprieguma tranzistors

4x 5 mm neona lampa (varat izmantot arī oranžas gaismas diodes, bet tas ir pretrunā ar garu)

4x 74HC595 maiņu reģistrs

2x 470nF keramikas kondensators

1x LM7805 5V regulators

1x pastiprināta HV padeve

1x līdzstrāvas mucas ligzda

1x Wemos D1 Mini

1. solis: PCB projektēšana

Tā kā esmu liels atvērtā pirmkoda programmatūras cienītājs, es izmantoju KiCad EDA, lai izstrādātu PCB. Es izpētīju dažādus nixie pulksteņu dizainus Google un nolēmu izmantot krievu K155ID1 draiverus kombinācijā ar 74HC595 maiņu reģistriem. Darbības smadzenes ir Wi-Fi spējīgs Wemos D1 mini. Tā kā ebay atradu diezgan lētu HV pastiprināšanas komplektu, es nolēmu to nedarīt uz tāfeles pats. Arī lielākā daļa sastāvdaļu man jau bija pa rokai, un, izstrādājot pastiprinātu pārveidotāju, būtu jāiegādājas dažas papildu preces. Varbūt nākamreiz.

Es zinu, ka ir diezgan daudz iespējamo uzlabojumu gan shematiskajā, gan PCB izkārtojumā, taču šī bija mana pirmā reize, kad faktiski strādāju ar KiCad, un es vairāk koncentrējos uz galaproduktu.

Pabeidzot shēmu un izmēģinot to uz maizes dēļa, es sāku izvietot PCB. Šī ir māksla pati par sevi un diezgan plaša tēma, tāpēc es šeit neiedziļināšos pārāk daudzās detaļās. Tiešsaistē ir daži lieliski un padziļināti videoklipi.

Viss KiCad projekts ir pieejams manā GitHub.

2. darbība. PCB izgatavošana

Pēc divkāršas un trīskāršas dizaina pārbaudes ir pienācis laiks to faktiski izgatavot. Es to darīju mājās, izmantojot termisko tintes pārnesi un Fe3Cl, taču šis process ir diezgan netīrs, prasa daudz sagatavošanās, un manā pieredzē ir diezgan neparedzami un pretrunīgi rezultāti. Tātad, kā minēts, es izvēlējos profesionālu dēļu māju. JLC PCB (netiek sponsorēts) piedāvā lieliskas cenas, un, ja esat gatavs gaidīt ilgu nosūtīšanas laiku (vai maksāt par piegādi 10 reizes vairāk nekā dēļi), jūs faktiski varat iegūt profesionālu produktu, kas nesabojā jūsu banku. Boardhouse piedāvā lieliskus soli pa solim norādījumus par to, kā eksportēt un augšupielādēt Gerber failus, un pirms apņemšanās varat vēlreiz pārbaudīt savu dizainu tiešsaistes Gerber skatītājā. Tagad atliek tikai gaidīt PCB ražošanu un atdalīšanu. Šeit ir jauks pārskats par ražošanas procesu. Ja jūs darāt vienreizēju lietu, varat padomāt, ko darīt ar 4 atlikušajiem PCB, jo minimums, ko varat pasūtīt, ir 5.

3. solis: lodēšana

Kad PCB ir piegādāts, ir pienācis laiks lodēt, sākot no mazākajām (vai zemākā profila) sastāvdaļām, kam seko lielākas.

Ja es daru kaut ko lielāku par dažām sastāvdaļām, es vienmēr izmantoju materiālu sarakstu (BOM), KiCad pat ir jauks spraudnis, lai eksportētu interaktīvu BOM.

4. solis: ESP programmēšana

Es programmēju VS kodā un mēģināju padarīt programmaparatūru diezgan elastīgu. Pašlaik tas darbojas, taču ir daudz iespēju uzlabot un vairāk funkciju.

Pilns kods ir pieejams vietnē github:

5. darbība: korpusa izgatavošana

Sākotnēji es izveidoju tikai vienkāršu kastīti, kas tiks izdrukāta 3D veidā kā korpuss, bet es ceru kādu laiku nākotnē izveidot daudz jaukāku koka korpusu.

Parasti pagaidu risinājumi kļūst pastāvīgi …

6. darbība: atkļūdošana

Tātad. Dēlis ir gatavs, programmaparatūra ir augšupielādēta, un ir pienācis laiks pieslēgt mikrokontrolleru un ievietot to pie sienas!

Izņemot to, ka divas no caurulēm nedeg. Pēc nelielas izpētes un rūpīgākas paneļa pārbaudes es atklāju, ka daži maiņu reģistru spilventiņi vienkārši peldēja, lai gan tie bija savienoti ar iezemēto plakni. Izrādās, ka es biju pārsteidzīgs un augšupielādēju failus, neveicot pēdējo KDR (dizaina noteikumu pārbaude) pēc pēdējās sekundes izmaiņām (Cu aizpildīšana), tāpēc dažas zonas faktiski tika aizpildītas, bet nebija saistītas ar neko. Pārvietojot montāžas atveres, es arī aizmirsu labot HV padeves trasi …

Tā kā tie bija tikai daži nelieli labojumi, es paķēru kādu lodīšu vadu un pievienoju peldošās lietas.

Vienmēr ir laba ideja ņemt vērā HW kļūdas un labot to PCB dizainā, kaut vai tikai turpmākai uzziņai.

Otrā balva PCB dizaina izaicinājumā