6 ciparu Nixie pulkstenis / taimeris / termometrs: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Šis projekts ir aptuveni 6 ciparu precīzs pulkstenis ar NIXIE caurulēm.

Izmantojot izvēles slēdzi, varat izvēlēties starp LAIKA (un datuma) režīmu, TIMER režīmu (ar 0,01 sek. Precizitāti) un termometra režīmu.

RTC modulis satur datumu un laiku, izmantojot iekšējo akumulatoru.

Ir pieejams PIR sensors, lai izslēgtu displeju, ja neviens pāris minūtes nepārvietojas pulksteņa priekšā.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka šim projektam jums ir jābūt minimālām vai vidējām elektroniskajām prasmēm.

Atruna/ BRĪDINĀJUMS:

Šī ķēde rada augstu spriegumu, kas var izraisīt elektriskās strāvas triecienu un/vai iekārtas bojājumus.

Piegādes

Elektroniskās sastāvdaļas:

1. Nixie caurules (6)
2. 74141 vai 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. RTC DS 3231 modulis (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 regulators (1)
9. MPSA42 tranzistors (6)
10. MPSA92 tranzistors (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 tranzistors (1)
14. 22 K rezistors (12)
15. 10 K rezistors (7)
16. 1 M rezistors (7)
17. 100 K rezistors (1)
18. 1 K rezistors (1)
19. 2,2 K rezistors (1)
20. 220 K rezistors (1)
21. 1 K potenciometrs (1)
22. UF4004 diode (1)
23. 100 uH 1A induktors (1)
24. 4.7uF 200 voltu kondensators (1)
25. 10uF 25 voltu kondensators (1)
26. 220uF 25 voltu kondensators (1)
27. 100nF kondensators (1)
28. 100pF kondensators (1)
29. 2.2 nF kondensators (1)
30. IESLĒGŠANAS/IZSLĒGŠANAS slēdzis (1)
31. 3 stāvokļu izvēles slēdzis (1)
32. Spiedpoga (4)
33. Adptora ligzda (1)
34. 9 voltu sienas adapteris (1)
35. Ja nepieciešams, daudzfunkcionāls PCB, tapu galvenes utt

1. solis: Par Nixie Tubes

Pirms septiņu segmentu izgudrošanas Nixie caurules bija standarta displejs skaitļiem. Tās būtībā ir neona vakuuma caurules, un katrs cipars ir caurules katods, kas spīd, pievienojot augstspriegumu.

Viņi izskatās ļoti skaisti, bet diemžēl mūsdienās tos ir grūti atrast. Lai gan tie joprojām ir pieejami tiešsaistes veikalos, piemēram, ebay utt.

Es izvilku 12 jaukus Nixies no veca kalkulatora, kas nedarbojās. Vairumā gadījumu kalkulatora displejs nav tā daļa, kas ir bojāta:)

Manā gadījumā metāla tapas bija stipri sarūsējušas, un dažas no tām tika atdalītas no savienojuma vietas ar stiklu! Es pielodēju vadu līdz galam un nostiprināju ar ciānakrilāta (1, 2, 3) līmi.

Manas nixie caurules bija NEC LD955A. Jūs varat izmantot visas atrastās nixie caurules, un elektriskās specifikācijas ir līdzīgas. Jūs varat atrast pinout, meklējot caurules numuru internetā, vai arī varat atrast tapas, piespiežot tapām 180 voltu līdzstrāvu. Kopējai tapai (anodam) jābūt savienotai ar +180 v, un katrai citai tapai jābūt savienotai ar zemi, izmantojot 2,2 K rezistoru. Pierakstiet PIN kodu un atbilstošo parādīto ciparu.

Es nekonstruēju PCB, jo biju iecerējis izgatavot prototipu. Turklāt es nevarēju atrast nixie cauruļu nospiedumu. Tāpēc es izmantoju daudzfunkcionālu dēli. Ja vēlaties, varat izveidot PCB.

2. darbība: shematisks apraksts

Niksijas caurules ir multipleksētas, lai samazinātu 6 ciparu darbībai nepieciešamās tapas. 74141 (vai 7441) IC ir BCD līdz decimāldaļai pārveidotājs, kas spēj apstrādāt augstspriegumu. Pietiek ar vienu 74141, jo caurules ir multipleksētas. Šis IC vada katodus.

Lai vadītu anodus, uz vienu ciparu es izmantoju divus augstsprieguma tranzistorus (acīmredzot Arduino nevar izturēt 180 voltus!)

Lai noturētu laiku strāvas padeves pārtraukuma gadījumā, es izmantoju RTC moduli (reālā laika pulksteni), kas izmanto 3V litija bateriju. Tas ļoti precīzi saglabās laiku un datumu ilgu laiku, varbūt vairāk nekā 1 gadu.

PIR sensoram es izmantoju niecīgu moduli (SR505). Diemžēl šis modulis tur izejas signālu tikai 8 sekundes, kas, manuprāt, nav pietiekami. Es gribēju, lai šoreiz būtu apmēram 2-3 minūtes. PIR moduļi ar regulējamu laika aizturi ir lielāki un neiederas manā kompaktajā dizainā. Tāpēc es pievienoju monostabilu multivibratoru (CD4098), lai pagarinātu laika aizkavi.

Augstsprieguma ģenerators izmanto 555 oscilatoru un MOSFET tranzistoru.

3. darbība: piezīmes par montāžu

1) Samontējiet augstsprieguma ķēdi un ar potenciometru noregulējiet spriegumu pie 170-180 voltiem.

2) Pārbaudiet nixie caurules un atrodiet to pinout. (+180 V ar 22 k rezistoru sērijveidā pie anoda, pārējās tapas iezemējiet pa vienam)

3) Savienojiet līdzīgas cauruļu tapas kopā (izņemot anodus), lai veiktu multipleksēšanu.

4) Pārbaudiet elektroinstalāciju, pieliekot augstspriegumu katram anodam un katodam.

5) Augstsprieguma tranzistoru un 74141 IC montāža.

6) Pārbaudiet ķēdi, pielietojot augstu vai zemu loģikas līmeni (0 un +5v) 74141 ieejām un MPSA42 tranzistoru pamatnei, katram atbilstošās caurules ciparam vajadzētu spīdēt.

7) Programmējiet Arduino pro mini.

Kā jūs zināt, Arduino pro mini ir nepieciešams īpašs interfeiss, lai to savienotu ar datoru. Internetā varat atrast pareizus norādījumus.

8) Pievienojiet Arduino. Kad caurules darbojas pareizi, varat turpināt pievienot RTC moduli, LM35 temperatūras sensoru, PIR sensoru un slēdžus, spiedpogas utt.

Es uzstādīju nixie caurules trīs grupās pa divām (stundām, minūtēm un sekundēm), tāpēc nebija nepieciešams pievienot atdalīšanas lampu.

Mēģiniet rūpīgi izlīdzināt caurules uz kuģa, lai tās izskatītos jauki. Jūs varat noliekt caurules, lai būtu labs skata leņķis.

4. darbība. Lietotāja rokasgrāmata

1) LAIKA režīms: normālā režīmā tiek parādīts laiks. Ja neviens nav klāt (un nepārvietojas) pulksteņa priekšā, lampas tiks izslēgtas pēc aptuveni 2 minūtēm, lai pagarinātu lampu kalpošanas laiku.

Ieslēdzot SW1 slēdzi, jūs varat apiet PIR sensoru, lai caurules paliktu pastāvīgi IESLĒGTAS.

Laika režīmā datumu var parādīt, nospiežot pogu "Datums".

2) TIMER režīms: ja selektora slēdzis ir TIMER režīmā, vispirms jānospiež poga “Date”, lai atiestatītu taimeri. Šī poga darbojas arī taimera ieslēgšanai/apturēšanai.

3) TERMOMETRA režīms: termometra režīmu var izvēlēties ar izvēles slēdzi. Šajā režīmā apkārtējā temperatūra tiek parādīta Celsija grādos. Uz vidējām caurulēm tiks parādīti grādi, un nākamajā caurulē labajā pusē būs redzama viena desmitā daļa grāda. Tā kā cipars ir salikts grupās pa diviem, nav nepieciešams cipars aiz komata. Pārējie cipari paliek izslēgti termometra režīmā.

(Ja vēlaties, lai temperatūra tiktu parādīta Fārenheita grādos, jums attiecīgi jāmaina Arduino programma. Šim nolūkam paredzēto programmu varat atrast internetā.)

4) Kā iestatīt datumu un laiku:

Laika režīmā nospiediet un turiet pogu "Iestatīt stundu". Stunda katru sekundi palielināsies. Minūšu pielāgošana tiek veikta tieši tāpat kā stundas, nospiežot pogu "Iestatīt minimumu".

Lai pielāgotu sekundes, nospiediet un turiet pogu "Set Sec"; sekunžu skaitītājs pārstās skaitīt. Kad ir sasniegts vēlamais laiks, atlaidiet šo pogu.

Lai iestatītu datumu, turiet pogu “Datums” ar vienu roku un nospiediet pogas “Iestatīt stundu”, “Iestatīt min” un “Iestatīt sec”, lai pēc vajadzības pielāgotu gadu, mēnesi un dienu.