Ešte ďalšie hodiny Nixie: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Vždy som chcel nixie hodiny, na tých žiarivých číslach je niečo, čo ma fascinuje. Takže keď som našiel nejaké nie príliš drahé IN12s na ebay, kúpil som ich a už keď som ich dostal, žasol som nad nimi, ale čoskoro som zistil, že na to, aby som z nich vyrobil hodiny, potrebujem ďalšie veci. Keďže som skutočne nemohol nájsť dosku, ktorá by spĺňala moje presné špecifikácie a priania, vložil som skúmavky do zásuvky a všetko som na ne zabudol.

Vstúpte do JLC PCB s neuveriteľne nízkymi cenami, nakoniec som sa rozhodol urobiť si vlastný.

Zásoby

6x IN12 nixie trubica (ostatné môžu fungovať, ale vyžadujú úpravy na DPS)

6 x dekodér BDC na desatinné miesto SN74141 alebo K155ID1

6x odpor 1,5 kOhm

4x odpor 180 kOhm

4x vysokonapäťový tranzistor MPSA42

4x 5 mm neónová lampa (môžete použiť aj oranžové diódy LED, ale to je tu proti duchu)

4x posuvný register 74HC595

2x keramický kondenzátor 470nF

1x 5M regulátor LM7805

1x zosilnené VN napájanie

1x DC barel jack

1x Wemos D1 Mini

Krok 1: Navrhovanie DPS

Pretože som veľkým fanúšikom softvéru s otvoreným zdrojovým kódom, na návrh dosky plošných spojov som použil KiCad EDA. Na Googli som preskúmal rôzne návrhy hodín nixie a rozhodol som sa použiť ruské ovládače K155ID1 v kombinácii s posuvnými registrami 74HC595. Operačným mozgom je Wemos D1 mini s podporou Wi-Fi. Keďže som na ebay našiel celkom lacnú zostavu na zvýšenie HV, rozhodol som sa, že to na doske nebudem robiť sám. Tiež som mal väčšinu komponentov už poruke a navrhnúť zosilňovač by znamenal získanie niekoľkých ďalších. Možno nabudúce.

Viem, že existuje veľa možných vylepšení v schéme aj v rozložení PCB, ale toto bolo moje prvé skutočné stretnutie s KiCad a viac som sa zameral na konečný produkt.

Po dokončení schémy a vyskúšaní na doske som začal vyskladať DPS. Toto je umenie samo o sebe a dosť široká téma, takže sa tu nebudem príliš rozpisovať. Na internete je k dispozícii niekoľko skvelých a hĺbkových videí.

Celý projekt KiCad je k dispozícii na mojom GitHub.

Krok 2: Výroba dosky plošných spojov

Po dvojitej a trojitej kontrole vášho návrhu je čas ho skutočne vyrobiť. Robil som to doma s prenosom termálneho atramentu a Fe3Cl, ale tento proces je dosť chaotický, vyžaduje si veľa prípravy a podľa mojich skúseností má celkom nepredvídateľné a nekonzistentné výsledky. Ako som už spomenul, rozhodol som sa pre profesionálny penzión. JLC PCB (nie je sponzorovaný) ponúka skvelé ceny a ak ste ochotní čakať na dlhé dodacie lehoty (alebo zaplatíte 10 -krát viac za poštovné ako dosky), v skutočnosti môžete získať profesionálny produkt, ktorý neporuší vašu banku. Boardhouse poskytuje podrobné podrobné informácie o tom, ako exportovať a nahrávať súbory gerber, a predtým, ako sa k nim odhodláte, môžete svoj návrh znova skontrolovať v online prehliadači Gerber. Teraz už len musíte čakať, kým budú DPS vyrobené a dodané. Tu je pekný prehľad výrobného postupu. Ak robíte jednorazovú vec, môžete premýšľať o tom, čo urobiť so 4 zvyšnými doskami plošných spojov, pretože minimum, ktoré si môžete objednať, je 5.

Krok 3: Spájkovanie

Akonáhle sú DPS dodané, je načase vykonať nejaké spájkovanie, počínajúc od najmenších (alebo najnižších profilov) komponentov, po ktorých nasledujú väčšie.

Ak robím niečo väčšie ako len niekoľko komponentov, vždy používam kusovník (kusovník), KiCad má dokonca aj pekný doplnok na export interaktívneho kusovníka.

Krok 4: Programovanie ESP

Vykonal som programovanie v kóde VS a pokúsil som sa urobiť firmvér celkom flexibilným. V súčasnej dobe to funguje, ale je tu veľa priestoru na zlepšenie a ďalšie funkcie.

Úplný kód je k dispozícii na github:

Krok 5: Vytvorenie prílohy

Pôvodne som navrhol iba jednoduchú škatuľu, ktorá sa má vytlačiť na 3D tlačiarni, ale dúfam, že niekedy v budúcnosti urobím oveľa krajšiu drevenú ohradu.

Dočasné riešenia sa zvyčajne stanú trvalými …

Krok 6: Ladenie

Takže. Doska je pripravená, nahrá sa firmvér a je čas zapojiť mikrokontrolér a dať ho na stenu!

Až na to, že dve z elektrónok sa nerozsvietili. Po nejakom skúmaní a bližšej kontrole dosky som zistil, že niektoré podložky na posuvných registroch len plávali, aj keď boli spojené so základnou rovinou. Ukazuje sa, že som sa ponáhľal a nahral som súbory bez toho, aby som urobil poslednú kontrolu DRC (Kontrola pravidiel návrhu) po zmenách posledných sekúnd (výplň Cu), takže niektoré oblasti boli skutočne vyplnené, ale s ničím neboli spojené. Tiež som zabudol opraviť stopu napájania VN pri presúvaní montážnych otvorov …

No, pretože to boli len malé opravy, chytil som nejaký bodžový drôt a spojil plávajúce veci.

Vždy je dobré si všimnúť chyby HW a opraviť ich v návrhu DPS, aj keď len pre budúce použitie.

Druhá cena v súťaži PCB Design Challenge