6 -miestne Nixie hodiny / časovač / teplomer: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Tento projekt je o 6 -ciferných presných hodinách s elektrónkami NIXIE.

Pomocou prepínača, ktorý si môžete vybrať medzi režimom TIME (a dátumu), TIMER (s presnosťou 0,01 s) a režimom THERMOMETER.

Modul RTC uchováva dátum a čas pomocou internej batérie.

K dispozícii je snímač PIR, ktorý vypne displej, ak sa nikto nepohybuje pred hodinami na niekoľko minút.

Upozorňujeme, že pre tento projekt budete potrebovať minimálne až stredne pokročilé elektronické zručnosti.

Vyhlásenie/ UPOZORNENIE:

Tento obvod vytvára vysoké napätie, ktoré môže spôsobiť zásah elektrickým prúdom a/alebo poškodenie zariadenia.

Zásoby

Elektronické komponenty:

1. Nixie trubice (6)
2. 74141 alebo 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. Modul RTC DS 3231 (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 regulátor (1)
9. Tranzistor MPSA42 (6)
10. Tranzistor MPSA92 (6)
11. MOSFET IRF740 (1)
12. MOSFET IRF540 (1)
13. BC547 tranzistor (1)
14. Odpor 22 K (12)
15. Odpor 10 K (7)
16. 1 M odpor (7)
17. Odpor 100 K (1)
18. 1 K odpor (1)
19. Rezistor 2,2 K (1)
20. Odpor 220 K (1)
21. 1 K potenciometer (1)
22. UF4004 dióda (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. 200voltový kondenzátor 4,7uF (1)
25. 10uF 25 voltový kondenzátor (1)
26. 25u voltový kondenzátor 220uF (1)
27. 100nF kondenzátor (1)
28. 100pF kondenzátor (1)
29. Kondenzátor 2,2nF (1)
30. Vypínač (1)
31. 3 -stavový prepínač (1)
32. Tlačidlo (4)
33. Konektor adaptéra (1)
34. 9 voltový nástenný adaptér (1)
35. Viacúčelové DPS, kolíkové záhlavia atď. Podľa potreby

Krok 1: O tubách Nixie

Pred vynájdením siedmich segmentov boli skúmavky Nixie štandardným zobrazením čísel. Sú to v podstate neónové vákuové trubice a každá číslica je katódou trubice, ktorá svieti pri vysokonapäťovom pripojení.

Vyzerajú veľmi krásne, ale v dnešnej dobe sa bohužiaľ len ťažko hľadajú. Aj keď sú stále k dispozícii v internetových obchodoch, ako je ebay atď.

Vyčistil som 12 pekných Nixies zo starej kalkulačky, ktorá nefungovala. Vo väčšine prípadov nie je displej kalkulačky tou poškodenou časťou:)

V mojom prípade boli kovové kolíky silne skorodované a niektoré z nich boli odpojené od bodu pripojenia k sklu! K bodu som spájkoval drôt a upevnil som ho kyanoakrylátovým (1, 2, 3) lepidlom.

Moje nixie skúmavky boli NEC LD955A. Môžete použiť akékoľvek nixie trubice, ktoré nájdete, a elektrické špecifikácie sú úplne podobné. Pinout môžete nájsť vyhľadaním čísla tuby na internete alebo kolíky nájdete tak, že na kolíky použijete 180 voltov DC. Spoločný kolík (anóda) by mal byť pripojený k +180 v a každý ďalší kolík je pripojený k zemi pomocou odporu 2,2 K. Zapíšte si číslo PIN a zodpovedajúcu číslicu, ktorá sa zobrazí.

PCB som nenavrhol, pretože som mal v úmysle vyrobiť prototyp. Okrem toho som nenašiel stopu trubiek nixie. Použil som teda viacúčelovú dosku. Ak chcete, môžete si navrhnúť DPS.

Krok 2: Schematický popis

Trubice nixie sú multiplexované, aby sa zmenšili piny potrebné na prevádzku 6 číslic. 74141 (alebo 7441) IC je prevodník BCD na desatinné miesto, ktorý je schopný zvládnuť vysoké napätie. Jeden 74141 stačí, pretože elektrónky sú multiplexované. Tento IC poháňa katódy.

Na pohon anód som použil dva vysokonapäťové tranzistory na číslicu (Arduino evidentne nezvláda 180 voltov!)

Na udržanie času v prípade odpojenia napájania som použil modul RTC (hodiny v reálnom čase), ktorý používa 3V lítiovú batériu. Bude veľmi presne a dlho uchovávať čas a dátum, možno viac ako 1 rok.

Na snímač PIR som použil malý modul (SR505). Tento modul bohužiaľ drží výstupný signál iba 8 sekúnd, čo je podľa mňa málo. Dávam prednosť tomu, aby mal tento čas asi 2-3 minúty. Moduly PIR, ktoré majú nastaviteľné časové oneskorenie, sú väčšie a nezapadajú do môjho kompaktného dizajnu. Preto som pridal monostabilný multivibrátor (CD4098) na predĺženie časového oneskorenia.

Generátor vysokého napätia používa oscilátor 555 a tranzistor MOSFET.

Krok 3: Poznámky k montáži

1) Zostavte vysokonapäťový obvod a pomocou potenciometra nastavte napätie na 170-180 voltov.

2) Otestujte skúmavky nixie a nájdite ich vývody. (+180 V s 22k odporom zapojeným do série k anóde, uzemnite ostatné piny o jeden)

3) Pripojte podobné kolíky elektrónok (okrem anód) k multiplexovaniu.

4) Otestujte zapojenie vysokým napätím na každú anódu a katódu.

5) Zostavte vysokonapäťové tranzistory a integrovaný obvod 74141.

6) Otestujte obvod aplikovaním vysokých alebo nízkych logických úrovní (0 a +5v) na vstupy 74141 a základňu tranzistorov MPSA42, každá číslica zodpovedajúcej trubice by mala svietiť.

7) Naprogramujte Arduino pro mini.

Ako možno viete, Arduino pro mini potrebuje na pripojenie k počítaču špeciálne rozhranie. Správne pokyny nájdete na internete.

8) Pripojte Arduino. Keď sa ukázalo, že trubice fungujú správne, môžete pokračovať v pridávaní modulu RTC, snímača teploty LM35, snímača PIR a spínačov, tlačidiel atď.

Nixie trubice som nainštaloval do troch skupín po dvoch (hodiny, minúty a sekundy), takže nebolo potrebné pridávať oddeľovaciu lampu.

Pokúste sa opatrne zarovnať trubice na palube, aby mali pekný vzhľad. Rúrky môžete nakloniť, aby ste mali dobrý uhol pohľadu.

Krok 4: Používateľská príručka

1) Režim ČAS: V normálnej prevádzke je zobrazený čas. Ak nikto nie je prítomný (a nepohybuje sa) pred hodinami, žiarovky sa asi po 2 minútach vypnú, aby sa predĺžila životnosť elektrónok.

Zapnutím spínača SW1 môžete obísť snímač PIR, aby trubice zostali trvale ZAPNUTÉ.

V režime TIME je možné dátum zobraziť stlačením tlačidla „Date“.

2) Režim TIMER: Ak je prepínač v režime TIMER, mali by ste najskôr resetovať časovač stlačením tlačidla „Dátum“. Toto tlačidlo slúži aj na spustenie/zastavenie časovača.

3) Režim TEPLOMERA: Režim teplomera je možné zvoliť prepínačom. V tomto režime sa teplota okolia zobrazuje v stupňoch Celzia. Do stredných trubíc sa budú zobrazovať stupne a v ďalšej trubici vpravo bude zobrazená jedna desatina stupňa. Keďže sú číslice zostavené do skupín po dvoch, desatinná čiarka nie je potrebná. Ostatné číslice zostanú v režime teplomera VYPNUTÉ.

(Ak chcete, aby sa teplota zobrazovala v stupňoch Fahrenheita, mali by ste zodpovedajúcim spôsobom zmeniť program Arduino. Program na tento účel nájdete na internete.)

4) Ako nastaviť dátum a čas:

V režime ČAS stlačte a podržte tlačidlo „Nastaviť hodinu“. Hodina bude postupovať jednu za sekundu. Nastavenie minút sa robí presne ako hodiny stlačením tlačidla „Nastaviť min“.

Na úpravu sekúnd stlačte a podržte tlačidlo „Set Sec“; počítadlo sekúnd prestane počítať. Po dosiahnutí požadovaného času uvoľnite toto tlačidlo.

Na nastavenie dátumu podržte tlačidlo „Dátum“jednou rukou a pomocou tlačidiel „Nastaviť hodinu“, „Nastaviť min.“A „Nastaviť sek.“Nastavte rok, mesiac a deň podľa potreby.