Še ena ura Nixie: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Vedno sem si želel uro nixie, nekaj o teh žarečih številkah me očara. Ko sem na ebayu našel nekaj ne preveč dragih IN12, sem jih kupil, se jih čudil, ko sem jih prejel, a kmalu ugotovil, da bi za izdelavo ure iz njih potreboval še nekaj stvari. Ker nisem mogel najti deske, ki bi ustrezala mojim natančnim specifikacijam in željam, sem cevi spravil v predal in pozabil nanje.

Vnesite JLC PCB z neverjetno nizkimi cenami, na koncu sem se odločil, da naredim svojega.

Zaloge

6x nixie cev IN12 (druge lahko delujejo, vendar zahtevajo spremembe na tiskanem vezju)

6x SN74141 ali K155ID1 BDC-decimalni dekoder

6x 1,5kOhm upor

4x 180kOhm upor

4x visokonapetostni tranzistor MPSA42

4x 5 mm neonska svetilka (lahko uporabite tudi oranžne LED diode, vendar je to v nasprotju z duhom)

4x 74HC595 menjalnik

2x 470nF keramični kondenzator

1x LM7805 5V regulator

1x povečan HV napajalnik

1x priključek za enosmerni tok

1x Wemos D1 Mini

1. korak: Oblikovanje tiskanega vezja

Ker sem velik oboževalec odprtokodne programske opreme, sem za oblikovanje tiskanega vezja uporabil KiCad EDA. V Googlu sem raziskal različne modele ur nixie in se odločil za uporabo ruskih gonilnikov K155ID1 v kombinaciji s registri prestav 74HC595. Možgani delovanja so Wemos D1 mini, ki podpira Wi-Fi. Ker sem na ebayu našel precej poceni komplet HV step up, sem se odločil, da tega ne bom storil sam. Prav tako sem imel pri roki večino komponent, oblikovanje stopnjevalnega pretvornika pa bi pomenilo pridobivanje nekaj dodatnih. Mogoče naslednjič.

Vem, da je kar nekaj možnih izboljšav tako v shemi kot v postavitvi tiskanega vezja, toda prvič sem dejansko delal s KiCadom in sem se bolj osredotočil na končni izdelek.

Ko sem dokončal shemo in jo preizkusil na plošči, sem začel postavljati tiskano vezje. To je umetnost zase in precej široka tema, zato se tukaj ne bom preveč spuščal v podrobnosti. Na spletu je nekaj odličnih in poglobljenih videoposnetkov.

Celoten projekt KiCad je na voljo na mojem GitHubu.

2. korak: izdelava PCB -ja

Po dvojnem in trojnem preverjanju vašega dizajna je čas, da ga dejansko izdelate. Včasih sem to delal doma s prenosom toplotnega črnila in Fe3Cl, vendar je ta proces precej neurejen, zahteva veliko priprav in ima po mojih izkušnjah precej nepredvidljive in nedosledne rezultate. Kot sem že omenil, sem se odločil za profesionalno hišo. JLC PCB (ni sponzorirano) ponuja odlične cene in če ste pripravljeni čakati na dolg čas pošiljanja (ali plačati 10 -krat več za pošiljanje kot plošče), lahko dejansko dobite profesionalen izdelek, ki ne zmoti vaše banke. Upravni odbor ponuja odlična navodila po korakih za izvoz in nalaganje datotek gerber. Preden se zavežete, lahko znova preverite svojo zasnovo v spletnem pregledovalniku gerber. Zdaj morate le počakati, da se PCB izdelajo in dobavijo. Tukaj je lep pregled proizvodnega procesa. Če delate enkratno, lahko razmislite, kaj storiti s 4 preostalimi tiskanimi vezji, saj lahko naročite najmanj 5.

Korak: Spajkanje

Ko so PCB -ji dostavljeni, je čas, da nekaj spajkate, začenši z najmanjšimi (ali najnižjimi) komponentami, ki jim sledijo večje.

Če delam kaj več kot le nekaj komponent, vedno uporabljam gradivo (BOM), ima KiCad celo lep vtičnik za izvoz interaktivne BOM.

4. korak: Programiranje ESP

Programiral sem v kodi VS in poskušal narediti vdelano programsko opremo precej prilagodljivo. Trenutno deluje, vendar je veliko prostora za izboljšave in več funkcij.

Celotna koda je na voljo na githubu:

5. korak: izdelava ohišja

Sprva sem oblikoval preprosto škatlo, ki jo je treba 3D natisniti kot ohišje, vendar upam, da bom v prihodnje naredil veliko lepše leseno ohišje.

No, običajno začasne rešitve postanejo trajne …

6. korak: Odpravljanje napak

Torej. Plošča je pripravljena, vdelana programska oprema je naložena in čas je, da mikrokontroler priključite in ga postavite na steno!

Le da dve cevi nista zasvetili. Po nekaj raziskovanju in natančnejšem pregledu plošče sem ugotovil, da so nekatere blazinice v registrih premikov le plavajoče, čeprav so bile povezane s talno ravnino. Izkazalo se je, da sem prehitel in naložil datoteke, ne da bi po zadnji sekundi spremenil še DRC (Design Rules Check) (Cu fill), zato so bila nekatera področja dejansko zapolnjena, vendar niso povezana z ničemer. Prav tako sem pozabil popraviti sled napajanja VN pri premikanju montažnih lukenj …

No, ker so bili to le manjši popravki, sem pograbil nekaj žice in priključil plavajoče stvari.

Vedno je dobro upoštevati hrošče HW in jih odpraviti v zasnovi tiskanega vezja, če le za referenco v prihodnosti.

Druga nagrada na PCB Design Challenge