6 -mestna ura / časovnik / termometer Nixie: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ta projekt je približno 6 -mestna natančna ura z NIXIE cevmi.

Z izbirnim stikalom, ki ga lahko izbirate med načinom ČAS (in datum), način TIMER (z natančnostjo 0,01 sekunde) in način TERMOMETER.

Modul RTC vsebuje datum in čas z notranjo baterijo.

Senzor PIR je namenjen za zaustavitev zaslona, ko se za nekaj minut nihče ne premakne pred uro.

Upoštevajte, da morate za ta projekt imeti minimalno do zmerno elektronsko znanje.

Zavrnitev odgovornosti/ OPOZORILO:

To vezje proizvaja visoko napetost, ki lahko povzroči električni udar in/ali poškoduje opremo.

Zaloge

Elektronske komponente:

1. Nixie cevi (6)
2. 74141 ali 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 Regulator (1)
9. Tranzistor MPSA42 (6)
10. Tranzistor MPSA92 (6)
11. MOSFET IRF740 (1)
12. MOSFET IRF540 (1)
13. Tranzistor BC547 (1)
14. 22 K upor (12)
15. 10 K upor (7)
16. 1 M upor (7)
17. 100 K upor (1)
18. 1 K upor (1)
19. 2.2 K upor (1)
20. 220 K upor (1)
21. 1 K potenciometer (1)
22. Dioda UF4004 (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. 4.7uF 200 -voltni kondenzator (1)
25. 10uF 25 -voltni kondenzator (1)
26. 220uF 25 -voltni kondenzator (1)
27. 100nF kondenzator (1)
28. 100pF kondenzator (1)
29. 2.2nF kondenzator (1)
30. Stikalo za vklop/izklop (1)
31. 3 izbirno stikalo stanja (1)
32. Potisni gumb (4)
33. Adptor priključek (1)
34. 9 -voltni stenski adapter (1)
35. Večnamensko tiskano vezje, zatiči itd. Po potrebi

1. korak: O Nixie Tubes

Nixie cevi so bile standardni izpis številk, preden so izumili sedem segmentov. V bistvu so neonske vakuumske cevi in vsaka številka je katoda cevi, ki sveti ob visokonapetostni povezavi.

Izgledajo zelo lepo, a jih je danes žal težko najti. Čeprav so še vedno na voljo v spletnih trgovinah, kot so ebay itd.

Iz starega kalkulatorja, ki ni deloval, sem pobral 12 lepih Nixies. V večini primerov zaslon kalkulatorja ni del, ki je poškodovan:)

V mojem primeru so bili kovinski zatiči močno korodirani, nekateri pa so bili ločeni od priključne točke do stekla! Spajal sem žico do točke in jo pritrdil s ciano-akrilatnim (1, 2, 3) lepilom.

Moje nixie cevi so bile NEC LD955A. Uporabite lahko vse nixie cevi, ki jih najdete, električne specifikacije pa so si povsem podobne. Izpis lahko najdete tako, da poiščete številko cevi na internetu, ali pa jih najdete tako, da na zatiče uporabite 180 V DC. Skupni zatič (Anoda) je treba priključiti na +180 v, vsak drugi zatič pa na ozemljitev preko upora 2.2K. Zapišite številko pin in ustrezno številko, ki se prikaže.

Nisem oblikoval tiskanega vezja, ker sem nameraval narediti prototip. Poleg tega nisem našel odtisa nixie cevi. Zato sem uporabil večnamensko ploščo. Po želji lahko oblikujete tiskano vezje.

2. korak: Shematski opis

Nixie cevi so multipleksirane, da zmanjšajo zatiče, potrebne za delovanje 6 mest. IC 74141 (ali 7441) je pretvornik BCD-v-decimalni pretvornik, ki lahko prenese visoko napetost. En 74141 je dovolj, ker so cevi multipleksirane. Ta IC poganja katode.

Za pogon anod sem uporabil dva visokonapetostna tranzistorja na števko (očitno Arduino ne zmore 180 voltov!)

Za zadržanje časa v primeru izpada električne energije sem uporabil modul RTC (ura realnega časa), ki uporablja 3V litijevo baterijo. Čas in datum bo zelo natančno držal dlje časa, morda več kot eno leto.

Za senzor PIR sem uporabil majhen modul (SR505). Na žalost ta modul zadrži izhodni signal le 8 sekund, kar po mojem mnenju ni dovolj. Ta čas sem raje imel približno 2-3 minute. PIR moduli z nastavljivo časovno zakasnitvijo so večji in se ne prilegajo moji kompaktni zasnovi. Zato sem dodal monostabilni multivibrator (CD4098) za podaljšanje časovne zakasnitve.

Visokonapetostni generator uporablja oscilator 555 in tranzistor MOSFET.

3. korak: Opombe o montaži

1) Sestavite visokonapetostno vezje in s potenciometrom nastavite napetost pri 170-180 voltov.

2) Preizkusite nixie cevi in poiščite njihov pinout. (+180 V z 22k uporom zaporedoma na anodo, druge zatiče ozemljite za enega)

3) Povežite podobne zatiče cevi (razen anod) za multipleksiranje.

4) Preizkusite ožičenje z uporabo visoke napetosti na vsako anodo in katodo.

5) Sestavite visokonapetostne tranzistorje in IC 74141.

6) Preizkusite vezje z uporabo visokih ali nizkih logičnih ravni (0 in +5v) na vhodih 74141 in osnove tranzistorjev MPSA42, vsaka številka ustrezne cevi mora zažareti.

7) Programirajte Arduino pro mini.

Kot morda veste, Arduino pro mini potrebuje poseben vmesnik za povezavo z računalnikom. Na internetu lahko najdete ustrezna navodila.

8) Priključite Arduino. Ko se izkaže, da cevi delujejo pravilno, lahko nadaljujete z dodajanjem modula RTC, temperaturnega senzorja LM35, senzorja PIR ter stikal, gumbov itd.

Cevi nixie sem namestil v tri skupine po dve (za ure, minute in sekunde), zato ni bilo treba dodati ločevalne svetilke.

Poskusite skrbno poravnati cevi na krovu, da bodo videti lepo. Za dober vidni kot lahko nagnete cevi.

4. korak: Navodila za uporabo

1) TIME mode: Pri normalnem delovanju se prikaže čas. Če pred uro ni nikogar (in se premakne), se svetilke po približno 2 minutah ugasnejo, da se podaljša življenjska doba cevi.

Če vklopite stikalo SW1, lahko zaobidete senzor PIR, tako da cevi ostanejo trajno vklopljene.

V načinu TIME lahko datum prikažete s pritiskom na gumb "Date".

2) Način TIMER: Če je izbirno stikalo v načinu TIMER, morate najprej pritisniti gumb »Datum«, da ponastavite časovnik. Ta gumb deluje tudi za vklop/izklop časovnika.

3) Način TERMOMETER: Način termometra lahko izberete z izbirnim stikalom. V tem načinu je temperatura okolja prikazana v stopinjah Celzija. V srednjih ceveh bodo prikazane stopinje, naslednja cev na desni pa desetina stopinj. Ker so številke sestavljene v dve skupini, decimalna vejica ni potrebna. Druge številke ostanejo izklopljene v načinu termometra.

(Če želite, da je temperatura prikazana v stopinjah Fahrenheita, morate ustrezno spremeniti program Arduino. Program za ta namen najdete na internetu.)

4) Kako nastaviti datum in čas:

V načinu TIME pritisnite in držite gumb "Nastavi uro". Ura bo vsako sekundo napredovala za eno. Prilagoditev minut se izvede natančno kot ure s pritiskom na gumb "Nastavi min".

Za nastavitev sekund pritisnite in držite gumb "Set Sec"; števec sekund se bo prenehal šteti. Ko dosežete želeni čas, spustite ta gumb.

Za nastavitev datuma držite gumb »Datum« z eno roko in pritisnite gumba »Nastavi uro«, »Nastavi min« in »Nastavi sekundo«, da po želji prilagodite leto, mesec in dan.