Nixietube бугуйн цаг: 6 алхам (зурагтай)

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Өнгөрсөн жил би Nixitube цагнаас санаа авсан. Nixietubes -ийн гадаад төрх үнэхээр сайхан гэж би бодож байна. Үүнийг ухаалаг функц бүхий загварлаг цаг дээр хэрэгжүүлэх талаар бодож үзсэн.

Алхам 1: Дөрвөн хоолойтой прототип

Би дөрвөн хоолойтой цагны электрон схемийг бүтээхээс эхлэв. Би электроникийн оюутан байхдаа электроникийг хэдэн сарын турш хөгжүүлсэн.

Эхлээд цахилгаан хангамжийг төлөвлөх ёстой. Би 4.2V DC -ийг батерейгаас 170V DC болгон хувиргаж чадах цахилгаан хангамжийг хэрхэн яаж зохион бүтээхээ мэдэхгүй байсан тул сүлжээнээс 170В -ийн унтраалга горимын тэжээлийн эх үүсвэрийг вэб дээрээс худалдаж авсан. Урьдчилан бэлтгэсэн PSU нь 86% -ийн үр ашигтай байв.

Цахилгаан хангамжийг хүлээн авсны дараа би Nixietubes-ийг хэрхэн хянах талаар судалж эхлэв. Nixietubes -ийг би олж авсан бөгөөд энэ нь анод дээр 170V DC, катод дээр GND тавихад хоолой гэрэлтэх болно гэсэн үг юм. Хоолойн урсгалыг хязгаарлахын тулд анодын өмнө резистор байрлуулах шаардлагатай. Гуурсан хоолойн 1 мА -аар хязгаарлагдахад хүргэдэг. Янз бүрийн цифрийг хянахын тулд. Би өндөр хүчдэлийн ээлжийн бүртгэл ашигладаг байсан. Эдгээр IC-ийг дурын бичил хянагч хянах боломжтой.

Би IoT (Интернетийн зүйл) -ийн том фен учраас. Би ESP32 модулийг авахаар шийдсэн бөгөөд WiFi -ийг ашиглан интернетээс одоогийн цагийг авахыг хүссэн. Эцэст нь би RTC (бодит цагийн цаг) -ыг интернетийн цагтай синхрончилж эхлэв. Эрчим хүч хэмнэж, интернет холболтгүй байсан ч үргэлж цагийг гартаа байлгах боломжийг надад олгодог.

Би цагийг хэрхэн яаж шалгах талаар бодож, бугуйныхаа хөдөлгөөнийг хянадаг Accelerometer -ийг ашиглав. Би бугуйгаа эргүүлэхдээ цагаа уншиж чадна. Цаг нь намайг өдөөж, харуулах болно.

Би бас гурван мэдрэгчтэй идэвхжүүлсэн товчлуурыг ашигласан бөгөөд ингэснээр өөр өөр функцүүдийг тохируулж болох энгийн цэсийг хийж чадсан.

Хоёр RGB LED нь хоолойд сайхан арын гэрэлтүүлэг өгөх ёстой байв.

Зайг цэнэглэх арга замыг бас бодсон. Тиймээс би утасгүй QI цэнэглэгч модулийг ашиглан цэнэглэхийг санал болгов. Энэ модуль нь надад 5V гаралт өгсөн. Цэнэглэх хэлхээнд холбогдсон энэхүү модуль нь жижиг 300 мАч батерейг цэнэглэх боломжийг надад олгосон юм.

Цахим загвар бэлэн болсон бөгөөд туршсан бүх дэд хэлхээ би ПХБ (Хэвлэмэл хэлхээний самбар) -ыг зохион бүтээж эхлэв. Би цаас, эд анги ашиглан макет хийж байсан (зураг 1). Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн өргөн, өндөр, уртыг хэмжих нь маш хэцүү ажил байв. ПХБ -ийг хэдэн долоо хоногийн турш зохион бүтээж, байрлуулсны дараа тэд надад захиалга өгч, илгээсэн. (зураг 2).

Алхам тутамд би цагны хэсэг бүрт туршилтын хөтөлбөр боловсруулдаг байсан. Ингэснээр эцсийн програм хангамжийг хамтад нь амархан хуулж болно.

Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг гагнах ажил эхэлж, надад нэг өдөр зарцуулсан.

Бүх цагийг туршиж үзээд хамтад нь байрлууллаа (Зураг 3, 4, 5, 6, 7) Энэ нь үр дүнтэй болсон.

Би 3D цагны хайрцгийг хэвлээд эцэст нь цаг хэтэрхий том болохыг олж мэдэв. Тиймээс би шинийг бүтээхээр шийдэж, дөрвөн хоолойтой цагны загварыг хийв.

Алхам 2: Шинэ загвар

Дөрвөн хоолойтой цагийг хэт том гэж үзээд би электроникийн загварыг багасгаж эхлэв. Нэгдүгээрт, дөрөв биш хоёр хоолой ашиглана уу. Хоёрдугаарт, жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглаж, өөрийн гараар 170V хүчдэлийн хөрвүүлэгчийг эхнээс нь хийснээр. Модулийг ашиглахын оронд ESP32 MCU (Micro Controller Unit) -ийг өөрөө хэрэгжүүлснээр загвар нь хамаагүй жижиг болсон.

3D дизайны компьютерийн програм хангамжийг ашиглан (Зураг 1) Би хайрцаг зохион бүтээсэн бөгөөд доторх бүх цахилгаан эд ангиудыг цэвэрхэн байрлуулсан. Цахилгаан хэрэгслийг гурван самбар болгон хувааснаар би хайрцаг доторх зайг илүү үр ашигтай ашиглах боломжтой болсон.

Шинэ электроникийг зохион бүтээсэн:

-Илүү эрчим хүчний хэмнэлттэй шинэ акселерометрийг сонгосон.

-Мэдрэгч товчлуурыг олон байрлалтай унтраалгаар сольсон.

-Шинэ цэнэглэх хэлхээ ашигласан.

-Хөнгөн цагаан хайрцаг авахыг хүссэн учраас USB цэнэглэх зориулалттай утасгүй цэнэглэгчийг өөрчилсөн.

-Цахилгаан эрчим хүчээ хэмнэхийн тулд бага чадлын процессор ашигласан.

-Шинэ арын LED сонгосон.

-Зайны түвшинг хянахын тулд IC хэмжигч ашигласан.

Алхам 3: Электроникийг угсрах

Шинэ цагийг хэдэн сарын турш зохион бүтээсний дараа угсарч болно. Би сургуулийнхаа зарим багаж хэрэгслийг ашиглан жижигхэн IC -ийг гагнах ажлыг хийсэн (Зураг 4). Зарим асуудалтай тулгарсан тул энэ нь надад хэдэн өдөр зарцуулсан боловч эцэст нь би электроникийг ажиллуулж чадсан (Зураг 5).

Алхам 4: Хэргийн загвар гаргах

Би электрон хэрэгслийг зохион бүтээхтэй зэрэгцэн хэргийг хийсэн. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр тохирох эсэхийг 3D компьютерийн програм хангамжийг шалгах бүрт. CNC (Computer Numerical Control) хайрцгийг тээрэмдэхээс өмнө бүх зүйл тохирох эсэхийг шалгахын тулд 3D хэвлэмэл загварыг хийсэн. (Зураг 1, 2)

Кейсийн дизайныг хийж, электроникийг ажиллуулсны дараа би CNC машиныг хэрхэн програмчлах талаар судалж эхлэв (Зураг 3). CNC тээрэмдэх талаар мэдлэгтэй найз маань надад CNC машиныг програмчлахад тусалсан. Тиймээс тээрэмдэх ажлыг эхлүүлж болно. (Зураг 4)

Тээрэмдэх ажил дууссаны дараа би цооног өрөмдөж, хайрцгийг өнгөлж дуусгасан. Бүх зүйл анх удаа зөв тохирсон. (Зураг 5, 6, 7)

Би нийлэг цонхны түгжээ зохион бүтээсэн. Гэвч түгжээг санамсаргүйгээр тээрэмдсэн байна. Лазер таслагч ашиглан би цонхны нийлэг хавтанг хайчилж, цагны дээд хэсэгт наасан байв (Зураг 9).

Алхам 5: Програм хангамж ба програм

Цагны хянагч нь эрчим хүч хэмнэхийн тулд үргэлж унтдаг. Бага хүчин чадалтай процессор хурдасгуур хэмжигчийг хэдэн миллисекунд тутамд уншиж бугуй эргэж байгаа эсэхийг шалгадаг. Зөвхөн эргүүлэх үед л үндсэн процессорыг сэрээж, RTC -ээс цаг авах бөгөөд цаг, дараа нь хуруу шилнүүд дээр товч харуулна.

Үндсэн процессор нь цэнэглэх процессыг шалгаж, орж ирж буй Bluetooth холболтыг шалгаж, оролтын товчлуурын төлөв байдлыг шалгаж, хариу үйлдэл үзүүлдэг.

Хэрэв хэрэглэгч цагтай харьцахгүй бол үндсэн процессор дахин унтах болно.

Миний судалгааны нэг хэсэг болгон бид апп үүсгэх шаардлагатай болсон. Тиймээс би nixie цагны аппликейшн бүтээхийг бодсон. Энэхүү програмыг xamarin хэл дээр бичсэн C#Microsoft хэлнээс бичсэн болно.

Харамсалтай нь би Голландад уг програмыг бий болгох шаардлагатай болсон. Гэхдээ үндсэндээ олдсон nixie цагийг харуулсан холболтын таб байдаг (Зураг 1). Үүний дараа цагны тохиргоог татаж авдаг. Эдгээр тохиргоог цаг дээр хадгалдаг. Ухаалаг гар утаснаасаа цаг авах замаар цагийг гараар эсвэл автоматаар синхрончлох таб (Зураг 2). Цагны тохиргоог өөрчлөх таб (зураг 5). Эцэст нь батерейны статусыг харуулсан статус таб. (Зураг 6)

Алхам 6: Онцлог ба сэтгэгдэл

Цагны онцлог нь:

- z5900m төрлийн хоёр жижиг никси хоолой.

- Бодит цагийн нарийвчлал.

- Тооцоолол хийснээр 350 цагийн зогсолт хийхэд хялбар байдаг.

- Тохиргоог хянах, цагийг тохируулах, батерейны статусыг харах Bluetooth.

- Зарим Bluetooth тохиргоонд дараахь зүйлийг багтаасан болно: Анимацыг асаах/унтраах, хоолойг гараар эсвэл хурдасгуураар асаах, арын дэвсгэрийг асаах/унтраах. Батерейны хувийн температурыг харах програмчлагдах товчлуур.

- Бугуй эргэх үед хуруу шилийг өдөөх хурдасгуур

- 300 мАч батерей.

- RGB нь олон зориулалттай.

- Зайны төлөв байдлыг нарийвчлан хянахын тулд зайны хийн хэмжигч IC.

- батерейг цэнэглэх зориулалттай микро USB.

- Нэг чиглэлийг асаах, Bluetooth холболт, температурыг унших эсвэл батерейны төлөв байдлыг хянах програмчлагдах товчлуур, Цагийг гараар тохируулах.

- Хөнгөн цагаанаас CNC тээрэмдсэн орон сууц.

- Хамгаалах зориулалттай нийлэг цонх

- Bluetooth утасны програм.

- WiFi -ээр нэмэлт цаг синхрончлол хийх.

- Whatsapp, Facebook, Snapchat, SMS гэх мэт ухаалаг гар утасны мэдэгдлийг харуулах нэмэлт чичиргээ мотор.

- Эхлээд хэдэн цаг, дараа нь минут харуулна.

Цаг дээрх MCU програм хангамж нь C ++, C, ассемблер дээр бичигдсэн байдаг.

Аппликешны програм хангамжийг xamarin C#дээр бичсэн болно.

Хувцасны өмсгөлийн уралдааны тэргүүн шагнал