Nixie Tube Watch: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Би функциональ зүйл хийж чадах эсэхийг мэдэхийн тулд энэ оны эхээр цаг барьсан. Надад дизайны үндсэн 3 шаардлага тавигдсан

1. Цагийг үнэн зөв байлга
2. Бүтэн өдрийн зайтай байх
3. Жижиг хэмжээтэй байж тав тухтай өмсөөрэй

Би эхний 2 шаардлагыг хангаж чадсан боловч гурав дахь нь арай л сунгасан юм. Та энэ загварыг бугуйнд суулгаж байгааг анзаарсан боловч ашиглах боломжгүй биш юм. Би дизайны явцыг судалж, энэ төсөлд юу буруу, юу буруу болохыг харуулахыг хүсч байна. Би ашиглахаар файл оруулах болно, гэхдээ би тайлбарлахдаа өөрийн загвар гаргахдаа дизайны зарим сонголтыг өөрчлөхийг зөвлөж байна.

Аюулгүй байдлын анхааруулга

Энэхүү төсөл нь 150В тогтмол гүйдэл үүсгэдэг төхөөрөмжийг таны бугуйнд бэхлэх явдал юм. Хэрэв та анхаарал хандуулахгүй бол энэ нь ноцтой хохирол учруулах эсвэл гэмтэл учруулах болно.

Алхам 1: Шаардлагатай эд анги

Цагныхаа загварыг гаргахдаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохоос эхлэх хэрэгтэй.

Никси хоолой

Жижиг байх тусмаа сайн. Би жижигхэн ул мөртэй, гэхдээ нэлээд өндөр IN-17-ийг ашигласан. Утасны тооноос доогуур гарч байгаа хоолой нь жижигхэн хэсэгт шахагдах боломжтой.

Өндөр хүчдэлийн цахилгаан хангамж

Энэ нь батерейгаар ажилладаг тул бид ~ 3V -ийг дор хаяж 150 В хүртэл хөрвүүлэх шаардлагатай байна. Би Taylor Electronics 1363 хавтанг ашигласан. Самбарыг өөрөө зохион бүтээх боломжтой боловч та дизайныг сайтар анхаарч үзэх хэрэгтэй болно. Урьдчилан бүтээсэн хавтанг ашиглах нь хавтангийн хэмжээг гараар гагнахтай харьцуулахад хоёр дахин бага хэмжээгээр багасгах боломжийг олгосон бөгөөд эцэст нь миний загвараас хамаагүй илүү үр дүнтэй, дуугаралт багатай болсон.

Өндөр хүчдэлийн унтраалга

Ихэнх микроконтроллер нь 150В биш 3-5В хүчдэлээр ажилладаг. Тэдэнтэй харилцахын тулд бидэнд ээлжийн бүртгэл, транзистор эсвэл өндөр хүчдэлтэй бусад шилжүүлэгч төхөөрөмж хэрэгтэй болно. Би HV5523 Shift Register -ийг энэ самбар дээр ашигласан - техникийн хувьд 5V логик шаарддаг боловч тэд 3.3V -ийг ямар ч асуудалгүй ажилласан болохыг олж мэдсэн.

Микроконтроллер

Таны бүх төхөөрөмжийг ажиллуулах хангалттай зүү бүхий хамгийн жижиг MCU хэрэгтэй болно. ATMega2560 -ийг бүү хэтрүүлээрэй. Би ATTiny841 -ийг сонгосон, учир нь энэ нь яг IO хэрэгтэй байсан бөгөөд Arduino IDE -ийг дэмждэг байсан.

RTC

Цагийг үнэн зөв байлгахын тулд танд RTC чип хэрэгтэй. Би DS3231 -ийг ашигласан.

Бусад хэсгүүд

• Хүчдэл зохицуулагч

• Цагийг тохируулах эсвэл дэлгэцийг асаах интерфейс

  Би хязгаарлагдмал амжилтанд хүрсэн APDS-9960 Gesture/Proximity мэдрэгчийг ашигласан

• Бүх зүйл ажиллаж байгаа эсэхийг шалгах арга

  Надад нээлттэй цуваа порт, RGB LED байсан бөгөөд төхөөрөмжийн одоогийн байдлыг харуулсан болно

• Та мөн зайг салгахгүйгээр цэнэглэх аргыг хүсч болно.

Алхам 2: Функциональ тойм

Би хэлхээний схемийг төлөвлөх анхны тэмдэглэлүүд болон ашиглаж дууссан зүйлийнхээ үндсэн хэсгүүдийн блок диаграмыг байршуулсан.

Өндөр хүчдэлийн тал нь Nixie Tubes -ийн нийтлэг анод (+) терминал руу гүйдэл хязгаарлах резистороор +150V хүчдэл өгдөг HVPS -тэй. Shift Register нь хоолойн цифр бүрт холбогддог. Shift Register нь нээлттэй ус зайлуулах төхөөрөмж юм. Зүү бүрийг шууд газарт холбож, эсвэл хэлхээнээс салгаж үлдээж болно. Энэ нь nixie хоолойн салгагдсан бүх залгуурыг ашиглаагүй тохиолдолд 150В хэмжинэ гэсэн үг юм.

Бага хүчдэлийн тал нь липо батерейны хүчдэлийг зохицуулдаг 3.3V хүчдэл/өргөлтийн зохицуулагчтай. Липо хүчдэл 3.7 -аас 3.0 В хүртэл буурах үед энэ нь хэлхээг 3.3 В -т байлгадаг. Attiny841 i2C автобус нь дохио зангаа болон RTC -тэй холбогддог. RGB LED ба цуваа холболтыг харуулаагүй болно.

MCU -ийг ажиллуулахдаа дохионы мэдрэгчийг ойролцоо байгаа эсэхийг шалгах болно. Ханцуйвчийг дэлгэцийг асаахгүйн тулд мэдрэгчийг дор хаяж 1 секундын турш задалж, дор хаяж 1 секундын турш таглаж, дараа нь үйлдлийг өдөөх шаардлагатай. Цагны анхны хувилбар нь сүүлчийн зураг дээр дүрсэлсэн шиг цагийг нэг удаа харуулах болно. Би үүнийг шинэчилсэн бөгөөд ингэснээр мэдрэгчийг илүү удаан байлгаснаар үргэлж асаалттай горимд орох боломжтой болно.

Алхам 3: Самбарын дизайн

ПХБ -ийг хэрхэн яаж хийх талаар би нэг их дэлгэрэнгүй ярихгүй, учир нь энэ талаар маш их мэдээлэл байна. Nixie Tube -ийн зарим ашигтай ул мөрийг эндээс авах боломжтой.

Би ПХБ -ийг зохион бүтээхдээ бугуйнд бэхлэх үед гарах ул мөрийг багасгахын тулд хоёр жижиг самбар овоолсон. ПХБ -ийн цаасан хуулбарыг хэвлэх, хайчилж авах нь миний бүх ул мөрийг хооронд нь холбож, холбогчийг тэгшитгэсэн эсэхийг шалгахад надад ашигтай санагдсан. Туршилтын явцад i2C болон бусад өгөгдлийн шугамын таслагч дэвсгэрийг турших эсвэл гагнах хүртэл үлдээхийг хичээгээрэй.

Eagle нь 3D загварыг бүрэлдэхүүн хэсэгт хуваарилж, самбарынхаа 3D загварыг өөр програм руу экспортлох боломжийг олгодог. Намайг ашиглаж байх үед энэ нь алдаатай байсан боловч аль ч хэсэг нь бие биендээ саад болохгүй гэдгийг батлахад маш их хэрэгтэй байсан.

Орон зай хэмнэхийн тулд цагны дотор батерей цэнэглэгч оруулаагүй болно. Үүний оронд надад цагны хажууд хэдэн эмэгтэй DuPont холбогч бий. Энэ багцын сүүлчийн зураг дээр миний ашигласан утаснууд харагдаж байна. Зүүн тал нь цагны дотор, баруун тал нь гадна талд байна. Цагийг цэнэглэхийн тулд хамгийн гадна талын утсыг гадаад цэнэглэгч рүү холбоно уу. Батерейны сөрөг талын ойролцоо цэнхэр шугам нь цэнэглэгчийг арагш оруулахгүйн тулд түлхүүр бүхий үүрийг илэрхийлдэг. Цагийг асаахын тулд та жижиг холбогч кабель (ногоон) ашиглан батерейг бодит хэлхээний VCC руу холбоно. Энэ нь асуудал гарсан тохиолдолд аюулгүй ажиллах боломжийг олгодог. Байршлын улмаас та санамсаргүйгээр богиносгож эсвэл хэлхээг буцааж холбож чадахгүй.

Алхам 4: ПХБ -ийн угсралт

Би самбаруудаа OSHPark -ээс захиалсан, учир нь тэд маш хурдан, хямд, гоё нил ягаан өнгөтэй байсан: D

Мөн та самбар тус бүрээс 3 ширхэг авах тул та 2 цаг хийж, турших гурав дахь самбартай болно.

QFN багцыг эхлээд халуун агаараар хий, дараа нь бусад бүх зүйлийг жижиг хэсгүүдээс эхлээд гараар гагнана. Nixie хоолой эсвэл HVPS утсаа бүү залгаарай. Хэрэв танд гагнуурын стенил, талх шарах шүүгээ байгаа бол та маш сайн ажиллаж байна. ПХБ -д богино өмд байгаа эсэхийг шалгахын тулд ом метр ашиглана уу. Хэрэв та дунд зэргийн өндөр эсэргүүцлийг богино хэмжвэл самбар дээр хэт их урсгалын үлдэгдэл байж магадгүй юм. HV5523 нь маш нарийн нүхтэй бөгөөд тэдгээр нь IC -ийн доор гүүртэй эсэхийг харах боломжгүй юм. Хэрэв та удаан хугацаанд дахин боловсруулж байгаа бол самбараа хөргөх боломжийг өг.

Бага хүчдэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг угсарсны дараа ээлжийн бүртгэлийн бүх цифрүүдээр дамжих програмыг ажиллуулна уу. Логик анализатор эсвэл мултиметр ашиглан тээглүүрийг хүлээгдэж буй үед бага хэмжээгээр татаж байгааг баталгаажуулна уу. Мөн таны RTC болон бусад төхөөрөмжүүд хүлээгдэж буй байдлаар хариу өгч байгаа эсэхийг шалгаарай.

HVPS -ийг гагнах, дараа нь nixie хоолой. Nixie Tubes -ийн хувьд нэг хөлөө нэг удаа гагнах ба дулааныг удаан байлга. Боломжтой бол ПХБ ба шилний хоорондох хөлийг бахө ашиглан барьж, радиаторын үүргийг гүйцэтгэнэ. Хөл бүрийг гагнах хооронд хоолойг хөргөх боломжийг өг.

Хэрэв танд хэсэг ажиллахгүй байгаа бөгөөд энэ нь гагнуурын холбоос эсэхийг мэдэхгүй байгаа бол "үхсэн алдаа" гагнуурыг туршиж үзээрэй. Чипийг самбараас аваад нарийн утас ашиглан дэвсгэр бүрт шууд гагнана. Паалангаар бүрсэн утас хэрэглэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 5: Кейс дизайн

Eagles MCAD функцийг ашигласнаар тойргийн хэргийг бүтээхийн тулд хэлхээний 3d загварыг олж авахад хялбар байдаг. Стандарт хэмжээтэй цагны оосорыг эмийн санд/их дэлгүүрээс авах боломжтой. Хэрэв та ПХБ -д бэхэлгээний нүх гаргавал та загварт саад учруулж, самбарыг хурдан бэхлэх боломжтой. Миний зогсолтууд Nixie хоолойгоор таслагдаж дууссан бөгөөд ашиглах боломжгүй байсан - Би нэг газарт үлдсэн эсэхийг шалгахын тулд Sugru -ийг ашигласан.

Алхам 6: Төслийн файлууд болон тулгарч буй асуудлууд

Eagle болон Solidworks файлууд

Илүү бат бөх код

Би энэ төсөл дээр ажиллаж байхдаа хийсэн бүх файлуудаа холбосон. Эдгээрийг ямар ч засварлах, өнгөлөхгүйгээр байршуулсан болно. Энэ нь сайн эсвэл муу эсэхийг сайн мэдэхгүй байна … Та миний схем, самбарын дизайн, Solidworks файлууд болон Arduino кодыг харах боломжтой. Би ямар сонголт хийснээ тайлбарласан бөгөөд эдгээр файлууд нь эдгээр сонголтуудыг өөрийн цаг дээр хэрхэн хэрэгжүүлэхийг харахад туслах ёстой.

Eagle файлуудад HV.brd нь nixie ул мөр, HV5523, HVPS болон APDS-9960 холбогчийг агуулдаг. APDS-9960 нь Sparkfun-ийн 9960 таслах самбараас хуулагдсан тул хоёр дахь хуудсан дээр байна. Schematic.brd нь бага хүчдэлийн бүх зүйлийг агуулдаг. Шаардлагатай номын сангуудыг бүгдийг нь оруулсан гэж бодож байна.

Solidworks фолдер бол асар том эмх замбараагүй байдал юм. Бүргэдээс экспорт хийх нь резистор бүрт зориулж тусдаа файл үүсгэж, бүх зүйлийг хаядаг. "Assem8" бол бүх зүйлийг хослуулж, угсарч байгааг харахын тулд үзэх ёстой файл юм. "Экспорт" фолдерууд нь туршилтаас өөр параметр бүхий STL файлууд юм.

Эхний код дээрх Arduino ноорог нь дараагийн хуудсан дээрх видеонд харуулсан бөгөөд энэ баримт бичгийн бүх баримт бичигт ашиглагддаг зүйл юм. Хоёрдахь холбоос нь олон дэлгэцийн горимыг агуулсан шинэ хувилбартай. Хэрэв RTC энэ ноорог дээр дахин тохируулбал энэ нь дараагийн асаах үед 12 цагт тохируулах болно. Тиймээс цагийг үргэлж залгагддаг ширээний цаг болгон ашиглаж болно.

Хэрэв та миний файлуудыг эхлэх цэг болгон ашиглахаар шийдсэн бол миний шийдээгүй байгаа хэдэн асуудлыг мэдэж байх ёстой.

1. APDS-9960 нь Attiny Arduino Core-тэй нийцдэггүй. Ойролцоох илрүүлэлт ажилладаг боловч дохио зангаагаар тасалдсан дохиог найдвартай авах кодыг би олж чадахгүй байна.
2. ISP -ийн толгой толин тусгалтай бөгөөд нэг зүү холбогдоогүй байна.
3. ISP VCC толгой нь хүчдэлийн зохицуулагчийн буруу тал руу явдаг. Хэрэв энэ нь салгагдаагүй бол хүчдэлийн зохицуулагч тэр даруй шарсан болно
4. CR зай эзэмшигч нь i2C толгойг хэдхэн мм -ээр давхцуулдаг

Алхам 7: Эцсийн үр дүн

Энэхүү odyssey -ийн төгсгөлд надад Nixie Watch ажиллаж байна. Энэ нь зарим талаар ашиглах боломжтой боловч өдөр тутмын цаг гэхээсээ илүү үзэл баримтлалын нотолгоо юм. Хоёрдахь самбарыг ширээний цаг болгон хөрвүүлж, гурав дахь самбарыг бүтээх явцад устгасан.

Хэрэв та өөрийн цагийг зохион бүтээх гэж байгаа бол зарим хэрэгтэй холбоосууд:

Nixie Tube Google групп

EEVBlog Nixie тоглуулах жагсаалт

Eagle to Fusion -ийн экспорт