Vielä yksi Nixie -kello: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Olen aina halunnut nixie -kellon, hehkuvissa numeroissa on vain jotain, joka kiehtoo minua. Joten kun löysin ebaysta joitain liian kalliita IN12 -ostoja, ostin ne, ihmettelin niitä, kun sain ne, mutta huomasin pian, että tarvitsen lisää asioita, jotta voisin tehdä niistä kellon. Koska en oikein löytänyt lautaa, joka täyttäisi tarkat vaatimukset ja toiveet, laitoin putket laatikkoon ja unohdin ne.

Anna JLC -piirilevy uskomattoman alhaisilla hinnoilla, päätin lopulta tehdä oman.

Tarvikkeet

6x IN12 nixie -putki (muut saattavat toimia, mutta vaativat muutoksia piirilevyyn)

6x SN74141 tai K155ID1 BDC-desimaalidekooderi

6x 1.5kOhm vastus

4x 180kOhm vastus

4x MPSA42 suurjännitetransistori

4x 5 mm neonlamppu (voit käyttää myös oransseja LED -valoja, mutta se on tavallaan hengen vastaista)

4x 74HC595 vuororekisteri

2x 470nF keraaminen kondensaattori

1x LM7805 5V säädin

1x tehostettu HV-syöttö

1x DC -tynnyrin liitin

1x Wemos D1 Mini

Vaihe 1: Piirilevyn suunnittelu

Koska olen suuri avoimen lähdekoodin ohjelmistojen fani, suunnittelin piirilevyn KiCad EDA: n avulla. Tutkin erilaisia nixie -kellomalleja Googlessa ja päätin käyttää venäläisiä K155ID1 -ohjaimia yhdessä 74HC595 -siirtorekisterien kanssa. Toiminnan aivot ovat Wi-Fi-yhteensopiva Wemos D1 mini. Kun löysin ebaysta melko halvan HV -tehostussarjan, päätin olla tekemättä sitä itse taululle. Lisäksi minulla oli suurin osa komponenteista jo käsillä, ja tehostetun muuntimen suunnittelu tarkoittaisi muutaman ylimääräisen hankkimista. Ehkä ensi kerralla.

Tiedän, että sekä kaavamaisessa että piirilevyasettelussa on melko paljon mahdollisia parannuksia, mutta tämä oli ensimmäinen kerta, kun todella työskentelin KiCadin kanssa ja keskityin enemmän lopputuotteeseen.

Kun kaavio on valmis ja kokeiltu leipälevyllä, aloin levittää piirilevyä. Tämä on itsessään taidetta ja melko laaja aihe, joten en aio mennä tässä liikaa yksityiskohtiin. Netistä löytyy hienoja ja perusteellisia videoita.

Koko KiCad -projekti on saatavilla GitHubissa.

Vaihe 2: Piirilevyn valmistaminen

Suunnittelun kaksinkertaisen ja kolminkertaisen tarkistamisen jälkeen on aika itse valmistaa se. Tein sen kotona lämpömusteensiirron ja Fe3Cl: n avulla, mutta tämä prosessi on melko sotkuinen, vaatii paljon valmistelua ja sillä on kokemukseni mukaan melko arvaamattomia ja epäjohdonmukaisia tuloksia. Joten kuten mainitsin, valitsin ammattimaisen kartanorakennuksen. JLC PCB (ei sponsoroitu) tarjoaa erinomaiset hinnat, ja jos olet valmis odottamaan pitkää lähetysaikaa (tai maksamaan 10 kertaa enemmän toimituksesta kuin levyt), saat itse asiassa ammattimaisen tuotteen, joka ei riko pankkiasi. Boardhouse tarjoaa upeita vaiheittaisia ohjeita gerber-tiedostojen viemisestä ja lataamisesta. Ennen kuin voit sitoutua, voit tarkistaa suunnittelusi uudelleen online-gerber-katseluohjelmassa. Nyt sinun tarvitsee vain odottaa, että piirilevyt valmistetaan ja poistetaan. Tässä on hyvä katsaus valmistusprosessiin. Jos teet kertaluonteisen asian, voit miettiä, mitä tehdä neljällä jäljellä olevalla PCB: llä, koska tilattava vähimmäismäärä on 5.

Vaihe 3: Juotos

Kun piirilevyt on toimitettu, on aika tehdä juottamista alkaen pienimmistä (tai alimmasta profiilista) komponenteista, joita seuraavat suuret.

Jos teen jotakin suurempaa kuin vain muutamia komponentteja, käytän aina materiaalikirjaa (BOM), KiCadilla on jopa mukava lisäosa interaktiivisen materiaalin viemiseen.

Vaihe 4: ESP: n ohjelmointi

Tein ohjelmoinnin VS -koodissa ja yritin tehdä laiteohjelmistosta melko joustavan. Tällä hetkellä se toimii, mutta paljon parannettavaa ja enemmän ominaisuuksia.

Koko koodi on saatavilla githubissa:

Vaihe 5: Kotelon tekeminen

Suunnittelin aluksi vain yksinkertaisen laatikon 3D -tulostettavaksi koteloksi, mutta toivon voivani tehdä paljon mukavamman puukotelon jossain vaiheessa tulevaisuudessa.

Yleensä väliaikaisista ratkaisuista tulee pysyviä …

Vaihe 6: Virheenkorjaus

Niin. Taulu on valmis, laiteohjelmisto on ladattu ja on aika kytkeä mikro -ohjain pistorasiaan ja laittaa se seinälle!

Paitsi että kaksi putkea ei sytyttänyt. Tutkittuani ja tarkemmin piirilevyä huomasin, että jotkut vuororekisterien tyynyt vain kelluivat, vaikka ne oli kytketty maatasoon. Kävi ilmi, että olin hätäinen ja latasin tiedostot tekemättä viimeistä DRC: tä (Design Rules Check) viimeisen sekunnin muutosten (Cu fill) jälkeen, joten jotkut alueet olivat todella täytettyjä, mutta eivät yhteydessä mihinkään. Unohdin myös korjata LV -syöttöjäljen, kun siirrän kiinnitysreikiä …

No, koska ne olivat vain joitain pieniä korjauksia, tartuin johtoon ja liitin kelluvat tavarat.

On aina hyvä huomioida HW -virheet ja korjata ne piirilevyn suunnittelussa, jos vain tulevaa käyttöä varten.

Toinen palkinto PCB Design Challengessa