6 -numeroinen Nixie -kello / ajastin / lämpömittari: 4 vaihetta

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

Tämä projekti on noin 6 -numeroinen tarkka kello NIXIE -putkilla.

Valintakytkimellä voit valita AIKA (ja päivämäärä) -tilan, AJASTIN -tilan (0,01 sekunnin tarkkuudella) ja LÄMPÖMITTARI -tilan välillä.

RTC -moduuli pitää päivämäärän ja kellonajan sisäisellä akulla.

PIR -anturi sammuttaa näytön, kun kukaan ei liiku kellon eteen muutamaan minuuttiin.

Huomaa, että tässä projektissa sinulla on oltava vähintään tai kohtalainen sähköinen osaaminen.

Vastuuvapauslauseke/ VAROITUS:

Tämä piiri tuottaa korkean jännitteen, joka voi aiheuttaa sähköiskun ja/tai laitteen vaurioitumisen.

Tarvikkeet

Elektroniset komponentit:

1. Nixie -putket (6)
2. 74141 tai 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. RTC DS 3231 -moduuli (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 Säädin (1)
9. MPSA42 -transistori (6)
10. MPSA92 -transistori (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 Transistori (1)
14. 22 K vastus (12)
15. 10 K vastus (7)
16. 1 M vastus (7)
17. 100 K vastus (1)
18. 1 K vastus (1)
19. 2,2 K vastus (1)
20. 220 K vastus (1)
21. 1 K potentiometri (1)
22. UF4004 -diodi (1)
23. 100 uH 1A induktori (1)
24. 4.7uF 200 voltin kondensaattori (1)
25. 10uF 25 voltin kondensaattori (1)
26. 220uF 25 voltin kondensaattori (1)
27. 100nF kondensaattori (1)
28. 100pF kondensaattori (1)
29. 2.2 nF kondensaattori (1)
30. ON/OFF -kytkin (1)
31. 3 tilan valintakytkin (1)
32. Painike (4)
33. Adapteriliitäntä (1)
34. 9 voltin seinäadapteri (1)
35. Monikäyttöiset piirilevyt, nastatunnisteet jne. Tarpeen mukaan

Vaihe 1: Tietoja Nixie -putkista

Nixie -putket olivat standardinäyttö numeroille ennen seitsemän segmentin keksimistä. Ne ovat pohjimmiltaan neon -tyhjiöputkia ja jokainen numero on putken katodi, joka hehkuu suurjänniteliitännän yhteydessä.

Ne näyttävät erittäin kauniilta, mutta valitettavasti niitä on vaikea löytää nykyään. Vaikka niitä on edelleen saatavilla verkkokaupoista, kuten ebay jne.

Poistin 12 mukavaa Nixiä vanhasta laskimesta, joka ei toiminut. Useimmissa tapauksissa laskimen näyttö ei ole vaurioitunut osa:)

Minun tapauksessani metalliset tapit olivat syöpyneet voimakkaasti ja jotkut niistä irrotettiin liitoskohdasta lasiin! Juotin langan pisteeseen ja kiinnitin sen syanoakrylaattiliimalla (1, 2, 3).

Nixie -putkeni olivat NEC LD955A. Voit käyttää mitä tahansa nixie -putkia, joita löydät, ja sähköiset tiedot ovat suunnilleen samanlaisia. Löydät pinoutin etsimällä putken numeron Internetistä tai voit löytää nastat liittämällä nastoihin 180 voltin tasavirtaa. Yhteinen nasta (Anodi) on kytkettävä +180 V: iin ja kaikki muut nastat on liitettävä maahan 2,2 K: n vastuksen kautta. Kirjoita muistiin PIN -koodi ja sitä vastaava numero.

En suunnitellut piirilevyä, koska aioin tehdä prototyypin. Sitä paitsi en löytänyt nixie -putkien jalanjälkeä. Käytin siis monitoimilautaa. Voit suunnitella piirilevyn, jos haluat.

Vaihe 2: Kaavamainen kuvaus

Nixie -putket ovat multipleksoituja, jotta voidaan vähentää 6 numeron käyttöä varten tarvittavia nastoja. 74141 (tai 7441) IC on BCD-desimaalimuunnin, joka pystyy käsittelemään suurjännitettä. Yksi 74141 tarpeeksi, koska putket ovat multipleksoituja. Tämä IC ajaa katodeja.

Anodien käyttämiseksi käytin kahta suurjännitetransistoria numeroa kohti (ilmeisesti Arduino ei pysty käsittelemään 180 volttia!)

Kestääkseni virran katkeamisen, käytin RTC -moduulia (reaaliaikainen kello), joka käyttää 3 V: n litiumakkua. Se pitää ajan ja päivämäärän hyvin tarkasti pitkään, ehkä yli vuoden.

PIR -anturissa käytin pientä moduulia (SR505). Valitettavasti tämä moduuli pitää lähtösignaalin vain 8 sekuntia, mikä ei mielestäni riitä. Halusin tämän ajan olevan noin 2-3 minuuttia. PIR -moduulit, joissa on säädettävä aikaviive, ovat suurempia eivätkä sovi kompaktiin muotoiluuni. Joten lisäsin monostabiilin multivibraattorin (CD4098) pidentämään aikaviivettä.

Suurjännitegeneraattori käyttää 555 -oskillaattoria ja MOSFET -transistoria.

Vaihe 3: Asennusohjeita

1) Kokoa suurjännitepiiri ja säädä jännite 170-180 volttiin potentiometrillä.

2) Testaa nixie -putket ja etsi niiden pistoke. (+180 V 22 k: n vastuksella sarjaan anodille, maadoita muut nastat yhdellä)

3) Yhdistä putkien vastaavat nastat yhteen (anodeja lukuun ottamatta) multipleksointia varten.

4) Testaa johdotus kytkemällä korkea jännite jokaiseen anodiin ja katodiin.

5) Kokoa suurjännitetransistorit ja 74141 IC.

6) Testaa piiri soveltamalla korkeita tai matalia logiikkatasoja (0 ja +5v) tuloihin 74141 ja MPSA42 -transistorien kantaan, vastaavan putken jokaisen numeron pitäisi hehkua.

7) Ohjelmoi Arduino pro mini.

Kuten ehkä tiedät, Arduino pro mini tarvitsee erityisen käyttöliittymän tietokoneeseen liittämistä varten. Oikeat ohjeet löydät Internetistä.

8) Yhdistä Arduino. Kun putket ovat toimineet oikein, voit lisätä RTC -moduulin, LM35 -lämpötila -anturin, PIR -anturin ja kytkimet, painikkeet jne.

Asensin nixie -putket kolmeen kahden hengen ryhmään (tunteja, minuutteja ja sekunteja), joten ei tarvinnut lisätä erotuslamppua.

Yritä kohdistaa putket varovasti, jotta saat hyvän ulkonäön. Voit kallistaa putkia saadaksesi hyvän kuvakulman.

Vaihe 4: Käyttöopas

1) TIME -tila: Normaalikäytössä aika näytetään. Jos kukaan ei ole paikalla (ja liikkuu) kellon edessä, lamput sammutetaan noin 2 minuutin kuluttua putkien käyttöiän pidentämiseksi.

Kytkemällä SW1 -kytkimen päälle voit ohittaa PIR -anturin niin, että putket pysyvät jatkuvasti päällä.

AIKA -tilassa päivämäärä voidaan näyttää painamalla "Päivämäärä" -painiketta.

2) AJASTIN -tila: Jos valintakytkin on AJASTIN -tilassa, paina ensin “Päivämäärä” -painiketta nollataksesi ajastimen. Tämä painike toimii myös ajastimen käynnistämiseksi/pysäyttämiseksi.

3) LÄMPÖMITTARI -tila: Lämpömittaritila voidaan valita valintakytkimellä. Tässä tilassa ympäristön lämpötila näytetään celsiusasteina. Keskiputki näyttää astetta ja seuraava putki oikealla osoittaa kymmenesosan astetta. Koska numero on koottu kahden hengen ryhmiin, desimaalipistettä ei tarvita. Muut numerot jäävät pois päältä lämpömittaritilassa.

(Jos haluat, että lämpötila näytetään Fahrenheit -asteina, muuta Arduinon ohjelmaa vastaavasti. Löydät tätä tarkoitusta varten tarkoitetun ohjelman Internetistä.)

4) Päivämäärän ja kellonajan asettaminen:

Paina TIME -tilassa "Aseta tunti" -painiketta ja pidä sitä painettuna. Tunti etenee yhden sekunnin välein. Minuuttien säätö tapahtuu täsmälleen tunteina painamalla "Aseta min" -painiketta.

Voit säätää sekunteja painamalla "Set Sec" -painiketta ja pitämällä sitä painettuna; sekuntien laskuri lopettaa laskennan. Kun haluttu aika on saavutettu, vapauta tämä painike.

Voit asettaa päivämäärän pitämällä”Date” -painiketta toisella kädellä ja painamalla "Set Hour", "Set Min" ja "Set Sec" -painikkeita säätääksesi vuoden, kuukauden ja päivän halutulla tavalla.