6 -sifret Nixie -klokke / timer / termometer: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Dette prosjektet handler om en sekssifret presis klokke med NIXIE -rør.

Med en valgbryter kan du velge mellom TIME (og dato) -modus, TIMER -modus (med 0,01 sek nøyaktighet) og THERMOMETER -modus.

En RTC -modul holder datoen og klokkeslettet med et internt batteri.

En PIR -sensor er utstyrt for å slå av skjermen når ingen beveger seg foran klokken i noen minutter.

Vær oppmerksom på at for dette prosjektet må du ha minimum til moderat elektronisk ferdighet.

Ansvarsfraskrivelse/ ADVARSEL:

Denne kretsen produserer høyspenning som kan forårsake elektrisk støt og/eller skade på utstyret.

Rekvisita

Elektroniske komponenter:

1. Nixie rør (6)
2. 74141 eller 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. RTC DS 3231 modul (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 regulator (1)
9. MPSA42 Transistor (6)
10. MPSA92 Transistor (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 Transistor (1)
14. 22 K motstand (12)
15. 10 K motstand (7)
16. 1 M motstand (7)
17. 100 K motstand (1)
18. 1 K motstand (1)
19. 2,2 K motstand (1)
20. 220 K motstand (1)
21. 1 K potensiometer (1)
22. UF4004 Diode (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. 4.7uF 200 Volt kondensator (1)
25. 10uF 25 Volt kondensator (1)
26. 220uF 25 Volt kondensator (1)
27. 100nF kondensator (1)
28. 100pF kondensator (1)
29. 2.2nF kondensator (1)
30. PÅ/AV -bryter (1)
31. 3 -tilstandsvelger (1)
32. Trykknapp (4)
33. Adapterkontakt (1)
34. 9 volt veggadapter (1)
35. Multipurpose PCB, pin -headers, etc. etter behov

Trinn 1: Om Nixie Tubes

Nixie -rør var standardvisning for tall, før oppfinnelsen av syv segmenter. De er i hovedsak neonvakuumrør, og hvert siffer er en katode i røret, som lyser ved høyspenningstilkobling.

De ser veldig vakre ut, men dessverre er de vanskelig å finne i disse dager. Selv om de fortsatt er tilgjengelige i nettbutikkene som ebay etc.

Jeg fjernet 12 fine Nixies fra en gammel kalkulator som ikke fungerte. I de fleste tilfeller er ikke visningen av en kalkulator delen som er skadet:)

I mitt tilfelle var metallpinnene sterkt korrodert og noen av dem ble løsnet fra tilkoblingspunktet til glasset! Jeg loddet en ledning til punktet, og festet den med cyano-akrylat (1, 2, 3) lim.

Mine nixie -rør var NEC LD955A. Du kan bruke alle nixie -rørene du kan finne, og de elektriske spesifikasjonene er omtrent like. Du kan finne pinout ved å søke på tubenummeret på internett, eller du kan finne pinsene ved å bruke 180 volt DC på pinnene. Den vanlige pinnen, (Anode) bør kobles til +180 v, og hver av de andre pinnene er koblet til jord, via en 2,2K motstand. Skriv ned PIN -nummeret og det tilsvarende sifferet som vises.

Jeg designet ikke en PCB, fordi jeg hadde tenkt å lage en prototype. Dessuten kunne jeg ikke finne fotavtrykket til nixie -rørene. Så jeg brukte flerbruksbrett. Du kan designe en PCB hvis du vil.

Trinn 2: Skjematisk beskrivelse

Nixie -rørene er multiplekset for å redusere pinnene som kreves for bruk av 6 sifre. 74141 (eller 7441) IC er en BCD-til-desimal-omformer som er i stand til å håndtere høyspenning. En 74141 i nok, fordi rørene er multiplekset. Denne IC driver katodene.

For å drive anodene brukte jeg to høyspenningstransistorer per siffer (Arduino klarer tydeligvis ikke 180 volt!)

For å holde tiden ved strømfrakobling, brukte jeg en RTC -modul (sanntidsklokke) som bruker et 3V litiumbatteri. Det vil holde tid og dato veldig presist over lang tid, kanskje mer enn 1 år.

For PIR -sensoren brukte jeg en liten modul (SR505). Dessverre holder denne modulen utgangssignalet i bare 8 sekunder, noe som etter min mening ikke er nok. Jeg foretrakk at denne tiden var rundt 2-3 minutter. PIR -modulene som har justerbar tidsforsinkelse, er større og passer ikke i min kompakte design. Så jeg la til en monostabil multivibrator (CD4098) for å forlenge tidsforsinkelsen.

Høyspenningsgeneratoren bruker en 555 -oscillator og en MOSFET -transistor.

Trinn 3: Monteringsmerknader

1) Sett sammen høyspenningskretsen og juster spenningen ved 170-180 volt ved hjelp av potensiometeret.

2) Test nixie -rørene og finn pinout. (+180 V med en 22k motstand i serie til anoden, jord de andre pinnene med en)

3) Koble de lignende pinnene på rørene sammen (unntatt anodene) for multipleksing.

4) Test ledningene ved å påføre høyspenning på hver anode og katode.

5) Monter høyspenningstransistorer og 74141 IC.

6) Test kretsen ved å bruke høye eller lave logiske nivåer (0 og +5v) på inngangene til 74141 og basen til MPSA42 -transistorene, hvert siffer i det tilsvarende røret skal lyse.

7) Programmer Arduino pro mini.

Som du kanskje vet, trenger Arduino pro mini et spesielt grensesnitt for å kunne kobles til datamaskinen. Du kan finne riktige instruksjoner på internett.

8) Koble til Arduino. Når rørene viste seg å fungere riktig, kan du fortsette å legge til RTC -modul, LM35 temperatursensor, PIR -sensor og brytere, trykknapper etc.

Jeg installerte nixie -rørene i tre grupper på to (i timer, minutter og sekunder), så det var ikke nødvendig å legge til en separatorlampe.

Prøv å justere rørene om bord forsiktig for å få et pent utseende. Du kan vippe rørene for å ha en god synsvinkel.

Trinn 4: Brukerhåndbok

1) TIME -modus: I normal drift vises tiden. Hvis ingen er tilstede (og beveger seg) foran klokken, vil lampene slås av etter ca. 2 minutter for å forlenge levetiden til rørene.

Ved å slå på SW1 -bryteren kan du omgå PIR -sensoren slik at rørene forblir PÅ permanent.

I TID -modus kan dato vises ved å trykke på "Dato" -knappen.

2) TIMER -modus: Hvis valgbryteren er i TIMER -modus, bør du først trykke på “Date” -knappen for å tilbakestille timeren. Denne knappen fungerer også for å starte/stoppe timeren.

3) TERMOMETER -modus: Termometer -modusen kan velges med valgbryteren. I denne modusen vises omgivelsestemperaturen i Celsius grader. Til midtre rør vil vise grader og neste rør til høyre viser en tiendedel grad. Ettersom tallet er samlet i grupper på to, er det ikke behov for et desimaltegn. De andre sifrene forblir AV i termometermodusen.

(Hvis du vil at temperaturen skal vises i Fahrenheit -grader, bør du endre programmet til Arduino tilsvarende. Du kan finne programmet for dette formålet på internett.)

4) Slik angir du dato og klokkeslett:

I TIME -modus, trykk og hold inne "Still time" -knappen. Timen går frem en hvert sekund. Justering av minuttene gjøres nøyaktig som timer ved å trykke "Set Min" -knappen.

For å justere sekundene, trykk på "Set Sec" -knappen og hold inne; sekundtelleren slutter å telle. Slipp denne knappen når ønsket tid er nådd.

For å stille inn datoen, hold inne “Dato” -knappen med en hånd, og trykk på “Still time”, “Set Min” og “Set Sec” for å justere år, måned og dag etter ønske.