6 -cifreni Nixie sat / mjerač vremena / termometar: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Ovaj projekt je o šestocifrenom preciznom satu sa NIXIE cijevima.

Prekidačem za odabir možete birati između TIME (i datuma) moda, TIMER moda (s točnošću od 0,01 sek) i THERMOMETER moda.

RTC modul drži datum i vrijeme pomoću interne baterije.

PIR senzor je predviđen za isključivanje ekrana kada se niko ne pomjeri ispred sata na nekoliko minuta.

Imajte na umu da ćete za ovaj projekat morati imati minimalno do umjereno elektroničko znanje.

Odricanje odgovornosti/ UPOZORENJE:

Ovaj krug proizvodi visoki napon koji može uzrokovati električni udar i/ili oštećenje opreme.

Supplies

Elektronske komponente:

1. Nixie cijevi (6)
2. 74141 ili 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. Tranzistor MPSA42 (6)
10. Tranzistor MPSA92 (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 Tranzistor (1)
14. 22 K otpornik (12)
15. 10 K otpornik (7)
16. 1 M Otpornik (7)
17. 100 K otpornik (1)
18. 1 K Otpornik (1)
19. 2.2 K otpornik (1)
20. 220 K Otpornik (1)
21. 1 K Potenciometar (1)
22. UF4004 Dioda (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. 4.7uF 200 Volt Kondenzator (1)
25. 10uF 25 Volt Kondenzator (1)
26. 220uF 25 voltni kondenzator (1)
27. 100nF kondenzator (1)
28. 100pF kondenzator (1)
29. 2.2nF kondenzator (1)
30. Prekidač za uključivanje/isključivanje (1)
31. 3 birač stanja (1)
32. Pritisni dugme (4)
33. Adptor utičnica (1)
34. Zidni adapter od 9 volti (1)
35. Višenamjenska PCB, pin zaglavlja itd. Po potrebi

Korak 1: O Nixie cijevima

Nixie cijevi su bile standardni prikaz brojeva, prije izuma sedam segmenata. Oni su u osnovi neonske vakuumske cijevi i svaka znamenka je katoda cijevi, koja svijetli nakon visokonaponske veze.

Izgledaju jako lijepo, ali nažalost, ovih dana ih je teško pronaći. Iako su još uvijek dostupni u internetskim trgovinama poput ebaya itd.

Iskopao sam 12 lijepih Nixies iz starog kalkulatora koji nije radio. U većini slučajeva prikaz kalkulatora nije dio koji je oštećen:)

U mom slučaju, metalne igle bile su jako korodirane, a neke od njih su se odvojile od mjesta spajanja do stakla! Zalemio sam žicu do vrha i popravio je ljepilom od cijano-akrilata (1, 2, 3).

Moje nixie cijevi su bile NEC LD955A. Možete koristiti bilo koje nixie cijevi koje nađete, a električne specifikacije su sasvim slične. Isključivanje možete pronaći pretraživanjem broja cijevi na internetu, ili možete pronaći pinove primjenom 180 volti istosmjerne struje na pinove. Uobičajeni pin, (anoda) trebao bi biti spojen na +180 v, a svaki drugi pin je spojen na masu, preko 2.2K otpornika. Zapišite pin broj i odgovarajuću znamenku koja se prikazuje.

Nisam dizajnirao PCB, jer sam namjeravao napraviti prototip. Osim toga, nisam mogao pronaći otisak nixie cijevi. Zato sam koristio višenamjensku ploču. Možete dizajnirati PCB ako želite.

Korak 2: Šematski opis

Nixie cijevi su multipleksirane, kako bi se smanjili pinovi potrebni za rad od 6 znamenki. IC 74141 (ili 7441) IC je BCD-decimalni pretvarač koji može podnijeti visoki napon. Jedan 74141 u dovoljno, jer su cijevi multipleksirane. Ovaj IC pokreće katode.

Da bih pokrenuo anode, koristio sam dva visokonaponska tranzistora po znamenci (očito Arduino ne može podnijeti 180 volti!)

Da bih zadržao vrijeme u slučaju nestanka struje, koristio sam RTC modul (sat u stvarnom vremenu) koji koristi litijumsku bateriju od 3 V. Točno će držati vrijeme i datum dugo vremena, možda više od 1 godine.

Za PIR senzor koristio sam mali modul (SR505). Nažalost, ovaj modul zadržava izlazni signal samo 8 sekundi, što po mom mišljenju nije dovoljno. Volio bih da ovo vrijeme bude oko 2-3 minute. PIR moduli s podesivim vremenskim kašnjenjem veći su i ne uklapaju se u moj kompaktni dizajn. Stoga sam dodao monostabilni multivibrator (CD4098) kako bih produžio vremensko kašnjenje.

Visokonaponski generator koristi oscilator 555 i MOSFET tranzistor.

Korak 3: Napomene o montaži

1) Sastavite visokonaponski krug i podesite napon na 170-180 volti pomoću potenciometra.

2) Testirajte nixie cijevi i pronađite njihov pinout. (+180 V sa 22k otpornikom u nizu na anodu, uzemljite ostale pinove za jedan)

3) Spojite slične pinove cijevi zajedno (osim anoda) radi multipleksiranja.

4) Ispitajte ožičenje primjenom visokog napona na svaku anodu i katodu.

5) Sastavite visokonaponske tranzistore i 74141 IC.

6) Testirajte krug primjenom visokih ili niskih logičkih nivoa (0 i +5v) na ulaze 74141 i bazu tranzistora MPSA42, svaka znamenka odgovarajuće cijevi bi trebala svijetliti.

7) Programirajte Arduino pro mini.

Kao što možda znate, Arduino pro mini treba posebno sučelje za povezivanje s računarom. Pravilna uputstva možete pronaći na internetu.

8) Povežite Arduino. Kada se pokaže da cijevi ispravno rade, možete nastaviti s dodavanjem RTC modula, temperaturnog osjetnika LM35, PIR senzora, prekidača, tipki itd.

Instalirao sam nixie cijevi u tri grupe po dvije (satima, minutama i sekundama), tako da nije bilo potrebno dodavati lampu za odvajanje.

Pokušajte pažljivo poravnati cijevi na brodu kako bi izgledale lijepo. Cijevi možete nagnuti kako biste imali dobar ugao gledanja.

Korak 4: Korisnički vodič

1) TIME mode: U normalnom radu prikazuje se vrijeme. Ako niko nije prisutan (i ne kreće se) ispred sata, lampe će se ugasiti nakon otprilike 2 minute, kako bi se produžio vijek trajanja cijevi.

Uključivanjem prekidača SW1 možete zaobići PIR senzor tako da cijevi ostanu trajno UKLJUČENE.

U TIME modu, datum se može prikazati pritiskom na dugme "Date".

2) TIMER mod: Ako je prekidač u TIMER modu, najprije pritisnite tipku „Date“za resetiranje tajmera. Ovo dugme služi i za pokretanje/zaustavljanje mjerača vremena.

3) NAČIN TERMOMETRA: Način rada termometra može se odabrati biračem. U ovom načinu rada temperatura okoline prikazuje se u Celzijevim stupnjevima. Do srednje cijevi će se prikazivati stepeni, a sljedeća cijev s desne strane prikazuje jednu desetinu stepena. Budući da su znamenke sastavljene u dvije grupe, nema potrebe za decimalnom zapetom. Ostale znamenke ostaju isključene u načinu rada termometra.

(Ako želite da se temperatura prikazuje u Fahrenheitovim stupnjevima, trebali biste prema tome promijeniti program Arduina. Dio programa za ovu svrhu možete pronaći na internetu.)

4) Kako postaviti datum i vrijeme:

U TIME modu pritisnite i držite dugme "Postavi sat". Sat će svake sekunde napredovati za jedan. Prilagođavanje minuta vrši se točno kao sati pritiskom na tipku "Set Min".

Za podešavanje sekundi, pritisnite dugme "Set Sec" i držite; brojač sekundi će prestati odbrojavati. Kada dođe do željenog vremena, otpustite ovo dugme.

Za postavljanje datuma, jednom rukom držite tipku “Date”, a zatim pritisnite tipke “Set Hour”, “Set Min” i “Set Sec” kako biste podesili godinu, mjesec i dan prema želji.