6 digit Nixie ur / timer / termometer: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Dette projekt handler om et 6 -cifret præcist ur med NIXIE -rør.

Med en vælgerkontakt kan du vælge mellem TIME (og dato) tilstand, TIMER mode (med 0,01 sek nøjagtighed) og THERMOMETER mode.

Et RTC -modul gemmer dato og klokkeslæt af et internt batteri.

Der er en PIR -sensor til at lukke skærmen, når ingen bevæger sig foran uret i et par minutter.

Bemærk venligst, at du for dette projekt skal have elektroniske færdigheder, der er minimum til moderate.

Ansvarsfraskrivelse/ ADVARSEL:

Dette kredsløb producerer højspænding, som kan forårsage elektrisk stød og/eller beskadigelse af udstyret.

Forbrugsvarer

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 modstand (12)
15. 10 K modstand (7)
16. 1 M modstand (7)
17. 100 K modstand (1)
18. 1 K modstand (1)
19. 2,2 K modstand (1)
20. 220 K modstand (1)
21. 1 K potentiometer (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. TÆND/SLUK -kontakt (1)
31. 3 tilstand vælgerkontakt (1)
32. Trykknap (4)
33. Adaptorstik (1)
34. 9 volt vægadapter (1)
35. Multipurpose PCB, pin headers osv. Efter behov

Trin 1: Om Nixie Tubes

Nixie -rør var standardvisning for tal, før opfindelsen af syv segmenter. De er i det væsentlige neonvakuumrør, og hvert ciffer er en katode i røret, som lyser ved højspændingsforbindelse.

De ser meget smukke ud, men desværre er de svære at finde i disse dage. Selvom de stadig er tilgængelige i online butikker som ebay osv.

Jeg scavenged 12 nice Nixies fra en gammel lommeregner, der ikke fungerede. I de fleste tilfælde er visningen af en lommeregner ikke den del, der er beskadiget:)

I mit tilfælde var de metalliske stifter stærkt tæret, og nogle af dem blev løsnet fra tilslutningspunktet til glasset! Jeg lodde en ledning til punktet og fikserede den med cyano-acrylat (1, 2, 3) lim.

Mine nixie -rør var NEC LD955A. Du kan bruge alle nixie -rør, du kan finde, og de elektriske specifikationer ligner pert. Du kan finde pinout ved at søge på rørnummeret på internettet, eller du kan finde benene ved at anvende 180 volt DC til benene. Den fælles pin, (Anode) skal tilsluttes +180 v, og hver af de andre pins er forbundet til jorden via en 2,2K modstand. Skriv pinkoden ned og det tilsvarende ciffer, der vises.

Jeg designede ikke et printkort, fordi jeg havde til hensigt at lave en prototype. Desuden kunne jeg ikke finde fodaftrykket fra nixie -rørene. Så jeg brugte multi -board. Du kan designe et printkort, hvis du vil.

Trin 2: Skematisk beskrivelse

Nixie -rørene er multiplekset for at reducere de ben, der kræves til betjening af 6 cifre. 74141 (eller 7441) IC er en BCD-til-decimal-konverter, der er i stand til at håndtere højspænding. En 74141 i nok, fordi rørene er multipleksede. Denne IC driver katoderne.

For at drive anoderne brugte jeg to højspændingstransistorer pr. Ciffer (naturligvis kan Arduino ikke klare 180 volt!)

For at holde tiden i tilfælde af strømafbrydelse brugte jeg et RTC -modul (realtidsur), der bruger et 3V litiumbatteri. Det vil holde tid og dato meget præcist over lang tid, måske mere end 1 år.

Til PIR -sensoren brugte jeg et lille modul (SR505). Desværre holder dette modul udgangssignalet i kun 8 sekunder, hvilket efter min mening ikke er nok. Jeg foretrak denne tid til at være omkring 2-3 minutter. PIR -modulerne, der har justerbar tidsforsinkelse, er større og passer ikke i mit kompakte design. Så jeg tilføjede en monostabil multivibrator (CD4098) for at forlænge tidsforsinkelsen.

Højspændingsgeneratoren anvender en 555 -oscillator og en MOSFET -transistor.

Trin 3: Monteringsbemærkninger

1) Saml højspændingskredsløbet og juster spændingen ved 170-180 volt ved hjælp af potentiometeret.

2) Test nixie -rørene og find deres pinout. (+180 V med en 22k modstand i serie til anoden, jord de andre stifter med en)

3) Tilslut de lignende ben på rørene (undtagen anoderne) til multiplexering.

4) Test ledningerne ved at anvende højspænding til hver anode og katode.

5) Saml højspændingstransistorer og 74141 IC.

6) Test kredsløbet ved at anvende høje eller lave logiske niveauer (0 og +5v) på inputene på 74141 og basen på MPSA42 -transistorer, hvert ciffer i det tilsvarende rør skal lyse.

7) Programmer Arduino pro mini.

Som du måske ved, har Arduino pro mini brug for en særlig grænseflade for at blive tilsluttet computeren. Du kan finde korrekte instruktioner på internettet.

8) Tilslut Arduino. Når rørene viste sig at fungere korrekt, kan du fortsætte med at tilføje RTC -modul, LM35 temperatursensor, PIR -sensoren og kontakterne, trykknapper osv.

Jeg installerede nixie -rørene i tre grupper på to (i timer, minutter og sekunder), så det var ikke nødvendigt at tilføje en separatorlampe.

Prøv at justere rørene om bord omhyggeligt for at få et flot udseende. Du kan vippe rørene for at få en god synsvinkel.

Trin 4: Brugervejledning

1) TIME -tilstand: I normal drift vises tiden. Hvis ingen er til stede (og bevæger sig) foran uret, lukkes lamperne efter ca. 2 minutter for at forlænge rørens levetid.

Ved at tænde SW1 -kontakten kan du omgå PIR -sensoren, så rørene forbliver tændt permanent.

I TIME -tilstand kan dato vises ved at trykke på knappen "Dato".

2) TIMER -tilstand: Hvis vælgerkontakten er i TIMER -tilstand, skal du først trykke på knappen “Dato” for at nulstille timeren. Denne knap virker også til start/stop af timeren.

3) TERMOMETER -tilstand: Termometertilstanden kan vælges med vælgerkontakten. I denne tilstand vises omgivelsestemperaturen i Celsius grader. Til midterste rør vil vise grader og næste rør til højre viser en tiendedel grad. Da cifret er samlet i grupper på to, er der ikke behov for et decimaltegn. De andre cifre forbliver OFF i termometerfunktionen.

(Hvis du vil have temperaturen vist i Fahrenheit -grader, skal du ændre Arduino -programmet i overensstemmelse hermed. Du kan finde programstykket til dette formål på internettet.)

4) Sådan indstilles dato og klokkeslæt:

I TIME -tilstand skal du trykke på knappen "Indstil time" og holde den inde. Timen vil gå frem en hvert sekund. Justering af minutter foretages nøjagtigt som timer ved at trykke på knappen "Indstil min".

For at justere sekunderne skal du trykke på knappen "Set Sec" og holde den nede; sekundtælleren stopper med at tælle. Når det ønskede tidspunkt er nået, skal du slippe denne knap.

For at indstille datoen skal du holde knappen “Dato” i en hånd og trykke på knapperne “Indstil time”, “Indstil min” og “Indstil sek” for at justere år, måned og dag efter ønske.