6 -siffrig Nixie -klocka / timer / termometer: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:43

Detta projekt handlar om en sexsiffrig exakt klocka med NIXIE -rör.

Med en väljarknapp kan du välja mellan TIME (och datum) -läge, TIMER -läge (med 0,01 sek noggrannhet) och THERMOMETER -läge.

En RTC -modul håller datum och tid med ett internt batteri.

En PIR -sensor tillhandahålls för att stänga av displayen när ingen rör sig framför klockan på några minuter.

Observera att för detta projekt måste du ha elektroniska färdigheter som är minst till måttliga.

Friskrivningsklausul/ VARNING:

Denna krets producerar högspänning som kan orsaka elektriska stötar och/eller skada på utrustningen.

Tillbehör

Elektroniska komponenter:

1. Nixie -rör (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 motstånd (12)
15. 10 K motstånd (7)
16. 1 M motstånd (7)
17. 100 K motstånd (1)
18. 1 K motstånd (1)
19. 2,2 K motstånd (1)
20. 220 K motstånd (1)
21. 1 K potentiometer (1)
22. UF4004 -diod (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 -omkopplare (1)
31. 3 -lägesväljare (1)
32. Tryckknapp (4)
33. Adapteruttag (1)
34. 9 volt väggadapter (1)
35. Multifunktionellt kretskort, stifthuvuden etc. efter behov

Steg 1: Om Nixie Tubes

Nixie -rör var standardvisning för nummer, före uppfinningen av sju segment. De är i huvudsak neonvakuumrör och varje siffra är en katod i röret, som lyser vid högspänningsanslutning.

De ser väldigt vackra ut, men tyvärr är de svåra att hitta nuförtiden. Även om de fortfarande finns tillgängliga i webbutikerna som ebay etc.

Jag tog bort 12 fina Nixies från en gammal räknare som inte fungerade. I de flesta fall är visningen av en räknare inte den del som är skadad:)

I mitt fall korroderades metallpinnarna kraftigt och några av dem lossnade från anslutningspunkten till glaset! Jag lödde en tråd till punkten och fixade den med cyanoakrylat (1, 2, 3) lim.

Mina nixie -rör var NEC LD955A. Du kan använda alla nixie -rör som du kan hitta, och de elektriska specifikationerna är i stort sett lika. Du kan hitta pinout genom att söka i tubnumret på internet, eller så kan du hitta stiften genom att applicera 180 volt DC på stiften. Den gemensamma stiftet, (Anod) bör anslutas till +180 v och var och en av de andra stiften är ansluten till jord, via ett 2,2K motstånd. Skriv ner pinkoden och motsvarande siffra som visas.

Jag konstruerade inte ett kretskort, eftersom jag tänkte göra en prototyp. Dessutom kunde jag inte hitta fotavtrycket för nixie -rören. Så jag använde flerfunktionskort. Du kan designa ett kretskort om du vill.

Steg 2: Schematisk beskrivning

Nixie -rören är multiplexerade för att minska stiften som krävs för drift med 6 siffror. 74141 (eller 7441) IC är en BCD-till-decimal-omvandlare som kan hantera högspänning. En 74141 räcker, eftersom rören är multiplexerade. Denna IC driver katoderna.

För att driva anoderna använde jag två högspänningstransistorer per siffra (uppenbarligen klarar inte Arduino 180 volt!)

För att hålla tiden vid strömavbrott använde jag en RTC -modul (realtidsklocka) som använder ett 3V litiumbatteri. Det kommer att hålla tiden och datumet mycket exakt över en lång tid, kanske mer än 1 år.

För PIR -sensorn använde jag en liten modul (SR505). Tyvärr håller denna modul utsignalen i endast 8 sekunder, vilket inte är tillräckligt enligt min mening. Jag föredrog att den här tiden var cirka 2-3 minuter. PIR -modulerna som har justerbar tidsfördröjning, är större och passar inte in i min kompakta design. Så jag lade till en monostabil multivibrator (CD4098) för att förlänga tidsfördröjningen.

Högspänningsgeneratorn använder en 555 -oscillator och en MOSFET -transistor.

Steg 3: Monteringsanmärkningar

1) Montera högspänningskretsen och justera spänningen till 170-180 volt med potentiometern.

2) Testa nixie -rören och hitta deras pinout. (+180 V med ett 22k motstånd i serie till anoden, jorda de andra stiften med en)

3) Anslut de liknande stiften på rören (utom anoderna) för multiplexering.

4) Testa ledningarna genom att applicera hög spänning på varje anod och katod.

5) Montera högspänningstransistorerna och 74141 IC.

6) Testa kretsen genom att applicera höga eller låga logiska nivåer (0 och +5v) på ingångarna på 74141 och basen på MPSA42 -transistorerna, varje siffra i motsvarande rör ska lysa.

7) Programmera Arduino pro mini.

Som du kanske vet behöver Arduino pro mini ett speciellt gränssnitt för att kunna anslutas till datorn. Du hittar rätt instruktioner på internet.

8) Anslut Arduino. När rören visade sig fungera korrekt kan du fortsätta att lägga till RTC -modul, LM35 temperaturgivare, PIR -sensor och omkopplare, tryckknappar etc.

Jag installerade nixie -rören i tre grupper om två (i timmar, minuter och sekunder), så det var inte nödvändigt att lägga till en separatorlampa.

Försök att rikta in rören ombord försiktigt för att få ett snyggt utseende. Du kan luta rören för att få en bra synvinkel.

Steg 4: Användarhandbok

1) TIME -läge: I normal drift visas tiden. Om ingen är närvarande (och rör sig) framför klockan stängs lamporna av efter cirka 2 minuter för att förlänga rörens livslängd.

Genom att slå på SW1 -omkopplaren kan du kringgå PIR -sensorn så att rören förblir PÅ permanent.

I TIME -läget kan datum visas genom att trycka på "Date" -knappen.

2) TIMER -läge: Om väljarknappen är i TIMER -läge bör du först trycka på “Date” -knappen för att återställa timern. Denna knapp fungerar också för att starta/stoppa timern.

3) TERMOMETER -läge: Termometerläget kan väljas med väljarknappen. I det här läget visas omgivningstemperaturen i Celsius grader. Till mellersta rören kommer att visa graderna och nästa rör till höger visar en tiondel av graden. Eftersom siffran är sammansatt i grupper om två behövs det ingen decimalpunkt. De andra siffrorna förblir AV i termometerläget.

(Om du vill att temperaturen visas i Fahrenheit -grader bör du ändra Arduinos program i enlighet därmed. Du kan hitta programmet för detta ändamål på internet.)

4) Så här ställer du in datum och tid:

I TIME -läget, tryck och håll knappen "Ställ in timme". Timmen kommer att gå fram en varje sekund. Justering av minuter görs exakt som timmar genom att trycka på knappen "Ställ in min".

För att justera sekunderna, tryck på "Set Sec" -knappen och håll den intryckt; sekundräknaren slutar räkna. Släpp den här knappen när önskad tid har nåtts.

För att ställa in datumet, håll “Date” -knappen med en hand och tryck på”Set Hour”,”Set Min” och”Set Sec” -knapparna för att justera år, månad och dag efter önskemål.