Nixie sat / mjerač vremena / termometar sa 6 znamenki: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Ovaj projekt je o šestoznamenkastom preciznom satu sa NIXIE cijevima.

S prekidačem za odabir možete birati između TIME (i datuma) načina rada, TIMER načina (s točnošću od 0,01 sek) i THERMOMETER načina.

RTC modul drži datum i vrijeme pomoću interne baterije.

PIR senzor je predviđen za isključivanje zaslona kada se nitko ne pomakne ispred sata na nekoliko minuta.

Imajte na umu da za ovaj projekt morate imati minimalno do umjereno elektroničko znanje.

Odricanje od odgovornosti/ UPOZORENJE:

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

Pribor

Elektroničke 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. Modul RTC DS 3231 (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. Tranzistor BC547 (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 -voltni kondenzator (1)
26. 220uF 25 -voltni kondenzator (1)
27. 100nF kondenzator (1)
28. 100pF kondenzator (1)
29. 2.2nF kondenzator (1)
30. ON/OFF prekidač (1)
31. 3 prekidač za odabir stanja (1)
32. Pritisni gumb (4)
33. Adptor utičnica (1)
34. 9 -voltni zidni adapter (1)
35. Višenamjenska PCB, pin zaglavlja itd. Po potrebi

Korak 1: O Nixie cijevima

Nixie cijevi bile su standardni prikaz za brojeve, prije izuma sedam segmenata. Oni su u biti neonske vakuumske cijevi i svaka znamenka je katoda cijevi koja svijetli pri visokonaponskoj vezi.

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 Nixieja 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 su se odvojile od mjesta spajanja do stakla! Zalemio sam žicu do točke 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 posve 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: Shematski opis

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

Za pogon anoda koristio sam dva visokonaponska tranzistora po znamenci (očito Arduino ne može podnijeti 180 volti!)

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

Za PIR senzor koristio sam maleni modul (SR505). Nažalost, ovaj modul zadržava izlazni signal samo 8 sekundi, što po mom mišljenju nije dovoljno. Više sam volio 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: Bilješke o montaži

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

2) Testirajte nixie cijevi i pronađite njihov isječak. (+180 V s 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 IC 74141.

6) Testirajte krug primjenom visokih ili niskih logičkih razina (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 računalom. Pravilne upute možete pronaći na internetu.

8) Spojite Arduino. Kad se pokaže da cijevi ispravno rade, možete nastaviti s dodavanjem RTC modula, osjetnika temperature LM35, PIR osjetnika, prekidača, gumba 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 imale lijep izgled. Cijevi možete nagnuti kako biste imali dobar kut gledanja.

Korak 4: Korisnički vodič

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

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

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

2) Način TIMER: Ako je prekidač u načinu rada TIMER, najprije morate pritisnuti tipku “Date” za poništavanje timera. Ovaj gumb djeluje 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. Srednje cijevi prikazuju stupnjeve, a sljedeća desna cijev prikazuje jednu desetinu stupnja. Kako su znamenke sastavljene u dvije grupe, nema potrebe za decimalnom točkom. 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 tu svrhu možete pronaći na internetu.)

4) Kako postaviti datum i vrijeme:

U TIME modu pritisnite i držite gumb "Postavi sat". Sat će svake sekunde napredovati za jedan. Podešavanje minuta vrši se točno kao sati pritiskom na gumb "Postavi min".

Za podešavanje sekundi, pritisnite tipku "Set Sec" i držite; brojač sekundi prestat će se brojati. Kad se postigne željeno vrijeme, otpustite ovaj gumb.

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