Ora e dorës Nixietube: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:15

Vitin e kaluar u frymëzova nga orët Nixitube. Unë mendoj se pamja e Nixietubes është aq e bukur. Mendova ta zbatoja këtë në një orë me stil me funksionalitete të zgjuara.

Hapi 1: Prototipi me katër tuba

Fillova duke krijuar skemat elektronike për një orë me katër tuba. Duke qenë një student elektronik, unë zhvillova elektronikën për disa muaj.

Së pari duhet të dizajnohet një furnizim me energji elektrike. Fillova duke blerë një furnizim me energji të paracaktuar të modalitetit të kalimit 170V nga uebi sepse nuk dija si të krijoja një furnizim me energji që mund të konvertonte 4.2V DC nga një bateri në 170V DC për tubat. PSU e para -bërë ishte 86% efikase.

Pas marrjes së furnizimit me energji fillova të kërkoj se si të kontrolloj Nixietubes. Nixietubes kam arritur aty ku tubat e zakonshëm të Anodës do të thotë se kur vendosni 170V DC në Anodë dhe GND në katodë tubi do të shkëlqejë. Për të kufizuar rrymën që rrjedh përmes tubit, një rezistencë duhet të vendoset para anodës. Duke bërë që rryma të kufizohet në 1mA për tub. Për të kontrolluar shifrat e ndryshme. Kam përdorur regjistra të ndërrimit të tensionit të lartë. Këto IC mund të kontrollohen nga çdo mikrokontrollues.

Meqenëse jam një tifoz i madh i IoT (Internet of Things). Vendosa të marr një modul ESP32 dhe doja të merrja kohën aktuale nga interneti përmes WiFi. Përfundimisht po sinkronizoja një RTC (orë në kohë reale) me kohën e internetit. Më lejoni të kursej energji dhe të kem gjithmonë kohën në dispozicion edhe pa qasje në internet.

Kam menduar për mënyrat për të kontrolluar kohën dhe kam dalë duke përdorur një Përshpejtues që e kam përdorur për të ndjekur lëvizjen e kyçit të dorës. Kur e kthej kyçin e dorës në mënyrë që të lexoj kohën. Ora do të shkaktojë dhe do të ma tregojë.

Unë gjithashtu zbatova tre butona të aktivizuar me prekje në mënyrë që të bëja një meny të thjeshtë ku mund të vendosja funksione të ndryshme.

Dy LED RGB duhej t'i jepnin një shkëlqim të bukur shpinës tubave.

Mendova gjithashtu për një mënyrë për të ngarkuar baterinë. Prandaj, unë erdha me ta ngarkuar atë duke përdorur një modul ngarkues pa tel QI. Ky modul më dha dalje 5V. Ky modul i lidhur me një qark karikimi më lejoi të ngarkoj baterinë e vogël 300 mAh.

Kur dizajni elektronik ishte gati dhe të gjitha nën -qarqet ku u testuan fillova të hartoja PCB (Bordi i Qarkut të Shtypur). Po bëja makete me letër dhe pjesët (figura 1). Matja e gjerësisë, lartësisë dhe gjatësisë së çdo përbërësi ishte një proces i mundimshëm. Pas javëve të projektimit dhe shtrimit të PCB -së ata u porositën dhe më dërguan. (foto 2).

Gjatë çdo hapi të rrugës kisha krijuar programe testuese për çdo pjesë të orës. Në këtë mënyrë softueri përfundimtar lehtë mund të kopjohet së bashku.

Lidhja e çdo përbërësi mund të fillojë dhe më mori rreth një ditë.

Testimi dhe vendosja e të gjithë orës së bashku (Figura 3, 4, 5, 6, 7) Ka funksionuar.

Unë printova 3D një kuti për orën dhe përfundimisht zbulova se ora ishte shumë e madhe. Kështu vendosa të krijoj një të re dhe e bëra orën me katër tuba një prototip.

Hapi 2: Dizajni i Ri

Duke gjetur orën me katër tuba shumë të madhe fillova të zvogëloj modelin elektronik. Së pari duke përdorur vetëm dy tuba në vend të katër. Së dyti, duke përdorur përbërës më të vegjël dhe duke bërë konvertuesin tim 170V nxitës nga e para. Zbatimi i ESP32 MCU (Njësia e Mikro Kontrolluesit) në vend të përdorimit të një moduli gjithashtu e bëri modelin shumë më të vogël.

Duke përdorur softuerë kompjuterikë të dizajnit 3D (Figura 1) Kam hartuar një kasë dhe i kam vendosur të gjitha komponentët elektrikë me kujdes brenda. Duke ndarë elektronikën në tre pllaka, unë kam qenë në gjendje të përdor në mënyrë më efikase hapësirën brenda kasës.

Elektronika e re ku është projektuar:

-Zgjodhi një Përshpejtues të ri më efikas të energjisë.

-Ndryshoi butonat e prekjes për një ndërprerës me shumë pozicione.

-Përdoret një qark i ri karikimi.

-Ndryshoi ngarkimin pa tel për karikimin me USB sepse doja një strehë prej alumini.

-Përdoret një procesor me fuqi të ulët për të kursyer më tej energjinë.

-Zgjodhi një LED të ri të sfondit.

-Përdoret një IC matës i baterisë për të gjetur nivelin e baterisë.

Hapi 3: Montimi i pajisjeve elektronike

Pas muajsh të projektimit të orës së re, ajo gjithashtu mund të mblidhet. Kam përdorur disa mjete të disponueshme në shkollën time për të bashkuar IC -të e vogla të ngritura (Figura 4). Kjo më mori disa ditë sepse hasa në disa probleme, por përfundimisht fillova të punoj me elektronikën (Figura 5).

Hapi 4: Hartimi i Rastit

Kam projektuar rastin paralelisht me dizajnimin e pajisjeve elektronike. Çdo herë duke kontrolluar një softuer kompjuterik 3D nëse çdo komponent do të përshtatet. Përpara se CNC (Kontrolli Numerik Kompjuterik) të blonte kasën, u bë një prototip i printuar 3D për t'u siguruar që gjithçka do të përshtatej. (Figura 1, 2)

Pasi të jetë bërë dizajni i kasës dhe të punojë elektronika, fillova hulumtimin se si duhet të programohen makinat CNC (Figura 3). Një mik i imi që ka njohuri për bluarjen CNC më ndihmoi të programoja makinën CNC. Kështu që bluarja mund të fillojë. (Figura 4)

Pasi të ishte përfunduar bluarja përfundova kasën duke shpuar vrima dhe duke lustruar kasën. Gjithçka u përshtat për herë të parë siç duhet. (Figura 5, 6, 7)

Unë kisha projektuar një shul për një dritare akrilike. Por shulja u gris rastësisht. Duke përdorur një prestar lazer kam prerë një dritare nga akriliku kjo ishte ngjitur në pjesën e sipërme të orës (Figura 9).

Hapi 5: Softueri dhe Aplikacioni

Kontrolluesi në orë në thelb fle gjatë gjithë kohës për të kursyer energji. Një procesor me fuqi të ulët lexon akselerometrin çdo disa milisekonda për të kontrolluar nëse dora ime është kthyer. Vetëm kur të kthehet do të zgjojë procesorin kryesor dhe do të marrë kohën nga RTC dhe do të tregojë orët dhe pastaj minutat shkurtimisht në tuba.

Procesori kryesor kontrollon gjithashtu procesin e karikimit, kontrollon lidhjet hyrëse të Bluetooth, kontrollon gjendjen e butonit të hyrjes dhe reagon në përputhje me rrethanat.

Nëse përdoruesi nuk ndërvepron me orën, procesori kryesor do të flejë përsëri.

Si pjesë e studimit tim, ne duhej të krijonim një aplikacion. Kështu që unë mendova të krijoja aplikacionin për orën nixie. Aplikacioni është shkruar në xamarin nga gjuha e Microsoft është C#.

Fatkeqësisht më duhej ta krijoja aplikacionin në gjuhën holandeze. Por në thelb ekziston një skedë lidhjeje që tregon orët e gjetura nixie (Figura 1). Pas kësaj cilësimet nga ora shkarkohen. Këto cilësime ruhen në orë. Një skedë për të sinkronizuar kohën manualisht ose automatikisht duke marrë kohën nga smartphone juaj (Figura 2). Një skedë për të ndryshuar cilësimet e orës (figura 5). Dhe e fundit por jo më pak e rëndësishme një skedë e statusit e cila tregon statusin e baterisë. (Figura 6)

Hapi 6: Karakteristikat dhe përshtypja

Karakteristikat e orës:

- Dy tuba të vegjël nixie të tipit z5900m.

- Orë e saktë në kohë reale.

- Llogaritjet treguan se 350 orë në gatishmëri ishte lehtësisht e arritshme.

- Bluetooth për kontrollimin e cilësimeve dhe caktimin e kohës së orës si dhe shikimin e statusit të baterisë.

- Disa cilësime Bluetooth përfshijnë: Aktivizimi/Çaktivizimi i animacionit, Nxitja manuale ose akselerometri e tubave, ndezja/çaktivizimi i sfondit të udhëhequr. Butoni i programueshëm për të parë temperaturën e përqindjes së baterisë.

- Përshpejtues për nxitjen e tubave kur kyçi i dorës është i kthyer

- bateri 300 mAh.

- RGB udhëhoqi për qëllime të shumta.

- IC matës i gazit të baterisë për monitorimin e saktë të gjendjes së baterisë.

- mikro USB për karikimin e baterisë.

- Një buton me shumë drejtime për aktivizimin, lidhje Bluetooth dhe një buton të programueshëm për leximin e temperaturës ose gjendjen e baterisë, Vendosja e kohës me dorë.

- Strehim i bluar CNC nga Alumini.

- Dritare akrilike për mbrojtje

- Aplikimi i telefonit Bluetooth.

- Sinkronizimi opsional i kohës përmes WiFi.

- Motori Vibrimi opsional për të treguar njoftimet e smartphone si Whatsapp, Facebook, Snapchat, SMS…

- Fillimisht shfaqen orët pastaj minutat.

Softueri për MCU në orë është shkruar në C ++, C dhe assembler.

Softueri për aplikacionin është shkruar në xamarin C#.

Çmimi i parë në Konkursin e Veshjeve