Ora 6 -shifrore Nixie / Kohëmatësi / Termometri: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Ky projekt ka të bëjë me një orë të saktë 6 shifrore me tuba NIXIE.

Me një çelës përzgjedhës që mund të zgjidhni midis modalitetit TIME (dhe data), modalitetit TIMER (me saktësi 0.01 sek) dhe modalitetit THERMOMETER.

Një modul RTC mban datën dhe orën nga një bateri e brendshme.

Sigurohet një sensor PIR për të fikur ekranin kur askush nuk lëviz para orës për disa minuta.

Ju lutemi vini re se, për këtë projekt ju duhet të keni aftësi elektronike minimale deri në moderuar.

Mohim/ KUJDES:

Ky qark prodhon tension të lartë i cili mund të shkaktojë goditje elektrike dhe/ose dëmtim të pajisjeve.

Furnizimet

Komponentët elektronikë:

1. Tubat Nixie (6)
2. 74141 ose 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. Moduli RTC DS 3231 (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 Rregullatori (1)
9. MPSA42 Transistor (6)
10. MPSA92 Transistor (6)
11. IRF740 MOSFET (1)
12. IRF540 MOSFET (1)
13. BC547 Transistor (1)
14. Rezistencë 22 K (12)
15. Rezistencë 10 K (7)
16. Rezistencë 1 M (7)
17. Rezistencë 100 K (1)
18. Rezistencë 1 K (1)
19. 2.2 Rezistencë K (1)
20. Rezistencë 220 K (1)
21. Potenciometër 1 K (1)
22. UF4004 Diodë (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. Kondensator 4.7uF 200 Volt (1)
25. Kondensator 10uF 25 Volt (1)
26. Kondensator 220 volt 25 volt (1)
27. Kondensator 100nF (1)
28. Kondensator 100pF (1)
29. Kondensator 2.2nF (1)
30. Çelësi ON/OFF (1)
31. Çelësi i përzgjedhësit me 3 gjendje (1)
32. Shtyp butonin (4)
33. Prizë përshtatëse (1)
34. Përshtatës muri 9 volt (1)
35. PCB me shumë qëllime, tituj pin, etj sipas nevojës

Hapi 1: Rreth tubave Nixie

Tubat Nixie ishin ekran standard për numrat, para shpikjes së shtatë segmenteve. Ato janë në thelb tuba vakumi neoni dhe secila shifër është një katodë e tubit, e cila shkëlqen mbi lidhjen e tensionit të lartë.

Ato duken shumë bukur, por për fat të keq, ato janë të vështira për t'u gjetur këto ditë. Edhe pse ato janë akoma të disponueshme në dyqanet online si ebay etj.

Unë pastrova 12 Nixies të bukur nga një kalkulator i vjetër që nuk po punonte. Në shumicën e rasteve, shfaqja e një llogaritësi nuk është pjesa që është dëmtuar:)

Në rastin tim, kunjat metalike u gërryen rëndë dhe disa prej tyre u shkëputën nga pika e lidhjes me xhamin! Unë ngjita një tel në atë pikë, dhe e fiksova atë me ngjitës ciano-akrilat (1, 2, 3).

Tubat e mi nixie ishin NEC LD955A. Ju mund të përdorni çdo tub nixie që mund të gjeni, dhe specifikimet elektrike janë pothuajse të ngjashme. Mund ta gjeni pinout duke kërkuar numrin e tubit në internet, ose mund të gjeni kunjat duke aplikuar 180 volt DC në kunjat. Kunja e zakonshme, (Anode) duhet të lidhet me +180 v dhe secila prej kunjave të tjerë është e lidhur me tokën, nëpërmjet një rezistence 2.2K. Shkruani numrin pin dhe shifrën përkatëse që shfaqet.

Unë nuk hartova një PCB, sepse kisha ndërmend të bëja një prototip. Për më tepër, unë nuk mund të gjeja gjurmën e tubave nixie. Kështu që unë përdor bordin me shumë qëllime. Nëse dëshironi, mund të krijoni një PCB.

Hapi 2: Përshkrimi skematik

Tubat nixie janë të shumëfishtë, për të zvogëluar kunjat e kërkuar për funksionimin e 6 shifrave. IC 74141 (ose 7441) është një konvertues BCD në dhjetor që është në gjendje të trajtojë tension të lartë. Një 74141 në mjaft, sepse tubat janë të shumëfishtë. Ky IC drejton katodat.

Për të drejtuar anodat, kam përdorur dy transistorë të tensionit të lartë për shifër (padyshim që Arduino nuk mund të përballojë 180 volt!)

Për të mbajtur kohën në rast të shkyçjes së energjisë, kam përdorur një modul RTC (orë në kohë reale) që përdor një bateri litium 3V. Do të mbajë kohën dhe datën shumë saktësisht për një kohë të gjatë, ndoshta më shumë se 1 vit.

Për sensorin PIR, kam përdorur një modul të vogël (SR505). Fatkeqësisht, ky modul mban sinjalin e daljes për vetëm 8 sekonda, i cili nuk është i mjaftueshëm për mendimin tim. Unë preferova që kjo kohë të ishte rreth 2-3 minuta. Modulet PIR që kanë vonesë të rregullueshme kohore, janë më të mëdha dhe nuk përshtaten në modelin tim kompakt. Kështu që shtova një multivibrator monostabil (CD4098) për të zgjatur vonesën kohore.

Gjeneratori i tensionit të lartë përdor një oshilator 555 dhe një transistor MOSFET.

Hapi 3: Shënimet e Asamblesë

1) Mblidhni qarkun e tensionit të lartë dhe rregulloni tensionin në 170-180 Volt nga potenciometri.

2) Provoni tubat nixie dhe gjeni pinout e tyre. (+180 V me një rezistencë 22k në seri në anodë, tokëzoni kunjat e tjerë me një)

3) Lidhni kunjat e ngjashme të tubave së bashku (përveç anodave) për shumëfishim.

4) Provoni instalimet elektrike duke aplikuar tension të lartë në secilën anodë dhe katodë.

5) Mblidhni transistorët e tensionit të lartë dhe IC 74141.

6) Provoni qarkun duke aplikuar nivele të larta ose të ulëta logjike (0 dhe +5v) në hyrjet e 74141 dhe bazën e transistorëve MPSA42, çdo shifër e tubit përkatës duhet të shkëlqejë.

7) Programoni Arduino pro mini.

Siç mund ta dini, Arduino pro mini ka nevojë për një ndërfaqe të veçantë për t'u lidhur me kompjuterin. Ju mund të gjeni udhëzimet e duhura në internet.

8) Lidhni Arduino. Kur tubat u vërtetuan se funksionojnë si duhet, mund të vazhdoni të shtoni modulin RTC, sensorin e temperaturës LM35, sensorin PIR dhe çelsat, butonat e shtypjes etj.

I instalova tubat nixie në tre grupe nga dy (për orë, minuta dhe sekonda), kështu që nuk kishte nevojë të shtoja një llambë ndarëse.

Mundohuni të rreshtoni tubat në bord me kujdes për të pasur një pamje të bukur. Ju mund t'i anoni tubat për të pasur një kënd të mirë shikimi.

Hapi 4: Udhëzuesi i Përdoruesit

1) Mënyra KOHA: Në funksionimin normal, shfaqet koha. Nëse askush nuk është i pranishëm (dhe lëviz) para orës, llambat do të fiken pas rreth 2 minutash, për të zgjatur jetën e tubave.

Duke ndezur çelësin SW1, mund të anashkaloni sensorin PIR në mënyrë që tubat të mbeten ON përgjithmonë.

Në modalitetin KOHA, data mund të shfaqet duke shtypur butonin "Data".

2) Mënyra TIMER: Nëse çelësi i përzgjedhësit është në modalitetin TIMER, së pari duhet të shtypni butonin "Data" për të rivendosur kohëmatësin. Ky buton vepron edhe për fillimin/ndalimin e kohëmatësit.

3) Mënyra THERMOMETER: Modaliteti i termometrit mund të zgjidhet nga çelësi i përzgjedhësit. Në këtë mënyrë, temperatura e ambientit shfaqet në gradë Celsius. Tek tubat e mesëm do të shfaqen shkallët dhe tubi tjetër në të djathtë tregon një të dhjetën e shkallës. Ndërsa shifra është mbledhur në grupe prej dy vetësh, nuk ka nevojë për një pikë dhjetore. Shifrat e tjera mbeten OFF në modalitetin e termometrit.

(Nëse dëshironi që temperatura të shfaqet në gradë Fahrenheit, duhet të ndryshoni programin e Arduino në përputhje me rrethanat. Pjesën e programit për këtë qëllim mund ta gjeni në internet.)

4) Si të vendosni datën dhe kohën:

Në modalitetin KOHA, shtypni dhe mbani shtypur butonin "Vendos orën". Ora do të përparojë një çdo sekondë. Rregullimi i minutave bëhet saktësisht si orë duke shtypur butonin "Set Min".

Për rregullimin e sekondave, shtypni butonin "Set Sec" dhe mbajeni; numëruesi i sekondave do të ndalojë numërimin. Kur të arrihet koha e dëshiruar, lëshojeni këtë buton.

Për caktimin e datës, mbani butonin "Data" me njërën dorë dhe shtypni butonat "Set Hour", "Set Min" dhe "Set Sec" për të rregulluar vitin, muajin dhe ditën sipas dëshirës.