Relógio de tubo falso Nixie: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Por Zachary GoodeFollow Mais do autor:

Sobre: Eu sou um estudante de segundo ano na ASU estudando robótica e produção de filmes. Amo fazer coisas e tocar música. Estou sempre trabalhando em vários projetos ao mesmo tempo. Mais sobre Zachary Goode »

Eu amo tecnologia retro. É muito divertido brincar com tecnologias mais antigas, pois geralmente são maiores e mais estéticas do que seus equivalentes modernos. O único problema com tecnologia antiga, como os tubos Nixie, é que eles são raros, caros e geralmente difíceis de trabalhar. Como a biblioteca perto de mim acabou de comprar um cortador a laser para o público usar, eu sabia que tinha que fazer um projeto para aprender a usá-lo. Que melhor coisa a fazer do que combinar minha paixão por tecnologia antiga com lasers. Esses tubos LED "Nixie" são muito mais baratos, menos perigosos e podem ser desligados da alimentação USB.

O modelo que usei para meu PCB foi fornecido por Connor Nishijima no github (https://github.com/connornishijima/lixie-arduino) Minha inspiração original para esta foi a versão que Make fez (https://makezine.com/projects / led-nixie-display /), mas o PCB de Connor era muito mais barato de produzir, pois os PCBs são menores.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

Materiais:

Eletrônicos:

• Arduino Nano
• Resistor 10K
• Botão de apertar
• Interruptor
• LEDs WS2812B
• Fio misto
• Cabo mini usb
• Extensor USB-B (comumente usado para impressoras 3D)
• Bateria de célula tipo moeda
• Módulo DS3231 RTC

De outros:

• Contraplacado de 3 mm
• 1/16 "Acrílico
• Parafusos e porcas M3

Ferramentas:

• Cortador a laser
• Lixa (grão 220)
• Mouse Sander
• Chaves Allen
• Canivete
• Super cola
• Forno de refluxo de solda (uma torradeira também funciona)
• Cortadores de arame
• Ferro de solda
• Solda de chumbo 60/40
• Seringa e pontas
• Pasta de Solda
• Cola quente e cola quente

Etapa 2: Corte a laser

Usando os arquivos SVG (ou arquivo Fusion360) que forneci, corte as partes do quadro.

As peças com texto possuem um arquivo svg separado que inclui o texto. Essas peças são 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, Parte traseira, parte inferior, parte superior.

Você vai precisar de:

• 4 x 0 (acrílico)
• 4 x 1 (acrílico)
• 4 x 2 (acrílico)
• 4 x 3 (acrílico)
• 4 x 4 (acrílico)
• 4 x 5 (acrílico)
• 4 x 6 (acrílico)
• 4 x 7 (acrílico)
• 4 x 8 (acrílico)
• 4 x 9 (acrílico)
• 1 x Back (madeira)
• 1 x inferior (madeira)
• 3 x botão (madeira)
• 4 x pés1 (madeira)
• 4 x pés2 (madeira)
• 1 x frente (madeira)
• 2 x lateral (madeira)
• 4 x ranhura (madeira)
• 1 x espaçador (madeira)
• 2 x tampa superior (madeira)
• 2 x ranhura superior (madeira)
• 1 x Top (madeira)

Ao fazer isso, usei a Glowforge no meu makerpace local, mas qualquer cortador a laser funcionará (duh!). Se você estiver usando um Glowforge, essas são as configurações que funcionaram para mim. Com a madeira, usei 250 velocidades, 100 de potência e 2 passadas (para as peças mais delicadas, você pode usar menos potência e mais lento). Para cortar o acrílico usei velocidade 200, potência 100 e 1 passagem. Para gravar a madeira, usei 250 velocidades, 10 de potência e 1 passagem. Para gravar o acrílico usei 500 velocidades, 50 potências e 1 passagem. Eu recomendo mexer nas configurações e descobrir o que funciona melhor para você antes de cortar todas as peças.

Não retire a camada protetora do acrílico, deixe-a até uma etapa posterior.

Etapa 3: Fazendo os dígitos

Solicite ou faça os PCBs para os dígitos usando os arquivos gerber ou Eagle que forneci. Usei os arquivos PCB desenvolvidos por Connor Nishijima como base, as únicas edições que fiz foram adicionar a linha 5v (já que os arquivos originais dint têm uma linha 5V por algum motivo) e mudar um pouco a serigrafia. Usando uma seringa cheia de pasta de solda (o método que escolhi) ou um estêncil e uma ferramenta de espalhamento, aplique a pasta de solda nas almofadas do PCB. Ao aplicar a pasta de solda um pouco mais, você precisa apenas o suficiente para revestir as almofadas. Você precisará fazer quatro deles e pode ser uma boa ideia fazer um extra para testar ou no caso de um deles quebrar. Coloque cuidadosamente os LEDs do WS2812B nos pads, tomando cuidado para observar a orientação dos LEDs. Eles não precisam ser perfeitos, pois quando estiverem cozinhando, a tensão superficial da solda os endireitará. É muito difícil remover um LED se ele for colocado errado (fiz isso na minha primeira placa e passei quase meia hora tentando consertar sem estragar nada. Depois de colocar todos os LEDs na placa, coloque-os no forno de refluxo, ou no meu caso uma torradeira e depois ligue-o DEPOIS de colocar as tábuas. Fique de olho no forno quando estiver cozinhando, você não quer exceder 220 graus Celsius ou você vai começar a danificar o placas. A solda deve começar a derreter por volta de 200 graus Celsius. Assim que as juntas de solda derreterem, desligue o forno e espere esfriar. Não tente remover as placas até que esfriem, se não os LEDs se moverão e a placa ficará danificada. Depois de concluídos, recomendo conectá-los a um arduino e usar um dos códigos de exemplo NeoPixel para verificar se as placas realmente funcionam.

Etapa 4: Programando o Arduino

Conecte o arduino Nano ao seu computador e abra o ambiente do Arduino. Abra o esboço e carregue o código, certificando-se de ter selecionado a placa e a porta COM corretas. Se você precisar atualizar o firmware do relógio, pode fazê-lo através do cabo de extensão USB e não desmontá-lo.

Para ter certeza de que está usando o código mais atualizado, verifique meu Github aqui:

Etapa 5: Eletrônica

Conecte todos os fios ao Arduino Nano conforme mostrado no diagrama de Fritzing. Verifique novamente toda a fiação antes de conectá-la à energia. Consertar uma tela queimada do Nixie é muito difícil e chato de lidar.

Ao montar as chaves de alternância, você precisará lixar cerca de um milímetro do lado superior (o lado que está voltado para o PCB que compõe os Nixies). Isso é feito para que se encaixem corretamente sem interferir no PCB.

Você também precisará unir o cabo USB-B e o cabo Mini-B. Isso serve a dois propósitos, um para alimentar o relógio e dois para fornecer acesso USB para reprogramá-lo ou atualizá-lo sem desmontar.

Pinagem DS3231

• SCL - A5
• SDA - A4

Lixie Pinout

DIN - 7

Botões

• Hora - 9
• Minuto - 8
• Cor - 10

Comuta

• Horário de verão - 11
• Tempo definido - 12
• 24 horas - 13

Etapa 6: Montagem final

Depois que todos os componentes eletrônicos forem testados e funcionando e os fios forem limpos, prepare-se para fechar a caixa. Fixe ou cole o Arduino e o RTC para que eles não toquem em um dos parafusos ou outros fios. Certifique-se de que tudo o que deve ser conectado está conectado. Super Cole a caixa fechando, colocando a parte inferior por último. Depois de fechar a caixa, insira as peças dos pés em seus slots na parte inferior.

Nesse ponto, você deve tomar cuidados cuidadosos para manter o acrílico limpo. Antes de retirar o plástico protetor, recomendo o uso de luvas de borracha para evitar que a oleosidade da pele entre nos dedos. Retire a proteção de plástico e insira os números nas ranhuras nesta ordem (da frente para trás): 3, 8, 9, 4, 0, 5, 7, 2, 6, 1. Depois que os dígitos estiverem no lugar, coloque o a parte superior da fenda em cada lado para manter o número de acrílico alinhado e, em seguida, cole a parte superior para finalizar o relógio. Neste ponto, você concluiu a montagem e está pronto para começar a configurar o relógio para uso.

Etapa 7: como usar

• Para definir a hora: Mude o interruptor de definição para ligado (certificando-se de que o DST ou o horário de verão está definido corretamente) e pressione os botões de hora e minuto para alterar a hora. Depois que o tempo for definido, alterne o botão de definição para desligado e ele deverá funcionar corretamente.
• Para alterar a cor / padrão usado nos dígitos: Pressione o botão rotulado como cor
• Para ligar ou desligar o modo de economia de luz do dia: Alterne o botão na parte de trás rotulado como DST
• Para mudar para o modo de 24 horas: Alterne o botão na parte traseira rotulado como 24HR

Por causa do RTC usado, você só deve definir a hora quando a bateria acabar ou ao conectá-la pela primeira vez.

Segundo Prêmio no Concurso Faux-Real