MÓDULOS DE DRIVER DE TUBO NIXIE Parte III - FONTE DE ALIMENTAÇÃO HV: 14 etapas (com fotos)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Antes de examinarmos a preparação do microcontrolador Arduino / Freeduino para conexão aos módulos de driver de tubo nixie descritos na Parte I e Parte II, você pode construir esta fonte de alimentação para fornecer a alta tensão de disparo exigida pelos tubos nixie. Esta fonte de alimentação comutada produz facilmente 50 mA, o que é mais do que a maioria, e oferece uma saída variável de 150 a 220 VCC, quando acionada por uma fonte de 9 a 16 VCC.

Etapa 1: Sobre o circuito

Uma fonte de 12 volts em um amp irá facilmente conduzir este suprimento de tubo nixie. Há energia suficiente produzida por esta fonte comutada para acionar pelo menos oito dos módulos de driver de tubo nixie (eu tive 12 dos módulos de driver de tubo nixie funcionando em uma dessas placas, que são 24 tubos nixie IN-12A!) Uma fonte de alimentação de tubo nixie típica oferece 170 a 250 VCC de 10 a 50 mA. Uma fonte de alimentação comutada é desejável porque é pequena e muito eficiente. Você pode colocá-lo dentro do seu relógio e ele não esquentará. O esquema para o projeto é retirado diretamente da folha de dados MAX1771, no entanto, devido ao grande salto de tensão da entrada para a saída, o layout da placa e os componentes do tipo baixo ESR são críticos.

Etapa 2: Lista de peças

A seguir estão os números de peça da Digi-Key para todos os componentes: 495-1563-1-ND CAP TANT 100UF 20V 10% LOESR SMD C1 490-1726-1-ND CAP CER.1UF 25V Y5V 0805 C2, C3 PCE3448CT-ND CAP 4.7 UF 450V ELECT EB SMD C4 495-1565-1-ND CAP TANT 10UF 25V 10% LOESR SMD C5 PCF1412CT-ND CAP.1UF 250V PEN FILM 2420 5% C6 277-1236-ND CONN TERM BLOCK 2POS 5MM PCB J1, J2, J3 513-1093-1-ND INDUTOR POWER 100UH 2A SMD L1 311-10.0KCCT-ND RES 10.0K OHM 1 / 8W 1% 0805 SMD R1 PT1.5MXCT-ND RES 1.5M OHM 1W 5% 2512 SMD R2 P50MCT-ND RESISTOR 0,050 OHM 1W 1% 2512 Rsense 3314S-3-502ECT-ND TRIMPOT 5K OHM 4 MM SQ CERM SMD VR1 MAX1771CSA + -ND IC DC / DC CTRLR STEP-UP HE 8-SOIC IC1 FDPF14N30-ND MOSFET N-CHAN 300V 14A TO -220F T1 MURS340-E3 / 57TGICT-ND DIODO ULTRA RÁPIDO 3A 400V SMC D1

Etapa 3: Preparando as peças para a placa de circuito impresso

Essas peças eu deixo para soldar convencionalmente depois de ter todas as peças menores de montagem de superfície na placa.

Etapa 4: solda no forno

Aqui estão as partes menores que aplicaremos na placa de circuito impresso com pasta de solda e depois torraremos em nosso forno.

Etapa 5: Pasta de solda

Vá com as coisas pegajosas. Retire a pasta de solda da geladeira e dê uma chance para esquentar. Então, não fica tão rígido quando você tenta forçá-lo para fora do tubo. A melhor parte é que, se sua placa tiver uma boa máscara de solda, você não precisa ser tão preciso. Assim que a pasta chegar ao forno, ela fluirá exatamente para onde você deseja (na maioria das vezes - consulte a etapa 9).

Etapa 6: Aplicação de pasta de solda

Acomode-se e segure a cafeína, pois você precisa de mãos firmes para esse trabalho. Coloque o polegar sobre o êmbolo e aperte suavemente a pasta nas almofadas. Não se preocupe muito se não estiver sempre certo. O excesso de pasta obstruirá as peças de pitch fino, então vá com calma.

Etapa 7: Pré-aqueça o forno

Depois de saber para onde vão os componentes, é rápido aplicar essa quantidade de pasta em uma pequena placa. Trata-se da quantidade certa de pasta para uma tostagem bem-sucedida. Pegue sua ferramenta de coleta e coloque sobre os SMDs.

Etapa 8: assentar os componentes na pasta - e torrar

A pasta de solda usada aqui não tem chumbo e, embora pareça opaca e turva agora, espere até que ponha no forno. A torradeira padrão que estou usando foi comprada por $ 20. Ele tem aquecedores de quartzo de 3/8 de largura acima e abaixo do rack do forno. Posso torrar seis dessas placas por vez. Aqui está a curva de temperatura que você gostaria de seguir: Pré-aqueça seu forno a 200 graus F 1. insira o coloque a placa no forno e segure a 200 graus F por 4 minutos 2. Traga a temperatura até 325 graus F por 2 minutos 3. Segure a 450 graus F por cerca de 30 segundos até que a solda apareça, então espere mais 30 segundos 4. Toque ao lado do forno e abaixe a temperatura para 300 graus F por 1 minuto 5. Deixe esfriar, mas não muito rápido. Você não quer dar um choque térmico nos componentes.

Etapa 9: inspeção pós-torrada

Depois que a placa estiver fria, examine-a para ver se há peças deslocadas e pontes de solda. Você pode ver algumas gotas de solda em lugares onde eles podem ter problemas. Bata levemente para removê-los do quadro. Uh oh. Parece que temos duas pontes de solda no lado direito do CI de 8 pinos.

Etapa 10: O pavio da solda é seu amigo

É aqui que ocorre o trabalho realmente hábil. Abra a extremidade da malha do pavio de solda trançada para que ela pegue a solda derretida. Coloque-o sobre o local com ponte de solda e pressione para baixo com um ferro quente. Aplique calor por não mais que 5 a 7 segundos. Geralmente, isso é tudo que você precisa fazer para remover a ponte de solda. Se não funcionar para você da primeira vez, tente aproximar a placa de um ângulo diferente.

Etapa 11: Soldar os componentes restantes na placa de circuito impresso

Ok, vá até sua estação de solda e localize os componentes separados na Etapa 3. O MOSFET é sensível à estática, então não corra pelo carpete com este. Estamos quase terminando. As duas pontes de solda no conversor elevador foram removidas com o pavio de solda e a placa agora está completa.

Etapa 12: Conectando a alimentação HV aos módulos do driver do tubo Nixie

Se você estiver conectando esta fonte de alimentação de tubo nixie de alta tensão a um módulo driver de tubo nixie, aqui está uma configuração de teste simples. Consulte as marcações ao lado dos terminais verdes na placa de circuito impresso. Para tensões de entrada PWR principais fornecidas à fonte de alimentação de tubo nixie que são inferiores a 15 volts DC, você pode conectar os terminais PWR e Vcc juntos. Para tensões de entrada PWR principais fornecidas à fonte de alimentação de tubo nixie maiores que 15 volts DC, você precisará inserir um regulador (7812) para fornecer 12 volts DC ao terminal Vcc. Se estiver usando um adaptador CA de 12 volts, por exemplo, o terminal PWR e o terminal Vcc devem ser conectados com um fio de jumper curto. Para operação normal, conecte também o terminal Shdn ao GND com um fio de jumper. Isso permitirá que a fonte de alimentação de tubo nixie produza uma saída quando a alimentação de entrada é fornecida.

Etapa 13: Pinos de entrada de energia

Os rótulos HV + e HV- na fonte de alimentação tubo nixie correspondem a HV e gnd no módulo driver de tubo nixie. O cabo de alta tensão se conecta ao pino 1 de SV1 (gnd), e o cabo de alta tensão se conecta ao pino 4 de SV1. Para SV1 e SV4, os pinos 1, 2, 5 e 6 são todos conectados ao gnd. Apenas os pinos 3 e 4 de SV1 e SV2 carregam a alta tensão exigida pelos tubos nixie.

Etapa 14: Rosqueamento de alta tensão em todos os módulos

Agora que você tem energia fornecida para os módulos de driver de tubo nixie, você deve ver todos os elementos em ambos os dígitos de tubo nixie iluminados. Tenha cuidado para não tocar na saída de alta tensão para os módulos de driver de tubo nixie. Há energia potencialmente suficiente aqui para causar um choque severo. Quando os módulos de driver de tubo nixie são conectados de ponta a ponta, da esquerda para a direita, tanto a energia de alta tensão quanto os dados seriais do microcontrolador externo são transmitidos a todas as placas. Um microcontrolador é necessário para aproveitar ao máximo o tubo nixie cadeia de registro de deslocamento do módulo do driver. O módulo driver de tubo nixie permite que um microcontrolador (Arduino, etc.) direcione dois dígitos de tubo nixie e, por meio dessa cadeia de registro de deslocamento, vários pares de dígitos de tubo nixie. Para obter um exemplo de como os módulos de driver de tubo nixie podem ser suportados por um microcontrolador externo, consulte o código de driver de dígitos do Arduino de amostra. Vários módulos de driver de tubo nixie são vistos operando juntos no filme do módulo de driver de tubo nixie. Dependendo da intensidade com que você deseja que suas válvulas nixie sejam iluminadas, você pode ajustar VR1 para gerar uma saída entre 170 e 250 volts DC. Aumentar a potência de saída também permitirá que você conduza mais tubos nixie simultaneamente. Fique atento para a Parte IV, onde conectaremos um Arduino Diecimila e faremos alguns números muito longos. Agradecimentos especiais extras a Nick de Smith. Veja também este belo trabalho de Marc Pelletreau. Uau!