NIXIE Time




Cześć:) Jestem z zawodu informatykiem, a hobbystycznie zajmuje się elektroniką, robotyką i programowaniem. Jakiś czas temu przeszukując internet, natknąłem się na Lampy Nixie. Zaciekawiony nimi szukałem dalej, odnajdując masę fajnych projektów wykonanych na podstawie wspomnianych lamp. Postanowiłem spróbować swoich sił, o czym poczytacie poniżej:)

Moduł Zegara Nixie

Zegar na lapmach IN-12

Sterowany Arduino

Na pierwszy ogień poszły lampy IN-12 z racji tego, że są przystępne cenowo i stosunkowo łatwo je kupić. IN-12 Dokumentacje znajdziecie tutaj. Lampy IN-12 dzielą się na dwa rodzaje... te z kropką(IN-12B) lub bez(IN-12A). Zasilane są napięciem 170V, a do tego najlepiej nadaje się przetwornica DC-DC Step-up. Zapalanie konkretnej cyfry następuje po podaniu napięcia na anodę oraz jedną z 10 katod. Założyłem, że chce, aby projekt był "modułowy", łatwo programowalny oraz wykonany w technologii SMD. Na początku pomyślałem o znanych i lubianych mikrokontrolerach AVR, po chwili zastanowienia stwierdziłem, że jest przecież Arduino. Osoba która będzie chciała wykonać taki zegar nie będzie musiała kupować programatora, ponieważ wystarczy wpiąć kabel usb, zainstalować ArduinoIde i można robić wszystko:)

Do pełni szczęścia brakowało mi jeszcze czegoś co będzie odmierzało czas. Postanowiłem użyć modułu DS3231. Jest to bardzo dokładny układ RTC, posiadający wbudowany termometr, podtrzymanie bateryjne oraz pamięć Eprom. DS3231 komunikuje się z Arduino za pomocą szyny I2C. W sieci znajdziecie pełno przydatnych bibliotek oraz schematów. więcej o nim można poczytać tutaj: LINK.

Cały moduł wygląda tak:

IN-12

Sterowanie lamp odbywa się za pomocą multipleksowania, a do tego potrzebne mi było 15 wyjść sterujących lampami i 4 wyjścia dla przycisków. Do schematu dodałem expander PCF8574, który rozszerza Arduino o dodatkowe 8pinów. Scalak ten także komunikuje się z Arduino za pomocą szyny I2C, ale tutaj trzeba zwrócić uwagę na model danego expandera: PCF8574 lub PCF8574A. W przypadku pierwszego adres I2C ustawiamy szesnastkowo od 0x20 do 0x27, natomiast jeśli chodzi o PCF8574A - 0x38 do 0x3F.

IN-12

Pozostała elektronika to tak zwana "drobnica", czyli tranzystory MMBAT42/MMBTA92, rezystory, elementy stabilizatora 5V. Cały projekt podzieliłem na dwa schematy/płytki. Pierwsza płytka sterująca oraz płytka z samym wyświetlaczem.

Pierwsze płytki wykonałem metodą termotransferu. Gotowe schematy do druku możecie pobrać TUTAJ, a efekt już złożonego modułu widać poniżej :

Okazało się, że wszystko działa więc zabrałem się za programowanie zegara:) Trochę to trwało, ale udało mi się zaimplementować takie funkcje jak: alarm, wyświetlanie temperatury oraz funkcję zabezpieczającą przed zatruwaniem katod. Następnie zmniejszyłem schematy płytek i zrobiłem je na zamówienie. Myśle, że wyszły całkiem nieźle.

Na płytce sterującej znajduje się miejsce dla Arduino Nano, moduł DS3231, wyjście RS232, do którego można podłączyć np. moduł Bluetooth do zdalnego sterowania, oraz wyjście na 4ry przyciski sterujące. Aktywacja przycisku następuje za pomocą zwarcia do masy GND. Pierwszy i drugi przycisk odpowiada za zmianę wartości, trzeci i czwarty odpowiada za przęłączanie wyświetlania na zegar, alarm, temperaturę lub ustawienie "odtruwania katod".

Moduł zegara zasilany jest napięciem 170V oraz 12V dla logiki. Do zasilania złożyłem przetwornice opartą o kostkę NE555. Schematów, oraz gotowych produktów w sieci jest sporo. Ja wzorowałem się na TYM artykule. Zrobiłem kilka sztuk do testów i ostatecznie jedna z nich razem z przyciskami wylądowała jako tylny panel zegara. Pliki do termotransferu można pobrać TUTAJ. A wygląda to mniej więcej tak:

Do pełni szczęścia brakowało obudowy, więc pojechałem do pobliskiego marketu budowlanego, aby kupić kilka desek i lakier. Wymiary jednej płytki zegara to 10x4cm. W obudowie poza modułem trzeba jeszcze zmieścić przetwornice oraz zamontować przyciski sterujące zegarem. Deseczki zostały pocięte, sklejone, wyszlifowane oraz polakierowane lakierem. W warunkach domowych bez sprzętu do drewna ciężko o zadowalające efekty, chociaż wiem, że ludzie potrafią robić cuda:) Tutaj przydałaby się frezarka CNC. Perwsza obudowa została wykonana "ręcznie". Następnie postanowiłem zamówić obudowę wyciętą ze sklejki 4mm - obudowa widoczna jest na ostatnim zdjęciu poniżej, a pliki CAD można pobrać TUTAJ



Efekt Końcowy


Podsumowując,
lampy NIXIE wyglądają ślicznie, tym bardziej w nocy, kiedy nie sposób ich nie zauważyć. Poniżej przedstawiam trzy zegary, które udało mi się zbudować o opisany wyżej moduł. Wydaje mi się że ostatnia wersja wyszła mi najlepiej:) Ale jest to subiektywna opinia:) Mam nadzieje, powyższe materiały będą pomocne przy budowie nowych konstrukcji:)

Styczeń 2016

Przetwornica Nixie

Przetwornica Nixie_v1

Wersja Przewlekana


Jest to dobrze znana (i lubiana:)) przetwornica do zegarów nixie. Przetwornica ma wymiary 26x60mm, możemy nią zasilać różne lampy nixie, które wymagają napięcia z przedziału 150-220V. Napięcie możemy regulować za pomocą wbudowanego potencjometru.

    Spis Elementów:

  • IC1 - NE555
  • L1 - 100uH 500mA-1A
  • D1 - BA157

  • C1 - 470uF/16V
  • C2 = 2,2uF/250V
  • C3 - 100pF
  • C4 - 2,2pF

  • R1 - 56k
  • R2 - 1k
  • R3 - 10k
  • R4 - 220k
  • R5 - 2,2k
  • R6 - 470R

  • R7(pot) - 1K

  • T1 - BC547
  • Q1 - IRF740 / IRF840

Luty 2016

Pliki do pobrania

# Nazwa Pobierz
1 Lampy IN-12 - dokumentacja Link
2 DS3231 - doumentacja Link
3 PCF8574 - doumentacja Link
4 Zegar_v1_termotransfer_doDruku Link
5 Przetwornica NIXIE - dokumentacja Link
6 Przetwornica NIXIE & tylny panel z przyciskami - Schematy Link
3 Obudowa Zegara - pliki CAD Link

Zegary na zamówienie

Jesli będziecie zainteresowani budową zegara NIXIE, zapraszam do kontaktu:)

Kontakt

Dane kontaktowe:
  • Tel: 787 963 283
  • Email: adam@nixietime.pl