Tuy nhiên, một chiếc đồng hồ Nixie khác: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Tôi luôn muốn có một chiếc đồng hồ nixie, chỉ có điều gì đó về những con số phát sáng đó khiến tôi bị cuốn hút. Vì vậy, khi tôi tìm thấy một số IN12 không quá đắt trên ebay, tôi đã mua chúng, ngạc nhiên với chúng khi nhận được chúng nhưng nhanh chóng phát hiện ra rằng để tạo ra một chiếc đồng hồ, tôi cần thêm một số thứ. Vì tôi thực sự không thể tìm thấy một bảng nào đáp ứng các thông số kỹ thuật chính xác và mong muốn của tôi, tôi đã đặt các ống vào ngăn kéo và tất cả nhưng quên mất chúng.

Nhập JLC PCB với giá ngày càng thấp, cuối cùng tôi quyết định tự sản xuất.

Quân nhu

Ống nixie 6x IN12 (những loại khác có thể hoạt động nhưng yêu cầu sửa đổi trên PCB)

6x SN74141 hoặc K155ID1 BDC bộ giải mã sang thập phân

Điện trở 6x 1.5kOhm

Điện trở 4x 180kOhm

Bóng bán dẫn điện áp cao 4x MPSA42

Đèn neon 4x 5mm (bạn cũng có thể sử dụng đèn LED màu cam nhưng đó là loại chống lại tinh thần ở đây)

4x 74HC595 đăng ký thay đổi

Tụ gốm 2x 470nF

1x bộ điều chỉnh 5V LM7805

1x Nguồn cung cấp HV từng bước

1x giắc cắm thùng DC

1x Wemos D1 Mini

Bước 1: Thiết kế PCB

Vì tôi là một fan hâm mộ lớn của phần mềm nguồn mở nên tôi đã sử dụng KiCad EDA để thiết kế PCB. Tôi đã khám phá các thiết kế đồng hồ nixie khác nhau trên google và quyết định sử dụng trình điều khiển K155ID1 của Nga kết hợp với thanh ghi dịch chuyển 74HC595. Bộ não hoạt động là Wemos D1 mini có khả năng kết nối Wi-Fi. Khi tôi tìm thấy một bộ nâng cấp HV khá rẻ trên ebay, tôi đã quyết định không tự mình làm trên diễn đàn. Ngoài ra, tôi đã có hầu hết các thành phần đã có sẵn và việc thiết kế một bộ chuyển đổi nâng cấp sẽ đồng nghĩa với việc tìm nguồn cung ứng thêm một số. Có lẽ lần sau.

Tôi biết có khá nhiều cải tiến có thể có cả về sơ đồ và bố cục PCB nhưng đây là lần đầu tiên tôi thực sự làm việc với KiCad và tôi đã tìm hiểu thêm về sản phẩm cuối cùng.

Sau khi hoàn thành sơ đồ và dùng thử trên breadboard, tôi bắt đầu đặt PCB. Đây là một nghệ thuật đối với chính nó và là một chủ đề khá rộng nên tôi sẽ không đi vào quá nhiều chi tiết ở đây. Có một số video chuyên sâu và tuyệt vời trực tuyến.

Toàn bộ dự án KiCad có sẵn trên GitHub của tôi.

Bước 2: Sản xuất PCB

Sau khi kiểm tra gấp đôi và ba lần thiết kế của bạn, đã đến lúc thực sự sản xuất nó. Tôi đã từng làm ở nhà với chuyển mực nhiệt và Fe3Cl nhưng quá trình đó khá lộn xộn, đòi hỏi nhiều sự chuẩn bị và theo kinh nghiệm của tôi, kết quả khá khó lường và không nhất quán. Vì vậy, như đã đề cập, tôi đã chọn nhà hội đồng quản trị chuyên nghiệp. JLC PCB (không được tài trợ) cung cấp mức giá tuyệt vời và nếu bạn sẵn sàng đợi thời gian vận chuyển lâu (hoặc trả phí vận chuyển gấp 10 lần so với bo mạch), bạn thực sự có thể nhận được một sản phẩm chuyên nghiệp mà không phá vỡ ngân hàng của mình. Hội đồng quản trị cung cấp hướng dẫn từng bước tuyệt vời về cách xuất và tải lên các tệp gerber và trước khi cam kết, bạn có thể kiểm tra lại thiết kế của mình trong trình xem gerber trực tuyến. Bây giờ tất cả những gì bạn phải làm là đợi PCB được sản xuất và tách rời. Đây là một đánh giá tốt về quy trình sản xuất. Nếu bạn đang làm một việc duy nhất, bạn có thể nghĩ xem phải làm gì với 4 PCB còn lại vì số lượng tối thiểu bạn có thể đặt hàng là 5.

Bước 3: Hàn

Sau khi PCB được phân phối, đã đến lúc thực hiện một số quá trình hàn, bắt đầu từ các thành phần nhỏ nhất (hoặc cấu hình thấp nhất), tiếp theo là các thành phần lớn hơn.

Nếu làm bất cứ điều gì lớn hơn chỉ một vài thành phần mà tôi luôn sử dụng hóa đơn nguyên vật liệu (BOM), thì KiCad thậm chí còn có một plugin tuyệt vời để xuất một BOM tương tác.

Bước 4: Lập trình ESP

Tôi đã lập trình trong VS Code và cố gắng làm cho phần sụn khá linh hoạt. Hiện tại, nó đang hoạt động nhưng còn rất nhiều chỗ để cải tiến và nhiều tính năng hơn.

Mã đầy đủ hiện có trên github:

Bước 5: Làm bao vây

Ban đầu tôi chỉ thiết kế một chiếc hộp đơn giản để in 3D làm vỏ bọc nhưng tôi hy vọng một thời gian nữa sẽ làm ra một chiếc hộp bằng gỗ đẹp hơn nhiều.

Chà, thường thì các giải pháp tạm thời sẽ trở thành vĩnh viễn…

Bước 6: Gỡ lỗi

Vì thế. Bo mạch đã sẵn sàng, phần sụn đã được tải lên và đã đến lúc cắm bộ vi điều khiển vào và gắn nó lên tường!

Ngoại trừ việc hai trong số các ống không sáng. Sau một số khám phá và kiểm tra kỹ hơn bo mạch, tôi thấy rằng một số miếng đệm trên thanh ghi shift chỉ nổi mặc dù chúng được kết nối với mặt đất. Hóa ra là tôi đã vội vàng và tải lên các tệp mà không thực hiện DRC cuối cùng (Kiểm tra quy tắc thiết kế) sau lần thay đổi thứ hai cuối cùng (điền Cu) nên một số khu vực thực sự đã được lấp đầy nhưng không được kết nối với bất kỳ thứ gì. Tôi cũng quên sửa dấu vết cung cấp HV khi di chuyển các lỗ lắp…

Vâng, vì đó chỉ là một số sửa chữa nhỏ, tôi lấy một số dây bodge và kết nối những thứ nổi.

Luôn luôn là một ý kiến hay để ghi lại các lỗi CTNH và sửa chữa nó trong thiết kế PCB, nếu chỉ để tham khảo trong tương lai.

Giải nhì trong Thử thách thiết kế PCB