Đồng hồ Nixie hiện đại giữa thế kỷ: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Lời nói đầu: Trước hết, tôi muốn cảm ơn tất cả các bạn, những người đã bình chọn, nhận xét và yêu thích tài liệu hướng dẫn này. 16 nghìn lượt xem và hơn 150 lượt yêu thích cho thấy bạn thực sự thích nó và tôi rất biết ơn vì điều đó. Tôi cũng muốn cảm ơn mọi người, những người đã dịch nó sang ngôn ngữ mẹ đẻ của họ và đăng trên trang web của riêng họ. Tuy nhiên, hóa ra và khi tôi được nhân viên hướng dẫn cho biết, "Lượt xem, lượt yêu thích và thậm chí số phiếu bầu không liên quan đến việc lựa chọn ứng viên cuối cùng." điều này khá buồn và mất tập trung, vì vậy ngay cả khi người hướng dẫn này đứng thứ 2 trong cuộc thi "Thùng rác đến kho báu" theo lượt xem và lượt yêu thích, nó thậm chí đã không lọt vào chung kết và không giành chiến thắng. Như tôi tin rằng, cách tiếp cận như vậy từ nhân viên hướng dẫn sẽ có tác động nghiêm trọng đến sự phát triển trong tương lai của trang web này và cá nhân tôi không có kế hoạch tiếp tục phát triển thêm phần sụn hoặc cải tiến phần cứng cho trang web này. Xin lỗi và cảm ơn cho sự hiểu biết.

Đây không phải là một chiếc đồng hồ Nixie khác của bạn, nó hoàn toàn khác với tất cả những gì được đăng trên các tài liệu hướng dẫn, cả về mặt trực quan - không có bản sao, xin vui lòng, bằng điện tử - không có SN74141 đáng sợ, thanh ghi dịch chuyển hoặc các IC cổ xưa khác. Và hơn thế nữa, mã nguồn đầy đủ được cung cấp và nó dựa trên ngôn ngữ lập trình BASIC!

Dưới đây bạn có thể đọc một chút giới thiệu về chiếc đồng hồ này, cách tôi nảy ra ý tưởng này, nguồn gốc các bộ phận như thế nào, v.v. Nếu bạn chỉ muốn xây dựng nó, bạn có thể bỏ qua bước này một cách an toàn và chuyển sang bước tiếp theo.

Một người bạn của tôi đã yêu cầu một chiếc đồng hồ Nixie cho ngày sinh nhật của anh ấy. Tôi đã kiểm tra tài liệu hướng dẫn và internet nói chung, và như một số tác giả nói, đồng hồ Nixie «bị cản trở» với phong cách steampunk - tất cả những dây lủng lẳng, bảng mạch hở và những điều kỳ quặc khác có thể tuyệt vời, nhưng bạn chỉ muốn có một chiếc đồng hồ Nixie sẽ phù hợp trông giống như một chiếc đồng hồ, không có dây gắn. Tôi đã kiểm tra internet, để tìm hiểu xem «thực», nhà máy sản xuất đồng hồ Nixie trông như thế nào, nhưng tôi không thể tìm thấy đồng hồ nào. Tôi chỉ có thể tìm thấy chiếc đồng hồ này của Longines: https://www.pinterest.com/pin/594897432006033516/ Nó chắc chắn trông rất ngầu, nhưng bạn tôi đã bị ngộ độc bởi những người hướng dẫn, anh ấy thích thiết kế từ hai chiếc đồng hồ hướng dẫn này: https: / /www.instructables.com/id/Huge-wood-nixie-clock/ và https://www.instructables.com/id/simple-user-adjustable-DIY-Nixie-Clock/, nhưng đã yêu cầu tôi «tua lại bit »và làm cho nó nhiều hơn theo phong cách thập niên 50, mà không rơi vào thiết kế steampunk đáng sợ. Vì vậy, nó đây, và như bạn có thể thấy, thiết kế của tôi dựa trên chúng một cách lỏng lẻo. Tuy nhiên, tôi quyết định làm mọi thứ từ đầu - bao gồm thiết kế, sơ đồ mạch và thậm chí cả phần mềm. Hơn nữa, tôi đang cung cấp mã nguồn miễn phí, vì vậy bất kỳ ai cũng có thể sửa đổi nó và mở rộng hoặc thay đổi chức năng theo nhu cầu của mình. Phần mềm được viết bằng PicBasic Pro và bạn có thể tải xuống bản dùng thử miễn phí của trình biên dịch từ melabs.com, trong trường hợp bạn muốn tự mày mò mã hoặc chỉ cần flash các tệp HEX đi kèm - không yêu cầu kỹ năng lập trình.

Và thêm vào đó, một chút về logo của "Huấn luyện viên". Ban đầu, ý tưởng của tôi là đặt tên của bạn tôi vào đó, nhưng sau khi xem bản nháp, anh ấy đã từ chối, nói rằng "- Tôi còn quá nhỏ để có thể đắp thành kim loại và đá": D Vì vậy, ý tưởng của anh ấy là đặt logo "Huấn luyện viên" thay vào đó, để thể hiện sự đánh giá cao của chúng tôi đối với trang web tuyệt vời này.:)

P. S. Chiếc đồng hồ đặc biệt này không phải để bán, đó là món quà sinh nhật, và tôi không thể bán nó. Tuy nhiên, do nhu cầu phổ biến, tôi đã nhờ một người bạn lưu trữ nó trên trang chủ Etsy của anh ấy (Nhấp vào liên kết này) - Tôi có sẵn một số ống nixie bổ sung, vì vậy có thể làm thêm 3 chiếc đồng hồ như vậy. Xin lưu ý, tôi không phải là nhà sản xuất lâu đời, vì vậy có thể mất đến 1 tháng để tôi sản xuất chúng. Cảm ơn vì đã hiểu.

Bước 1: Hóa đơn vật liệu và dụng cụ được sử dụng

Được rồi, bây giờ tôi có kế hoạch và ý tưởng làm mọi thứ, nhưng còn các bộ phận thì sao? Tôi cần ống Nixie và một số loại gỗ chất lượng cao để làm vỏ. Vì vậy, tôi đã đi đến chợ trời địa phương, đôi khi, những thứ rất kỳ lạ và kỳ lạ xuất hiện ở đó. Có một số lời đề nghị cho các ống IN-4, IN-14, IN-16 và thậm chí IN-18 của Nga đã qua sử dụng, nhưng tôi đã bắt gặp vẻ đẹp này - Tesla của Séc sản xuất bộ đếm xung (tích hợp IT2), hãng đã sử dụng ZM-560 của Đông Đức. Ống nixie. Người bán chỉ yêu cầu 30 đô la cho toàn bộ bộ đếm xung, rẻ một cách phi lý, nhưng có một lý do chính đáng đằng sau nó, hóa ra là bộ đếm đã được trục vớt, vì vậy không có thiết bị điện tử nào bên trong, ngoài ống Nixie và biến áp nguồn. Vì tôi không cần tủ truy cập và máy biến áp, chúng tôi đã thanh toán 20 đô la cho 9 ống Nixie có ổ cắm. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng ống Tesla ZM-1020 hoặc ống IN-4 của Liên Xô - thiết kế đồng hồ cho phép điều này, chỉ cần bạn sửa đổi bản vẽ cho bảng điều khiển phía trước và khung cho từng loại ống.

Tiếp theo, tôi cần một số loại gỗ tốt, và ở đây chúng tôi gặp vấn đề với điều đó - các cửa hàng đồ gia dụng thông thường chỉ có gỗ thông, gỗ sồi và các loại gỗ kém sang trọng hơn, còn gỗ tốt, được ủ và sấy đúng cách thì rất hiếm (và đắt!). Nhưng tôi thật may mắn một lần nữa, tôi cũng đã phát hiện ra chiếc kính hiển vi tuyệt đẹp này ở chợ trời - nó có hộp đựng bằng gỗ gụ rất đẹp và huy hiệu nói rằng nó được sản xuất vào năm 1936, vì vậy gỗ sẽ trở nên rất khô và thân thiện với gia công. Vì kính hiển vi cũng đã được trục vớt để lấy các bộ phận và do đó, không hoạt động bình thường, người bán đã đồng ý bán nó, bao gồm cả hộp, với giá 20 đô la khác. Tôi thực sự thích nó, vì nó được làm bằng đồng thau nguyên khối và có một số bộ phận cơ khí mà tôi có thể sẽ sử dụng lại trong các dự án khác. Vì vậy, tôi đã mua nó về xưởng của mình, cùng với ống Nixie và bắt đầu làm việc. Hộp đã được tháo rời một cách cẩn thận, để thu hồi càng nhiều gỗ có thể sử dụng càng tốt, và tôi đã cắt rời, sử dụng máy tiện, ống kính hiển vi, để làm các miếng chèn bằng đồng cho mặt đồng hồ. Tôi thậm chí còn lấy chèn plexiglass màu đỏ từ máy đếm tần số và sử dụng lại nó để chèn bảng mặt trước của đồng hồ. (Hóa ra, một hộp gỗ là không đủ, bởi vì tôi đã chế tạo 4 nguyên mẫu khác nhau, trước khi quyết định thiết kế cuối cùng, vì vậy tôi phải đi mua một hộp kính hiển vi khác - bạn có thể nhận thấy rằng chân và mặt trước được làm từ các mảnh gỗ khác nhau, chúng hơi khác nhau về màu sắc).

Danh sách các vật liệu tôi đã sử dụng:

1. Tấm ván ép 18mm (có thể sử dụng bất kỳ độ dày nào khác hoặc vật liệu gỗ khác)

2. Một số loại gỗ đẹp cho mặt trước và mặt sau (tôi đã sử dụng gỗ gụ)

3. Tấm thủy tinh màu đỏ sẫm, độ dày 3mm (màu thủy tinh hun khói cũng sẽ hoạt động tốt)

4. Vít và thanh M3

5. Chân đế đồng hồ M3 (Tôi đã sử dụng những chiếc dài 20mm, bạn có thể sử dụng những chiếc khác nhau, tùy thuộc vào độ dày vật liệu bạn đã sử dụng cho tủ đồng hồ).

6. Plexiglass, sợi thủy tinh hoặc bất kỳ tấm vật liệu cứng nào khác, sẽ đóng vai trò là "máy tính lớn" của đồng hồ

7. Vải loa phong cách retro - Tôi đã sử dụng màu be, nhưng bạn có thể chọn bất kỳ màu nào bạn thấy ưng ý và phù hợp với màu gỗ của bạn nữa.

8. Keo dán gỗ

9. Keo epoxy

10. Sáp gỗ, dầu Đan Mạch, sơn mài hoặc bất kỳ chất phủ gỗ nào khác (tùy theo sở thích của bạn)

11. Ống đồng thau với độ dày thành 1mm và đường kính 35mm. Hay chỉ khuyên tai tròn bằng đồng

12. Keo silicon trong suốt

Các tài liệu tùy chọn, trong trường hợp nếu bạn quyết định tái tạo biểu trưng và huy hiệu "Có thể dạy được":

1. Tấm đồng dày 0,8mm, khoảng 80x20 mm cho biểu trưng và 75x45mm cho huy hiệu.

2. FolkArt Đồng sơn acrylic

3. Dụng cụ quay với đầu phớt và hợp chất đánh bóng (Tôi đã sử dụng hỗn hợp đánh bóng bánh xe ABRO)

Như bạn có thể thấy, danh sách trên không hiển thị số lượng hoặc kích thước. Điều này là do không có nhiều nguyên liệu cần thiết. Tôi đã sử dụng một số vật liệu phế liệu còn lại từ các dự án trước và nói lại về kích thước, Bạn sẽ không cần bất kỳ vật liệu nào có kích thước lớn hơn 20x30cm (kích thước tờ A4).

Các thành phần điện tử:

Ống RFT ZM560 hoặc Tesla ZM1020 hoặc IN-4 Nixie - 4 chiếc

Ổ cắm phù hợp cho các ống Nixie này - 4 chiếc

Bộ vi điều khiển PIC16F1519 hoặc PIC16F887 - 1 chiếc

Ổ cắm DIP-40 - 1 chiếc

Mô-đun đồng hồ DS1302 - 1 chiếc

Bóng bán dẫn MPSA42 - 30 chiếc (MJE13001 cũng sẽ hoạt động tốt)

Điện trở 10K 1 / 8W - 32 chiếc

Điện trở 4,7K 1 / 8W - 1 cái

Điện trở 1K 1 / 8W - 2 chiếc

Nút nhấn gắn trên bảng điều khiển - 1 chiếc

100x70mm PCB - 1 chiếc (bạn thậm chí có thể sử dụng bảng proto)

Nguồn điện cao áp Nixie - 1 chiếc

Nguồn điện 12V 0.5A - 1 chiếc

Dây AC có phích cắm - 1 chiếc

Các thành phần điện tử tùy chọn:

Cảm biến nhiệt độ DS18B20 - 1 chiếc

Buzzer - 1 chiếc

1N4002 diode - 1 chiếc

Phích cắm và ổ cắm hàng không XS8 - 1 bộ

Công cụ:

Tất nhiên bạn sẽ cần tuốc nơ vít, mỏ hàn, cưa, kìm, máy cắt dây và các công cụ khác, điển hình của xưởng nên có. Vì vậy, dưới đây tôi sẽ chỉ liệt kê các công cụ cụ thể cho nhiệm vụ này, mà bạn có thể không có sẵn trong tay.

1. Lập trình viên cho vi điều khiển PIC. Hầu hết mọi thứ sẽ hoạt động, PicKit 2, PicKit 3, MicroBrn - bất kỳ trong số chúng hỗ trợ vi điều khiển PIC16F1519, sẽ hoạt động. Chúng rẻ và có thể được mua trên ebay với giá dưới 10 đô la.

2. Mặc dù tất cả các bộ phận bằng gỗ có thể được sản xuất bằng máy cưa vòng và bộ định tuyến cầm tay, nhưng việc sử dụng CNC được khuyến khích. Chắc chắn, sẽ không phải là khôn ngoan nếu mua hoặc sản xuất nó chỉ cho mục đích này, nhưng nếu bạn có thể, tôi khuyên bạn nên thuê ngoài sản xuất bảng điều khiển phía trước và phía sau cho cơ sở được trang bị phù hợp.

3. Bạn cũng sẽ cần đến máy tiện, nếu bạn quyết định tự làm những miếng chèn bằng đồng, nhưng bạn có thể chỉ cần mua những bông tai bằng đồng có đường kính cần thiết.

Bước 2: Phần mềm cơ sở đồng hồ và mã nguồn

Phần sụn cho đồng hồ hoạt động theo cách sau:

Trong quá trình khởi động, nó sẽ kiểm tra bất cứ khi nào nút được nhấn. Nếu nút được nhấn, đồng hồ sẽ chuyển sang chế độ «gỡ lỗi & làm mới», nơi nó bật tuần tự từng đoạn của từng chữ số, vì vậy bạn có thể kiểm tra hệ thống dây điện của ống Nixie và cũng sử dụng mã này để «làm mới» ống, nếu không phải tất cả các đoạn đều sáng lên đúng cách. Để mã này trong vài giờ và các ống sẽ phục hồi. Để thoát khỏi mã này, hãy xoay vòng nguồn đồng hồ.

Nếu không có nút nào được nhấn trong khi khởi động, đồng hồ sẽ hiển thị xen kẽ «1» và «2» ở tất cả các chữ số 5 lần. Trong thời gian này, bạn có thể nhấn nút để vào menu điều chỉnh. Nếu bạn không, đồng hồ sẽ chuyển sang chế độ hiển thị thời gian tiêu chuẩn.

Nếu bạn đã vào menu cấu hình, nó hoạt động theo cách sau - nhấn nút để đặt năm, để nâng cao, bạn phải thả ra và nhấn lại, giữ nó sẽ không giúp ích được gì. Sau khi bạn đã đặt năm thích hợp, chỉ cần nhả nút và để nó trong khoảng 2 giây - các dấu chấm sẽ nhấp nháy, cho thấy rằng đồng hồ hiện đang ở chế độ cài đặt tháng. Một lần nữa, hãy đặt tháng bằng cách nhấn nút, thả nó ra và tiếp tục thả cho đến khi các dấu chấm nhấp nháy và bạn vào chế độ đặt ngày. Lặp lại nó trong nhiều giờ và vài phút.

Sau khi thiết lập xong, đồng hồ sẽ chuyển sang chế độ hiển thị thời gian tiêu chuẩn. Trong thời gian đó, nếu bạn nhấn nút, đầu tiên đồng hồ sẽ hiển thị năm, sau đó là tháng và ngày, sau đó quay lại hiển thị thời gian. Tôi chưa triển khai thêm bất kỳ chức năng nào, nhưng tất nhiên, nhiều tính năng sẽ được thêm vào, như cài đặt chế độ 12/24 giờ, làm mờ màn hình vào ban đêm, chức năng báo thức và đo nhiệt độ, hiệu chuẩn RTC tốt, v.v. Vì một số người thích hiển thị 12 giờ, thay vì hiển thị 24 giờ, tôi đã biên soạn hai phiên bản phần sụn, vì vậy bạn có thể flash trực tiếp một phiên bản bạn cần.

Nếu bạn muốn thực hiện các sửa đổi của riêng mình đối với phần sụn của đồng hồ, tôi cũng bao gồm mã nguồn được nhận xét đầy đủ, vì vậy bạn có thể chỉnh sửa nó tùy theo nhu cầu.

Bước 3: Điện tử

Mạch đồng hồ khá đơn giản và dựa trên bộ vi điều khiển PIC16F1519 hoặc PIC16F887. Về mặt kỹ thuật, nó có thể được biên dịch cho bất kỳ bộ điều khiển Microchip PIC16 nào khác trong gói DIP40, có cùng sơ đồ chân và cũng sử dụng bộ dao động bên trong. Để chấm công, mô-đun DS1302 đang được sử dụng. Bạn có thể nâng cấp lên mô-đun DS3231 nếu muốn, nhưng tất nhiên, bạn sẽ cần sửa đổi mã nguồn cho điều đó. Tôi cũng đã bao gồm cảm biến DS18B20 để đo nhiệt độ và còi cho chức năng cảnh báo, nhưng các chức năng này hiện không được triển khai trong phần mềm, tôi đang làm việc trên mã ngay bây giờ.

Các cực âm Nixie được điều khiển trực tiếp, sử dụng bóng bán dẫn MPSA42 (tổng số 30 tầng). Mỗi ổ đĩa bán dẫn có cực âm riêng, không có ghép kênh, thanh ghi dịch chuyển, IC đặc biệt, v.v. Mặc dù điều này có vẻ hơi phức tạp, nhưng nó có hai tính năng mang lại lợi thế lớn cho đồng hồ này so với các đối thủ cạnh tranh. 1. Vì ổ đĩa trực tiếp được sử dụng, không có điốt zener để kẹp catốt, như trong chip SN74141, vì vậy không có các chấm màu xanh lam, có nghĩa là vẫn có thể sử dụng các nixies đã qua sử dụng và mòn hơn. 2. Sử dụng truyền động trực tiếp cho phép tạo ra một số hiệu ứng hiển thị độc đáo, mà chỉ đơn giản là không thể sử dụng các phương pháp lái xe khác.

Có hai đèn LED màu cam được sử dụng làm dấu phân cách thời gian. Nếu muốn, bạn có thể thay thế chúng bằng bóng đèn neon (Chỉ cần đấu dây chúng vào đường ray điện áp cao và tăng điện trở từ 1K lên 1M), và ban đầu tôi định sử dụng chúng, nhưng tất cả các bóng đèn neon của Nga mà tôi đã mua trên ebay vì mục đích đó, quá mờ khi được cấp nguồn từ 170V, vì vậy tôi đã sử dụng đèn LED để thay thế.

PCB có kích thước xấp xỉ 100x70mm và sử dụng tất cả các thành phần thông qua lỗ, không có SMD hoặc các bộ phận nhỏ hoặc dễ vỡ khác. Như bạn có thể thấy, tất cả các kết nối ống được chuyển đến các cạnh PCB và PCB có đánh dấu rõ ràng, cho biết nhóm cực âm nào được kết nối (A - hàng chục giờ, B - hàng giờ, C - hàng chục phút, D - nhóm trong phút). Điều này được thực hiện theo cách như vậy, bởi vì trong thiết kế ban đầu, tôi có một PCB khác ở trên PCB chính, chứa IN-14 Nixie, vì vậy đồng hồ sẽ có thiết kế đồng hồ nixie điển hình. Nhưng kể từ khi thiết kế đó bị bỏ rơi, các ống Nixie mới được kết nối trực tiếp với PCB chính. Xin lưu ý: Bạn có thể phải phản chiếu hình ảnh PCB, tùy thuộc vào phương pháp sản xuất PCB.

Tôi quyết định sử dụng bộ chuyển đổi điện áp cao do nhà máy sản xuất để cung cấp điện cực dương nixie - đây là cách đơn giản và an toàn hơn nhiều để có được điện áp mong muốn. Bạn có thể sử dụng bất kỳ thứ gì có sẵn hoặc tự làm - điều đó không quan trọng. Chỉ cần tìm kiếm trên ebay cho "bộ cấp nguồn ống Nixie". Tôi đã sử dụng một cái dựa trên UC3845, nhưng bạn có thể chọn một cái khác, giả sử dựa trên MC34063A.

Để cấp nguồn cho mọi thứ, tôi đang sử dụng một số nguồn điện 12V 0,5A rẻ tiền. Tất nhiên, bạn có thể sử dụng một cái có dòng điện đầu ra và điện áp cao hơn, nhưng tôi khuyên bạn không nên sử dụng cái yếu hơn. Bất kỳ nguồn điện DC nào, có khả năng cung cấp 12-15 volt với dòng điện đầu ra ít nhất 0,5A sẽ tốt.

cuộc họp

Đầu tiên, tôi bắt đầu với hệ thống dây điện bằng ổ cắm ống. Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn, tôi quyết định sử dụng dây cùng màu cho cùng một chữ số trên mỗi ống - dây màu đỏ cho cực dương, dây màu xanh cho chữ số "3", v.v. Điều này sẽ giúp mọi thứ sau này dễ dàng hơn rất nhiều. Sau đó, tôi bắt đầu xây dựng PCB chính. Như bạn có thể thấy, trên bản dựng đó, tôi chưa cài đặt nhiệt kế và bộ rung, vì bạn tôi không cần nó, nhưng nguyên mẫu gỡ lỗi của tôi có chúng, vì vậy hỗ trợ mã sẽ sớm có sẵn. Nếu bạn không cần các chức năng báo động hoặc đồng hồ đo nhiệt độ, chỉ cần không lắp các bộ phận này. Ngoài ra, hãy chú ý đến mô-đun DS1302 của bạn, một số đi kèm với phích cắm nam, một số đi kèm với ổ cắm nữ, bạn sẽ cần hàn mặt thích hợp trên PCB của mình. Nếu bạn không định sử dụng ICSP hoặc định lập trình bộ điều khiển vi mô trong một lập trình viên khác, bạn cũng có thể bỏ qua việc cài đặt tiêu đề này. Trong trường hợp đó, bạn cũng có thể bỏ qua cài đặt diode và hàn một jumper thay vì nó.

Đối với các mô-đun DS1302, chúng thường có hai biến thể, một loại có pin sạc và một loại không có. Tôi khuyên bạn nên sử dụng một chiếc có pin sạc, vì vậy bạn sẽ không phải tháo đồng hồ ra và thay pin.

Điện trở cực dương được cài đặt trên PCB riêng biệt, tôi đã sử dụng miếng protoboard ở đó. Điện trở của các điện trở này điều chỉnh độ sáng của Nixie, nhưng đừng lắp điện trở có giá trị quá thấp (dưới 10k), độ sáng chỉ tăng lên một chút, nhưng tuổi thọ của ống sẽ giảm đi đáng kể. Theo kinh nghiệm cá nhân của tôi, 33k là tốt cho ống RFT. Đối với ống Tesla và Liên Xô, bạn sẽ cần điện trở kháng thấp hơn, trong khoảng 10-22k.

Nguồn cung cấp điện áp cao.

Bạn phải điều chỉnh nó để cung cấp ít nhất 150 volt. Xin lưu ý, điện áp cao có thể gây chết người, vì vậy hãy tuân thủ tất cả các biện pháp phòng ngừa khi làm việc với điện áp cao. Bạn có thể cần tăng điện áp lên 170 hoặc thậm chí 180 volt trong trường hợp ống của bạn đã cũ hoặc bị mòn. Ví dụ, RFT của tôi và các ống của Liên Xô tốt với 150 volt, nhưng Tesla yêu cầu ít nhất 170 volt, để phát sáng đúng tất cả các phân đoạn.

Lắp đặt bộ nguồn và bộ chuyển đổi HV.

Tôi đã sử dụng một số giá đỡ và miếng ván lót, cùng với chân đế bằng nylon, để gắn kết mọi thứ với nhau. Nếu bạn không có kinh nghiệm về dây điện AC, tôi khuyên bạn nên sử dụng nguồn điện 12VDC bên ngoài, vì vậy bạn sẽ không phải đối mặt với mạch điện AC, có thể rất nguy hiểm và chết người, nếu không được xử lý đúng cách.

Lần chạy đầu tiên.

Sau khi tất cả các bộ phận được hàn, kết nối dây và MCU được lập trình, có thời gian để chạy lần đầu tiên. Nhấn và giữ nút khi khởi động hoặc hàn một jumper thay vì nó và bắt đầu nhìn vào màn hình. Đồng hồ sẽ chuyển sang chế độ kiểm tra phân đoạn, vì vậy tất cả các chữ số sẽ hiển thị tất cả các số có thể có trong chuỗi. Nếu đấu dây chính xác, thì chuỗi này sẽ giống như sau:

0 1 2 - chữ số đầu tiên (hàng chục giờ)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - Chữ số 2 (hàng đơn vị giờ)

0 1 2 3 4 5 - Chữ số 3 (hàng chục phút)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - Chữ số 4 (hàng đơn vị phút)

Dấu chấm - hai dấu chấm ở giữa

Xin lưu ý, trong lần chạy đầu tiên, tất cả các phân đoạn có thể sáng lên hoặc một số chữ số ngẫu nhiên xuất hiện. Điều này là bình thường và sau khi hoàn tất chu kỳ kiểm tra, tất cả các chữ số phụ sẽ biến mất. Nếu không, hãy kiểm tra hệ thống dây điện của bạn.

Nếu nó không tuân theo trình tự này hoặc một số chữ số không hiển thị, hãy kiểm tra lại hệ thống dây điện của bạn, rất có thể bạn đang gặp một số vấn đề với nó. Trong trường hợp nếu một số chữ số chỉ sáng một nửa, hoặc rất mờ, đừng lo lắng - chỉ cần cho phép mã này chạy hàng giờ hoặc lâu hơn - nhiều ống cũ cần được "refresh" sau một thời gian dài không sử dụng. Nếu điều đó không hữu ích, hãy cố gắng tăng điện áp cực dương một chút, có thể ở bước 10 volt, không hơn.

Xin lưu ý, trong lần chạy đầu tiên, tất cả các phân đoạn có thể sáng lên hoặc một số chữ số ngẫu nhiên xuất hiện. Điều này là bình thường và sau khi hoàn tất chu kỳ kiểm tra, tất cả các chữ số phụ sẽ biến mất. Nếu không, hãy kiểm tra hệ thống dây điện của bạn

Như bạn có thể thấy, một số bộ phận trên PCB hoàn thiện không được cài đặt, điều này là do bạn tôi không muốn có chức năng báo động hoặc cảm biến nhiệt độ, vì vậy những bộ phận này đã không được cài đặt. Ngoài ra, nếu bạn định không cập nhật chương trình cơ sở đồng hồ của mình, bạn cũng có thể bỏ qua cài đặt tiêu đề ICSP. IC 7805 có thể được thay thế bằng 78L05 hoặc 78M05 nếu muốn - mức tiêu thụ hiện tại thực sự thấp.

Bước 4: Chế biến gỗ và chèn

Vỏ đồng hồ được làm từ các tấm ván ép cắt sẵn và dán, được bọc bằng vải loa phong cách retro. Các tấm phía trước và phía sau được cắt ra từ gỗ và tấm plexiglass. Một tấm plexiglass khác dùng làm "khung" cho các ổ cắm ống nixie và PCB. Vị trí và sự sắp xếp của các thành phần bên trong không quan trọng, bạn có thể sắp xếp lại chúng theo cách bạn muốn.

Tôi đã cắt các bộ phận thân đồng hồ từ tấm ván ép và dán chúng lại với nhau bằng keo dán gỗ. Sau khi tất cả khô, vỏ máy được đánh nhám từ bên ngoài, sử dụng giấy nhám 600 để làm phẳng bề mặt và loại bỏ cặn keo. Như tôi đã nói ở trên, trong phần mô tả các bộ phận, bạn có thể sử dụng vật liệu gỗ dán hoặc gỗ với độ dày bất kỳ, nhưng tổng độ dày của khung lắp ráp phải là khoảng 80mm, để chứa đầy đủ cả PCB, khung lắp và có đủ không gian để lắp đặt ống Nixie. Cũng xin lưu ý, một tấm ván ép, một tấm ở phía trước, khác với những tấm khác - nó có các vết cắt theo hình dạng của máy tính lớn, vì vậy nó có thể được lắp đặt từ phía trước.

Sau khi hoàn thành việc lắp ráp thân đồng hồ, vải đã được dán xung quanh nó, nhưng sử dụng epoxy để cố định nó trên thân đồng hồ. Lý do là tôi muốn vải được kéo căng mịn để nó không bị xê dịch. Để đạt được điều này, tôi đã thực hiện quy trình dán theo cách sau: Dán một mép vải vào cơ thể từ mặt bên dưới, để khô trong 24 giờ. Kéo căng xung quanh và trong khi giữ căng, dán bằng keo epoxy khô nhanh trong 5 phút. Sau khi nó khô, tôi đã dán các mặt trước và mặt sau bằng keo dán gỗ, như tôi đã làm trong hướng dẫn trước đây về Tự làm loa Bluetooth.

Mặt trước và mặt sau được cắt CNC từ gỗ gụ, nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ loại gỗ cứng nào bạn thích - óc chó, sapele, beech, tất cả sẽ trông rất tuyệt. Như mô tả cho biết, bạn có thể sử dụng các loại ống Nixie khác nhau trong thiết kế này, nhưng vì tất cả chúng đều có mặt ngoài khác nhau, bạn sẽ cần phải mở rộng các lỗ trên bảng điều khiển phía trước, để phù hợp với Tesla hoặc Nixie của Liên Xô. Bạn cũng sẽ cần các "khung" khác nhau để gắn các ổ cắm ống trên đó, nhưng vì ống nixie của Tesla và RFT sử dụng cùng một ổ cắm, nên thiết kế khung bao gồm có thể được sử dụng cho cả hai, nhưng bạn sẽ cần phải sửa đổi nó cho IN-4.

Khi lắp ráp đồng hồ, bạn sẽ cần phải dán các giá đỡ hex bằng epoxy tại các khu vực được đánh dấu trên hình. Nếu bạn không làm như vậy, sau khi đồng hồ được lắp ráp và bạn cần phải tháo nó ra vì bất kỳ lý do gì, bạn sẽ không thể làm như vậy - bế tắc sẽ tháo ra và bạn sẽ không thể tách các tấm ra khỏi nhau.

Đứng.

Nó được cắt từ cùng một loại gỗ làm mặt trước và mặt sau của đồng hồ. Một miếng gỗ nhỏ có một mặt phẳng được chà nhám ở góc khoảng 30 độ, vì vậy nó tạo cho đồng hồ nhìn nghiêng. Hình ảnh với bản lề đến từ nguyên mẫu phát triển - tôi đã sử dụng nó để xác định góc nhìn tốt nhất cho nixies, khoảng 30 độ. Tất nhiên, bạn có thể cài đặt các bản lề như vậy (tôi đã nhận được chúng từ máy tính xách tay cũ), nhưng tôi nghĩ, chúng sẽ không thêm bất kỳ mát mẻ nào cho thiết kế này.

Bảng điều khiển phía trước chèn.

Tấm chèn phía trước được cắt CNC từ tấm plexiglass màu đỏ mà tôi có được từ bộ đếm xung lực đó. Các miếng chèn bằng đồng cho nó được cắt bằng máy tiện, từ ống thấu kính của kính hiển vi. Sau khi cắt, tôi đã đánh bóng chúng một chút và phủ một lớp sơn mài nitrocellulose trước khi dán để chèn. Tôi đã làm điều này để tránh bị oxy hóa, vì theo thời gian, đồng thau sẽ sẫm màu và trông không đẹp mắt, và sẽ không thể đánh bóng được khi dán. Trên thực tế, chiếc kính hiển vi này trông rất tuyệt, bởi vì các bộ phận bằng đồng thau đã được phủ bởi lớp sơn mài, giúp bảo vệ chúng khỏi các vết đen và quá trình oxy hóa. Tôi đã sử dụng keo silicon trong suốt để dán miếng chèn vào bảng điều khiển phía trước.

Mặt sau.

Như bạn có thể thấy, phần chèn phía sau được làm từ các tấm acrylic có màu sắc khác nhau. Tôi chỉ không có đủ màu đỏ acrylic, vì vậy hãy cắt nó từ vật liệu tôi có trong tay. Bạn có thể sử dụng bất kỳ loại acrylic nào cho nó, hoặc chỉ làm cho nó bằng gỗ đơn thuần - nó ở phía sau, vì vậy sẽ không ai nhìn thấy. Với mục đích tương tự, bạn có thể sử dụng vít M3 rẻ hơn, những chiếc tôi đã sử dụng được mạ vàng và là tàn tích của dự án "audiophile-grade" trước đó.

Tôi đã đặt một ổ cắm mini 4 chân ở phía sau cho nhu cầu cập nhật phần mềm. Trong hầu hết các trường hợp, bạn sẽ không cần nó, vì vậy không cần phải cài đặt nó. Điều này có nghĩa là, bây giờ bạn có thể có nút trên đầu và sử dụng lỗ hiện có để nối dây AC.

Bước 5: Biểu trưng và Bảng tên của Huấn luyện viên

Logo hướng dẫn được sản xuất CNC từ tấm đồng thau dày 0,8mm. Tôi đã thiết kế nó dựa trên ý tưởng thiết kế của những năm 60, dựa trên cái gọi là "phông chữ tủ lạnh", và một trong những nguồn cảm hứng chính của tôi là đài phát thanh "Starlite JETRA TRN-60C", mà tôi đã tìm thấy trên Pinterest. Logo được tạo theo cách sau: Tôi vẽ thiết kế trong Corel Draw, được xuất dưới dạng PDF, được nhập vào Roland Engrave Studio (phần mềm dành cho máy CNC của tôi) và gia công nó. Sau đó, tôi đánh bóng nó bằng cách sử dụng Dremel với bánh xe nỉ và hợp chất đánh bóng. Sau đó, tôi làm sạch nó bằng cồn và phủ sơn acrylic màu đồng FolkArt. Để khô trong một ngày, sau đó dùng móng tay cạo nhẹ sơn lên các chữ cái, để nó chỉ còn lại trong các vết cắt. Sau khi hoàn thành, tôi đã nướng nó trong lò không khí nóng ở 250C trong 1 giờ. Sơn nung chảy thành đồng thau và trở nên rắn chắc - logo đã sẵn sàng. Ban đầu, tôi muốn sử dụng sơn thủy tinh nóng chảy trên nó, nhưng nó đã không đi theo cách thích hợp - cho dù tôi cố gắng thế nào, sau khi khô nó sẽ trở nên giòn và bong tróc, như bạn có thể thấy trên bức ảnh thứ 3. Bảng tên được làm từ tấm đồng tương tự, nhưng không có công việc sơn lần này - chỉ khắc. Cả hai đều được dán vào vị trí của họ bằng cách sử dụng keo epoxy.

Bước 6: Danh sách các tệp đi kèm với bản vẽ và mạch điện

Hướng dẫn này đi kèm với các tệp bổ sung, bạn sẽ cần tải xuống và sử dụng để lắp ráp đồng hồ này. Các tệp này là:

part.pdf - chứa tất cả các phác thảo và bản vẽ cơ khí ở định dạng vector, tỷ lệ 1: 1, với các ghi chú văn bản bổ sung liên quan đến gia công và hoàn thiện.

pcb-j.webp

Circuit-j.webp

pcb.lay6 - Tệp nguồn thiết kế PCB ở định dạng Sprint Layout.

Circuit.spl7 - Sơ đồ mạch ở định dạng Splan7.

1519-12hr.hex - phần sụn hiển thị thời gian 12 giờ cho Chip PIC16F1519

1519-24hr.hex - phần sụn hiển thị thời gian 24 giờ cho Chip PIC16F1519

887-12hr.hex - phần sụn hiển thị thời gian 12 giờ cho PIC16F887 Chip887-24hr.hex - phần mềm hiển thị thời gian 24 giờ cho Chip PIC16F887

pcb.gbr - Bản vẽ PCB ở định dạng chuột nhảy

sourcecode.pbp - Mã nguồn ở định dạng PicBasic Pro 3.0 cho chip PIC16F1519

sourcecode887.pbp - Mã nguồn ở định dạng PicBasic Pro 3.0 cho chip PIC16F887

pcb.drl - Bản đồ khoan lỗ PCB

stencil.bmp - Hình ảnh PCB, được phản chiếu và xoay, không có dấu vết thừa, vì vậy bạn có thể in và chuyển nó bằng công nghệ truyền laser.

Bước 7: Các từ cuối cùng, Changelog, Tỷ lệ cược và Kết quả

Chúng tôi hy vọng bạn sẽ thích đồng hồ nixie của chúng tôi, chúng tôi đã mất hơn 4 tháng để thiết kế, lập trình và chế tạo nó. Ngoài ra, chúng tôi muốn cảm ơn cộng đồng tại www.picbasic.co.uk - nếu không có sự giúp đỡ của các bạn, dự án này sẽ không thể thực hiện được!

Vui lòng cho chúng tôi biết ý kiến và đề xuất của bạn, điều này rất quan trọng đối với chúng tôi. Hãy vui vẻ và năng động!

29.03.2019 - Thiết kế PCB đã được cập nhật, loại bỏ các lỗ không cần thiết và điều chỉnh khoảng cách để có thiết kế thân thiện với máy khắc hơn. PCB bố trí mới được sản xuất và thử nghiệm.

04.04.2019 - Đã sửa lỗi nhỏ trong phần sụn, khiến đồng hồ đôi khi không "đánh dấu" sau khi bạn đặt thời gian (nó sẽ "đánh dấu" nếu bạn đặt lại thời gian, nhưng bản cập nhật này đã sửa lỗi đó).

15.04.2019 - Hiện đã có phần mềm cơ sở cho chip PIC16F887 cùng với mã nguồn. Bản vẽ PCB được cập nhật, văn bản hướng dẫn được cập nhật và một số lỗi ít quan trọng hơn trong mô tả đã được sửa chữa.

25.04.2019 - Đã sửa lỗi ở chế độ hiển thị 12 giờ, khi các chữ số bị tắt.

Tôi đang thêm nhiều hình ảnh ở đây, hiển thị một số tỷ lệ cược, ý tưởng thiết kế trung gian và nguyên mẫu - có thể bạn cũng sẽ nhận được một số cảm hứng từ chúng.