Un alt ceas Nixie: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Întotdeauna mi-am dorit un ceas nixie, există doar ceva despre acele numere strălucitoare care mă fascinează. Așa că, când am găsit niște IN12 nu prea scumpe pe eBay, le-am cumpărat, m-am minunat când le-am primit, dar am descoperit curând că, pentru a crea un ceas din ele, aș mai avea nevoie de câteva lucruri. Deoarece nu am putut găsi cu adevărat o placă care să îndeplinească specificațiile și dorințele mele exacte, am pus tuburile într-un sertar și am uitat de ele.

Intrați în JLC PCB cu prețuri incredibil de mici, în cele din urmă am decis să-mi fac propriile.

Provizii

6x tub IN12 nixie (altele ar putea funcționa, dar necesită modificări pe PCB)

6x SN74141 sau K155ID1 decodor BDC-la-zecimal

Rezistor 6x 1,5kOhm

4x rezistor 180kOhm

4x tranzistor de înaltă tensiune MPSA42

4x lampă de neon de 5 mm (puteți utiliza și LED-uri portocalii, dar acest lucru este un pic împotriva spiritului aici)

4x registru de schimbare 74HC595

2x condensator ceramic 470nF

1x regulator LM7805 5V

1x alimentare HV intensificată

1 x cric baril DC

1x Wemos D1 Mini

Pasul 1: Proiectarea PCB-ului

Deoarece sunt un mare fan al software-ului open source, am folosit KiCad EDA pentru a proiecta PCB-ul. Am explorat diverse modele de ceasuri nixie pe google și am decis să folosesc driverele rusești K155ID1 în combinație cu registrele de schimbare 74HC595. Creierul funcționării este Wemos D1 mini capabil de Wi-Fi. Deoarece am găsit un kit HV step up ieftin pe ebay, am decis să nu-l fac singur pe tablă. De asemenea, am avut majoritatea componentelor deja la îndemână și proiectarea unui convertor step-up ar însemna aprovizionarea cu câteva în plus. Poate data viitoare.

Știu că există destul de multe îmbunătățiri posibile atât în schemă, cât și în aspectul PCB, dar aceasta a fost prima dată când lucrez de fapt cu KiCad și m-am concentrat mai mult pe produsul final.

După ce am terminat schema și am încercat-o pe o placă, am început să așez PCB-ul. Aceasta este o artă pentru sine și un subiect destul de larg, așa că nu voi intra în prea multe detalii aici. Există câteva videoclipuri grozave și aprofundate online.

Întregul proiect KiCad este disponibil pe GitHub.

Pasul 2: Fabricarea PCB-ului

După verificarea dublă și triplă a designului, este timpul să îl fabricați efectiv. O făceam acasă cu transfer termic de cerneală și Fe3Cl, dar acest proces este destul de dezordonat, necesită multă pregătire și are, din experiența mea, rezultate destul de imprevizibile și inconsistente. Deci, așa cum am menționat, am optat pentru o pensiune profesională. JLC PCB (nu este sponsorizat) oferă prețuri excelente și, dacă sunteți dispus să așteptați timpul lung de expediere (sau să plătiți de 10 ori mai mult pentru transport decât plăcile), puteți obține de fapt un produs profesionist care nu vă rupe banca. Pensiunea oferă instrucțiuni pas cu pas minunate despre cum să exportați și să încărcați fișierele gerber și, înainte de a vă angaja, puteți să vă verificați din nou designul în vizualizatorul gerber online. Acum tot ce trebuie să faceți este să așteptați ca PCB-urile să fie fabricate și recuperate. Iată o recenzie frumoasă a procesului de fabricație. Dacă faceți un lucru unic, vă puteți gândi ce să faceți cu 4 PCB-uri rămase, deoarece minimul pe care îl puteți comanda este 5.

Pasul 3: lipire

Odată ce PCB-urile sunt livrate, este timpul să faceți unele lipiri, începând de la cele mai mici (sau cel mai mic profil) componente urmate de cele mai mari.

Dacă fac ceva mai mare decât câteva componente, folosesc întotdeauna o listă de materiale (BOM), KiCad are chiar și un plugin frumos pentru a exporta o BOM interactivă.

Pasul 4: Programarea ESP

Am făcut programarea în VS Code și am încercat să fac firmware-ul destul de flexibil. În acest moment funcționează, dar există mult spațiu de îmbunătățire și mai multe caracteristici.

Codul complet este disponibil pe github:

Pasul 5: Realizarea unei incinte

Inițial am proiectat doar o cutie simplă pentru a fi imprimată 3D ca o carcasă, dar sper să fac o carcasă din lemn mult mai frumoasă în viitor.

Ei bine, de obicei soluțiile temporare devin permanente …

Pasul 6: Depanare

Asa de. Placa este gata, firmware-ul este încărcat și este timpul să conectați microcontrolerul și să-l puneți pe perete!

Cu excepția faptului că două dintre tuburi nu s-au aprins. După o explorare și o inspecție mai atentă a plăcii, am constatat că unele dintre plăcuțele de pe registrele de schimbare pluteau doar deși erau conectate la planul de la sol. Se pare că mă grăbeam și că am încărcat fișierele fără să fac o ultimă DRC (Design Rules Check) după ultima secundă modificări (umplere Cu), astfel încât unele zone au fost de fapt umplute, dar nu au fost conectate la nimic. Am uitat, de asemenea, să repar urmele de alimentare HV când mișcam găurile de montare …

Ei bine, deoarece acestea au fost doar câteva remedieri minore, am luat un fir de bodge și am conectat lucrurile plutitoare.

Este întotdeauna o idee bună să luați notă de erorile HW și să le remediați în designul PCB-ului, chiar și numai pentru referințe viitoare.

Premiul II la PCB Design Challenge