Faux Nixie Röhrenuhr - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

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Über: Ich bin Student an der ASU und studiere Robotik und Filmproduktion. Ich liebe es, Dinge zu machen und Musik aufzuführen. Ich arbeite immer an mehreren Projekten gleichzeitig. Mehr über Zachary Goode »

Ich liebe Retro-Technik. Es macht so viel Spaß, mit älteren Technologien zu spielen, da sie normalerweise größer und ästhetischer sind als moderne Äquivalente. Das einzige Problem mit alten Technologien wie Nixie-Röhren ist, dass sie selten, teuer und im Allgemeinen schwer zu handhaben sind. Da die Bibliothek in meiner Nähe gerade einen Laserschneider für die Öffentlichkeit bekommen hat, wusste ich, dass ich ein Projekt machen musste, um zu lernen, wie man ihn benutzt. Was gibt es Schöneres, als meine Leidenschaft für alte Technik mit Lasern zu verbinden. Diese LED "Nixie" -Röhren sind viel billiger, weniger gefährlich und können über USB mit Strom versorgt werden.

Die Vorlage, die ich für mein PCB verwendet habe, wurde von Connor Nishijima auf github (https://github.com/connornishijima/lixie-arduino) bereitgestellt. Meine ursprüngliche Inspiration dafür war die Version von Make (https://makezine.com/projects.). /led-nixie-display/), aber die Leiterplatte von Connor war viel billiger in der Herstellung, da die Leiterplatten kleiner sind.

Schritt 1: Materialien und Werkzeuge

Materialien:

Elektronik:

• Arduino Nano
• 10K Widerstand
• Druckknopf
• Kippschalter
• WS2812B LEDs
• Sonstiges Kabel
• Mini-USB-Kabel
• USB-B-Extender (üblicherweise für 3D-Drucker verwendet)
• Knopfzellenbatterie
• DS3231 RTC-Modul

Sonstiges:

• 3mm Sperrholz
• 1/16" Acryl
• M3 Schrauben und Muttern

Werkzeuge:

• Laserschneider
• Schleifpapier (220er Körnung)
• Mausschleifer
• Inbusschlüssel
• Allzweckmesser
• Sekundenkleber
• Löt-Reflow-Ofen (Ein Toaster funktioniert auch)
• Kabelschneider
• Lötkolben
• 60/40 Bleilot
• Spritze und Tipps
• Lötpaste
• Heißkleber und Kleber Dun

Schritt 2: Laserschneiden

Schneiden Sie die Teile des Rahmens mit den von mir bereitgestellten SVG-Dateien (oder Fusion360-Dateien) aus.

Die Teile mit Text haben eine separate SVG-Datei, die den Text enthält. Diese Stücke sind 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, Hinten, Unten, Oben.

Du wirst brauchen:

• 4 x 0 (Acryl)
• 4 x 1 (Acryl)
• 4 x 2 (Acryl)
• 4 x 3 (Acryl)
• 4 x 4 (Acryl)
• 4 x 5 (Acryl)
• 4 x 6 (Acryl)
• 4 x 7 (Acryl)
• 4 x 8 (Acryl)
• 4 x 9 (Acryl)
• 1 x Rückseite (Holz)
• 1 x Boden (Holz)
• 3 x Knopf (Holz)
• 4 x Füße1 (Holz)
• 4 x Füße2 (Holz)
• 1 x Front (Holz)
• 2 x Seite (Holz)
• 4 x Schlitz (Holz)
• 1 x Distanzstück (Holz)
• 2 x obere Abdeckung (Holz)
• 2 x Top Slot (Holz)
• 1 x Top (Holz)

Dabei habe ich die Glowforge bei meinem lokalen Makerspace verwendet, aber jeder Laserschneider funktioniert (Duh!). Wenn Sie eine Glowforge verwenden, sind dies die Einstellungen, die für mich funktioniert haben. Mit dem Holz habe ich 250 Geschwindigkeit, 100 Kraft und 2 Durchgänge verwendet (für die empfindlicheren Stücke möchten Sie vielleicht weniger Kraft und langsamer verwenden). Zum Schneiden des Acryls habe ich 200 Geschwindigkeit, 100 Leistung und 1 Durchgang verwendet. Zum Gravieren des Holzes habe ich 250 Geschwindigkeit, 10 Leistung und 1 Durchgang verwendet. Zum Gravieren des Acryls habe ich 500 Geschwindigkeit, 50 Leistung und 1 Durchgang verwendet. Ich empfehle, mit den Einstellungen herumzuspielen und herauszufinden, was für Sie am besten funktioniert, bevor Sie alle Teile ausschneiden.

Ziehen Sie die Schutzschicht nicht vom Acryl ab, sondern lassen Sie sie bis zu einem späteren Schritt darauf.

Schritt 3: Erstellen der Ziffern

Bestellen oder erstellen Sie die Leiterplatten für die Ziffern mit den von mir bereitgestellten Gerber- oder Eagle-Dateien. Ich habe die von Connor Nishijima entwickelten PCB-Dateien als Basis verwendet, die einzigen Änderungen, die ich vorgenommen habe, bestanden darin, die 5V-Leitung hinzuzufügen (da die Originaldateien aus irgendeinem Grund keine 5V-Leitung haben) und den Siebdruck ein wenig zu ändern. Tragen Sie entweder eine mit Lötpaste gefüllte Spritze (die von mir gewählte Methode) oder eine Schablone und ein Spreizwerkzeug auf die Pads auf den Leiterplatten auf. Beim Auftragen der Lotpaste reicht ein wenig Auftragen, Sie brauchen nur gerade genug, um die Pads zu beschichten. Sie müssen vier davon machen, und es könnte eine gute Idee sein, ein Extra zu machen, um es zu testen oder für den Fall, dass eines davon kaputt geht. Platzieren Sie die WS2812B LEDs vorsichtig auf den Pads und achten Sie dabei auf die Ausrichtung der LEDs. Sie müssen nicht perfekt sein, da sie beim Kochen durch die Oberflächenspannung des Lots gerade werden. Es ist sehr schwierig, eine LED zu entfernen, wenn sie falsch angebracht ist (ich habe dies auf meiner ersten Platine gemacht und fast eine halbe Stunde damit verbracht, sie zu reparieren, ohne etwas zu zerstören. Nachdem Sie alle LEDs auf der Platine platziert haben, legen Sie sie in die Reflow-Ofen, oder in meinem Fall einen Toaster, und schalten Sie ihn dann ein, NACHDEM die Bretter hineingelegt wurden. Behalten Sie den Ofen beim Kochen genau im Auge, Sie möchten 220 Grad Celsius nicht überschreiten, oder Sie fangen an, den Ofen zu beschädigen Platinen. Das Lot sollte bei etwa 200 Grad Celsius zu schmelzen beginnen. Wenn die Lötstellen geschmolzen sind, schalten Sie den Ofen aus und warten Sie, bis er abgekühlt ist. Versuchen Sie nicht, die Platinen zu entfernen, bevor sie abgekühlt sind, wenn Sie dies nicht tun Die LEDs bewegen sich und die Platine wird ruiniert. Nachdem sie fertig sind, empfehle ich, sie an ein Arduino anzuschließen und einen der NeoPixel-Beispielcodes zu verwenden, um zu überprüfen, ob die Platinen tatsächlich funktionieren.

Schritt 4: Programmierung des Arduino

Schließen Sie den Arduino Nano an Ihren Computer an und öffnen Sie die Arduino-Umgebung. Öffnen Sie die Skizze und laden Sie den Code hoch. Stellen Sie sicher, dass Sie das richtige Board und den richtigen COM-Port ausgewählt haben. Wenn Sie jemals die Firmware der Uhr aktualisieren müssen, können Sie dies über das USB-Verlängerungskabel tun, ohne es zu zerlegen.

Um sicherzustellen, dass Sie den aktuellsten Code verwenden, überprüfen Sie meinen Github hier:

Schritt 5: Elektronik

Verbinden Sie alle Drähte mit dem Arduino Nano, wie im Fritzing-Diagramm gezeigt. Überprüfen Sie alle Kabel, bevor Sie das Gerät an die Stromversorgung anschließen. Das Reparieren eines verbrannten Nixie-Displays ist sehr schwierig und ärgerlich.

Bei der Montage der Kippschalter müssen Sie etwa einen Millimeter von der Oberseite abschleifen (die Seite, die der Platine zugewandt ist, aus der die Nixies bestehen). Dies dient dazu, dass sie richtig passen, ohne die Leiterplatte zu beeinträchtigen.

Außerdem müssen Sie das USB-B-Kabel und das Mini-B-Kabel zusammenspleißen. Dies dient zwei Zwecken, einem, um die Uhr mit Strom zu versorgen, und zwei, um Ihnen USB-Zugriff zu geben, um sie ohne Demontage neu zu programmieren oder zu aktualisieren.

DS3231 Pinbelegung

• SCL - A5
• SDA - A4

Lixie Pinbelegung

DIN - 7

Tasten

• Stunde - 9
• Minute - 8
• Farbe - 10

Schalter

• Sommerzeit - 11
• Zeiteinstellung - 12
• 24 Stunden - 13

Schritt 6: Endmontage

Nachdem die gesamte Elektronik getestet wurde und funktioniert und die Drähte gereinigt wurden, bereiten Sie sich darauf vor, die Box zu schließen. Kleben oder kleben Sie Arduino und RTC so, dass sie nicht einen der Bolzen oder andere Drähte berühren. Stellen Sie sicher, dass alles, was eingesteckt werden soll, eingesteckt ist. Super Kleben Sie die Box zu und setzen Sie das untere Stück zuletzt auf. Stecken Sie nach dem Schließen des Kartons die Fußteile in ihre Schlitze an der Unterseite.

An dieser Stelle müssen Sie sorgfältige Vorkehrungen treffen, um das Acryl sauber zu halten. Bevor Sie den schützenden Kunststoff abziehen, empfehle ich, Gummihandschuhe zu verwenden, um zu verhindern, dass Ihre Hautfette auf die Finger gelangen. Ziehen Sie den Plastikschutz ab und fügen Sie die Zahlen in dieser Reihenfolge (von vorne nach hinten) in die Schlitze ein: 3, 8, 9, 4, 0, 5, 7, 2, 6, 1. Nachdem die Ziffern platziert sind, setzen Sie die oberes Schlitzstück auf jeder Seite, um die Acrylnummer ausgerichtet zu halten, und dann das obere Stück aufkleben, um die Uhr zu beenden. An diesem Punkt sind Sie mit der Montage fertig und können mit der Einrichtung der Uhr beginnen.

Schritt 7: So verwenden Sie es

• So stellen Sie die Uhrzeit ein: Stellen Sie den Set-Schalter auf ON (stellen Sie sicher, dass DST oder Sommerzeit richtig eingestellt ist) und drücken Sie die Stunden- und Minutentasten, um die Uhrzeit zu ändern. Nachdem die Zeit eingestellt ist, schalten Sie den Set-Schalter auf OFF und es sollte richtig funktionieren.
• Um die Farbe/das Muster in den Ziffern zu ändern: Drücken Sie die Taste mit der Bezeichnung color
• So schalten Sie den Sommerzeitmodus ein oder aus: Schalten Sie den Schalter auf der Rückseite mit der Bezeichnung DST. um
• Um in den 24-Stunden-Modus zu wechseln: Schalten Sie den Schalter auf der Rückseite mit der Beschriftung 24HR. um

Aufgrund der verwendeten Echtzeituhr sollten Sie nur die Uhrzeit einstellen müssen, wenn entweder der Akku leer ist oder wenn Sie ihn zum ersten Mal einstecken.

Zweiter Preis beim Faux-Real-Wettbewerb