NIXIE TUBE DRIVER MODULES Teil III - HV POWER SUPPLY - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Bevor wir uns mit der Vorbereitung des Arduino/Freeduino-Mikrocontrollers für den Anschluss an die in Teil I und Teil II beschriebenen Nixie-Röhren-Treibermodule befassen, können Sie dieses Netzteil so bauen, dass die von den Nixie-Röhren benötigte hohe Zündspannung bereitgestellt wird. Dieses Schaltnetzteil gibt problemlos 50 mA aus, was mehr als die meisten anderen ist, und bietet einen variablen Ausgang von 150 bis 220 VDC, wenn es von einer 9 bis 16 VDC-Quelle betrieben wird.

Schritt 1: Über die Schaltung

Eine 12-Volt-Quelle an einem Ampere treibt diese Nixie-Röhrenversorgung problemlos an. Von diesem Schaltnetzteil wird genügend Strom erzeugt, um mindestens acht der Nixie-Röhren-Treibermodule anzutreiben (ich habe 12 der Nixie-Röhren-Treibermodule von einem dieser Boards laufen lassen, das sind 24 IN-12A Nixie-Röhren!). Ein typisches Nixie-Röhren-Netzteil bietet 170 bis 250 VDC bei 10 bis 50 mA. Ein Schaltnetzteil ist wünschenswert, da es klein und sehr effizient ist. Sie können es in Ihre Uhr einbauen und es wird sich nicht aufheizen. Der Schaltplan für das Projekt stammt direkt aus dem MAX1771-Datenblatt, jedoch sind wegen des großen Spannungssprungs vom Eingang zum Ausgang das Platinenlayout und Komponenten des Typs mit niedrigem ESR kritisch.

Schritt 2: Teileliste

Im Folgenden sind die Digi-Key-Teilenummern für alle Komponenten aufgeführt: 495-1563-1-ND CAP TANT 100UF 20V 10% LESR SMD C1 490-1726-1-ND CAP CER.1UF 25V Y5V 0805 C2, C3 PCE3448CT-ND CAP 4.7 UF 450V ELECT EB SMD C4 495-1565-1-ND CAP TANT 10UF 25V 10% LESR SMD C5 PCF1412CT-ND CAP.1UF 250V STIFTFILM 2420 5% C6 277-1236-ND CONN TERM BLOCK 2POS 5MM PCB J1, J2, J3 513-1093-1-ND INDUKTORLEISTUNG 100UH 2A SMD L1 311-10.0KCCT-ND RES 10.0K OHM 1/8W 1% 0805 SMD R1 PT1.5MXCT-ND RES 1.5M OHM 1W 5% 2512 SMD R2 P50MCT-ND WIDERSTAND.050 OHM 1W 1% 2512 Rsense 3314S-3-502ECT-ND TRIMPOT 5K OHM 4MM SQ CERM SMD VR1 MAX1771CSA+-ND IC DC/DC CTRLR STEP-UP HE 8-SOIC IC1 FDPF14N30-ND MOSFET N-CHAN 300V 14A TO -220F T1 MURS340-E3/57TGICT-ND DIODE ULTRA FAST 3A 400V SMC D1

Schritt 3: Teile für die Leiterplatte vorbereiten

Diese Teile löte ich konventionell, nachdem ich alle kleineren SMD-Teile auf der Platine habe.

Schritt 4: Ofenlöten

Hier sind die kleineren Teile, die wir mit Lötpaste auf die Leiterplatte auftragen und dann in unserem Ofen rösten.

Schritt 5: Lötpaste

Komm mit dem klebrigen Zeug. Ziehe die Lötpaste aus deinem Kühlschrank und gib ihr die Möglichkeit, sich aufzuwärmen. Dann ist es nicht so steif, wenn Sie versuchen, es aus dem Rohr zu drücken. Das Beste daran ist, dass Sie nicht ganz so präzise sein müssen, wenn Ihr Board eine gute Lötmaske hat. Sobald die Paste auf den Ofen trifft, fließt sie genau dorthin, wo Sie sie haben möchten (meistens - siehe Schritt 9).

Schritt 6: Lötpastenauftrag

Machen Sie es sich bequem und halten Sie das Koffein, denn für diese Arbeit benötigen Sie ruhige Hände. Legen Sie Ihren Daumen über den Kolben und drücken Sie die Paste vorsichtig auf die Pads. Machen Sie sich nicht so viele Sorgen, wenn Sie nicht immer auf dem richtigen Weg sind. Überschüssige Paste verstopft Feinanteile, also gehen Sie einfach.

Schritt 7: Ofen vorheizen

Sobald Sie wissen, wo die Komponenten hinkommen, können Sie diese Menge Paste schnell auf eine kleine Platine auftragen. Dies ist ungefähr die richtige Menge an Paste für ein erfolgreiches Toasten. Holen Sie Ihr Aufnahmewerkzeug heraus und legen Sie die SMDs auf.

Schritt 8: Sitzkomponenten in die Paste - und Toast

Die hier verwendete Lötpaste ist bleifrei, und obwohl sie jetzt matt und trüb aussieht, warten Sie einfach, bis sie im Ofen auftaucht. Den Standard-Toaster, den ich verwende, habe ich für 20 US-Dollar bekommen. Es hat 3/8 breite Quarzheizungen über und unter dem Ofengestell. Ich kann sechs dieser Bretter gleichzeitig toasten. Hier ist die Temperaturkurve, die Sie einhalten möchten: Heizen Sie Ihren Ofen auf 200 ° F vor Platine in den Ofen und halten Sie sie 4 Minuten lang bei 200 ° F 2. Erhöhen Sie die Temperatur 2 Minuten lang auf 325 ° F 3. Halten Sie etwa 30 Sekunden lang bei 450 ° F, bis das Lötmittel auftaucht, dann warten Sie weitere 30 Sekunden 4. Tippen Sie auf Seite des Ofens, und Temperatur auf 300 ° F für 1 Minute senken 5. Abkühlen lassen, aber nicht zu schnell. Sie möchten die Komponenten nicht thermisch schockieren.

Schritt 9: Inspektion nach dem Toast

Nachdem die Platine abgekühlt ist, untersuchen Sie sie auf verschobene Teile und Lötbrücken. Sie können einige Lötperlen an Stellen sehen, an denen sie in Schwierigkeiten geraten könnten. Klopfen Sie sie vorsichtig weg und vom Brett. Äh oh. Es sieht so aus, als hätten wir zwei Lötbrücken auf der rechten Seite des 8-Pin-ICs.

Schritt 10: Lötdocht ist dein Freund

Hier findet die wirklich geschickte Arbeit statt. Fächern Sie das Ende des geflochtenen Lotdochtgewebes auf, damit es geschmolzenes Lot aufnimmt. Legen Sie es über die Lötstelle und drücken Sie es mit einem heißen Bügeleisen nach unten. Wenden Sie Hitze nicht länger als 5 bis 7 Sekunden an. Dies ist normalerweise alles, was Sie tun müssen, um die Lötbrücke zu entfernen. Wenn es beim ersten Mal nicht funktioniert, versuchen Sie vielleicht, sich dem Board aus einem anderen Blickwinkel zu nähern.

Schritt 11: Löten Sie verbleibende Komponenten auf die Leiterplatte

Ok, ziehen Sie zu Ihrer Lötstation und suchen Sie die in Schritt 3 beiseite gelegten Komponenten. Der MOSFET ist statisch empfindlich, also laufen Sie mit diesem nicht über den Teppich. Wir sind fast fertig. Die beiden Lötbrücken am Aufwärtswandler wurden mit dem Lötdocht entfernt und die Platine ist nun fertig.

Schritt 12: Anschließen der HV-Stromversorgung an die Nixie-Röhrentreibermodule

Wenn Sie dieses Hochspannungs-Nixie-Röhren-Netzteil an ein Nixie-Röhren-Treibermodul anschließen, ist hier ein einfacher Testaufbau. Beachten Sie die Markierungen neben den grünen Klemmen auf der Leiterplatte. Für Haupt-PWR-Eingangsspannungen, die dem Nixie-Röhren-Netzteil zugeführt werden und die niedriger als 15 Volt DC sind, können Sie die PWR- und Vcc-Anschlüsse miteinander verbinden. Für Haupt-PWR-Eingangsspannungen, die dem Nixie-Röhren-Netzteil zugeführt werden und die höher als 15 Volt DC sind, müssen Sie einen Regler (7812) einfügen, um 12 Volt DC an den Vcc-Anschluss zu liefern. Wenn Sie beispielsweise ein 12-Volt-Netzteil verwenden, sollten die PWR-Klemme und die Vcc-Klemme mit einem kurzen Überbrückungskabel verbunden werden. Verbinden Sie für den normalen Betrieb auch die Shdn-Klemme mit einem Überbrückungsdraht mit GND. Dadurch kann das Nixie-Röhren-Netzteil einen Ausgang erzeugen, wenn Eingangsstrom zugeführt wird.

Schritt 13: Stromeingangsstifte

Die Beschriftungen HV+ und HV- auf dem Nixie-Röhren-Netzteil entsprechen HV und gnd auf dem Nixie-Röhren-Treibermodul. Das HV-Kabel wird an Pin 1 von SV1 (gnd) angeschlossen und das HV-Kabel wird an Pin 4 von SV1 angeschlossen. Bei SV1 und SV4 sind die Pins 1, 2, 5 und 6 alle mit Masse verbunden. Nur die Pins 3 und 4 von SV1 und SV2 führen die von den Nixie-Röhren benötigte Hochspannung.

Schritt 14: Hochspannungs-Threading in den Modulen

Nachdem Sie nun die Nixie-Röhren-Treibermodule mit Strom versorgt haben, sollten Sie alle Elemente in beiden Nixie-Röhren-Ziffern leuchten sehen. Achten Sie darauf, den Hochspannungsausgang der Nixie-Röhren-Treibermodule nicht zu berühren. Hier ist potentiell genug Energie vorhanden, um einen schweren Schock zu verursachen. Wenn Nixie-Röhren-Treibermodule von links nach rechts von links nach rechts angeschlossen werden, werden sowohl Hochspannungsstrom als auch serielle Daten vom externen Mikrocontroller zu allen Platinen durchgefädelt. Um die Nixie-Röhre voll ausnutzen zu können, ist ein Mikrocontroller erforderlich Schieberegisterkette des Treibermoduls. Das Nixie-Röhren-Treibermodul ermöglicht einem Mikrocontroller (Arduino usw.) die Adressierung von zwei Nixie-Röhren-Ziffern und über diese Schieberegisterkette mehrere Paare von Nixie-Röhren-Ziffern. Ein Beispiel dafür, wie die Nixie-Röhren-Treibermodule von einem externen Mikrocontroller unterstützt werden können, finden Sie im Beispiel-Arduino-Ziffern-Treibercode. Im Film über das Nixie-Röhren-Treibermodul sind mehrere Nixie-Röhren-Treibermodule zu sehen, die zusammen arbeiten. Je nachdem, wie hell Ihre Nixie-Röhren beleuchtet werden sollen, können Sie VR1 so einstellen, dass eine Ausgabe zwischen 170 und 250 Volt DC erzeugt wird. Wenn Sie die Ausgangsleistung erhöhen, können Sie auch mehr Nixie-Röhren gleichzeitig fahren. Bleiben Sie dran für Teil IV, wo wir ein Arduino Diecimila anschließen und einige sehr lange Zahlen erstellen. Ein besonderer Dank geht an Nick de Smith. Siehe auch diese schöne Arbeit von Marc Pelletreau. Whew!