ساعت 6 رقمی نیکسی / تایمر / دماسنج: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این پروژه در مورد یک ساعت دقیق 6 رقمی با لوله های NIXIE است.

با یک کلید انتخاب کننده می توانید بین حالت TIME (و تاریخ) ، حالت TIMER (با دقت 0.01 ثانیه) و حالت دماسنج انتخاب کنید.

یک ماژول RTC تاریخ و زمان را با باتری داخلی نگه می دارد.

یک سنسور PIR برای خاموش کردن صفحه نمایش هنگامی که هیچ کس چند ساعت جلوتر از ساعت حرکت نمی کند ، ارائه شده است.

لطفاً توجه داشته باشید که برای این پروژه شما باید حداقل تا متوسط مهارت های الکترونیکی داشته باشید.

سلب مسئولیت/ هشدار:

این مدار ولتاژ بالایی تولید می کند که می تواند باعث برق گرفتگی و یا آسیب به تجهیزات شود.

تدارکات

قطعات الکترونیکی:

1. لوله های نیکسی (6)
2. 74141 یا 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. ماژول RTC DS 3231 (1)
7. LM35 (1)
8. تنظیم کننده 7805 (1)
9. MPSA42 ترانزیستور (6)
10. MPSA92 ترانزیستور (6)
11. ماسفت IRF740 (1)
12. ماسفت IRF540 (1)
13. BC547 ترانزیستور (1)
14. 22 K مقاومت (12)
15. 10 K مقاومت (7)
16. مقاومت 1 م (7)
17. مقاومت 100 K (1)
18. مقاومت 1 K (1)
19. 2.2 K مقاومت (1)
20. مقاومت 220 K (1)
21. پتانسیومتر 1 K (1)
22. دیود UF4004 (1)
23. سلف 100 uH 1A (1)
24. 4.7uF 200 ولت خازن (1)
25. 10uF 25 ولت خازن (1)
26. خازن 220 ولت 25 ولت (1)
27. خازن 100nF (1)
28. خازن 100pF (1)
29. خازن 2.2nF (1)
30. کلید روشن/خاموش (1)
31. سوئیچ انتخابگر 3 حالته (1)
32. دکمه فشاری (4)
33. جک Adptor (1)
34. آداپتور دیواری 9 ولت (1)
35. PCB چند منظوره ، سرآیند پین و … در صورت نیاز

مرحله 1: درباره لوله های نیکسی

لوله های نیکسی تا قبل از اختراع هفت قسمت نمایشگر استاندارد اعداد بودند. آنها در اصل لوله های نئون خلاء هستند و هر رقم یک کاتد لوله است که با اتصال ولتاژ بالا می درخشد.

آنها بسیار زیبا به نظر می رسند ، اما متأسفانه این روزها به سختی می توان آنها را پیدا کرد. اگرچه آنها هنوز در فروشگاه های آنلاین مانند ebay و غیره موجود هستند.

من 12 دستگاه نیکسی زیبا را از ماشین حساب قدیمی که کار نمی کرد ، پاک کردم. در بیشتر موارد ، نمایشگر ماشین حساب قسمتی نیست که آسیب دیده باشد:)

در مورد من ، پین های فلزی به شدت خورده شده و برخی از آنها از نقطه اتصال به شیشه جدا شده اند! من یک سیم را به نقطه لحیم کردم و آن را با چسب سیانو اکریلات (1 ، 2 ، 3) ثابت کردم.

لوله های نیکسی من NEC LD955A بودند. می توانید از هر لوله نیکسی که پیدا کرده اید استفاده کنید و مشخصات الکتریکی آن تقریباً مشابه است. می توانید با جستجوی شماره لوله در اینترنت ، pinout را پیدا کنید ، یا می توانید پین ها را با استفاده از DC 180 ولت روی پین ها پیدا کنید. پین معمولی ، (آنود) باید به +180 ولت متصل شود و هر پین دیگر از طریق مقاومت 2.2K به زمین متصل می شود. شماره پین و رقم مربوطه که نمایش داده می شود را بنویسید.

من PCB طراحی نکردم ، زیرا قصد داشتم نمونه اولیه آن را بسازم. علاوه بر این ، من نمی توانم رد پای لوله های نیکسی را پیدا کنم. بنابراین من از برد چند منظوره استفاده کردم. در صورت تمایل می توانید PCB طراحی کنید.

مرحله 2: توضیحات کلی

لوله های نیکسی چند منظوره هستند تا پین های مورد نیاز برای عملکرد 6 رقمی را کاهش دهند. IC 74141 (یا 7441) یک مبدل BCD به اعشاری است که قادر به کنترل ولتاژ بالا است. یکی 74141 به اندازه کافی ، زیرا لوله ها چند برابر می شوند. این آی سی کاتدها را هدایت می کند.

برای رانندگی آند ، از دو ترانزیستور ولتاژ بالا در هر رقم استفاده کردم (بدیهی است که آردوینو نمی تواند 180 ولت را کنترل کند!)

برای نگه داشتن زمان در صورت قطع برق ، از ماژول RTC (ساعت واقعی) استفاده کردم که از باتری لیتیوم 3 ولت استفاده می کند. این زمان و تاریخ را به طور دقیق در مدت زمان طولانی ، شاید بیش از 1 سال نگه می دارد.

برای سنسور PIR ، از یک ماژول کوچک (SR505) استفاده کردم. متأسفانه این ماژول سیگنال خروجی را فقط 8 ثانیه نگه می دارد که به نظر من کافی نیست. من ترجیح دادم این زمان حدود 2-3 دقیقه باشد. ماژول های PIR که تاخیر زمانی قابل تنظیم دارند ، بزرگتر هستند و در طراحی جمع و جور من جا نمی شوند. بنابراین من یک مولتی ویبراتور یکپارچه (CD4098) را برای افزایش تاخیر زمانی اضافه کردم.

ژنراتور ولتاژ بالا از یک اسیلاتور 555 و یک ترانزیستور MOSFET استفاده می کند.

مرحله 3: یادداشت های مونتاژ

1) مدار ولتاژ بالا را مونتاژ کرده و ولتاژ را با پتانسیومتر در 170-180 ولت تنظیم کنید.

2) لوله های نیکسی را آزمایش کرده و محل اتصال آنها را پیدا کنید. (+180 ولت با مقاومت 22k به صورت سری به آند ، پایه های دیگر را یکی یکی وصل کنید)

3) پین های مشابه لوله ها را برای مالتی پلکس به یکدیگر وصل کنید (بجز آند).

4) سیم کشی را با اعمال ولتاژ بالا به هر آند و کاتد آزمایش کنید.

5) مونتاژ ترانزیستورهای فشار قوی و IC 74141.

6) مدار را با اعمال سطوح منطقی بالا یا پایین (0 و +5 ولت) به ورودی های 74141 و پایه ترانزیستورهای MPSA42 آزمایش کنید ، هر رقم لوله مربوطه باید بدرخشد.

7) Arduino pro mini را برنامه ریزی کنید.

همانطور که می دانید ، Arduino pro mini برای اتصال به کامپیوتر نیاز به رابط خاصی دارد. می توانید دستورالعمل های مناسب را در اینترنت پیدا کنید.

8) آردوینو را وصل کنید. وقتی ثابت شد که لوله ها به درستی کار می کنند ، می توانید ماژول RTC ، سنسور دما LM35 ، سنسور PIR و کلیدها ، دکمه های فشار و غیره را اضافه کنید.

من لوله های نیکسی را در سه گروه دوتایی (برای ساعت ها ، دقیقه ها و ثانیه ها) نصب کردم ، بنابراین نیازی به افزودن لامپ جدا کننده نبود.

سعی کنید لوله های روی کشتی را با دقت تراز کنید تا ظاهری زیبا داشته باشید. می توانید لوله ها را کج کنید تا زاویه دید خوبی داشته باشید.

مرحله 4: راهنمای کاربر

1) حالت TIME: در عملکرد عادی ، زمان نمایش داده می شود. اگر کسی جلوی ساعت حضور نداشته باشد (و حرکت نکند) ، لامپها پس از حدود 2 دقیقه خاموش می شوند تا عمر لوله ها افزایش یابد.

با روشن کردن کلید SW1 ، می توانید سنسور PIR را دور بزنید تا لوله ها برای همیشه روشن بمانند.

در حالت TIME ، تاریخ را می توان با فشار دادن دکمه "تاریخ" نمایش داد.

2) حالت تایمر: اگر کلید انتخاب کننده در حالت تایمر باشد ، ابتدا باید دکمه "تاریخ" را فشار دهید تا تایمر تنظیم مجدد شود. این دکمه همچنین برای شروع/توقف تایمر عمل می کند.

3) حالت دماسنج: حالت دماسنج را می توان با کلید انتخابگر انتخاب کرد. در این حالت دمای محیط برحسب درجه سانتیگراد نمایش داده می شود. در لوله های میانی درجه و لوله بعدی در سمت راست یک دهم درجه را نشان می دهد. از آنجا که رقم در گروه های دو نفره جمع می شود ، نیازی به نقطه اعشار نیست. سایر ارقام در حالت دماسنج خاموش باقی می مانند.

(اگر می خواهید درجه حرارت به درجه فارنهایت نمایش داده شود ، باید برنامه Arduino را بر این اساس تغییر دهید. می توانید قطعه برنامه برای این منظور را در اینترنت پیدا کنید.)

4) نحوه تنظیم تاریخ و زمان:

در حالت TIME ، دکمه "تنظیم ساعت" را فشار داده و نگه دارید. ساعت در هر ثانیه یک ساعت جلو می رود. تنظیم دقیقه ها دقیقاً به عنوان ساعت با فشار دادن دکمه "تنظیم حداقل" انجام می شود.

برای تنظیم ثانیه ها ، دکمه "Set Sec" را فشار داده و نگه دارید. شمارنده ثانیه شمارش را متوقف می کند. وقتی زمان موردنظر رسید ، این دکمه را رها کنید.

برای تنظیم تاریخ ، دکمه "Date" را با یک دست نگه دارید و دکمه های "Set Hour" ، "Set Min" و "Set Sec" را فشار دهید تا سال ، ماه و روز را به دلخواه تنظیم کنید.