Nog 'n ander Nixie -klok: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Ek wou nog altyd 'n nixie -horlosie hê; daar is net iets aan die gloeiende getalle wat my fassineer. Dus, toe ek 'n paar nie te duur IN12's op eBay kry nie, het ek dit gekoop, ek was verbaas toe ek dit ontvang, maar het gou agtergekom dat ek nog 'n paar dinge nodig het om 'n horlosie te maak. Aangesien ek nie regtig 'n bord kon vind wat aan my presiese spesifikasies en wense sou voldoen nie, het ek die buise in 'n laai gesit en dit alles vergeet.

Voer JLC PCB in met ongelooflike lae pryse, ek het uiteindelik besluit om my eie te maak.

Voorrade

6x IN12 nixie -buis (ander werk moontlik, maar benodig aanpassings op die PCB)

6x SN74141 of K155ID1 BDC-tot-desimale dekodeerder

6x 1.5kOhm weerstand

4x 180kOhm weerstand

4x MPSA42 hoogspanningstransistor

4x 5 mm neonlamp (u kan ook oranje LED's gebruik, maar dit is 'n bietjie teen die gees hier)

4x 74HC595 skofregister

2x 470nF keramiek kondensator

1x LM7805 5V -reguleerder

1x Step-up HV-toevoer

1x DC vat jack

1x Wemos D1 Mini

Stap 1: Ontwerp die PCB

Aangesien ek 'n groot aanhanger is van open source sagteware, het ek KiCad EDA gebruik om die PCB te ontwerp. Ek het verskillende ontwerpe van die nixie -klok op Google ondersoek en besluit om die Russiese K155ID1 -bestuurders te gebruik in kombinasie met 74HC595 -skofregisters. Die werkwyse is die Wemos D1 mini met Wi-Fi. Aangesien ek nogal 'n goedkoop HV step up kit op eBay gevind het, het ek besluit om dit nie self op die bord te doen nie. Ek het ook die meeste komponente reeds byderhand gehad, en die ontwerp van 'n stap -omskakelaar beteken dat ek 'n paar ekstra moet koop. Miskien volgende keer.

Ek weet daar is baie moontlike verbeterings in die skematiese en in die PCB -uitleg, maar dit was die eerste keer dat ek met KiCad werk, en ek het meer gefokus op die eindproduk.

Nadat ek die skema voltooi en op 'n broodbord probeer het, het ek die printplaat begin uitlê. Dit is 'n kuns vir homself en 'n redelike breë onderwerp, so ek gaan nie te veel besonderhede hier in te voer nie. Daar is 'n paar wonderlike en diepgaande video's aanlyn.

Die hele KiCad -projek is beskikbaar op my GitHub.

Stap 2: Maak die PCB vervaardig

Nadat u u ontwerp dubbel en drie keer nagegaan het, is dit tyd om dit werklik te vervaardig. Ek het dit tuis gedoen met termiese inktoevoer en Fe3Cl, maar die proses is taamlik morsig, verg baie voorbereiding en het volgens my nogal onvoorspelbare en teenstrydige resultate. So, soos genoem, het ek gekies vir 'n professionele koshuis. JLC PCB (nie geborg nie) bied uitstekende pryse, en as u bereid is om die lang afleweringstyd te wag (of 10 keer meer betaal vir aflewering as die borde), kan u eintlik 'n professionele produk kry wat u bank nie breek nie. Die koshuis bied uitstekende stap-vir-stap instruksies oor hoe om die gerber-lêers uit te voer en op te laai, en u kan u ontwerp in die aanlyn gerber-kyker weer kontroleer. Al wat u hoef te doen is om te wag totdat die PCB's vervaardig en afgelewer word. Hier is 'n goeie oorsig van die vervaardigingsproses. As u 'n eenmalige ding doen, kan u nadink oor wat u met 4 oorblywende PCB's moet doen, aangesien die minimum wat u kan bestel 5 is.

Stap 3: soldeer

Sodra die PCB's afgelewer is, is dit tyd om te soldeer, begin met die kleinste (of laagste profiel) komponente, gevolg deur die groter.

As ek iets groter as net 'n paar komponente doen, gebruik ek altyd 'n stuk materiaal, KiCad het selfs 'n goeie inprop om 'n interaktiewe stuklijst uit te voer.

Stap 4: Programmering van die ESP

Ek het die programmering in die VS -kode gedoen en probeer om die firmware redelik buigsaam te maak. Op die oomblik werk dit, maar daar is baie ruimte vir verbetering en meer funksies.

Die volledige kode is beskikbaar op github:

Stap 5: Maak 'n bylaag

Ek het aanvanklik net 'n eenvoudige boks ontwerp om 3D as 'n omhulsel te druk, maar ek hoop om 'n baie mooier houtomhulsel te maak.

Die tydelike oplossings word gewoonlik permanent …

Stap 6: Ontfout

So. Die bord is gereed, die firmware word opgelaai en dit is tyd om die mikrokontroleerder in te sluit en op die muur te sit!

Behalwe dat twee van die buise nie aangesteek het nie. Na 'n bietjie ondersoek en nadere ondersoek van die bord het ek gevind dat sommige van die pads op die skofregisters net dryf, alhoewel dit aan die grondvlak gekoppel was. Dit blyk dat ek haastig was en die lêers opgelaai het sonder om 'n laaste DRC (ontwerpreëls -kontrole) te doen na die laaste sekondêre veranderinge (Cu fill), sodat sommige gebiede eintlik gevul is, maar nie aan iets gekoppel was nie. Ek het ook vergeet om die HV -toevoerspoor reg te maak toe ek die monteergate verplaas het …

Aangesien dit net 'n paar klein regstellings was, het ek 'n bodgdraad gegryp en die drywende goed verbind.

Dit is altyd 'n goeie idee om kennis te neem van die HW -foute en dit in die PCB -ontwerp op te los, al is dit net vir toekomstige verwysing.

Tweede prys in die PCB Design Challenge