Jam Tangan Nixietube: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Tahun lalu saya terinspirasi oleh jam Nixitube. Saya pikir penampilan Nixietubes sangat bagus. Saya berpikir untuk menerapkan ini dalam jam tangan bergaya dengan fungsionalitas cerdas.

Langkah 1: Prototipe Empat Tabung

Saya mulai dengan membuat skema elektronik untuk jam tangan empat tabung. Menjadi mahasiswa elektronik saya mengembangkan elektronik selama beberapa bulan.

Pertama power supply harus dirancang. Saya mulai dengan membeli catu daya mode sakelar 170V premade dari web karena saya tidak tahu bagaimana merancang catu daya yang dapat mengubah 4.2V DC dari baterai menjadi 170V DC untuk tabung. PSU yang dibuat sebelumnya adalah 86% efisien.

Setelah menerima catu daya, saya mulai meneliti cara mengontrol Nixietube. Nixietubes yang saya dapatkan di mana tabung Anoda umum yang berarti bahwa ketika Anda menempatkan 170V DC pada Anoda dan GND pada katoda tabung akan bersinar. Untuk membatasi arus yang mengalir melalui tabung resistor harus ditempatkan di depan anoda. Menyebabkan arus dibatasi hingga 1mA per tabung. Untuk mengontrol angka yang berbeda. Saya menggunakan register geser tegangan tinggi. IC ini dapat dikontrol oleh mikrokontroler apa pun.

Karena saya penggemar berat IoT (Internet of Things). Saya memutuskan untuk mengambil modul ESP32 dan ingin mendapatkan waktu saat ini dari internet melalui WiFi. Akhirnya saya menyinkronkan RTC (jam waktu nyata) dengan waktu internet. Memungkinkan saya untuk menghemat energi dan selalu memiliki waktu yang tersedia bahkan tanpa akses internet.

Saya Memikirkan cara untuk memeriksa waktu dan datang dengan menggunakan Accelerometer yang saya gunakan untuk melacak pergerakan pergelangan tangan saya. Ketika saya memutar pergelangan tangan saya sehingga saya bisa membaca waktu. Arloji akan memicu dan menunjukkannya kepada saya.

Saya juga menerapkan tiga tombol yang diaktifkan dengan sentuhan sehingga saya dapat membuat menu sederhana di mana saya dapat mengatur fungsi yang berbeda.

Dua LED RGB harus memberikan cahaya belakang yang bagus ke tabung.

Saya juga memikirkan cara untuk mengisi baterai. Oleh karena itu saya datang dengan mengisinya dengan menggunakan modul pengisi daya QI nirkabel. Modul ini memberi saya output 5V. Modul ini terhubung ke sirkuit pengisian daya yang memungkinkan saya untuk mengisi baterai kecil 300 mAh.

Ketika desain elektronik sudah siap dan semua sub sirkuit diuji, saya mulai mendesain PCB (Printed Circuit Board). Saya sedang membuat maket dengan kertas dan bagian-bagiannya (gambar 1). Mengukur lebar, tinggi, dan panjang setiap komponen adalah proses yang melelahkan. Setelah berminggu-minggu merancang dan meletakkan PCB, mereka dipesan dan dikirimkan kepada saya. (gambar 2).

Selama setiap langkah saya telah membuat program uji untuk setiap bagian jam tangan. Dengan cara ini perangkat lunak akhir dapat dengan mudah disalin bersama.

Penyolderan setiap komponen dapat dimulai dan membutuhkan waktu sekitar satu hari.

Menguji dan menyatukan seluruh arloji (Gambar 3, 4, 5, 6, 7) Berhasil.

Saya mencetak 3D kasing untuk arloji dan akhirnya menemukan arloji itu terlalu besar. Jadi saya memutuskan untuk membuat yang baru dan membuat prototipe jam tangan empat tabung.

Langkah 2: Desain Baru

Menemukan arloji empat tabung terlalu besar, saya mulai mengecilkan desain elektronik. Pertama dengan hanya menggunakan dua tabung, bukan empat. Kedua dengan menggunakan komponen yang lebih kecil dan membuat konverter boost 170V saya sendiri dari awal. Menerapkan sendiri ESP32 MCU (Micro Controller Unit) alih-alih menggunakan modul juga membuat desain jauh lebih kecil.

Menggunakan perangkat lunak komputer desain 3D (Gambar 1) Saya mendesain casing dan memasang semua komponen kelistrikan dengan rapi di dalamnya. Dengan membagi elektronik menjadi tiga papan, saya dapat menggunakan ruang di dalam casing dengan lebih efisien.

Elektronik baru di mana dirancang:

-Memilih Accelerometer baru yang lebih hemat daya.

-Mengubah tombol sentuh untuk sakelar multi posisi.

-Menggunakan sirkuit pengisian baru.

-Mengubah pengisian nirkabel untuk pengisian USB karena saya menginginkan rumah Aluminium.

-Menggunakan prosesor daya rendah untuk lebih menghemat daya.

-Memilih LED latar belakang baru.

-Menggunakan IC pengukur baterai untuk melacak level baterai.

Langkah 3: Merakit Elektronik

Setelah berbulan-bulan merancang jam tangan baru itu, jam itu juga bisa dirakit. Saya menggunakan beberapa alat yang tersedia di sekolah saya untuk menyolder IC Tiny pitched (Gambar 4). Ini memakan waktu beberapa hari karena saya mengalami beberapa masalah tetapi akhirnya elektronik saya berfungsi (Gambar 5).

Langkah 4: Merancang Kasing

Saya merancang kasing secara paralel dengan merancang elektronik. Setiap kali memeriksa perangkat lunak komputer 3D jika setiap komponen akan cocok. Sebelum CNC (Computer Numerical Control) menggiling kasing, prototipe cetak 3D dibuat untuk memastikan semuanya cocok. (Gambar 1, 2)

Setelah desain kasus selesai dan elektronik bekerja, saya memulai penelitian tentang bagaimana mesin CNC harus diprogram (Gambar 3). Seorang teman saya yang memiliki pengetahuan tentang penggilingan CNC membantu saya memprogram mesin CNC. Jadi penggilingan bisa dimulai. (Gambar 4)

Setelah penggilingan selesai, saya menyelesaikan kasing dengan mengebor lubang dan memoles kasing. Semuanya pas pertama kali dengan benar. (Gambar 5, 6, 7)

Saya telah merancang kait untuk jendela akrilik. Tapi gerendelnya terlepas secara tidak sengaja. Menggunakan pemotong laser saya memotong jendela dari akrilik yang direkatkan ke bagian atas arloji (Gambar 9).

Langkah 5: Perangkat Lunak dan Aplikasi

Pengontrol pada jam tangan pada dasarnya tidur sepanjang waktu untuk menghemat daya. Prosesor berdaya rendah membaca akselerometer setiap beberapa milidetik untuk memeriksa apakah pergelangan tangan saya diputar. Hanya ketika dihidupkan itu akan membangunkan prosesor utama dan mendapatkan waktu dari RTC dan akan menampilkan jam dan menit secara singkat pada tabung.

Prosesor utama juga memeriksa proses pengisian, memeriksa koneksi Bluetooth yang masuk, memeriksa status tombol input dan bereaksi sesuai.

Jika pengguna tidak berinteraksi dengan arloji lebih jauh, prosesor utama akan tidur lagi.

Sebagai bagian dari studi saya, kami harus membuat aplikasi. Jadi saya berpikir untuk membuat aplikasi untuk jam tangan nixie. Aplikasi ini ditulis dalam xamarin dari bahasa Microsoft C#.

Sayangnya saya harus membuat aplikasi dalam bahasa belanda. Tapi pada dasarnya ada tab koneksi yang menunjukkan jam tangan nixie yang ditemukan (Gambar 1). Setelah itu pengaturan dari jam tangan diunduh. Pengaturan ini disimpan di jam tangan. Tab untuk menyinkronkan waktu secara manual atau otomatis dengan mendapatkan waktu dari smartphone Anda (Gambar 2). Tab untuk mengubah pengaturan jam tangan (gambar 5). Dan yang tak kalah pentingnya adalah tab status yang menunjukkan status baterai. (Gambar 6)

Langkah 6: Fitur dan Kesan

Fitur jam tangan:

- Dua tabung nixie kecil tipe z5900m.

- Jam waktu nyata yang akurat.

- Perhitungan menunjukkan bahwa waktu siaga 350 jam mudah dicapai.

- Bluetooth untuk mengontrol pengaturan dan pengaturan waktu jam tangan serta melihat status baterai.

- Beberapa pengaturan Bluetooth meliputi: Animasi Nyala/Mati, Pemicu manual atau akselerometer tabung, Nyala/Mati yang dipimpin latar belakang. Tombol yang dapat diprogram untuk melihat persentase suhu baterai.

- Akselerometer untuk memicu tabung saat pergelangan tangan diputar

- Baterai 300mAh.

- RGB dipimpin untuk berbagai tujuan.

- IC pengukur gas baterai untuk memantau kondisi baterai secara akurat.

- micro USB untuk pengisian baterai.

- Satu tombol multi arah untuk memicu, koneksi Bluetooth dan tombol yang dapat diprogram untuk membaca suhu atau status baterai, Mengatur waktu secara manual.

- Perumahan giling CNC dari Aluminium.

- Jendela akrilik untuk perlindungan

- Aplikasi telepon Bluetooth.

- Sinkronisasi waktu opsional melalui WiFi.

- Motor Getaran opsional untuk menunjukkan notifikasi ponsel cerdas seperti Whatsapp, Facebook, Snapchat, SMS…

- Pertama jam kemudian menit ditampilkan.

Perangkat lunak untuk MCU pada jam tangan ditulis dalam C++, C dan assembler.

Perangkat lunak untuk aplikasi ini ditulis dalam xamarin C#.

Hadiah Pertama dalam Kontes Wearables