6 Digit Nixie Jam / Timer / Termometer: 4 Langkah

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

Proyek ini adalah tentang jam presisi 6 digit dengan tabung NIXIE.

Dengan sakelar pemilih yang dapat Anda pilih antara mode WAKTU (dan tanggal), mode TIMER (dengan akurasi 0,01 detik), dan mode TERMOMETER.

Modul RTC menyimpan tanggal dan waktu dengan baterai internal.

Sensor PIR disediakan untuk mematikan tampilan saat tidak ada orang yang bergerak di depan jam selama beberapa menit.

Harap dicatat bahwa, untuk proyek ini Anda harus memiliki keterampilan elektronik minimal hingga sedang.

Penafian/ PERINGATAN:

Rangkaian ini menghasilkan tegangan tinggi yang dapat menyebabkan sengatan listrik dan/atau kerusakan pada peralatan.

Perlengkapan

Komponen elektronik:

1. Tabung Nixie (6)
2. 74141 atau 7441 IC (1)
3. Arduino Pro Mini (1)
4. 555 IC (1)
5. 4098 IC (1)
6. Modul RTC DS 3231 (1)
7. LM35 (1)
8. 7805 Pengatur (1)
9. Transistor MPSA42 (6)
10. Transistor MPSA92 (6)
11. MOSFET IRF740 (1)
12. MOSFET IRF540 (1)
13. BC547 Transistor (1)
14. Resistor 22 K (12)
15. Resistor 10 K (7)
16. 1 M Resistor (7)
17. Resistor 100 K (1)
18. 1 K Resistor (1)
19. 2.2 K Resistor (1)
20. 220 K Resistor (1)
21. Potensiometer 1 K (1)
22. Dioda UF4004 (1)
23. 100 uH 1A induktor (1)
24. 4.7uF 200 Volt Kapasitor (1)
25. 10uF 25 Volt Kapasitor (1)
26. 220uF 25 Volt Kapasitor (1)
27. Kapasitor 100nF (1)
28. Kapasitor 100pF (1)
29. Kapasitor 2.2nF (1)
30. Saklar ON/OFF (1)
31. 3 sakelar pemilih status (1)
32. Tombol tekan (4)
33. Jack pengadopsi (1)
34. adaptor dinding 9 volt (1)
35. PCB serbaguna, pin header, dll. sesuai kebutuhan

Langkah 1: Tentang Tabung Nixie

Tabung Nixie adalah tampilan standar untuk angka, sebelum penemuan tujuh segmen. Mereka pada dasarnya adalah tabung vakum neon dan setiap digit adalah katoda tabung, yang bersinar pada sambungan tegangan tinggi.

Mereka terlihat sangat cantik, tetapi sayangnya, mereka sulit ditemukan akhir-akhir ini. Meskipun mereka masih tersedia di toko online seperti ebay dll.

Saya memulung 12 Nixies bagus dari kalkulator lama yang tidak berfungsi. Dalam kebanyakan kasus, tampilan kalkulator bukanlah bagian yang rusak:)

Dalam kasus saya, pin logam terkorosi parah dan beberapa di antaranya terlepas dari titik sambungan ke kaca! Saya menyolder kawat ke titik, dan memperbaikinya dengan lem cyano-acrylate (1, 2, 3).

Tabung nixie saya adalah NEC LD955A. Anda dapat menggunakan tabung nixie apa pun yang dapat Anda temukan, dan spesifikasi kelistrikannya sangat mirip. Anda dapat menemukan pinout dengan mencari nomor tabung di internet, atau Anda dapat menemukan pin dengan menerapkan 180 volt DC ke pin. Pin umum, (Anoda) harus dihubungkan ke +180 v dan masing-masing pin lainnya terhubung ke ground, melalui resistor 2.2K. Tuliskan nomor pin dan digit yang sesuai yang ditampilkan.

Saya tidak mendesain PCB, karena saya bermaksud membuat prototipe. Selain itu, saya tidak dapat menemukan jejak tabung nixie. Jadi saya menggunakan papan serbaguna. Anda dapat mendesain PCB jika Anda mau.

Langkah 2: Deskripsi Skema

Tabung nixie dimultipleks, untuk mengurangi pin yang diperlukan untuk pengoperasian 6 digit. IC 74141 (atau 7441) adalah konverter BCD-ke-desimal yang mampu menangani tegangan tinggi. Satu 74141 cukup, karena tabungnya dimultipleks. IC ini menggerakkan katoda.

Untuk menggerakkan anoda, saya menggunakan dua transistor tegangan tinggi per digit (jelas Arduino tidak dapat menangani 180 volt!)

Untuk menahan waktu jika terjadi pemutusan listrik, saya menggunakan modul RTC (jam waktu nyata) yang menggunakan baterai lithium 3V. Ini akan menyimpan waktu dan tanggal dengan sangat tepat dalam waktu yang lama, mungkin lebih dari 1 tahun.

Untuk sensor PIR, saya menggunakan modul kecil (SR505). Sayangnya, modul ini menahan sinyal output hanya selama 8 detik, yang menurut saya tidak cukup. Saya lebih suka waktu ini sekitar 2-3 menit. Modul PIR yang memiliki waktu tunda yang dapat disesuaikan, lebih besar dan tidak sesuai dengan desain ringkas saya. Jadi saya menambahkan multivibrator monostable (CD4098) untuk memperpanjang waktu tunda.

Generator tegangan tinggi menggunakan osilator 555 dan transistor MOSFET.

Langkah 3: Catatan Perakitan

1) Merakit rangkaian tegangan tinggi dan mengatur tegangan pada 170-180 Volt dengan potensiometer.

2) Uji tabung nixie dan temukan pinout-nya. (+180 V dengan resistor 22k secara seri ke anoda, menghubungkan pin lainnya satu per satu)

3) Hubungkan pin yang sama dari tabung bersama-sama (kecuali anoda) untuk multiplexing.

4) Uji pengkabelan dengan menerapkan tegangan tinggi ke masing-masing anoda dan katoda.

5) Merakit transistor tegangan tinggi dan IC 74141.

6) Uji rangkaian dengan menerapkan level logika tinggi atau rendah (0 dan +5v) ke input 74141 dan basis transistor MPSA42, setiap digit tabung yang sesuai harus menyala.

7) Program Arduino pro mini.

Seperti yang Anda ketahui, Arduino pro mini membutuhkan antarmuka khusus untuk terhubung ke komputer. Anda dapat menemukan instruksi yang tepat di internet.

8) Hubungkan Arduinonya. Ketika tabung terbukti bekerja dengan benar, Anda dapat melanjutkan untuk menambahkan modul RTC, sensor suhu LM35, sensor PIR, dan sakelar, tombol tekan, dll.

Saya memasang tabung nixie dalam tiga kelompok dua (untuk jam, menit, dan detik), jadi tidak perlu menambahkan lampu pemisah.

Cobalah untuk menyelaraskan tabung di papan dengan hati-hati agar terlihat bagus. Anda dapat memiringkan tabung untuk mendapatkan sudut pandang yang baik.

Langkah 4: Panduan Pengguna

1) Mode WAKTU: Dalam operasi normal, waktu ditampilkan. Jika tidak ada orang (dan bergerak) di depan jam, lampu akan dimatikan setelah sekitar 2 menit, untuk memperpanjang umur tabung.

Dengan menyalakan sakelar SW1, Anda dapat mem-bypass sensor PIR sehingga tabung akan tetap ON secara permanen.

Dalam mode WAKTU, tanggal dapat ditampilkan dengan menekan tombol "Tanggal".

2) mode TIMER: Jika sakelar pemilih dalam mode TIMER, Anda harus menekan tombol "Tanggal" terlebih dahulu untuk mereset timer. Tombol ini juga berfungsi untuk memulai/menghentikan timer.

3) Mode TERMOMETER: Mode termometer dapat dipilih dengan sakelar pemilih. Dalam mode ini, suhu sekitar ditampilkan dalam derajat Celcius. Untuk tabung tengah akan menunjukkan derajat dan tabung berikutnya di sebelah kanan menunjukkan sepersepuluh derajat. Karena digit dirakit dalam kelompok dua, tidak perlu titik desimal. Digit lainnya tetap OFF dalam mode termometer.

(Jika Anda ingin suhu ditampilkan dalam derajat Fahrenheit, Anda harus mengubah program Arduino yang sesuai. Anda dapat menemukan bagian program untuk tujuan ini di internet.)

4) Cara mengatur tanggal dan waktu:

Dalam mode WAKTU, tekan dan tahan tombol "Atur Jam". Jam akan maju satu setiap detik. Penyesuaian menit dilakukan persis seperti jam dengan menekan tombol "Set Min".

Untuk menyesuaikan detik, tekan tombol "Set Sec" dan tahan; penghitung detik akan berhenti menghitung. Ketika waktu yang diinginkan tercapai, lepaskan tombol ini.

Untuk mengatur tanggal, tahan tombol "Tanggal" dengan satu tangan, dan tekan tombol "Atur Jam", "Atur Min" dan "Atur Detik" untuk menyesuaikan tahun, bulan, dan hari sesuai keinginan.