สารบัญ:
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58
โดย Zachary Goodeติดตาม เพิ่มเติมโดยผู้เขียน:
เกี่ยวกับ: ฉันเป็นนักเรียนปีที่สองที่ ASU ที่กำลังศึกษาด้านวิทยาการหุ่นยนต์และการผลิตภาพยนตร์ ฉันชอบทำสิ่งต่าง ๆ และเล่นดนตรี ฉันมักจะทำงานหลายโครงการในเวลาที่กำหนด เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Zachary Goode »
ฉันรักเทคโนโลยีย้อนยุค มันสนุกมากที่จะเล่นกับเทคโนโลยีที่เก่ากว่าเพราะมักจะใหญ่กว่าและสวยงามกว่าสิ่งที่เทียบเท่าสมัยใหม่ ปัญหาเดียวของเทคโนโลยีแบบเก่า เช่น Nixie tube คือหายาก มีราคาแพง และโดยทั่วไปใช้งานยาก เนื่องจากห้องสมุดที่อยู่ใกล้ฉันเพิ่งมีเครื่องตัดเลเซอร์ให้คนทั่วไปใช้ ฉันจึงรู้ว่าฉันต้องสร้างโปรเจ็กต์เพื่อเรียนรู้วิธีใช้งาน จะมีอะไรดีไปกว่าการรวมความหลงใหลในเทคโนโลยีแบบเก่าเข้ากับเลเซอร์ หลอด LED "Nixie" เหล่านี้มีราคาถูกกว่ามาก อันตรายน้อยกว่า และสามารถปิดไฟ USB ได้
เทมเพลตที่ฉันใช้สำหรับ PCB ของฉันถูกจัดเตรียมโดย Connor Nishijima บน github (https://github.com/connornishijima/lixie-arduino) แรงบันดาลใจดั้งเดิมของฉันสำหรับสิ่งนี้คือเวอร์ชันที่ Make ทำ (https://makezine.com/projects /led-nixie-display/) แต่ PCB ของ Connor นั้นถูกกว่ามากในการผลิตเนื่องจาก PCB มีขนาดเล็กกว่า
ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ
วัสดุ:
อิเล็กทรอนิกส์:
- Arduino นาโน
- ตัวต้านทาน 10K
- ปุ่มกด
- สวิตช์สลับ
- WS2812B LED's
- เบ็ดเตล็ด
- สาย USB ขนาดเล็ก
- ตัวขยาย USB-B (มักใช้สำหรับเครื่องพิมพ์ 3D)
- แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ
- โมดูล DS3231 RTC
อื่น:
- ไม้อัด 3 มม.
- 1/16" อะคริลิค
- สกรูและน็อต M3
เครื่องมือ:
- เครื่องตัดเลเซอร์
- กระดาษทราย (220 กรวด)
- เมาส์แซนเดอร์
- Allen Keys
- มีดยูทิลิตี้
- ซุปเปอร์กลู
- Solder Reflow Oven (เตาอบเครื่องปิ้งขนมปังก็ใช้งานได้เช่นกัน)
- เครื่องตัดลวด
- หัวแร้ง
- 60/40 ตะกั่วบัดกรี
- เข็มฉีดยาและทิป
- วางประสาน
- กาวร้อนและกาว Dun
ขั้นตอนที่ 2: การตัดด้วยเลเซอร์
ใช้ไฟล์ SVG (หรือไฟล์ Fusion360) ที่ฉันให้มา ให้ตัดชิ้นส่วนของเฟรมออก
ชิ้นที่มีข้อความอยู่มีไฟล์ svg แยกต่างหากที่มีข้อความอยู่ในนั้น ชิ้นเหล่านี้คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, หลัง, ล่าง, บน
คุณจะต้องการ:
- 4 x 0 (อะคริลิค)
- 4 x 1 (อะคริลิค)
- 4 x 2 (อะคริลิค)
- 4 x 3 (อะคริลิค)
- 4 x 4 (อะคริลิค)
- 4 x 5 (อะคริลิค)
- 4 x 6 (อะคริลิค)
- 4 x 7 (อะคริลิค)
- 4 x 8 (อะคริลิค)
- 4 x 9 (อะคริลิค)
- 1 x หลัง (ไม้)
- 1 x ด้านล่าง (ไม้)
- 3 x ปุ่ม (ไม้)
- 4 x ฟุต1 (ไม้)
- 4 x ฟุต2 (ไม้)
- 1 x ด้านหน้า (ไม้)
- 2 x ด้านข้าง (ไม้)
- 4 x สล็อต (ไม้)
- 1 x Spacer (ไม้)
- 2 x ฝาครอบด้านบน (ไม้)
- 2 x สล็อตบน (ไม้)
- 1 x ท็อป (ไม้)
ในการทำสิ่งนี้ฉันใช้ Glowforge ในพื้นที่ผู้ผลิตในพื้นที่ของฉัน แต่เครื่องตัดเลเซอร์ใด ๆ ก็ใช้งานได้ (Duh!) หากคุณกำลังใช้ Glowforge นี่คือการตั้งค่าที่เหมาะกับฉัน สำหรับไม้ ฉันใช้ความเร็ว 250, 100 กำลัง และ 2 รอบ (สำหรับชิ้นส่วนที่ละเอียดอ่อนกว่า คุณอาจต้องการใช้พลังงานน้อยลงและช้าลง) สำหรับการตัดอะคริลิก ฉันใช้ความเร็ว 200 แรง 100 และ 1 รอบ สำหรับการแกะสลักไม้ ฉันใช้ความเร็ว 250 แรง 10 และ 1 รอบ สำหรับการแกะสลักอะคริลิก ฉันใช้ความเร็ว 500 แรง 50 และ 1 รอบ ฉันขอแนะนำให้ยุ่งกับการตั้งค่าและค้นหาสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับคุณก่อนที่จะตัดส่วนทั้งหมดออก
อย่าลอกชั้นป้องกันออกจากอะครีลิค ทิ้งไว้จนกว่าจะทำขั้นตอนต่อไป
ขั้นตอนที่ 3: การสร้างตัวเลข
สั่งซื้อหรือสร้าง PCB สำหรับตัวเลขโดยใช้ไฟล์ gerber หรือ Eagle ที่ฉันให้ไว้ ฉันใช้ไฟล์ PCB ที่พัฒนาโดย Connor Nishijima เป็นฐาน การแก้ไขอย่างเดียวที่ฉันทำคือเพิ่มบรรทัด 5v เข้าไป (เนื่องจากไฟล์ต้นฉบับไม่มีเส้น 5V ด้วยเหตุผลบางประการ) และเปลี่ยนซิลค์สกรีนเล็กน้อย ใช้เข็มฉีดยาที่เต็มไปด้วยสารบัดกรี (วิธีที่ฉันเลือก) หรือลายฉลุและเครื่องมือกระจาย เมื่อใช้น้ำยาประสานเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้ว คุณเพียงแค่ต้องเคลือบแผ่นอิเล็กโทรดเท่านั้น คุณจะต้องทำ 4 อย่างนี้ และอาจเป็นความคิดที่ดีที่จะเสริมเพื่อทดสอบหรือในกรณีที่ตัวใดตัวหนึ่งเสีย วาง WS2812B LED อย่างระมัดระวังบนแผ่นอิเล็กโทรด ระวังให้สังเกตทิศทางของ LED พวกเขาไม่จำเป็นต้องสมบูรณ์แบบเพราะเมื่อทำอาหารแรงตึงผิวของบัดกรีจะทำให้พวกมันตรง มันยากมากที่จะถอด LED ออกหากใส่ผิด (ฉันทำสิ่งนี้กับบอร์ดแรกของฉันและใช้เวลาเกือบครึ่งชั่วโมงในการพยายามแก้ไขโดยไม่ทำลายสิ่งใด หลังจากวาง LED ทั้งหมดบนบอร์ดแล้ว ให้ใส่ลงใน เตาอบรีโฟลว์ หรือในกรณีของฉันคือเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังแล้วเปิดเครื่องหลังจากวางแผงแล้ว คอยดูเตาอบไว้ใกล้ ๆ ขณะทำอาหาร คุณไม่ควรให้อุณหภูมิสูงเกิน 220 องศาเซลเซียส ไม่เช่นนั้นคุณจะเริ่มเกิดความเสียหาย แผ่นบัดกรีควรเริ่มละลายประมาณ 200 องศาเซลเซียส เมื่อข้อต่อบัดกรีละลายแล้ว ให้ปิดเตา แล้วรอให้เย็นลง อย่าพยายามถอดแผงจนกว่าจะเย็นลง ถ้าไม่ ไฟ LED จะเคลื่อนที่และบอร์ดจะพัง หลังจากทำเสร็จแล้ว ขอแนะนำให้เสียบเข้ากับ Arduino และใช้หนึ่งในโค้ดตัวอย่าง NeoPixel เพื่อตรวจสอบว่าบอร์ดใช้งานได้จริง
ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม Arduino
เสียบ Arduino Nano เข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณและเปิดสภาพแวดล้อม Arduino เปิดภาพร่างและอัปโหลดโค้ด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือกบอร์ดและพอร์ต COM ที่ถูกต้อง หากคุณต้องการอัปเดตเฟิร์มแวร์ของนาฬิกา คุณสามารถทำได้โดยใช้สายต่อ USB และไม่ต้องถอดแยกชิ้นส่วน
เพื่อให้แน่ใจว่าคุณใช้รหัสที่เป็นปัจจุบันมากที่สุด ให้ตรวจสอบ Github ของฉันที่นี่:
ขั้นตอนที่ 5: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เชื่อมต่อสายไฟทั้งหมดเข้ากับ Arduino Nano ตามที่แสดงในแผนภาพ Fritzing ตรวจสอบสายไฟทั้งหมดก่อนเสียบปลั๊กไฟ การแก้ไขจอแสดงผล Nixie ที่ถูกไฟไหม้นั้นยากมากและน่ารำคาญที่ต้องจัดการ
เมื่อติดตั้งสวิตช์สลับ คุณจะต้องใช้ทรายจากด้านบนประมาณมิลลิเมตร (ด้านที่หันไปทาง PCB ประกอบเป็น Nixies) เพื่อให้เหมาะสมโดยไม่รบกวน PCB
คุณจะต้องต่อสาย USB-B และสาย Mini-B เข้าด้วยกัน มีจุดประสงค์สองประการ ประการแรกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับนาฬิกา และอีกสองประการเพื่อให้คุณสามารถเข้าถึง USB เพื่อทำการตั้งโปรแกรมใหม่หรืออัปเดตโดยไม่ต้องถอดประกอบ
DS3231 Pinout
- SCL - A5
- SDA - A4
Lixie Pinout
DIN - 7
ปุ่ม
- ชั่วโมง - 9
- นาที - 8
- สี - 10
สวิตช์
- เวลาออมแสง - 11
- ตั้งเวลา - 12
- 24 ชั่วโมง - 13
ขั้นตอนที่ 6: การประกอบขั้นสุดท้าย
หลังจากที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดได้รับการทดสอบและใช้งานได้ และทำความสะอาดสายไฟแล้ว ให้เตรียมปิดกล่อง แปะเทปหรือกาว Arduino และ RTC เพื่อไม่ให้ไปโดนสลักเกลียวหรือสายไฟตัวใดตัวหนึ่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เสียบปลั๊กทุกอย่างที่ควรเสียบแล้ว ซูเปอร์กาวปิดกล่องแล้ววางชิ้นส่วนด้านล่างไว้สุดท้าย หลังจากปิดกล่องแล้ว ให้สอดชิ้นส่วนเท้าเข้าไปในช่องที่ด้านล่าง
ณ จุดนี้ คุณต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้อะคริลิกสะอาด ก่อนลอกพลาสติกป้องกันออก ฉันแนะนำให้ใช้ถุงมือยางเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันบนผิวของคุณโดนตัวเลข ลอกแผ่นปิดพลาสติกออกแล้วใส่ตัวเลขในช่องตามลำดับนี้ (จากหน้าไปหลัง): 3, 8, 9, 4, 0, 5, 7, 2, 6, 1. หลังจากใส่ตัวเลขแล้วให้ใส่ ชิ้นส่วนสล็อตด้านบนลงแต่ละด้านเพื่อให้หมายเลขอะครีลิคอยู่ในแนวเดียวกันจากนั้นจึงติดกาวส่วนบนสุดเพื่อให้นาฬิกาเสร็จ ณ จุดนี้ คุณประกอบเสร็จเรียบร้อยแล้ว และพร้อมที่จะเริ่มตั้งค่านาฬิกาเพื่อใช้งาน
ขั้นตอนที่ 7: วิธีใช้งาน
- วิธีตั้งเวลา: สลับสวิตช์ตั้งเป็นเปิด (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตั้งค่า DST หรือ Daylight Savings Time อย่างถูกต้อง) แล้วกดปุ่มชั่วโมงและนาทีเพื่อเปลี่ยนเวลา หลังจากตั้งเวลาแล้วให้เลื่อนสวิตช์ตั้งเป็นปิดและควรทำงานอย่างถูกต้อง
- การเปลี่ยนสี/รูปแบบที่ใช้ในตัวเลข: กดปุ่มสี
- วิธีเปิดหรือปิดโหมดออมแสง (Daylight Savings Mode): สลับสวิตช์ด้านหลังที่มีป้ายกำกับว่า DST
- วิธีเปลี่ยนเป็นโหมด 24 ชั่วโมง: สลับสวิตช์ที่ด้านหลังที่มีป้ายกำกับ 24HR
เนื่องจาก RTC ที่ใช้ คุณจึงควรตั้งเวลาเมื่อแบตเตอรี่หมดหรือเมื่อเสียบปลั๊กในครั้งแรกเท่านั้น
รางวัลที่สองในการแข่งขัน Faux-Real