นาฬิกา Nixie เลเซอร์ลูกตุ้มแม่เหล็กไฟฟ้า พร้อมเทอร์โมมิเตอร์: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ฉันได้สร้างนาฬิกา Nixie Tube สองสามตัวก่อนหน้านี้โดยใช้ Arduino Nixie Shield ที่ฉันซื้อบนอีเบย์ที่นี่:

www.ebay.co.uk/itm/Nixie-Tubes-Clock-IN-14…

บอร์ดเหล่านี้มาพร้อมกับ RTC (Real Time Clock) ในตัว และทำให้ง่ายต่อการเรียกใช้ nixie clock แบบง่ายๆ เป็นเพียงเรื่องของการติดตั้งโล่กับ Arduino ของคุณ (ไม่ว่าจะเป็น uno หรือ mega) และอัปโหลดรหัสที่มาพร้อมกับบอร์ด (ที่นี่บน github สำหรับเวอร์ชันล่าสุด: https://github.com/afch/NixeTubesShieldNCS314/) และคุณ' ดีที่จะไป แต่ฉันมีความคิด! ฉันสามารถตั้งค่าระบบที่ฉันสามารถใช้ลูกตุ้มเพื่อทำเครื่องหมายเวลาและวัดค่านี้และแสดงบนหลอดนิกซี่ได้หรือไม่? ปรากฎว่าฉันทำได้ และคุณก็ทำได้ หากคุณสนใจอ่านต่อ!

ขั้นตอนที่ 1: ไอเดีย

ฉันมีปัญหาเล็กน้อยที่ต้องเอาชนะเพื่อเริ่มต้นสิ่งนี้ 1. ฉันจะให้ลูกตุ้มแกว่งอย่างต่อเนื่องโดยไม่ใช้กลไกนาฬิกาได้อย่างไร 2. ฉันจะอ่านได้อย่างไรเมื่อลูกตุ้มผ่านจุดที่กำหนดและส่งข้อมูลนี้ไปยัง Arduino และ 3. ฉันจะต้องแก้ไขรหัสที่มาพร้อมกับ nixie shield เพื่อให้ไม่สนใจ RTC และอ่านข้อมูลที่ส่งผ่านจากลูกตุ้ม

ฉันคิดว่าถ้าฉันสามารถหาลูกตุ้มที่ทำจากเหล็กได้ ฉันสามารถใช้แม่เหล็กไฟฟ้าดึงลูกตุ้มเข้าหามันแล้วปิดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้มันแกว่งกลับมา ฉันยังมีเลเซอร์และเซ็นเซอร์เลเซอร์ขนาดเล็กสองสามตัวในชุดเซ็นเซอร์ Arduino ของฉัน และจนถึงตอนนี้ยังไม่เคยใช้เลย และคิดว่ามันเป็นเวลาที่ดีที่จะตั้งค่าเหล่านี้และดูว่าฉันจะใช้ลูกตุ้มที่ลอดผ่านลำแสงเลเซอร์ไปได้หรือไม่ กระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้า (ผ่านทรานซิสเตอร์มอสเฟต) จากนั้นฉันก็รู้ว่านี่จะเป็นวิธีที่สมบูรณ์แบบในการนับการแกว่งของลูกตุ้มและส่งข้อมูลนี้ไปยัง Arduino

ขั้นตอนที่ 2: ลูกตุ้ม

ฉันตัดสินใจว่าวิธีที่ดีที่สุดที่จะทำสิ่งนี้คือพยายามสร้างลูกตุ้มที่ติดตั้งด้วยเลเซอร์และแม่เหล็กไฟฟ้าก่อน ก่อนที่จะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้อเกราะป้องกันหลอดนิกซี่อีกอัน

ดังที่เห็นในภาพถ่าย ฉันติดลูกตุ้ม เครื่องรับเลเซอร์ และแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ากับขาตั้งไม้อัดขนาดเล็กที่ฉันทำ และสร้างแท่นสำหรับเครื่องส่งเลเซอร์จากแท่นรองแผงวงจรและแท่งอมยิ้ม ฉันพบว่ารูขนาด 5 มม. ที่เจาะในไม้อัดนั้นเป็นขนาดที่เหมาะที่สุดสำหรับฐานรองนั่งอย่างแน่นหนา และจะอนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวเล็กน้อยเพื่อปรับตำแหน่งแนวตั้ง อีกด้านหนึ่งของไม้อัดคือบอร์ดจ่ายไฟและทรานซิสเตอร์มอสเฟต

ฉันเขียนภาพสเก็ตช์ Arduino สั้น ๆ (แนบ laser-clock.ino) ซึ่งอนุญาตให้ทำการทดสอบการตั้งค่านี้ ไม่จำเป็นต้องใช้ SKETCH นี้สำหรับโปรเจ็กต์ที่เสร็จสมบูรณ์ และใช้เพื่อทดสอบว่าฉันสามารถทำการแกว่งของลูกตุ้มอย่างต่อเนื่องโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งถูกกระตุ้นโดยลำแสงเลเซอร์สองอัน และเพื่อนับการแกว่งและแปลงตัวเลขนี้เป็นวินาที

เมื่อลูกตุ้มลอดผ่านลำแสงด้านซ้าย สี่สิ่งเกิดขึ้นพร้อมกัน

1. เลเซอร์ทางด้านซ้ายถูกปิด2. เปิดแม่เหล็กไฟฟ้า3. เลเซอร์ทางด้านขวาเปิดอยู่4. เคาน์เตอร์สำหรับจำนวนชิงช้าเพิ่มขึ้น 1

เมื่อลูกตุ้มลอดผ่านลำแสงทางด้านขวา สามสิ่งเกิดขึ้นพร้อมกัน

1. เลเซอร์ทางด้านขวาปิดอยู่2. แม่เหล็กไฟฟ้าถูกปิด3. เลเซอร์ทางด้านซ้ายเปิดอยู่

เมื่อใช้งาน Arduino จะแสดงบนจอภาพแบบอนุกรม ชั่วโมง นาที วินาที และตัวนับ (จำนวนการแกว่งของลูกตุ้ม)

ในภาพร่างนี้ คุณจะเห็นบรรทัด 58

เรียลวินาที = (ตัวนับ * 0.7386);

นี่คือการแปลงจำนวนการแกว่งของลูกตุ้มเป็นจำนวนวินาทีที่ผ่านไปจริงและมาถึงโดยการลองผิดลองถูกและจะขึ้นอยู่กับความยาวของลูกตุ้มที่ใช้ในโครงการของคุณและจะต้องปรับตามนั้น

ขั้นตอนที่ 3: Nixie Shield

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ฉันได้ซื้อ nixie shields บางส่วนจาก ebay สำหรับโครงการต่างๆ แต่เมื่อมาถึงโครงการนี้ ฉันพบว่ามันเป็นรุ่นที่ใหม่กว่า (เวอร์ชัน 2.2) และตอนนี้มีเทอร์โมมิเตอร์ในตัว เฟิร์มแวร์ได้รับการอัปเดตด้วย และฉันรู้สึกผิดหวังเล็กน้อยเมื่อรู้ว่าเฟิร์มแวร์เก่าจะไม่ทำงานกับสไตล์บอร์ดใหม่ ดังนั้นโค้ดในโครงการก่อนหน้าของฉันจะต้องได้รับการแก้ไขหากใช้บอร์ด V2.2 ใหม่ สร้างหนึ่ง (ฉันหมายถึงนาฬิกา nixie โดยตรงพร้อมกับเสียงระฆัง westminster ที่ฉันเพิ่มเมื่อสองสามเดือนที่ผ่านมา)

อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณมีลูกตุ้มที่ทำงานซึ่งจะแกว่งไปมาเหมือนในขั้นตอนก่อนหน้า คุณสามารถเพิ่ม nixie shield ของคุณไปที่ Arduino mega ได้ ฉันได้แนบไฟล์เฟิร์มแวร์ซึ่งมาพร้อมกับตัวป้องกันที่ฉันแก้ไขแล้ว ซึ่งจะคงฟังก์ชันดั้งเดิมส่วนใหญ่ของชีลด์ไว้ และให้คุณตั้งวันที่ เวลา และอื่นๆ ด้วยปุ่มบนชีลด์ RTC จะยังคงทำงานและจะเก็บวันที่และเวลาไว้เมื่อนาฬิกาถูกปิด เพื่อที่ว่าเมื่อเปิดเครื่องอีกครั้งจะไม่ต้องตั้งค่าอีก แต่ในขณะที่นาฬิกาอยู่บนจอแสดงผลจะแสดงเฉพาะเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็น ลูกตุ้มแกว่ง

ขั้นตอนที่ 4: ค้นหาตู้

ฉันใช้ตู้โทรทัศน์ Pye แบบเก่าในปี 1950 เพื่อจัดวางตู้นี้ แต่แน่นอนว่าคุณสามารถใช้ตู้ประเภทใดก็ได้เพื่อจัดวางตู้นี้ให้เหมาะกับรสนิยมของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 5: รายการชิ้นส่วน

1. Arduino Nixie Tube Shield ประมาณ 90 เหรียญจาก ebay

2. Arduino Mega 2560 ประมาณ $20 จาก ebay

3. หมุดส่วนหัวที่วางซ้อนกันได้ ประมาณ $2 จาก ebay

4. หมุดส่วนหัว 90 องศา ประมาณ $1 จาก ebay

5. โมดูลตัวส่งสัญญาณเลเซอร์สองโมดูลสำหรับ Arduino ประมาณ $4 จาก ebay

6. โมดูลตัวรับเลเซอร์สองโมดูลสำหรับ Arduino ประมาณ $ 4 จากอีเบย์

7. แม่เหล็กไฟฟ้า 12VDC ประมาณ $3 จาก ebay

8. ทรานซิสเตอร์ Mosfet สำหรับ Arduino ประมาณ $2 จาก ebay

9. ลูกตุ้มนาฬิกาเก่า (ต้องเป็นเหล็กถึงจะดึงดูดแม่เหล็กได้)

10. 1PC DC-DC 12V ถึง 3.3V 5V Buck Step down Power Supply Module สำหรับ Arduino ประมาณ $ 3 จาก ebay

11. สายจัมเปอร์แบบต่างๆ บอร์ด standoff และตู้สำหรับใส่ทุกอย่างใน