MAKER:Zachary Goode/译:趣无尽 Cherry(转载请注明出处)说起辉光管,那可是老毛子们电子管时代最爱的显示器件。辉光管需要高电压驱动,体积大,价格高昂而且寿命短。本项目是用 LED 替代了辉光管,价格更便宜,危险性更小,还可以通过 USB 供电。这款仿辉光管的时钟绝对是装 B 神器。
我的 PCB 模板是由 Connor Nishijima 提供的,分享在 GitHub上。最初的灵感来自 Make https://makezine.com/projects/led-nixie-display/, 但 Connor 的 PCB 的尺寸更小,成本也低一些。你都可以参考一下。
材料清单
Arduino Nano×110K 电阻×1轻触开关×若干拨动开关×若干WS2812B LED ×若干电线×若干MiniUSB 电缆×1USB-B 扩展器×1(常用于3D打印机)纽扣电池×1DS3231RTC 模块×13mm 胶合板×11/ 16“亚克力板×若干M3 螺丝×若干M3 螺母×若干激光切割机×1砂纸×若干(220 粒)磨砂机×1内六角扳手×1工具刀×1强力胶×1回流炉×1(烤箱亦可)线切割机×1焊铁×160/40 铅焊料×若干注射器×若干焊膏×若干热熔胶×若干胶水×若干
激光切割请使用我提供的 SVG 文件(或 Fusion360 文件),将框架的组件剪下来。
所需切割文件在项目文件库提供下载:https://make.quwj.com/project/107在文本部分,每个组件都有一个单独的 svg 文件。这些组件分别命名为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、背面、底部以及顶部。
你将需要的组件为:数字 0-9 各4个(亚克力板)背面×1(木质板)底部×1(木质板)按钮×3(木质板)英尺1×4(木质板)英尺2×4(木质板)正面×1(木质板)侧边×2(木质板)槽口×4(木质板)垫片×1(木质板)顶部的盖子×2(木质板)顶部插槽×2(木质板)顶部×1(木质板)
我使用的是 Glowforge 激光切割机,当然你也可以使用其他激光切割机。如果你也使用 Glowforge 激光切割机,以下参数你可以参考。(编者按:如果没有切割机,可以在某宝找商家做这一部分。)
对于木材的切割,速度设定为 250,功率设定为 100 和 2 次过(对于精细的组件,你可以使用更少的功率和更慢的速度)。对于亚克力板的切割,速度设定为 200,功率为 100 和 1 次过。对于木材的雕刻,速度设定为 250,功率为 10 和 1 次过。对于亚克力板的雕刻,速度设定为 500 ,功率为 50 和 1 次过。
你可以试着找到适合自己的激光打印的参数。亚克力板上的保护膜先不要取下来,保留到下一个步骤。
制作电路板请参考我提供的 gerber 或 Eagle 文件下单制作 PCB 打样。我的 PCB 文件是基于 Connor Nishijima 的版本的基础上改变的,我增加了 5v 线和稍微改变了一下丝网印刷。
1、可以使用注射器填充焊锡膏(我选择的方法)或模板和涂布器工具,将焊锡膏涂到 PCB 上的焊盘上。涂抹焊锡膏需要花费很长时间,请耐心。你需要涂四个,最好做一下测试,避免其中哪一个断裂。
2、将 WS2812B LED 小心焊接在盘上,请注意放置 LED 的水平方向。焊料表面的张力会使它们变直。如果 LED 放错就很难去移除。
3、将所有 LED 放在板上之后,将板子放入回流炉,或者放入烤箱(我选择的方式)。加热时要密切注意烤箱的温度,不要超过 220 摄氏度,否则你板子会烤坏,而且在 200 摄氏度左右你的焊料也开始熔化。如果发现焊点熔化,关闭烤箱并等待冷却。如果没有等待冷却就去移动电路板,你的 LED 和电路板都会报废。
4、将它们插入 Arduino 并使用其中一个 NeoPixel 示例代码来验证电路板是否正常工作。
所需电路板的文件请在项目文件库中下载。
Arduino 编程
1、将 Arduino Nano 连接电脑并打开 Arduino IDE 环境。2、打开草图上传代码。3、确保使用最新的代码,请点击我的Github库。代码文件请在项目文件库中下载。
电路1、如图所示,将所有电路连接到 Arduino Nano 。在通电前,请认真检查所有的线路。修复烧坏的 Nixie 显示器是非常困难的事情,所以请小心处理。
2、安装拨动开关。从顶部一侧打磨大约一毫米的厚度(面向 PCB 的一面,并且构成 Nixies)。其目的是为了避免干扰 PCB 。
3、将 USB-B 线和 Mini-B 线接好。首先可以用于为时钟供电,其次还能用于 USB 通信,以便在不拆卸主机的情况下重新编程或更新。
DS3231引脚说明SCL-A5SDA-A4
Lixie 引脚说明DIN-7
纽扣引脚说明Hour-9Minute-8Color-10
开关引脚说明Daylight Savings-11Time Set-1224 Hour-13
组装在所有电子设备都经过测试和工作正常后,整理电线,准备关上盒子。1、将 Arduino 和 RTC 用胶带或胶水粘连好,胶水不要接触到任何螺丝或电线。
2、确保所有需要插入的东西到位。用超级胶水将外壳粘连,底部组件放在最后。合上外壳后,将卡口插入底部的凹槽中。
3、清洁亚克力板,剥离亚克力板上的保护膜,并按顺序将数字插入卡槽。从前到后顺序为:3,8,9,4,0,5,7,2,6,1。电子部件安装到位后,每个面的顶部卡槽安装好,与亚克力板的编号保持一致,然后将顶部组件粘在一起就可以完成时钟。
下一步就是设置时钟并使用了。
设置时钟1、设置时间:将切换开关设置为开启开关(确保夏时令设定正确),然后按小时和分钟按钮设定时间。设置好时间后,将开关关闭,时钟正常工作。
2、更改数字使用的颜色或图案:开关上标有颜色标记。3、设置打开或关闭夏令时模式:开关上标有夏令时标记。
4、更改为24小时模式:开关上标有24HR标记。
由于使用了 RTC ,你只需要第一次使用或电池用完时设置时间就行。希望你喜欢这个项目。
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