विषयसूची:
- चरण 1: आवश्यक भागों
- चरण 2: कार्यात्मक अवलोकन
- चरण 3: बोर्ड डिजाइन
- चरण 4: पीसीबी असेंबली
- चरण 5: केस डिजाइन
- चरण 6: प्रोजेक्ट फ़ाइलें और समस्याओं का सामना करना पड़ा
- चरण 7: अंतिम परिणाम
वीडियो: निक्सी ट्यूब वॉच: 7 स्टेप्स (चित्रों के साथ)
2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21
मैंने इस साल की शुरुआत में यह देखने के लिए एक घड़ी बनाई थी कि क्या मैं कुछ ऐसा बना सकता हूं जो कार्यात्मक हो। मेरे पास 3 मुख्य डिज़ाइन आवश्यकताएं थीं
- सटीक समय रखें
- पूरे दिन की बैटरी हो
- आराम से पहनने के लिए पर्याप्त छोटा हो
मैं पहली 2 आवश्यकताओं को पूरा करने में कामयाब रहा, हालांकि तीसरा थोड़ा खिंचाव है। आप इस डिज़ाइन को अपनी कलाई पर बैठे हुए देखते हैं, लेकिन यह अनुपयोगी नहीं है। मैं डिजाइन प्रक्रिया पर जाना चाहता हूं और दिखाना चाहता हूं कि इस परियोजना में क्या सही और गलत हुआ। मैं उपयोग करने के लिए फाइलें पोस्ट करूंगा, लेकिन जैसा कि मैं समझाऊंगा, मैं अपना खुद का मॉडल बनाते समय कुछ डिज़ाइन विकल्पों को बदलने की सलाह दूंगा।
सुरक्षा चेतावनी
इस परियोजना में आपकी कलाई पर एक उपकरण बांधना शामिल है जो 150V DC उत्पन्न करता है। यदि आप ध्यान नहीं देते हैं तो यह गंभीर रूप से चोट पहुंचाएगा या चोट पहुंचाएगा।
चरण 1: आवश्यक भागों
जब आप अपनी घड़ी को डिज़ाइन करते हैं तो आपको अपने घटकों को चुनकर शुरुआत करनी होगी।
निक्सी ट्यूब्स
जितना छोटा उतना अच्छा। मैंने IN-17 का इस्तेमाल किया, जिसमें एक छोटा पदचिह्न है, लेकिन काफी लंबा है। एक ट्यूब जिसमें संख्या से नीचे निकलने वाली लीड होती है वह एक छोटे से क्षेत्र में निचोड़ने में सक्षम हो सकती है।
उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति
चूंकि यह बैटरी चालित है, इसलिए हमें ~3V को कम से कम 150V में बदलने की आवश्यकता है। मैंने टेलर इलेक्ट्रॉनिक्स 1363 बोर्ड का इस्तेमाल किया। अपना खुद का बोर्ड डिजाइन करना संभव है, लेकिन आपको डिजाइन पर पूरा ध्यान देना होगा। एक पूर्व-निर्मित बोर्ड का उपयोग करने से मुझे बोर्ड के आकार को आधा करने की अनुमति मिली, जो कि हाथ से सोल्डरिंग के साथ होगा, और मेरे डिजाइन की तुलना में अधिक कुशल और कम रिंगिंग होने के कारण समाप्त हो गया।
उच्च वोल्टेज स्विच
अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर 3-5V से चलते हैं, 150V से नहीं। उनके साथ इंटरफेस करने के लिए हमें एक शिफ्ट रजिस्टर, ट्रांजिस्टर या अन्य स्विचिंग डिवाइस की आवश्यकता होती है जो उच्च वोल्टेज में सक्षम हो। मैंने इस बोर्ड के लिए HV5523 शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग किया - तकनीकी रूप से उन्हें 5V तर्क की आवश्यकता होती है, लेकिन मैंने पाया कि उन्होंने बिना किसी समस्या के 3.3V से काम किया।
microcontroller
आपके सभी उपकरणों को चलाने के लिए पर्याप्त पिन वाले सबसे छोटे MCU की आवश्यकता है। इसके लिए ATMega2560 का उपयोग न करें क्योंकि यह ओवरकिल है। मैंने ATTiny841 को चुना क्योंकि इसमें बिल्कुल IO की संख्या थी और Arduino IDE का समर्थन करता था।
आरटीसी
सटीक समय रखने के लिए आपको RTC चिप की आवश्यकता होती है। मैंने DS3231 का इस्तेमाल किया।
अन्य भाग
- विद्युत् दाब नियामक
-
समय निर्धारित करने या प्रदर्शन चालू करने के लिए इंटरफ़ेस
मैंने सीमित सफलता के साथ APDS-9960 जेस्चर/प्रॉक्सिमिटी सेंसर का उपयोग किया
-
यह सुनिश्चित करने का एक तरीका है कि सब कुछ काम कर रहा है
मेरे पास वर्तमान डिवाइस स्थिति दिखाने के लिए एक खुला सीरियल पोर्ट और एक आरजीबी एलईडी था
- आप बैटरी को हटाए बिना चार्ज करने की एक विधि भी चाह सकते हैं।
चरण 2: कार्यात्मक अवलोकन
मैंने सर्किट लेआउट की योजना बनाने के लिए अपने कुछ प्रारंभिक नोट्स अपलोड किए हैं और जो मैंने उपयोग किया है उसके मुख्य घटकों का एक ब्लॉक आरेख।
हाई वोल्टेज साइड में निक्सी ट्यूब्स के कॉमन एनोड (+) टर्मिनल के लिए करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से +150V की आपूर्ति करने वाला HVPS है। शिफ्ट रजिस्टर ट्यूब के प्रत्येक अंक से जुड़ता है। शिफ्ट रजिस्टर एक ओपन ड्रेन डिवाइस है। प्रत्येक पिन को या तो सीधे जमीन से बांधा जा सकता है, या सर्किट से डिस्कनेक्ट किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि निक्सी ट्यूब के सभी डिस्कनेक्ट किए गए लीड का उपयोग नहीं होने पर 150V मापेंगे।
लो वोल्टेज साइड में 3.3V हिरन/बूस्ट रेगुलेटर है जो लाइपो बैटरी से वोल्टेज को रेगुलेट करता है। यह सर्किट को 3.3V पर रखता है क्योंकि लाइपो वोल्टेज 3.7 से 3.0V तक गिर जाता है। Attiny841 i2C बस जेस्चर सेंसर और RTC से जुड़ती है। आरजीबी एलईडी और सीरियल कनेक्शन नहीं दिखाया गया है।
MCU चलाते समय निकटता जानकारी के लिए जेस्चर सेंसर की जाँच करेगा। डिस्प्ले को ट्रिगर करने से स्लीव से बचने के लिए सेंसर को कम से कम 1 सेकंड के लिए खुला होना चाहिए, फिर कम से कम 1 सेकंड के लिए कवर किया जाना चाहिए, फिर एक क्रिया को ट्रिगर करने के लिए खुला होना चाहिए। घड़ी का प्रारंभिक संस्करण अंतिम छवि में वर्णित समय को एक बार प्रदर्शित करेगा। मैंने इसे अपडेट किया है ताकि इसमें सेंसर को लंबे समय तक कवर करके हमेशा मोड में जाने की क्षमता हो।
चरण 3: बोर्ड डिजाइन
मैं पीसीबी बनाने के तरीके के बारे में बहुत अधिक विस्तार में नहीं जाऊंगा क्योंकि उस पर पहले से ही बहुत सारी जानकारी है। कुछ उपयोगी निक्सी ट्यूब पैरों के निशान यहां उपलब्ध हैं।
जब मैंने अपना पीसीबी डिज़ाइन किया तो मैंने दो छोटे बोर्डों को ढेर कर दिया ताकि मेरी कलाई पर बंधी हुई पदचिह्न को कम किया जा सके। मैंने यह सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी की एक पेपर कॉपी को प्रिंट करना और काटना उपयोगी पाया कि मेरे सभी पैरों के निशान पंक्तिबद्ध हैं और कनेक्टर संरेखित हैं। अंतरिक्ष अनुमति परीक्षण के दौरान i2C और अन्य डेटा लाइनों को जांच या मिलाप के लिए ब्रेकआउट पैड छोड़ने का प्रयास करें।
ईगल में एक विशेषता है जो आपको एक घटक को एक 3D मॉडल असाइन करने की अनुमति देती है, फिर अपने बोर्ड के एक 3D मॉडल को दूसरे प्रोग्राम में निर्यात करें। जब मैं इसका उपयोग कर रहा था तो यह छोटी थी लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए अभी भी बहुत उपयोगी है कि कोई भी भाग एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करेगा।
जगह बचाने के लिए मैंने घड़ी के अंदर बैटरी चार्जर शामिल नहीं किया। इसके बजाय मेरे पास घड़ी के किनारे कुछ महिला ड्यूपॉन्ट कनेक्टर हैं। इस सेट की अंतिम छवि मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली वायरिंग को दिखाती है। बाईं ओर घड़ी के अंदर है, दाईं ओर बाहर है। घड़ी को चार्ज करने के लिए आप सबसे बाहरी तारों को बाहरी चार्जर से जोड़ते हैं। बैटरी नेगेटिव के पास की नीली रेखा चार्जर को पीछे की ओर डालने से रोकने के लिए एक बंद स्लॉट का प्रतिनिधित्व करती है। घड़ी को चालू करने के लिए आप बैटरी + को वास्तविक सर्किट के VCC से जोड़ने के लिए एक छोटी जम्पर केबल (हरा) का उपयोग करते हैं। यह परेशानी की स्थिति में तेजी से फेलसेफ देता है। लेआउट के कारण आप गलती से सर्किट को छोटा या पीछे की ओर कनेक्ट नहीं कर सकते हैं।
चरण 4: पीसीबी असेंबली
मैंने OSHPark से अपने बोर्ड मंगवाए क्योंकि वे काफी तेज, सस्ते थे और उनके पास एक प्यारा बैंगनी रंग था: D
इसके अलावा, आपको प्रत्येक बोर्ड के 3 मिलते हैं, इसलिए आप 2 घड़ियां बना सकते हैं और परीक्षण के लिए तीसरा बोर्ड लगा सकते हैं।
क्यूएफएन पैकेज पहले गर्म हवा के साथ करें, फिर छोटे घटकों से शुरू होने वाले बाकी सब कुछ मिलाप करें। अपने निक्सी ट्यूब या एचवीपीएस को तार न दें। यदि आपके पास सोल्डर स्टैंसिल और टोस्टर ओवन है तो आप काफी अच्छा कर रहे हैं। अपने पीसीबी पर शॉर्ट्स की जांच के लिए ओम मीटर का उपयोग करें। यदि आप मध्य-उच्च प्रतिरोध को कम मापते हैं तो आपके पास बोर्ड पर बहुत अधिक प्रवाह अवशेष हो सकते हैं। HV5523 में बहुत महीन पिच वाले पिन हैं और आप यह नहीं देख सकते हैं कि क्या वे IC के नीचे लगे हैं। यदि आप लंबे समय से इसे फिर से काम कर रहे हैं तो अपने बोर्ड को ठंडा होने का मौका दें।
एक बार कम वोल्टेज घटकों को इकट्ठा करने के बाद, एक प्रोग्राम चलाएं जो शिफ्ट रजिस्टर पर सभी अंकों के माध्यम से चक्रित होगा। यह पुष्टि करने के लिए कि अपेक्षित होने पर पिन कम खींचे जा रहे हैं, एक तर्क विश्लेषक या मल्टीमीटर का उपयोग करें। यह भी सुनिश्चित करें कि आपका RTC और अन्य उपकरण अपेक्षित प्रतिक्रिया देते हैं।
एचवीपीएस मिलाप करें, फिर निक्सी ट्यूब। निक्सी ट्यूब्स सोल्डर के लिए एक बार में 1 लेग और हीट को ज्यादा देर तक न रखें। यदि संभव हो तो पीसीबी और कांच के बीच के पैर को सरौता के साथ पकड़कर हीटसिंक के रूप में कार्य करें। प्रत्येक पैर को टांका लगाने के बीच ट्यूबों को ठंडा होने का मौका दें।
यदि आपको किसी भाग के काम न करने की समस्या है और आप नहीं जानते कि क्या यह मिलाप जोड़ है, तो आप "मृत बग" सोल्डरिंग का प्रयास कर सकते हैं। बोर्ड से चिप निकालें और प्रत्येक पैड को सीधे टांका लगाने के लिए महीन तार का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि आप तामचीनी कोटिंग के साथ तार का उपयोग करते हैं ताकि कोई भी तार एक साथ छोटा न हो।
चरण 5: केस डिजाइन
ईगल्स एमसीएडी फ़ंक्शंस का उपयोग करके इसके चारों ओर एक केस बनाने के लिए सर्किट का 3 डी मॉडल प्राप्त करना आसान है। मानक आकार की घड़ी की पट्टियाँ दवा/डिपार्टमेंटल स्टोर पर उपलब्ध हैं। यदि आपने अपने पीसीबी में बढ़ते छेद बनाए हैं तो आप अपने मॉडल में गतिरोध पैदा कर सकते हैं और बोर्ड को जल्दी से बंद कर सकते हैं। मेरा गतिरोध निक्सी ट्यूब द्वारा कटऑफ हो गया और प्रयोग करने योग्य नहीं था - मैंने यह सुनिश्चित करने के लिए सुगरू का उपयोग किया कि यह एक ही स्थान पर रहे।
चरण 6: प्रोजेक्ट फ़ाइलें और समस्याओं का सामना करना पड़ा
ईगल और सॉलिडवर्क्स फ़ाइलें
अधिक मजबूत कोड
मैंने इस प्रोजेक्ट पर काम करते हुए अपने द्वारा बनाई गई सभी फाइलों को लिंक कर दिया है। इन्हें यथावत अपलोड किया जाता है, कोई संपादन या पॉलिशिंग नहीं। सुनिश्चित नहीं है कि यह अच्छा है या बुरा … आप मेरी योजनाबद्ध, बोर्ड डिज़ाइन, सॉलिडवर्क्स फ़ाइलें और Arduino कोड देख सकते हैं। मैंने बताया है कि मैंने कौन से विकल्प चुने हैं, और इन फाइलों से आपको यह देखने में मदद मिलेगी कि उन विकल्पों को अपनी घड़ी में कैसे लागू किया जाए।
ईगल फाइलों में HV.brd में निक्सी फुटप्रिंट्स, HV5523, HVPS के लिए कनेक्टर और APDS-9960 शामिल हैं। APDS-9960 दूसरे पृष्ठ पर है क्योंकि इसे Sparkfun के 9960 ब्रेकआउट बोर्ड फ़ाइल से कॉपी किया गया है। Schematic.brd में सभी कम वोल्टेज वाली चीजें होती हैं। मुझे लगता है कि आवश्यक पुस्तकालय सभी शामिल हैं।
सॉलिडवर्क्स फ़ोल्डर एक बहुत बड़ी गड़बड़ी है - ईगल से निर्यात ने प्रत्येक अवरोधक के लिए अलग-अलग फाइलें बनाईं, और सब कुछ डंप कर दिया। "Assem8" वह फाइल है जिसे देखने के लिए सब कुछ मिलन और इकट्ठा होता है। "निर्यात" फ़ोल्डर परीक्षण से विभिन्न मापदंडों के साथ एसटीएल फाइलें हैं।
पहले कोड में Arduino स्केच वह है जिसे अगले पृष्ठ पर वीडियो में प्रदर्शित किया जाता है और इस दस्तावेज़ के सभी दस्तावेज़ों के लिए उपयोग किया जाता है। दूसरे लिंक में एक नया संशोधन है जिसमें कई प्रदर्शन मोड शामिल हैं। यदि आरटीसी इस स्केच पर रीसेट करता है तो यह अगली बिजली चालू होने पर दोपहर 12 बजे का समय निर्धारित करेगा। ऐसा इसलिए है कि घड़ी का उपयोग डेस्क घड़ी के रूप में किया जा सकता है जिसे हमेशा प्लग इन किया जाता है।
यदि आप मेरी फ़ाइलों को एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में उपयोग करने का निर्णय लेते हैं, तो आपको कुछ ऐसे मुद्दों के बारे में पता होना चाहिए जिन्हें मैंने हल नहीं किया है।
- APDS-9960 Attiny Arduino Core के साथ संगत नहीं है। निकटता का पता लगाने का काम करता है, हालांकि मुझे इशारों के लिए इंटरप्ट सिग्नल पर मज़बूती से पिक करने के लिए कोड नहीं मिल सकता है।
- ISP हैडर मिरर किया गया है और एक पिन कनेक्ट नहीं किया गया था।
- ISP VCC हेडर वोल्टेज रेगुलेटर के गलत साइड में जाता है। यदि इसे डिस्कनेक्ट नहीं किया जाता है तो वोल्टेज रेगुलेटर तुरंत फ्राई हो जाएगा
- सीआर बैटरी धारक i2C हेडर को कुछ मिमी. से ओवरलैप करता है
चरण 7: अंतिम परिणाम
इस ओडिसी के अंत में मेरे पास एक काम कर रही निक्सी वॉच है। यह कुछ हद तक प्रयोग करने योग्य है, लेकिन दैनिक घड़ी की तुलना में अवधारणा का अधिक प्रमाण है। दूसरे बोर्ड को डेस्क क्लॉक में बदल दिया गया और तीसरे बोर्ड को निर्माण प्रक्रिया के दौरान नष्ट कर दिया गया।
यदि आप अपनी खुद की घड़ी डिजाइन करने का प्रयास करने जा रहे हैं तो कुछ उपयोगी लिंक:
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