Ngao ya Arduino Kutoka kwa Mirija ya zamani ya VFD ya Urusi: Saa, Kipima joto, Mita ya Volt : Hatua 21 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Mradi huu ulichukua karibu nusu mwaka kukamilisha. Siwezi kuelezea ni kazi ngapi iliingia katika mradi huu. Kufanya mradi huu peke yangu kungechukua milele kwa hivyo nilikuwa na msaada kutoka kwa marafiki zangu. Hapa unaweza kuona kazi yetu imekusanywa kwa muda mrefu sana wa kufundisha.

Makala ya mradi huu:

• Sambamba tu na bodi za Arduino UNO
• Inaendesha mirija minne ya IV-3 / IV-3a / IV-6 VFD. Mirija hiyo ina nguvu sana, hata ni bora kuliko Nixie, na inaonekana nzuri sana. Ufanisi wa nishati karibu ni sawa na tumbo la LED. Nadhani wanaonekana bora kuliko nixie.
• Ugavi wa umeme 12V DC + 5V DC kupitia bodi ya Arduino; usambazaji wa utulivu wa 12V unahitajika
• Ubora wa muundo (faili za CAD) hiari
• matumizi yanayowezekana: saa, kipima joto, voltmeter, kaunta, ubao wa alama,…
• michoro nyingi za mfano wa Arduino zinapatikana

Ninajua kuwa maandishi katika maandishi haya ni marefu sana lakini tafadhali jaribu kusoma na kutazama kila maandishi na picha hapa. Picha zingine sio nzuri lakini hii ndio kila kitu ninaweza kufanya. Najua mimi sio mpiga picha bora.

Mradi huu hapo awali uliwekwa kwenye muhimili lakini nilibadilisha na kuelezea mambo mengi madogo bila wao utajiuliza ni nini kimeenda vibaya.

Vifaa

Unaweza kuona hesabu ya kila sehemu, lakini ninapendekeza uchapishe Orodha ya Sehemu.pdf kuitumia kwa orodha ya ununuzi na baadaye kwa kuuza sehemu kwenye PCB. Nimenunua kila kitu kutoka kwa duka za kawaida au kuifuta kutoka vifaa visivyofanya kazi, lakini ikiwa huwezi kufanya kama nilivyofanya, unaweza kuagiza sehemu kutoka Aliexpress au Amazon au duka lingine.

Kizuizi cha Filamu za Carbon 1 / 4W 5% Kiungo cha Aliexpress ambacho kina kila kipinga ambacho utahitaji katika orodha hii

• 1x 510 Ω
• 2x 1K Ω
• 1x 2K7 Ω
• 1x 3K9 Ω
• 13x 10K Ω
• 12x 68K Ω
• 12x 100K Ω
• 12x 220K Ω

Kauri / MKT / MKM Capacitors

• 1x 2.2 nF (222) Kiungo cha Aliexpress
• 2x 8.2 nF (822) Kiungo cha Aliexpress cha IV-3 / IV-3a au 2x 22nF (223) kwa kiungo cha IV-6 Aliexpress
• 1x 100 nF (104) Kiungo cha Aliexpress

Semiconductors ya Electrolytic

• 4x 22 μF 50V radial Aliexpress kiungo
• 2x 100 μF 25V radial Aliexpress kiungo

Semiconductors wa kipekee

• Kiungo cha 1x 1N400x cha urekebishaji cha Aliexpress
• 4x 1N5819 kiungo cha diodott Aliexpress
• 4x LED 3mm (chagua rangi kwa uhuru) Kiungo cha Aliexpress
• 13x BC547B Kiunga cha transistor cha Aliexpress
• 12x BC557B PNP transistor kiungo cha Aliexpress
• 1x BC639 NPN "nguvu" transistor kiungo cha Aliexpress
• 1x BC640 PNP "nguvu" transistor Aliexpress kiungo

Jumuishi Zilizounganishwa

ICM7555 timer IC (lazima iwe toleo la CMOS, usitumie kiunga cha kiwango cha 555!) Aliexpress

Viunganishi na Sehemu Mbalimbali

• Kichwa cha 2x kinachoweza kubanwa - nafasi ya 2.54 mm /.1”- nguzo 8 Kiunga cha Aliexpress
• Kichwa cha 1x kinachoweza kubanwa - nafasi ya 2.54 mm /.1”- nguzo 6 Kiunga cha Aliexpress
• Kichwa cha 1x kinachoweza kubanwa - nafasi ya 2.54 mm /.1”- nguzo 10 Kiungo cha Aliexpress
• 4x IV-3 au IV-3a au IV-6 VFD bomba la Aliexpress
• Kiungo cha PCB PCBWay

Ikiwa unataka kutengeneza saa unaweza kutumia RTC DS1307 ya hiari inayoungwa mkono na betri, lakini ikiwa unataka kuifanya iwe smart tumia esp8266. Unaweza kutumia esp8266 kubwa au esp8266-01 ndogo, lakini ninapendekeza utumie ndogo ili saa ionekane bora. Ikiwa unataka kuifanya iwe nadhifu zaidi changanya esp8266 na sensor ya 1-Wire. Mchoro inasaidia DS1820, DS18B20, DS18S20, na DS1822. Joto huonyeshwa kila dakika.

Ikiwa una maswali yoyote kuhusu mradi huu nitumie barua pepe. Nitajaribu kujibu maswali yako haraka iwezekanavyo

Hatua ya 1: Muhtasari wa Mradi

Ngao hii ya Arduino ina uwezo wa kuendesha 4x Kirusi IV-3, IV-3a au IV-6 mirija saba ya VFD. LED za 4x 3mm hutoa taa za nyuma kwa zilizopo. Ubunifu huo unategemea kabisa vipengee vya shimo, hakuna vifaa vya SMD vilivyotumika. Kwa hivyo, PCB inaweza kukusanywa kwa urahisi na mtu yeyote ambaye ana uzoefu wa kutengenezea. Pia, vifaa vilivyotumika ni vya bei rahisi na hupatikana kwa urahisi. Kwa kuwa hii ilibuniwa kama mradi wa elimu zaidi, rahisi kujenga sio suluhisho bora kabisa kuendesha hizi zilizopo za VFD kutoka kwa mtazamo wa kiufundi. Badala ya transistors ya BC547 na BC557, tungeweza kutumia madereva ya chanzo cha A2982W, au tungeweza kuchukua nafasi ya transistors na dereva wa chanzo cha juu cha IC ya Supertex na rejista ya mabadiliko ya ndani. Kwa bahati mbaya, hizi zinaweza kuwa ngumu kupata na kuja mara nyingi kwenye vifurushi vya SMD.

Hatua ya 2: Vidokezo vya Mkutano

PCB hii inayoweza kufundishwa imeundwa kwa mtu ambaye ana uzoefu wa hali ya juu na kukusanya umeme. Ikiwa unaamini kuwa ni ngumu sana kwa kiwango chako cha ufundi tafadhali usijaribu kuikusanya au kumwuliza rafiki akufanyie.

Chukua muda wako - kit hiki kinapaswa kuchukua masaa 2-3 kukamilisha ikiwa bila kukatizwa au zaidi. Ninaifanya kwa chini ya masaa 2, lakini nina zaidi ya miaka 2 ya uzoefu wa kila siku katika kutengenezea.

Hakikisha eneo lako la kazi lina mwanga mzuri (mchana unapendelea), safi na nadhifu.

Unganisha bodi kwa mpangilio kama ilivyoelezwa katika maagizo hapa - soma na uelewe kila hatua kabla ya kufanya kila shughuli. Kwa sababu baada ya makosa karibu hakuna kurudi nyuma.

Inachukuliwa kuwa unaelewa kuwa semiconductors (diode, ICs, transistors) au capacitors electrolytic ni vifaa vyenye polarized. Alama zinazofaa zinachunguzwa hariri kwenye PCB na zinaonyeshwa kwenye bodi.

Zana na vifaa vifuatavyo vitahitajika kukusanya PCB:

• Chuma bora cha kutengeneza chuma (25-40W) na ncha ndogo (1-2 mm)
• Mkata waya na koleo
• Multimeter ya msingi kwa vipimo vya voltage na kwa kutambua vipinga.
• Kioo cha kukuza kusoma alama ndogo za kifaa mara nyingi husaidia.
• Solder - risasi / bati solder inapendelea. Solder isiyo na risasi, kama inavyotakiwa sasa kutumika katika bidhaa za kibiashara huko Uropa, ina kiwango cha juu zaidi na inaweza kuwa ngumu sana kufanya kazi nayo. Usitumie mtiririko wowote au grisi.
• Utambi unaofifia (suka) inaweza kuwa na faida ikiwa kwa bahati mbaya utatengeneza madaraja ya solder kati ya viungo vya karibu vya solder.

Ugavi wa umeme

Ngao ya IV-3 / IV-3a / IV-6 VFD inahitaji Arduino kuwezeshwa kutoka kwa usambazaji wa umeme wa 12 V DC kufanya kazi vizuri. Tumia tu adapta ya umeme inayodhibitiwa inayoweza kutoa 12 V DC / 300 mA.

Usitumie "adapta ya ukuta" isiyodhibitiwa. Hizi hutoa kwa urahisi zaidi ya 16 V na mzigo mwepesi na itasababisha uharibifu wa IV-3 VFD ngao kwani voltage ya usambazaji wa 12 V ni muhimu sana. Lazima uwe mwangalifu sana usibadilishe polarity ya usambazaji wa umeme au unahatarisha kuua Arduino, ngao ya VFD, usambazaji wa umeme na labda kuwasha moto au kujipiga umeme

Weka mkanda wa kuhami kwenye ngao ya chuma ya kontakt USB ya Arduino yako kabla ya kuunganisha ngao ya IV-3 ili kuepuka unganisho la kugusa chuma na kupunguzwa

Hatua ya 3: Muhtasari wa PCB na Mchoro wa Mzunguko

Unaweza kuagiza PCB kutoka PCBWay. Ikiwa wewe ni mtumiaji mpya TUMIA KIUNGO HIKI KUPATA $ 5 KWA BURE BAADA YA USAJILI WAKO baada ya hapo PCB zako 5 za kwanza ni bure na unahitaji tu kulipia uwasilishaji ambao ni karibu USD 6 na barua ya China. Kama unavyoona kwenye picha ya mwisho ngao ni saizi sawa na kadi yangu ya malipo kutoka kwa Revolut. Picha zilizoonyeshwa hapa kwa watu wengine zinaweza kuonekana kama wanajaribu kusoma Kichina.

Hatua ya 4: Mkutano

Mwishowe, tulifika kwenye maendeleo ya mkutano… Katika hatua zifuatazo 5-19, tutakusanya PCB hatua kwa hatua. Inaweza kusaidia kuweka muhtasari wa PCB na mchoro wa mzunguko uliopo wakati wa kusanyiko kwa kuichapisha au kuiacha kwenye PC yako wakati wa kutengeneza. Baada ya kila hatua, linganisha kwa uangalifu PCB yako na picha hapa na angalia makosa na makosa ya solder.

Hatua ya 5: Diode na Tundu la IC

Weka diode zifuatazo:

• D1: 1N400x au sawa
• D2… D5: 1N5819 diode ya schottky

Tazama polarity na uwe mwangalifu kuweka diode inayofaa mahali pazuri

Solder D2 na D3 kutoka upande wa sehemu na punguza waya kwenye upande wa solder kwa ufupi kadri inavyoweka juu ya kiunganishi cha chuma cha USB cha Arduino.

Panda tundu 8 la IC kwa IC1. Usiweke IC1 kwenye tundu katika hatua hii.

Hatua ya 6: Capacitors Electrolytic

Panda capacitors zifuatazo za elektroni:

• C5… C8: 22µF 50V radial electrolytic capacitor
• C9, C10: 100µF 25V radial capacitor
• Pindisha risasi kwa digrii 90 na weka capacitors flush kwa PCB. Angalia polarity. Najua nakukasirisha na hii Tazama polarity tayari, lakini ni muhimu sana.

Inashauriwa kuuza C6, C7 na C8 kutoka upande wa sehemu na kupunguza risasi kwa muda mfupi iwezekanavyo kwa upande wa solder kwani zimewekwa juu ya ngao ya chuma ya kiunganishi cha USB cha Arduino

Hatua ya 7: Capacitors kauri

Sio shida kutumia sura nyingine muhimu kuwa thamani sawa na nyenzo kwa hizi capacitors.

Weka capacitors zifuatazo za kauri:

• C1: 2n2
• C2, C3: 8n2 au 22nF (*)
• C4: 100n

Tafadhali kumbuka kuwa maadili ya C1… C3 ni muhimu sana kwani C1 inafafanua pamoja na R5 masafa ya uendeshaji wa kitatu cha voltage na C2, C3 hufafanua sasa filament kwa mirija ya VFD.

(*) mlima 8n2 kwa mirija ya IV-3 na IV-3a, mlima 22nF kwa mirija ya IV-6.

Hatua ya 8: 10K Resistors

Weka vipinga vya kilo-ohm 10 (kahawia - nyeusi - machungwa - dhahabu)

R6… R18

Waweke kwa wima kama kwenye picha.

Hatua ya 9: 68K Resistors

Weka vipinga vya kilo-ohm 68 (bluu-kijivu - machungwa-dhahabu)

R19… R30

Waweke kwa wima kama kwenye picha.

Hatua ya 10: 220K Resistors

Weka vipinga vya kilo-ohm 220 (nyekundu - nyekundu - manjano - dhahabu)

R43… R54

Waweke kwa wima kama kwenye picha.

Hatua ya 11: 100K Resistors

Weka vipinga vya kilo-ohm 100 (kahawia - nyeusi - manjano - dhahabu)

R31… R42

Waweke kwa wima kama kwenye picha.

Hatua ya 12: Resistors zilizobaki

Weka vipinga vilivyobaki:

• R1: 510 ohm (kijani - hudhurungi - kahawia - dhahabu)
• R2, R3: 1 kilo-ohm (kahawia - nyeusi - nyekundu - dhahabu). Unaweza kuhitaji kurekebisha thamani kulingana na taa za taa za taa unazopanga kutumia.
• R4: 2.7 kilo-ohm (nyekundu - zambarau - nyekundu - dhahabu)
• R5: 3.9 kilo-ohm (machungwa - nyeupe - nyekundu - dhahabu)

Hatua ya 13: Vichwa vya Arduino

Panda vichwa vya kichwa vya Arduino. Vichwa havitatumika kuweka ngao zingine za Arduino juu ya ngao hii lakini husaidia kujua urefu wa kuongezeka kwa vifaa kadhaa na mirija ya VFD.

Pushisha vichwa kupitia PCB na uzie kwenye Arduino yako. Pindua kichwa chini na uweke pini 1-2 kwa kila kiunganishi. Kwa hivyo nafasi ya kiunganishi itakuwa sahihi. Ondoa ngao kutoka Arduino na unganisha pini zilizobaki.

Hatua ya 14: Power Transistors

Weka transistors zifuatazo:

• T26: BC639
• T27: BC640

Usibadilishe transistors hizi na aina za kawaida. Waweke ili juu ya nyumba zao ziwe chini kuliko vichwa vya Arduino.

Ingiza IC1 ICM7555 (*) kwenye tundu lake na uzie ngao kwenye Arduino na utumie nguvu. Voltage iliyopimwa kati ya cathode ya D5 na ardhi ya Arduino inapaswa kuwa karibu 32… 34V. Sikufanya hivi kwa sababu nina hakika ndani yangu, lakini bora ufanye.

Tumia toleo la CMOS (ICM7555, TLC555 LMC555,…), usitumie kipima muda 555

Hatua ya 15: NPN Transistors

Panda transistors ya BC547B

T1… T13

Waweke ili juu ya nyumba zao zikae chini (au ziweze) na vichwa vya Arduino.

Hatua ya 16: PNP Transistors

Panda transistors ya BC557B

T14… T25

Waweke ili juu ya nyumba zao zikae chini (au ziweze) na vichwa vya Arduino.

Hatua ya 17: Taa za kuangazia Tube (hiari)

Unaweza kutumia taa za kawaida za 3mm kwa rangi yoyote kwa madhumuni ya kuangazia bomba, hata rangi za RGB zinazofifia rangi.

Pindisha mwongozo wa LEDs ili taa ziweze kutoshea kwenye mashimo ya 3mm chini ya mirija ya VFD, kisha uiunganishe kwa PCB. Makini na polarity. Uongozi mfupi wa LED (cathode) inauzwa kwa pedi iliyo karibu kabisa na alama ya skrini ya hariri ya skrini ya jina la D (D6… D9).

Inaweza kuwa muhimu kuhamisha mwongozo wa D9 ili kuwaepusha kugusa kiunganishi cha ISP kwenye Arduino.

LED zinaunganishwa na pato la PWM kwenye Arduino na zinaweza kupunguzwa kwa kutumia programu. Hii hata hivyo haitafanya kazi vizuri wakati unatumia rangi za RGB zinazofifia rangi.

Ikiwa ni rahisi kwako, inawezekana pia kupandisha taa za taa baada ya zilizopo za VFD kuuzwa mahali. Kwa sababu ya ufundi wa kuongezeka, pia ni rahisi kuchukua nafasi ya LED baadaye ikiwa ukiamua ungependa kuwa na rangi nyingine ya taa.

Hatua ya 18: Uwekaji wa Tube ya VFD

Hii ni moja ya hatua muhimu zaidi ya kujenga ngao yako

Elekeza waya za bomba kwa upole kupitia mashimo yao kwenye PCB. Hakikisha risasi fupi kwenye zilizopo hupitia shimo bila pedi ya solder.

Sasa tarakimu zinapaswa kukabili mbele ya PCB.

Ikiwa una shida kupata waya za zilizopo kupitia mashimo unaweza kuzikata kama "ond" ili uweze kusonga waya 1 kwa wakati kupitia mashimo. Makini na kufanya waya fupi sio fupi sana kwani tutaweka zilizopo na umbali kutoka PCB.

Mara tu zilizopo ziko mahali pangilia zaidi au chini kwa mkono. Chini ya zilizopo inapaswa kuwa karibu 1-2 mm chini ya juu ya vichwa vya Arduino vinavyoweza kubaki.

Ikiwa unatumia eneo la hiari la akriliki, unaweza kutumia sahani za juu na za chini kama zana ya kusawazisha.

Solder inaongoza kwa kila bomba kwa PCB. Mara hii ikamalizika, bado unaweza kurekebisha mpangilio wa bomba kwa kupasha tena viungo vya solder.

Ikiwa umeridhika na mpangilio wa bomba, unaweza kumaliza kuziba waya zilizobaki zilizopo na upunguze risasi inayozidi na mkata waya mdogo.

Usijaribu kubadilisha mpangilio wa bomba baada ya kuuzwa kwani hii inaweza kusababisha mafadhaiko ya kiufundi na inaweza kusababisha bomba lenye kasoro

Hatua ya 19: Jaribio la Mwisho

Mwishowe jaribio… Pakia mchoro wa onyesho kwa Arduino na ukate Arduino kutoka bandari ya USB ya kompyuta.

Chomeka ngao ya VFD iliyokamilishwa juu ya Arduino. Hakikisha hakuna sehemu ya chuma ya Arduino inayogusa viungo vya solder vya ngao ya VFD.

Unganisha adapta ya umeme ya 12 V DC kwenye kiunganishi cha umeme cha Arduino na uwashe umeme.

Baada ya sekunde chache zilizopo za VFD zinapaswa kuanza kuhesabu kutoka 0 hadi 9 kwa kitanzi kisicho na mwisho. Nukta za kujitenga kwa mirija ya VFD zinapaswa kuunda kaunta 4 ya biti.

Taa ya taa inapaswa kupungua kila sekunde chache na kuwasha tena.

Angalia waya za filament kwa uangalifu. Wanapaswa kung'aa sana na rangi nyekundu. Ikiwa zinaangaza sana, punguza maadili ya C2 na C3. Kwa upande mwingine, ikiwa filament inang'aa na nambari hazijafikia sana, unaweza kujaribu kwa kuongeza maadili ya C2 na C3.

Hatua ya 20: Ufungaji wa Acrylic (hiari)

Faili 2 za kwanza ni faili za CAD. Ninapendekeza ufungue "Kifungio cha Mwongozo wa Mtumiaji wa Ngao kwa kutazama kwenye skrini.pdf" na uangalie hatua za wigo wa Acrylic kutoka hapo.

Hatua ya 21: Programu

Kila maktaba ambayo utahitaji iko kwenye maoni mwanzoni mwa kila mchoro.

Upatikanaji wa moja kwa moja

Hutoa ufikiaji wa moja kwa moja kwa mirija na LED. Unaweza kuwasha na kuzima sehemu za kibinafsi na nukta kwenye mirija, na kudhibiti mzunguko wa ushuru wa PWM kwa kuangazia LED.

Saa ya kawaida

Saa tu ambayo imewekwa kupitia mfuatiliaji wa serial na hakuna kitu cha kupendeza sana, lakini baada ya siku 1 saa inarudi na karibu dakika 1

Saa mahiri

• Imeongeza msaada kwa hiari inayoungwa mkono na betri DS1307 RTC.
• Imeongeza msaada wa kufanya kazi tu na esp8266 kupitia RX na TX
• Aliongeza kuonyesha ya joto katika nyuzi Celsius wakati 1-Waya sensorer ni kushikamana. Mchoro inasaidia DS18B20, DS18S20, na DS1822. Joto huonyeshwa kila dakika.

Kwa esp8266 kufanya kazi na saa utahitaji kuwasha esp na kutengeneza daraja maalum iliyoonyeshwa hapa jinsi ya kuweka hali ya usingizi mzito kuokoa nguvu. Pia itahitaji kuanzisha vitambulisho vya WIFI na eneo la wakati kutoka kwa nambari kwenye esp. Ikiwa huna uzoefu na esp8266 soma hapa ili upate maelezo zaidi juu ya usanidi wa bodi katika Arduino IDE.

Kipimajoto

Inafanya kazi na sensorer 1-joto la waya. Programu inasaidia DS1820 (wiring tofauti, iangalie kwenye mtandao), DS18B20, DS18S20, na DS1822.

Mita ya Volt

Mpango huu unaonyesha voltage iliyopimwa kwenye pini A5.

Maandamano

Mfano uhuishaji wa zilizopo, uhuishaji wa PWM wa LED.