NIXIE TUBE DRIVE MODULES Część III - ZASILANIE HV: 14 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Zanim przyjrzymy się przygotowaniu mikrokontrolera Arduino/Freeduino do podłączenia do modułów sterownika lamp Nixie opisanych w części I i II, możesz zbudować ten zasilacz, aby zapewnić wysokie napięcie zapłonu wymagane przez lampy Nixie. Ten zasilacz impulsowy z łatwością generuje 50 mA, czyli więcej niż większość, i oferuje zmienne wyjście od 150 do 220 VDC, gdy jest zasilany przez źródło 9 do 16 VDC.

Krok 1: O obwodzie

Źródło 12 V przy jednym wzmacniaczu z łatwością zasili ten zasilacz lampowy Nixie. Jest wystarczająca moc wytwarzana przez ten zasilacz impulsowy, aby wysterować co najmniej osiem modułów sterowników lamp nixie (miałem 12 modułów sterowników lamp nixie pracujących na jednej z tych płyt, to jest 24 lamp nixie IN-12A!). Typowy zasilacz lampowy Nixie oferuje od 170 do 250 VDC przy 10 do 50 mA. Zasilacz impulsowy jest pożądany, ponieważ jest mały i bardzo wydajny. Można go zmieścić w zegarku i nie będzie się nagrzewał. Schemat projektu zaczerpnięto bezpośrednio z arkusza danych MAX1771, jednak ze względu na duży skok napięcia z wejścia na wyjście, układ płytki i komponenty typu niskiego ESR są krytyczne.

Krok 2: Lista części

Poniżej znajdują się numery części Digi-Key dla wszystkich komponentów: 495-1563-1-ND CAP TANT 100UF 20V 10% LOESR SMD C1 490-1726-1-ND CAP CER.1UF 25V Y5V 0805 C2, C3 PCE3448CT-ND CAP 4.7 UF 450V ELECT EB SMD C4 495-1565-1-ND CAP TANT 10UF 25V 10% LOESR SMD C5 PCF1412CT-ND CAP.1UF 250V FOLIA PIÓROWA 2420 5% C6 277-1236-ND BLOK ZACISKOWY 2POS 5MM PCB J1, J2, J3 513-1093-1-ND MOC INDUKTORA 100UH 2A SMD L1 311-10.0KCCT-ND RES 10.0K OHM 1/8W 1% 0805 SMD R1 PT1.5MXCT-ND RES 1.5M OHM 1W 5% 2512 SMD R2 P50MCT-ND REZYSTOR.050 OHM 1W 1% 2512 Rsense 3314S-3-502ECT-ND TRYMPOT 5K OHM 4MM SQ CERM SMD VR1 MAX1771CSA+-ND IC DC/DC CTRLR STEP-UP HE 8-SOIC IC1 FDPF14N30-ND MOSFET N-CHAN 300V 14A TO -220F T1 MURS340-E3/57TGICT-ND DIODA ULTRASZYBKA 3A 400V SMC D1

Krok 3: Przygotowanie części do płytki drukowanej

Te części pozostawiam do lutowania konwencjonalnie po tym, jak wszystkie mniejsze części do montażu powierzchniowego na płytce.

Krok 4: lutowanie w piecu

Oto mniejsze części, które nałożymy na płytkę drukowaną za pomocą pasty lutowniczej, a następnie upieczemy w naszym piekarniku.

Krok 5: pasta lutownicza

Dostać się z lepkimi rzeczami. Wyciągnij pastę lutowniczą z lodówki i daj jej szansę na rozgrzanie. Wtedy nie jest tak sztywny, gdy próbujesz go wycisnąć z tuby. Najlepsze jest to, że jeśli twoja płyta ma dobrą maskę lutowniczą, nie musisz być tak dokładny. Gdy pasta trafi do piekarnika, popłynie tam, gdzie chcesz (w większości przypadków - patrz krok 9).

Krok 6: Aplikacja pasty lutowniczej

Usiądź i trzymaj kofeinę, ponieważ do tej pracy potrzebujesz stabilnych rąk. Połóż kciuk na tłoku i delikatnie wyciśnij pastę na podkładki. Nie martw się tak bardzo, jeśli nie zawsze jesteś na dobrej drodze. Nadmiar pasty zatyka drobne części, więc idź łatwo.

Krok 7: Rozgrzej piekarnik

Gdy już wiesz, dokąd trafiają poszczególne komponenty, możesz szybko nałożyć tę ilość pasty na małą deskę. Chodzi o odpowiednią ilość pasty do udanego opiekania. Wyjmij narzędzie do podnoszenia i połóż na SMD.

Krok 8: Włóż składniki do pasty - i tosty

Zastosowana tutaj pasta lutownicza nie zawiera ołowiu i choć wygląda teraz matowo i mętnie, wystarczy poczekać, aż wyskoczy z piekarnika. Standardowy toster, którego używam, dostałem za 20 USD. Ma grzałki kwarcowe o szerokości 3/8 cala nad i pod rusztem piekarnika. Mogę opiekać sześć takich desek naraz. Oto krzywa temperatury, której chcesz przestrzegać: Rozgrzej piekarnik do 200 stopni F 1. włóż włożyć do piekarnika i trzymać w temperaturze 200 st. F przez 4 minuty 2. Podnieść temperaturę do 325 st. F przez 2 minuty 3. Utrzymać temperaturę 450 st. F przez około 30 sekund, aż pojawi się lut, a następnie odczekać kolejne 30 sekund 4. Dotknij z boku piekarnika i obniż temperaturę do 300 st. F na 1 minutę 5. Pozostaw do ostygnięcia, ale nie za szybko. Nie chcesz szokować termicznie elementów.

Krok 9: Kontrola po opiekaniu

Po ostygnięciu płytki sprawdź, czy nie ma przesuniętych części i mostków lutowniczych. W miejscach, w których mogą wpaść w kłopoty, można zobaczyć koraliki lutownicze. Delikatnie odbij je i zdejmij z planszy. O o. Wygląda na to, że po prawej stronie 8-pinowego układu scalonego mamy dwa mostki lutownicze.

Krok 10: Lutowany knot jest twoim przyjacielem

Tu właśnie pojawia się naprawdę zręczna praca. Wachlując otwórz koniec plecionej siatki knota lutowniczego, aby zebrał stopiony lut. Umieść go w miejscu z mostkiem lutowniczym i dociśnij gorącym żelazkiem. Podgrzewaj nie dłużej niż 5 do 7 sekund. Zwykle to wszystko, co musisz zrobić, aby usunąć mostek lutowniczy. Jeśli to nie zadziała za pierwszym razem, spróbuj podejść do deski pod innym kątem.

Krok 11: Przylutuj pozostałe elementy do płytki drukowanej

Ok, podciągnij się do stacji lutowniczej i zlokalizuj komponenty odłożone na bok w kroku 3. MOSFET jest wrażliwy na ładunki elektrostatyczne, więc nie biegaj nim po dywanie. Prawie skończyliśmy. Dwa mostki lutownicze na konwerterze podwyższającym zostały usunięte za pomocą knota lutowniczego, a płytka jest teraz gotowa.

Krok 12: Podłączanie zasilania HV do modułów sterownika lamp Nixie

Jeśli podłączasz ten wysokonapięciowy zasilacz lampowy Nixie do modułu sterującego lampami Nixie, oto prosta konfiguracja testowa. Zapoznaj się z oznaczeniami obok zielonych zacisków na płytce drukowanej. W przypadku głównych napięć wejściowych PWR dostarczanych do zasilacza lampowego nixie, które są niższe niż 15 woltów prądu stałego, można połączyć razem zaciski PWR i Vcc. W przypadku głównych napięć wejściowych PWR dostarczanych do zasilacza lamp nixie, które są wyższe niż 15 V DC, należy wstawić regulator (7812), aby dostarczyć 12 V DC do zacisku Vcc. W przypadku korzystania na przykład z zasilacza sieciowego 12 V, zaciski PWR i Vcc powinny być połączone krótkim przewodem połączeniowym. W przypadku normalnej pracy należy również podłączyć zacisk Shdn do GND za pomocą przewodu połączeniowego. Umożliwi to zasilaczowi lampowemu Nixie wytwarzanie sygnału wyjściowego po dostarczeniu zasilania wejściowego.

Krok 13: Piny wejściowe zasilania

Etykiety HV+ i HV- na zasilaczu lamp nixie odpowiadają HV i gnd na module sterownika lamp nixie. Przewód WN łączy się z pinem 1 SV1 (masa), a przewód WN łączy się z pinem 4 SV1. W przypadku SV1 i SV4 piny 1, 2, 5 i 6 są połączone z masą. Tylko piny 3 i 4 SV1 i SV2 przenoszą wysokie napięcie wymagane przez lampy Nixie.

Krok 14: Gwintowanie wysokonapięciowe w modułach

Teraz, gdy masz zasilanie do modułów sterujących lampami nixie, powinieneś zobaczyć podświetlone wszystkie elementy w obu cyfrach lamp nixie. Należy zachować ostrożność, aby nie dotykać wyjścia wysokiego napięcia do modułów sterownika lamp Nixie. Potencjalnie jest tutaj wystarczająco dużo energii, aby spowodować poważny wstrząs. Gdy moduły sterownika lamp nixie są połączone krawędzią do krawędzi, od lewej do prawej, zarówno zasilanie wysokiego napięcia, jak i dane szeregowe z zewnętrznego mikrokontrolera są przesyłane do wszystkich płyt. Mikrokontroler jest wymagany, aby w pełni wykorzystać możliwości lamp nixie łańcuch rejestru przesuwnego modułu sterownika. Moduł sterownika lampy Nixie umożliwia mikrokontrolerowi (Arduino itp.) adresowanie dwóch cyfr lampy Nixie, a za pośrednictwem tego łańcucha rejestrów przesuwnych wielu par cyfr lampy Nixie. Dla przykładu jak moduły sterownika lamp nixie mogą być obsługiwane przez zewnętrzny mikrokontroler, zobacz przykładowy kod sterownika cyfr Arduino. Wiele modułów sterownika lamp nixie można zobaczyć na filmie o module sterownika lamp nixie. W zależności od tego, jak jasno chcesz, aby twoje lampy nixie były oświetlone, możesz dostosować VR1, aby generować moc wyjściową między 170 a 250 woltów prądu stałego. Zwiększenie mocy wyjściowej pozwoli również na jednoczesne napędzanie większej liczby lamp Nixie. Bądź na bieżąco z częścią IV, w której podłączymy Arduino Diecimila i zrobimy bardzo długie liczby. Specjalne podziękowania dla Nicka de Smith. Zobacz też ten fajny kawałek pracy Marca Pelletreau. Uff!