Bouw een Slijm Nixie Buis Klok in een Aangepaste MDF Houten Behuizing met Arduino

Onderdelen en benodigdheden

Over dit project

Alles zit in een MDF houten behuizing. Na afronding ziet de klok eruit als een echt product: mooi en compact.

Laten we beginnen.

Stap 1: Onderdelenlijst

Om het duidelijk te maken, hier is de onderdelenlijst voor dit project:

1. Arduino UNO (1 set)
2. Real Time Clock module DS3231
3. DC step-up module 12VDC naar 150VDC (1 set)
4. Nixie buis (6 stuks)
5. Isolatiechip TLP627-4 (4 stuks)
6. Weerstand 10K
7. Header pins
8. Breadboard kabels
9. Voedingsmodule 220VAC/12VDC (1 stuks)
10. Knoppen (2 stuks)
11. MDF hout 3mm dikte (lasergesneden)
12. Witte lijm (voor MDF hout)
13. Permanente magnetische platen

Koop elektronische componenten op utsource.net

Stap 2: Schakelingontwerp

Maak een schakeling zoals in het ontwerp afgebeeld. Nixie buizen hebben hoge spanning nodig (rond 150VDC) om te branden, maar gebruiken lage stroom (1-2mA). De DC step-up module 12VDC → 150VDC is geschikt voor deze toepassing.

Deze schakeling gebruikt Arduino UNO als hoofdcontroller, die de nixie buizen via isolatiechip TLP-627 aanstuurt. De 60 lampjes (van 6 nixie buizen) zijn als matrix aangesloten, wat Arduino pinnen bespaart → slechts 16 pinnen uit Arduino (10 voor kolommen, 6 voor rijen). Door de matrixverbinding kan maar 1 buis tegelijk getoond worden. Om 6 buizen te tonen, wordt 1 buis getoond, dan uit, dan de volgende, enzovoort tot de 6e. Door hoge frequentie schakeling ziet het menselijk oog dit als een constant beeld. De weergavesequentie wordt gedaan door Arduino code.

Real Time Clock module DS3231 houdt de tijd bij (zelfs zonder voeding, dankzij de celbatterij). En ik gebruik 2 knoppen om de tijd in te stellen.

Stap 3: PCB Isolatie maken

Ik maakte een PCB voor de isolatie voor eenvoudige verbinding met Arduino. Met header pins kunnen we breadboard kabels gebruiken om van PCB naar Arduino te verbinden. PCB ontwerp kan hier gedownload worden: https://bit.ly/3ab6PHL

Stap 4: Kabels voor Nixie buizen maken

Omdat nixie buizen lage stroom consumeren, gebruikte ik koperdraad (uit een oude transformator) voor de bedrading. Dit koperdraad is makkelijk te verwerken: makkelijk te solderen, hoge isolatie, kleine afmetingen, makkelijk in te leggen. Vervolgens zijn de zes nixie buizen verbonden als kolommen en rijen zoals in het schakelingontwerp. Daarna verbonden met de isolatie PCB.

Stap 5: MDF behuizing laseren

Laser CNC machine snijt MDF hout (3mm dikte) in exacte afmetingen. Ik ontwierp elk deel passend, vervolgens worden ze met lijm vastgezet. Ontwerpbestand voor lasercut kan hier gedownload worden: https://bit.ly/3ab6PHL. Let op: gebruik Corel Draw om het ontwerpbestand te lezen.

Stap 6: Half een doos maken

In deze stap maak je half een doos met lijm, installeer de nixie buizen in het middenframe, en plaats dit in de doos.

Stap 7: PCB, knoppen installeren en bedraden

Installeer alle PCB's in het MDF frame, installeer de knoppen, en bedraad alles volgens het schakelingontwerp. Bedrading in deze stap is een uitdaging, let goed op. Misschien zit je met een verkeerde volgorde voor de nixie buizen, maar je kunt het gemakkelijk opnieuw verbinden.

Stap 8: Code downloaden

Download de code voor Arduino. De hoofcode doet het volgende: lees de realtime van module DS3231, toon op nixie buizen via isolatie PCB. Het is ook mogelijk om de tijd aan te passen met twee knoppen: wanneer je beide knoppen tegelijk indrukt, knipperen de 2 cijfers van de seconden (wachten op instellen). Druk linker/rechter knop om te verhogen/verlagen. Na afloop (of geen aanpassing), knipperen de minuten, daarna de uren. Na afloop knipperen geen cijfers meer. Code kan hier gedownload worden: https://bit.ly/3ab6PHL

Stap 9: Achterkap maken

Ik gebruik vier magnetische platen om de achterste MDF-plaat vast te zetten. Dit houdt de achterkant stevig zonder lijm, zodat we de doos gemakkelijk open kunnen maken voor troubleshooting.

Stap 10: Tijd instellen

Druk op beide knoppen tegelijk om de tijd van de 6 nixie buizen in te stellen. Volgorde: 1) Beide knoppen indrukken → 2) Seconden knipperen (instellen met linker/rechter knop) → 3) Minuten knipperen (instellen) → 4) Uren knipperen (instellen) → 5) Geen knipperen meer, klokweergave.

Stap 11: De masker maken

Een vriend zei dat MDF hout oppervlak niet zo mooi oogt, dus besloot ik hout met fineerlaag te gebruiken voor deze klok. Ook een naamplaatje gemaakt. Uiteindelijk ziet de klok perfect eruit :)