Een eenvoudige Nixie-buizenklok bouwen met Arduino – Stapsgewijze handleiding

Onderdelen en benodigdheden

Over dit project

Na een lange werkdag eindelijk succes: Nixie-klok met Arduino en opto-isolatiechip, zonder dure Nixie-driver.

Bekijk de video voor de volledige instructie.

Benodigdhedenlijst

1. Arduino UNO
2. Nixie buizen (6 stuks)
3. Optokoppelaar chip TLP627
4. DC step-up module 12VDC naar 390VDC
5. Breadboard
6. Real-time clock module DS3231
7. Onderdelen te koop op utsource.net

Stap 1: Schakelingontwerp

De schakeling gebruikt een opto-isolatiechip om de Nixie-buizen (150 VDC) te sturen met de Arduino (5 VDC). Door een matrix-aansluiting zijn slechts 16 uitgangen nodig om de 60 segmenten van 6 Nixie-buizen te besturen. De DS3231 RTC-module houdt de tijd bij (ook zonder voeding) en communiceert via I2C met de Arduino. De Arduino leest de tijd en schakelt de Nixie-segmenten in hoge frequentie om een stabiele weergave te creëren.

Stap 2: Arduino-code

// Youtube kanaal: engineer2you
#include <Wire.h>
#include "DS3231.h"
RTClib RTC;
DS3231 Clock;
int hour, minute, second;
const int nixie_0 = 2;  const int nixie_1 = 3;  const int nixie_2 = 4;
const int nixie_3 = 5;  const int nixie_4 = 6;  const int nixie_5 = 7;
const int nixie_6 = 8;  const int nixie_7 = 9;  const int nixie_8 = 10;
const int nixie_9 = 11;
const int row_1 = 0;  const int row_2 = 1;  const int row_3 = 14;
const int row_4 = 15;  const int row_5 = 16;  const int row_6 = 17;
const int time_on = 2;

void setup() {
  for(int i=2;i<=11;i++) pinMode(i, OUTPUT);
  pinMode(row_1, OUTPUT); pinMode(row_2, OUTPUT); pinMode(row_3, OUTPUT);
  pinMode(row_4, OUTPUT); pinMode(row_5, OUTPUT); pinMode(row_6, OUTPUT);
  // Serial.begin(9600); // NIET gebruiken, beïnvloedt pinnen D0 & D1
  Wire.begin();
}

void loop() {
  DateTime now = RTC.now();
  hour = now.hour(); minute = now.minute(); second = now.second();

  // Seconden tonen
  int j = second/10, k = second%10;
  off_all(); on_number(0, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(1, j+2); delay(time_on);

  // Minuten tonen
  j = minute/10; k = minute%10;
  off_all(); on_number(14, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(15, j+2); delay(time_on);

  // Uren tonen
  j = hour/10; k = hour%10;
  off_all(); on_number(16, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(17, j+2); delay(time_on);
}

void on_number(int row, int nixie) {
  digitalWrite(row, HIGH);
  digitalWrite(nixie, HIGH);
}

void off_all() {
  for(int i=0;i<=1;i++) digitalWrite(i, LOW);
  for(int i=14;i<=17;i++) digitalWrite(i, LOW);
  for(int i=2;i<=11;i++) digitalWrite(i, LOW);
  delayMicroseconds(400); // voorkomt "ghost" effect
}

De code haalt de tijd op van de DS3231 en toont deze op de 6 Nixie-buizen via de opto-isolatiechips.

Stap 3: De schakeling bouwen

Dit is een prototype op breadboard. Het werkte direct zonder problemen. In een volgende stap zal ik een mooie MDF-behuizing maken voor in mijn kamer.

Code

Volledige code bovenstaand (Code snippet #1).