仿数码管时钟

老小孩
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发布时间: 2025-06-14 15:38:23 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
封面
我喜欢复古科技。玩老式科技非常有趣,因为它们通常比现代科技更大、更美观。今天制作一个仿数码管时钟。

准备工作:

材料:

电子产品:

  1. Arduino Nano
  2. 10K电阻
  3. 按钮
  4. 拨动开关
  5. WS2812B LED
  6. 杂项电线
  7. 迷你 USB 线
  8. USB-B 扩展器(常用于 3D 打印机)
  9. 纽扣电池
  10. DS3231 RTC 模块

其他:

  1. 3mm 胶合板
  2. 1/16 英寸丙烯酸
  3. M3 螺钉和螺母

工具:

  1. 激光切割机
  2. 砂纸(220号)
  3. 鼠标砂磨机
  4. 艾伦·凯斯
  5. 实用刀
  6. 强力胶
  7. 焊锡回流炉(烤箱也可以)
  8. 钢丝钳
  9. 烙铁
  10. 60/40 铅焊料
  11. 注射器和针头
  12. 焊锡膏
  13. 热胶和胶水
1

激光切割

使用我提供的 SVG 文件(或 Fusion360 文件)剪下框架的各个部分。

带有文本的棋子有一个单独的 svg 文件,其中包含文本。这些棋子是 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、背面、底部、顶部。

你需要:

  1. 4 x 0(丙烯酸)
  2. 4 x 1(丙烯酸)
  3. 4 x 2(丙烯酸)
  4. 4 x 3(丙烯酸树脂)
  5. 4 x 4(丙烯酸)
  6. 4 x 5(丙烯酸)
  7. 4 x 6(丙烯酸树脂)
  8. 4 x 7(丙烯酸)
  9. 4 x 8(丙烯酸)
  10. 4 x 9(丙烯酸)
  11. 1 x 靠背(木质)
  12. 1 x 底部(木质)
  13. 3 x 按钮(木质)
  14. 4 x 英尺1(木质)
  15. 4 x 英尺2(木材)
  16. 1 x 正面(木质)
  17. 2 x 侧面(木质)
  18. 4 x 插槽(木质)
  19. 1 x 垫片(木质)
  20. 2 x 顶盖(木质)
  21. 2 x 顶部插槽(木质)
  22. 1 x 顶部(木质)

在制作这个时,我使用了当地创客空间的 Glowforge,但任何激光切割机都可以使用(废话!)。如果您使用的是 Glowforge,这些设置对我有用。对于木材,我使用了 250 速度、100 功率和 2 次遍历(对于更精致的部件,您可能需要使用更低的功率和更慢的速度)。对于切割丙烯酸,我使用了 200 速度、100 功率和 1 次遍历。对于雕刻木材,我使用了 250 速度、10 功率和 1 次遍历。对于雕刻丙烯酸,我使用了 500 速度、50 功率和 1 次遍历。我建议在切割所有部件之前,先调整设置并找到最适合您的设置。

不要剥掉丙烯酸树脂上的保护层,将其保留到后续步骤。

ZIP
激光切割零件.zip
41.24KB
F3D
3D文件.f3d
4.36MB
2

制作数字

使用我提供的 gerber 或 Eagle 文件订购或制作数字的 PCB。我使用 Connor Nishijima 开发的 PCB 文件作为基础,我所做的唯一编辑是添加 5v 线(因为原始文件出于某种原因没有 5V 线)并稍微更改丝网印刷。使用装有焊膏的注射器(我选择的方法)或模板和涂抹工具,将焊膏涂抹到 PCB 上的焊盘上。涂抹少量焊膏即可,只需足以覆盖焊盘即可。您需要制作四个这样的焊膏,多制作一个进行测试或以防其中一个损坏可能是个好主意。小心地将 WS2812B LED 放在焊盘上,注意 LED 的方向。它们不必完美无缺,因为在焊接时焊料的表面张力会使它们变直。如果安装错误的 LED 很难移除(我在第一块电路板上这样做了,花了将近半个小时试图修好它而没有损坏任何东西。将所有 LED 放在电路板上后,将它们放入回流炉中,或者在我的情况下是烤箱,然后在放入电路板后打开它。烘烤时要密切注意烤箱,温度不要超过 220 摄氏度,否则会损坏电路板。焊料应在 200 摄氏度左右开始熔化。一旦焊点熔化,关掉烤箱并等待其冷却。在电路板冷却之前不要试图移除电路板,如果不这样做,LED 会移动,电路板就会损坏。完成后,我建议将它们插入 arduino 并使用其中一个 NeoPixel 示例代码来验证电路板确实可以工作。

ZIP
F9K54IBJSL36JM6.zip
80.06KB
BRD
F7LD8Q8JSL37DC5.brd
443.01KB
SCH
FO1IJGGJSL37DCD.sch
356.77KB
3

对Arduino进行编程

将 arduino Nano 插入计算机并打开 Arduino 环境。打开草图并上传代码,确保您选择了正确的主板和 COM 端口。如果您需要更新时钟的固件,您可以通过 USB 延长线进行更新,而不必拆卸它。

为了确保您使用的是最新代码,请在此处检查我的 Github:https://github.com/ZGoode/Faux-Nixie-Clock

INO
带 RTC 的仿 Nixie 时钟.ino
7.73KB
4

电子设备

按照 Fritzing 图所示将所有电线连接到 Arduino Nano。插入电源前请仔细检查所有接线。修复烧坏的 Nixie 显示屏非常困难且令人烦恼。

安装拨动开关时,需要从顶部(面向组成 Nixies 的 PCB 的一侧)打磨掉大约一毫米。这是为了使它们正确安装而不干扰 PCB。

您还需要将 USB-B 电缆和 Mini-B 电缆拼接在一起。这有两个用途,一是为时钟供电,二是为您提供 USB 访问,以便无需拆卸即可对其进行重新编程或更新。

DS3231 引脚分布

  1. 沙田中线 - A5
  2. SDA-A4

Lixie 引脚分配

  1. DIN-7

按钮

  1. 小时 - 9
  2. 分钟 - 8
  3. 颜色 - 10

开关

  1. 夏令时 - 11
  2. 时间设置 - 12
  3. 24 小时 - 13
5

最终组装

在所有电子设备都经过测试并正常工作,电线也清理干净后,准备合上盒子。用胶带或胶水将 Arduino 和 RTC 粘住,这样它们就不会碰到螺栓或其他电线。确保所有应该插入的东西都插好了。用强力胶把盒子粘上,最后把底部部件放上去。合上盒子后,将脚件插入底部的插槽中。

此时,您需要采取谨慎的预防措施以保持丙烯酸树脂清洁。在剥去保护性塑料之前,我建议戴上橡胶手套,以防止皮肤油脂沾到数字上。剥去塑料保护层,按以下顺序(从前到后)将数字插入插槽中:3、8、9、4、0、5、7、2、6、1。数字到位后,将顶部插槽片放在每一侧,以保持丙烯酸树脂数字对齐,然后用强力胶将顶部片粘上以完成时钟。此时,您已完成组装并准备开始设置时钟以供使用。

6

如何使用

  1. 要设置时间:将设置开关切换为开启状态(确保 DST 或夏令时设置正确),然后按下小时和分钟按钮更改时间。设置时间后,将设置开关切换为关闭状态,它应该可以正常工作。
  2. 要更改数字使用的颜色/图案:按下标有颜色的按钮
  3. 要打开或关闭夏令时模式:拨动背面标有 DST 的开关
  4. 要更改为 24 小时模式:切换背面标有 24HR 的开关

由于使用了 RTC,您只需在电池耗尽或首次插入时设置时间。

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