El reloj White Rabbit Nixie: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Hola a todos

Como puede ver en mis publicaciones anteriores, tengo una fascinación con los tubos Nixie, su historia, cómo operan y la apariencia única y la luz que emiten, tuve la suerte de tener acceso a una cortadora láser N Epilog para este proyecto y ahora comprender lo poderosa y flexible que es una herramienta para un ingeniero y un artista.

Debido a la naturaleza y la vida útil de un nixie, quería diseñar una carcasa que le permitiera al propietario cerrarla y desenergizar las 6 veces que le dice a Nixie, lo que permite una vida más larga de los tubos Nixie.

Comencé usando un patrón de cartón de todos los componentes para formar los componentes mecánicos móviles, después de mover los pivotes para obtener el movimiento más eficiente sin tensión ni colisión, decidí el orden de los componentes y las distancias de sus conexiones compartidas a Permita que las partes se muevan dentro o alrededor de otras sin conflicto.

Hice un prototipo cortado con láser de una versión anterior para probar, mi versión inicial iba a ser operada por dos servos, uno para cada lado que trabajan juntos para abrir la cubierta. Más tarde opté por hacer de esta una función de operación manual presionando una barra hacia abajo para abrir y luego cerrando la parte superior presionándola para cerrarla, elegí esta ruta porque se deshizo de dos servos que requerirían ser alimentados y pueden zumbar cuando se abren o se cierran.

Comencé con cartón, hice 2-3 prototipos de los componentes móviles, marcando todos los componentes con problemas que necesitaban ajustes, luego pedí tablas de nogal de 0,125 "en eBay, el grosor real de la madera era de 0,130", por lo que debí realizar algunos ajustes menores. hacerse en las ranuras de las piezas. También encargué paquetes surtidos de madera en diferentes espesores. Aparte de la madera, usé cianoacrilato grueso y delgado con su pateador. Pedí hardware a McMaster Carr.

Solo una nota rápida, diseño para ganarme la vida y tiendo a transmitir más información a través de imágenes, por lo que habrá mucha información en las partes de texto y fotos de mi instructable.

He tratado de cubrir todos los ángulos de la construcción en todos los aspectos que se me ocurren, gracias por tomarse el tiempo de revisarlo.

Paso 1: PROTOTIPOS

Después de hacer mi modelo de cartón y encontrar puntos satisfactorios para el movimiento, anoté las piezas, sus órdenes, cómo y en qué puntos se articulaban entre sí y el orden de la pila.

Comencé a modelar todo el reloj en solidworks, todos los componentes debían ser de madera, la dirección de la veta y el tipo de madera es muy importante para la función de todas las partes, lo más importante las partes mecánicas que tenían que moverse y tomar el estrés de la masa y movimiento.

Solidworks me permitió simular la apertura y el cierre de las cubiertas, podía mover puntos de pivote en los ensamblajes para hacer que el movimiento fuera suave y sin obstáculos. Pasé la mayor parte de mi tiempo averiguando la rotación del carro de Nixie y atando las cubiertas.

Pasé por un par de prototipos más hasta que llegué a la versión final de lo que se iba a hacer de madera, había algunos problemas potenciales con la creación de prototipos en acrílico, que tenía un grosor de.125 "para el material del extremo, que sería de.130", así que para los controles de tolerancia, tuve en cuenta la diferencia de.005.

Se generaron muchas piezas, muchas entraron en la carpeta obsoleta, la reduje a un grupo de piezas y luego comencé a jugar con sus conexiones, sus puntos de pivote, moviéndolos y viendo cómo se movía todo el ensamblaje.

a veces se unían y otras veces el movimiento desplazaba las partes, las torcía en extrañas orientaciones. También hay una relación que tuvo que resolverse, girando una palanca 20 grados dando a su salida un movimiento de 90 grados.

después de un rato, tuve la confianza suficiente para cortar una versión acrílica de uno de los lados de la abertura (versión acrílica roja) después de revisar y hacer modificaciones, basarme en el ensamblaje real me ayudó a recordar los problemas, muchos de los cuales tienen que ver con la limpieza del hardware de los enlaces móviles, Corté un segundo la versión clara (ver el paso anterior a este para ver las fotos).

Paso 2: CUBIERTAS

La mayoría de los componentes planos son tablones de nogal oscuro, los mecánicos consisten principalmente en componentes hechos de Cocobolo y el resto es una mezcla de arce, paduk africano, cerezo, contrachapado ruso y abeto, los tamaños son de.125 "y.25" de espesor.

Las cubiertas constan de cinco partes, como se muestra. Las partes fueron cortadas con láser con orificios de relieve con los que experimenté, la nuez oscura tenía.130”de grosor y no le gustaba doblarse, por lo que cortar estas aberturas y vaporizar la madera me dará las curvas que necesito en este material, herví agua en una olla, suspendió las partes sobre el fondo de una olla más pequeña, vertió el agua y cubrió todo con una olla más grande sellando el vapor dentro. Después de unos minutos, sacaba las piezas con cuidado, flexionaba las piezas y las vaporizaba de nuevo, repetí este proceso unas 4 veces y luego até la madera flexible a un tubo después de comprobar las curvas contra las superficies del reloj.

Después de enfriar, las partes mantuvieron algo su forma, encontré tubos de varios diámetros y até las partes al exterior o al interior de los tubos.

Quería incrustar un poco de madera clara en la oscuridad, así que utilicé la misma lima cortada para las cubiertas de nogal oscuro y corté otro juego en una hoja de abeto claro o arce. Después de que las cubiertas de nogal se vaporizaron y se doblaron, comencé a instalar los recortes de la madera más clara, el equivalente de nogal de estas piezas de madera clara se descartó por flexibilidad, ahora que la madera conserva su forma, al insertarlas en las aberturas y pegarlas por detrás, se hizo el Las piezas de nogal oscuro se ven muy bien, así que procedí a duplicar el proceso para las dos cubiertas inferior y dos superior, delantera y trasera. Le di a las piezas un ligero lijado y, en un paso posterior, enmascaré los frentes y pinté el interior de un negro mate.

El Conejo, quería hacer los extremos más dimensionales para que se destaquen, así que tracé los contornos de la cabeza y la cola del conejo en una hermosa pieza de arce con figuras, una pieza que sobró de mi primer instructable, usando una sierra de cinta, desbaste corté el contorno de las piezas y procedí a darles forma luego en una lijadora de banda, después de poco tiempo tuve los perfiles que encajaban juntos y se veían bien cuando los monté en el ensamble del reloj, me aseguré de que cuando el Conejo estuviera asentado la pieza debajo de las "orejas" anidadas en su parte posterior, después de probar quité los componentes y procedí a darles un par de capas de laca transparente.

Paso 3: TUBOS NIXIE Y CARRO

Los tubos son altos y deben inclinarse hacia adelante cuando se guardan, por lo que encontrar el eje de pivote correcto y el varillaje que une el conjunto del tubo a la tapa de la abertura fue importante para que todo esto funcione, utilizando trabajos sólidos, pude cambiar el eje y el conectando el enlace virtualmente para encontrar las posiciones óptimas para ambos. Recordando que este conjunto tiene que girar 90 grados y arrastrar unos 20 cables con él.

Los seis nixies de mi proyecto son IN-18.2 de fabricación rusa.

Encontré algunas placas de circuito en eBay para montar los tubos Nixie, hice un espaciador de tubo con tubería EMA y un hemisferio, alineé la altura que quería que el tubo sobresaliera del carro, marqué la profundidad y luego uní el hemisferio a el tubo antes de dejar caer el nixie marcado en él y ver cuánto se debe quitar para obtener un espacio constante entre nixie y su placa de circuito, esto aseguró que los Nixie estén soldados a la misma distancia de la placa de circuito, esta distancia permitida para el dígito para despejar el conjunto del carro y dejar espacio debajo para el led azul de 3 mm. Verifiqué la alineación y luego procedí a soldar las Nixie con el tubo espaciador. Probé su ajuste en el carro, cuando comencé a cablear, un error que cometí fue no cablear mientras los tubos estaban en el ensamblaje del carro, usé una guía de cables para pelar mis cables, para mantenerlos consistentes pero la silicona es flexible y algunos cables Terminó apretado, así que malvié toda la soldadura y comencé de nuevo. La soldadura mientras los nixies están montados me permitió crear longitudes precisas para cada polo en cada nixie, reduciendo el cable adicional que podría estorbar.

Terminé soldando y absorbiendo dos veces, recableando completamente los tubos. Mi primer intento me enseñó que la silicona tiene un aislamiento de grasa y que los tubos al no estar montados en su lugar causaron que algunos hilos quedaran apretados. Estaba usando alambre aislado de silicona de 24 awg.

mi segundo intento fue un cable aislado de silicona de 28 awg, esta vez con nixies montados. Me di cuenta de que el aislamiento grueso ocupaba mucho espacio lateral, esto era un problema porque este conjunto gira, así que puse toda la soldadura y comencé de nuevo.

Mi tercer intento fue con un cable plano de 28 awg, esto funcionó ya que los hilos son delgados, terminé separando los cables para poder agruparlos más apretados y funcionó muy bien.

Más tarde entré y arreglé los cables con unas pinzas para que queden lo más planos posible.

Paso 4: Electrónica

Una advertencia antes de continuar….

PELIGRO: La PCB del reloj incluye un circuito de refuerzo de voltaje de modo conmutado. Esto genera nominalmente 170 voltios CC, pero es capaz de generar hasta 300 voltios antes del ajuste. El montaje solo puede ser realizado por personas debidamente cualificadas y con experiencia en el montaje de componentes electrónicos, y que estén familiarizadas con los procedimientos seguros para trabajar con altos voltajes. En caso de duda, consulte a un ingeniero debidamente calificado antes de continuar.

Los voltajes generados por este circuito pueden dar una DESCARGA ELÉCTRICA potencialmente LETAL

Este no es un producto terminado, y la persona que ensambla el kit es responsable de asegurarse de que el producto terminado cumpla con las regulaciones locales aplicables que rigen los equipos eléctricos, por ejemplo. UL, CE, VDE.

Pete de PV Electronics me proporciona todas mis necesidades de nixie, que yo sepa, es el único productor de la placa de prototipos nixie especialmente diseñada para artistas e ingenieros, le permite montar sus tubos de forma remota y conectarlos a través de bloques de terminales. lo puedes encontrar aquí https://www.pvelectronics.co.uk/. No voy a mostrar el ensamblaje de la placa, ya que ese es otro instructable en sí mismo y tenía una placa de circuito dink ensamblada por ahí y quería usarla para este reloj, me comuniqué con él para cerrar y encender los tubos, pero aún mantengo vez, me envió un diagrama de imagen (ver imágenes) de cómo lograr esto usando un interruptor, un diodo y una conexión a una de las placas IC.

La placa de circuito está montada en la placa inferior que tiene separadores de nailon que mantienen los puntos de soldadura fuera de la madera, las ranuras en esta placa inferior acomodan la placa trasera vertical con las aberturas del botón, el LED y el puerto de alimentación. esta placa posterior queda atrapada entre los dos lados, las placas superior e inferior, lijé las pestañas en los lados de la placa inferior, por lo que, si tuviera que acceder a la tarjeta principal, solo necesitaría aflojar los ensamblajes laterales y soltar la placa y placa inferior hacia fuera. Los cables que elegí usaron un cable de 28 awg recubierto de silicona flexible muy suave en todas las placas nixie. esto permitirá una menor tensión en el carro nixie cuando gira.

la potencia suministrada a los "show LED's" es de 12v, usando una calculadora de resistencias en línea puede averiguar fácilmente los valores de resistencia que necesita y algunos le darán un esquema para hacer la vida más fácil … puede buscar leds aquí …

www.kitronik.co.uk/leds-and-lamps.html

y solo un par de calculadoras aleatorias aquí …

ledcalculator.net/

www.kitronik.co.uk/blog/led-resistor-value…

www.hebeiltd.com.cn/?p=zz.led.resistor.calc…

Si decide utilizar las placas nixie prefabricadas de ebay, la placa viene con conectores de clavija y leds azules, puede encontrar las placas aquí …

www.ebay.com/itm/IN-8-IN-2-Nixie-tube-sock…

Tengo un esquema del diseño de led / resistencia con el que fui en las imágenes de arriba … Fui con dos resistencias de 120 ohmios de color marrón / rojo / marrón y dorado.

Es muy importante realizar un seguimiento de los colores del cableado y los números asociados; en esta situación, los números están todos cableados en serie, los cables del ánodo están separados, hora hora, minuto minuto, segundo segundo.

Comencé a averiguar dónde debería ir el microinterruptor, por lo que con unas pinzas que sostenían el interruptor, hice un ciclo del carro y mantuve el interruptor en varios lugares tratando de ver dónde era el mejor lugar para colocarlo para que el carro lo presionara cuando estuviera completamente abierto. esto encenderá los tubos, cuando se cierra la memoria, se suelta el interruptor y los tubos se duermen.

Paso 5: Mecanismo de apertura

Como se dijo, comencé a planear usar dos servos para operar la apertura y el cierre de la tapa. Elegí hacer de esta una operación que implica empujar una palanca que se extiende a lo ancho, hacia abajo para levantar la cubierta y girar los tubos.

El reloj se llamó conejo blanco porque el lado se asemeja a un conejo blanco en una posición de pie y sentado (ver la última imagen), hay una leva central que se conecta y gira alrededor del eje central común, seguida de otro espaciador de disco de nogal y la apertura palanca, dos articulaciones se extienden desde ella, una a la cubierta trasera y la otra a un brazo de control giratorio curvo que a su vez hace girar una pieza triangular que tiene la cubierta central y frontal pivotando fuera de ella. es un movimiento complicado de los componentes. Intentaré agregar un video de la apertura, hasta ahora no he tenido suerte, por lo que puedo terminar mostrando una secuencia de imágenes que muestran la apertura. haga clic en las imágenes, intentaré aclarar todo esto un poco más …

Es muy importante usar la madera y la dirección de la veta correctas para el propósito final, algunas partes toman una carga mecánica al abrirse y una pieza en el ensamblaje mecánico que presiona de manera incorrecta se romperá, mostré en un paso anterior cómo remojar el parte de madera en cianoacrilato delgado, dejándolo en remojo y fraguado, luego lijándolo hasta su tamaño correcto refuerza la madera, es posible que tenga que volver a hacer los agujeros en las piezas después de este proceso.

Paso 6: Prueba y placas de cubierta

ahora llegamos a la parte divertida, dos pernos de hombro en cada extremo del carro Nixie actúan como pivotes, el carro gira 90 grados hacia adelante en estos ejes, dichos ejes pasan a través de dos juegos de cojinetes en cada lado y se sujetan al primero de las placas laterales, el uso de madera densa como cocobolo permite perforar y roscar, utilizo una pequeña gota de pegamento cianoacrilato e introduzco el extremo roscado del tornillo de hombro, dejo que se asiente y desatornille, el pegamento fortalece los orificios roscados y actúa como bloqueo -tite, se agarra con fuerza al extremo roscado y no le permite trabajar libremente durante su ciclo.

Una ranura larga en la parte superior de la base permite que el arnés de cables se guarde durante la rotación del carro, conseguir que el arnés quede bien y apretado contra el carro puede resultar difícil, pero funciona. Después de probar, descubrí que separar los hilos de la cinta hace que sea más fácil hacer que el arnés sea más compacto y flexible.

Primero tuve que quitar todos los Nixie del carro ya que los pernos de hombro no se pueden instalar debido a su longitud. Luego reinstalé temporalmente después de pasar los pernos a través de los soportes verticales de la base, probé la rotación asegurándome de que los nixies estuvieran libres de todo cuando el carro estaba en las posiciones abierta y cerrada, luego quité los tubos nuevamente ya que el perno de hombro no se puede sujetar con los tubos en su lugar.

Coloqué el carro en posición entre los dos montajes verticales de la base y pasé los pernos de hombro a través de las verticales, calzas y cojinetes en las primeras placas laterales, verifiqué si el carro gira suavemente sin interferencia. Luego, coloque los conjuntos de apertura lateral independientes, la placa base en sí tiene dos pestañas planas en ambos extremos, una estrecha y otra ancha, estas pestañas se utilizan para la alineación de todas las piezas que se montan a cada lado, se han cortado ranuras anchas y estrechas los ensamblajes, por lo que no se puede instalar nada al revés. algunos pernos no se pueden apretar ya que inhiben el movimiento libre, así que use cianoacrilato con boquillas delgadas para que solo lo aplique donde lo necesite y no fusione los conjuntos móviles.

Una vez que los pernos de hombro están colocados y el conjunto del carro se balancea libremente, los tubos se pueden volver a instalar por última vez mientras el carro está inclinado hacia adelante, lo que le da acceso desde la parte inferior del carro, las cubiertas no pueden estar colocadas para este paso.

La cubierta de la base se colocó primero, luego las cubiertas superior delantera y trasera, y la última fue la cubierta superior flexible.

Asegúrese de hacer una prueba de funcionamiento de su reloj nixie en cada paso, será más fácil reparar un cable roto al principio del ensamblaje que después.

Paso 7: MONTAJE FINAL

Los últimos componentes que quedan por seguir son las cubiertas laterales del mecanismo, las palancas y la barra de empuje.

las tapas mantienen los objetos fuera del funcionamiento del mecanismo de apertura, hay otra placa encima de esta que limita el movimiento de la palanca, esencialmente tiene un recorte de los extremos de movimiento de las palancas, todas estas placas en sándwich junto con una serie de casquillos de cabeza 2- 56 tornillos y algunos espaciadores entre la placa de límite y la placa de acabado exterior, la vida es más fácil si realiza un subconjunto de las piezas de la cubierta exterior.

Los (7) 2-56 SHCS (tornillos de cabeza hueca) se montan a través de la placa exterior, 7 espaciadores están intercalados entre ésta y la placa de límite, atrapando los espaciadores. este subconjunto se puede montar sobre la palanca montada. Fije el hardware y luego en el otro lado.

Encontré una culata de latón cuadrada ligeramente deslustrada, utilicé una almohadilla abrasiva para dar a estos tubos un aspecto ligeramente cepillado y luego les di una ligera capa de laca para mantenerlos pulidos. las palancas están hechas de dos partes, el cuerpo largo de la palanca y una pieza final más pequeña que se sujeta a la palanca larga después de que las barras se colocan en su lugar, ambas partes tienen los mismos orificios cuadrados, la diferencia es un pequeño desplazamiento de los recortes cuadrados en la pieza más pequeña, las barras se mueven libremente a través de ambas partes cuando no están atornilladas juntas, después de establecer las posiciones de las barras, el componente más pequeño de la palanca se aprieta, el desplazamiento aplica presión y bloquea el tubo en su lugar sin pegamento.

Tuve que agregar dos perillas de latón a los lados ya que el reloj tiene muy poco peso y estas perillas le permiten usar las perillas para presionar en lugar de depender de la masa del reloj en una superficie.

Hice un ciclo el reloj y funcionó bien, el cable causa una tensión menor pero gira bien, cruje un poco durante el movimiento, otro problema fue que la esquina frontal del carro nixie accionaba el microinterruptor al girar para abrir, por lo que el número están apagados cuando están cerrados, durante la rotación la esquina frontal del carro golpea el microinterruptor haciendo parpadear los dígitos una fracción de segundo antes de que se enciendan para la posición abierta, esto se solucionó afeitando la parte inferior del carro frontal una parte no visible.

el reloj funciona bien, hay alrededor de 25 funciones en el reloj, me encantan los dígitos que se desvanecen, el rollo de lotería (todos los números hacen un ciclo por un período corto a intervalos establecidos) y tener un cero visible en lugar de un espacio en blanco en el conjunto de horas de nixies.

Espero que hayas encontrado esto informativo e inspirador.

gracias por aguantar ahí…

Jack Edjourian

Finalista del Epilog Challenge 9