L'horloge Nixie du lapin blanc : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Bonjour à tous

Comme vous pouvez le constater d'après mes publications précédentes, j'ai une fascination pour les tubes Nixie, leur histoire, leur fonctionnement et l'aspect et la lumière uniques qu'ils dégagent, j'ai eu la chance d'avoir accès à une découpeuse laser Epilog pour ce projet et maintenant comprendre à quel point c'est un outil puissant et flexible pour un ingénieur et un artiste.

En raison de la nature et de la durée de vie d'un nixie, j'ai voulu concevoir un boîtier qui permettra au propriétaire de le fermer et de désactiver le 6 temps indiquant Nixie, permettant une durée de vie plus longue des tubes Nixie.

J'ai commencé par utiliser un modèle en carton de tous les composants pour constituer les composants mécaniques mobiles, après avoir déplacé les pivots pour obtenir le mouvement le plus efficace sans contrainte ni collision, j'ai décidé de l'ordre des composants et des distances de leurs connexions partagées à permettre aux pièces de se déplacer à l'intérieur ou de contourner les autres sans conflit.

J'ai fait un prototype découpé au laser d'une première version pour les tests, ma première version devait être actionnée par deux servos, un pour chaque côté qui fonctionnent ensemble pour ouvrir le couvercle. J'ai ensuite choisi d'en faire une fonction manuelle en poussant une barre vers le bas pour l'ouvrir puis en fermant le haut en le poussant fermé, j'ai choisi cette voie car elle s'est débarrassée de deux servos qui devraient être alimentés et peuvent bourdonner lorsqu'ils sont ouverts ou fermés.

J'ai commencé avec du carton, fait 2-3 prototypes des composants mobiles, marquant tous les composants avec des problèmes qui nécessitaient un ajustement, puis j'ai commandé des planches de noyer de 0,125 "à ebay, l'épaisseur réelle du bois était de 0,130", donc quelques ajustements mineurs ont dû être être fait pour les fentes dans les pièces. J'ai également commandé des paquets de bois assortis de différentes épaisseurs. Autre que le bois, j'ai utilisé du cyanoacrilate épais et mince avec son kicker. J'ai commandé du matériel chez McMaster Carr.

Juste un petit mot, je conçois pour gagner ma vie et j'ai tendance à transmettre plus d'informations à travers des images, il y aura donc beaucoup d'informations dans les parties texte et photo de mon instructable.

J'ai essayé de couvrir tous les angles de la construction dans tous les aspects auxquels je peux penser, merci d'avoir pris le temps de la parcourir.

Étape 1: PROTOTYPAGE

Après avoir réalisé ma maquette en carton et trouvé des points de mouvement satisfaisants, j'ai noté les pièces, leurs ordres, comment et à quels points elles s'articulaient les unes par rapport aux autres et l'ordre de la pile.

J'ai commencé à modéliser toute l'horloge dans solidworks, tous les composants devaient être en bois, le sens du grain et le type de bois sont très importants pour le fonctionnement de toutes les pièces, surtout les pièces mécaniques qui devaient se déplacer et supporter la contrainte de la masse et mouvement.

Solidworks m'a permis de simuler l'ouverture et la fermeture des capots, j'ai pu déplacer des points de pivot sur les assemblages pour rendre le mouvement fluide et sans entrave. J'ai passé la majorité de mon temps à déterminer la rotation du chariot Nixie et à m'attacher aux couvertures.

J'ai parcouru quelques autres prototypes jusqu'à ce que j'atteigne la version finale de ce qui devait être fait de bois, il y avait quelques problèmes potentiels avec le prototypage en acrylique qui était de 0,125" d'épaisseur pour le matériau final qui serait de 0,130" donc pour les contrôles de tolérance, j'ai gardé à l'esprit la différence de 0,005.

Beaucoup de pièces ont été générées, beaucoup sont allées dans le dossier obsolète, je l'ai réduit à un groupe de pièces puis j'ai commencé à jouer avec leurs connexions, leurs points de pivot, les décalant et voyant comment l'ensemble se déplaçait.

parfois ils se liaient et d'autres fois, le mouvement décalait les pièces, les tordait dans des orientations étranges. c'est aussi un rapport qui a dû être calculé, en balançant un levier de 20 degrés donnant à votre sortie un mouvement de 90 degrés.

après un court moment, j'étais assez confiant pour couper une version acrylique de l'un des côtés de l'ouverture (version acrylique rouge) après avoir examiné et apporté des modifications, le fait de m'appuyer sur l'assemblage réel m'a aidé à me souvenir des problèmes, beaucoup ayant à voir avec le matériel de nettoyage des liens mobiles, j'ai coupé une seconde la version claire (voir l'étape avant celle-ci pour les photos).

Étape 2: COUVERTURES

La majorité des composants plats sont des planches de noyer foncé, la mécanique se compose principalement de composants en Cocobolo et le reste est un mélange d'érable, de paduk africain, de cerisier, de contreplaqué russe et d'épicéa, les tailles sont de 0,125" et 0,25" d'épaisseur.

Les couvertures se composent de cinq parties, comme illustré. Les pièces ont été découpées au laser avec des trous en relief que j'ai expérimentés, le noyer foncé avait une épaisseur de 0,130 et n'aimait pas se plier, donc couper ces ouvertures et cuire à la vapeur le bois me donnera les courbes dont j'ai besoin dans ce matériau, j'ai fait bouillir de l'eau dans une bouilloire, suspendu les pièces au fond d'une casserole plus petite, versé dans l'eau et recouvert le tout d'une casserole plus grande scellant la vapeur à l'intérieur. Après quelques minutes, je tirais les pièces avec précaution, les pliais et les cuisais à nouveau à la vapeur, j'ai répété ce processus environ 4 fois, puis j'ai attaché le bois pliable à un tube après avoir vérifié les courbes par rapport aux surfaces de l'horloge.

Après refroidissement, les pièces ont quelque peu conservé leurs formes, j'ai trouvé des tubes de différents diamètres et j'ai soit sanglé les pièces à l'extérieur ou à l'intérieur des tubes.

Je voulais incruster du bois clair dans l'obscurité, j'ai donc utilisé le même fichier de coupe pour les couvertures en noyer foncé et coupé un autre ensemble dans une feuille d'épicéa ou d'érable clair. Après que les couvertures en noyer aient été cuites à la vapeur et pliées, j'ai commencé à installer les découpes du bois plus léger, l'équivalent en noyer de ces pièces de bois clair a été jeté pour plus de flexibilité, maintenant que le bois conserve sa forme en les insérant dans les ouvertures et en les collant par derrière a fait le les morceaux de noyer foncé ont l'air vraiment bien, j'ai donc dupliqué le processus pour les deux couvertures inférieure et supérieure avant et arrière. J'ai légèrement poncé les pièces puis, dans une étape ultérieure, j'ai masqué les façades et peint l'intérieur en noir mat.

Le lapin, je voulais rendre les extrémités plus dimensionnelles pour qu'elles se démarquent, alors j'ai tracé les contours de la tête et de la queue du lapin sur un beau morceau d'érable figuré, un morceau qui reste de mon premier instructable, à l'aide d'une scie à ruban, j'ai rugueux couper le contour des pièces et procéder à la mise en forme puis sur une ponceuse à bande, après un court laps de temps, j'ai eu les profils qui s'emboîtaient et qui semblaient bien quand je les ai montés sur l'assemblage de l'horloge, je me suis assuré que lorsque le lapin était assis la pièce sous les "oreilles" nichées sur son dos, après les tests, j'ai retiré les composants et leur ai appliqué quelques couches de vernis transparent.

Étape 3: TUBES NIXIE ET CHARIOT

Les tubes sont hauts et doivent être allongés vers l'avant lorsqu'ils sont rangés. Il était donc important de trouver l'axe de pivotement et la liaison corrects qui relient l'ensemble de tube au couvercle d'ouverture pour que tout cela fonctionne, en utilisant des ouvrages solides, j'ai pu déplacer l'axe et le reliant la tringlerie virtuellement pour trouver les positions optimales pour les deux. N'oubliez pas que cet assemblage doit pivoter à 90 degrés et faire glisser environ 20 fils avec lui.

Les six nixies de mon projet sont de fabrication russe IN-18.2.

J'ai trouvé des circuits imprimés sur eBay pour monter les tubes Nixie, j'ai fabriqué une entretoise de tube à partir d'un tube EMA et d'un hémisphère, j'ai aligné la hauteur à laquelle je voulais que le tube dépasse du chariot, j'ai marqué la profondeur puis j'ai attaché l'hémisphère à le tube avant d'y déposer le nixie marqué et de voir combien il faut enlever pour obtenir un espacement cohérent entre le nixie et son circuit imprimé, cela assure que les Nixie sont tous soudés à la même distance du circuit imprimé, cette distance permet le chiffre pour dégager l'ensemble du chariot et laisser de la place en dessous pour la LED bleue de 3 mm. J'ai vérifié l'alignement puis j'ai soudé les Nixie à l'aide du tube d'espacement. J'ai testé leur ajustement dans le chariot, lorsque je commence le câblage, une erreur que j'ai commise était de ne pas câbler alors que les tubes étaient dans l'ensemble du chariot, j'ai utilisé un guide-fil pour dénuder mes fils, pour le garder cohérent mais le silicone est flexible et certains fils fini serré alors j'ai vidé toute la soudure et j'ai recommencé. souder pendant que les nixies sont montés m'a permis de créer des longueurs précises pour chaque pôle sur chaque nixie, réduisant ainsi le fil supplémentaire qui pourrait gêner.

J'ai fini par souder et mècher deux fois, recâbler complètement les tubes. Mon premier essai m'a appris que le silicone a une isolation grasse et que les tubes n'étant pas montés en place, certains brins étaient tendus. J'utilisais un fil isolé en silicone 24 awg.

mon deuxième essai était un fil isolé en silicone 28 awg, cette fois avec des nixies montés. J'ai remarqué que l'isolation épaisse prenait beaucoup d'espace latéral, c'était un problème car cet assemblage tourne alors j'ai vidé toute la soudure et j'ai recommencé.

Mon troisième essai était avec un câble plat de 28 awg, cela a fonctionné car les brins sont minces, j'ai fini par séparer les fils afin de pouvoir les regrouper plus étroitement et cela a très bien fonctionné.

Plus tard, je suis entré et j'ai arrangé les fils avec une pince à épiler pour qu'ils soient aussi plats que possible.

Étape 4: Électronique

Un mot d'avertissement avant de continuer….

DANGER: Le circuit imprimé de l'horloge comprend un circuit élévateur de tension à découpage. Cela génère nominalement 170 volts CC, mais est capable de générer jusqu'à 300 volts avant ajustement. L'assemblage ne peut être effectué que par des personnes dûment qualifiées et expérimentées dans l'assemblage électronique et connaissant les procédures de sécurité pour travailler avec des tensions élevées. En cas de doute, consultez un ingénieur qualifié avant de procéder

Les tensions générées par ce circuit peuvent donner un CHOC ÉLECTRIQUE potentiellement MORTEL

Ce n'est pas un produit fini, et la personne qui assemble le kit est responsable de s'assurer que le produit fini est conforme à toutes les réglementations locales applicables régissant les équipements électriques, par ex. UL, CE, VDE.

Pete de PV Electronics me fournit tous mes besoins nixie, à ma connaissance, il est le seul producteur de la carte prototype nixie spécialement conçue pour les artistes et les ingénieurs, vous permet de monter à distance vos tubes et de les connecter via des borniers. vous pouvez le trouver ici https://www.pvelectronics.co.uk/. Je ne vais pas montrer l'assemblage de la carte car c'est une autre instructable en soi et j'avais une carte de circuit imprimé dink assemblée qui traînait et je voulais l'utiliser pour cette horloge, je l'ai contacté pour éteindre et allumer les tubes mais toujours garder temps, il m'a envoyé un schéma d'image (voir photos) de la façon d'y parvenir en utilisant un commutateur, une diode et une connexion à l'un des circuits intégrés.

La carte de circuit imprimé est montée sur la plaque inférieure qui a des entretoises en nylon gardant les points de soudure du bois, les fentes de cette plaque inférieure accueillent la plaque arrière verticale avec les ouvertures du bouton, de la LED et du port d'alimentation. cette plaque arrière est coincée entre les deux côtés, les plaques supérieure et inférieure, j'ai poncé les onglets sur les côtés de la plaque inférieure. la plaque inférieure est sortie. Les fils J'ai choisi d'utiliser un fil de 28awg recouvert de silicone flexible très doux pour toutes les plaques Nixie. cela permettra de réduire la pression sur le chariot nixie lorsqu'il tourne.

la puissance fournie aux "show LED's" est de 12v, à l'aide d'un calculateur de résistance en ligne, vous pouvez facilement déterminer les valeurs de résistance dont vous avez besoin et certains vous donneront un schéma pour vous faciliter la vie… vous pouvez rechercher des LED ici…

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

et juste quelques calculatrices aléatoires ici…

ledcalculator.net/

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

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

si vous décidez d'utiliser les cartes nixie préfabriquées d'ebay, la carte est livrée avec des connecteurs à broches et des leds bleues, vous pouvez trouver les cartes ici…

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

J'ai un schéma de la disposition des LED/résistances avec laquelle je suis allé dans les images ci-dessus… Je suis allé avec deux résistances de 120 ohms de couleur marron/rouge/marron et or.

Il est très important de garder une trace des couleurs de câblage et des numéros associés, dans cette situation les chiffres sont tous câblés en série, les fils d'anode sont séparés, heure heure, minute minute, seconde seconde.

J'ai commencé à comprendre où devait aller le micro-interrupteur, donc à l'aide d'une pince à épiler tenant l'interrupteur, j'ai fait tourner le chariot et j'ai maintenu l'interrupteur à divers endroits en essayant de voir où le meilleur endroit était de le placer afin que le chariot appuie dessus lorsqu'il est complètement ouvert. cela allumera les tubes, lorsque la rotation est fermée, l'interrupteur est relâché et les tubes s'endorment.

Étape 5: Mécanisme d'ouverture

Comme indiqué, j'ai commencé à planifier d'utiliser deux servos pour actionner l'ouverture et la fermeture du couvercle. J'ai choisi d'en faire une opération qui consiste à pousser un levier couvrant la largeur, vers le bas pour soulever le couvercle et faire pivoter les tubes.

L'horloge a été nommée le lapin blanc parce que le côté ressemble à un lapin blanc en position debout et assise (voir dernière photo), il y a une came centrale qui se connecte et pivote autour de l'axe commun central, suivie d'une autre entretoise de disque en noyer, et l'ouverture levier, deux liaisons s'étendent à partir de celui-ci, l'une vers le couvercle arrière et l'autre vers un bras de commande pivotant incurvé qui à son tour fait tourner une pièce triangulaire dont les couvercles central et avant pivotent hors de celui-ci. c'est un mouvement compliqué des composants. Je vais essayer d'ajouter une vidéo de son ouverture, jusqu'à présent je n'ai pas eu de chance donc je pourrais finir par montrer une séquence d'images montrant l'ouverture. cliquez sur les images, je vais essayer de clarifier tout cela un peu plus…

il est très important d'utiliser le bon sens du bois et du grain pour l'objectif final, certaines pièces prennent une charge mécanique lors de l'ouverture et une pièce de l'assemblage mécanique prenant la pression dans le mauvais sens se cassera, j'ai montré dans une étape précédente, comment tremper le partie en bois en cyanoacrylate mince, la laisser tremper et durcir, puis la poncer à sa taille correcte renforce le bois, vous devrez peut-être retarauder les trous dans les pièces après ce processus.

Étape 6: Tests et plaques de recouvrement

Maintenant, nous arrivons à la partie amusante, deux boulons à épaulement à chaque extrémité du chariot Nixie agissent comme des pivots, le chariot pivote de 90 degrés vers l'avant sur ces arbres, lesdits arbres passent à travers deux jeux de roulements de chaque côté et se fixent au premier des les plaques latérales, utilisant du bois dense comme le cocobolo permettent de percer et de tarauder, j'utilise une petite goutte de colle cyanoacrilate et j'enfonce l'extrémité filetée de la vis à épaulement, la laisse prendre et dévisser, la colle renforce les trous filetés et agit comme un verrou -tite le ferait, il tient fermement à l'extrémité filetée et ne lui permet pas de travailler librement pendant son cyclage.

Une longue fente dans la partie supérieure de la base permet au faisceau de câbles de se ranger pendant la rotation du chariot, il peut s'avérer difficile de bien serrer le faisceau contre le chariot, mais cela fonctionne. J'ai découvert après avoir testé que la séparation des brins dans le ruban permet de rendre le harnais plus compact et plus flexible.

J'ai d'abord dû retirer tous les Nixie du chariot car les boulons à épaulement ne peuvent pas être installés en raison de leur longueur. J'ai réinstallé puis temporairement après avoir fait passer les boulons à travers les supports verticaux de la base, j'ai testé la rotation en m'assurant que les nixies étaient dégagés de tout lorsque le chariot était en position ouverte et fermée, puis j'ai à nouveau retiré les tubes car le boulon à épaulement ne peut pas être fixé avec les tubes en place.

J'ai placé le chariot en position entre les deux supports verticaux de base et passé les boulons à épaulement à travers les verticaux, les cales et les roulements dans les premières plaques latérales, j'ai vérifié si le chariot tournait en douceur sans interférence. Fixez ensuite les ensembles d'ouverture latérale autonomes, la plaque de base elle-même a deux languettes plates aux deux extrémités, une étroite et une large, ces languettes sont utilisées pour l'alignement de toutes les pièces à monter de chaque côté, des fentes larges et étroites ont été découpées les assemblages, donc rien ne peut être installé à l'envers. certains boulons ne peuvent pas être serrés car ils empêchent la libre circulation, utilisez donc du cyanoacrylate avec des buses fines afin de ne l'appliquer que là où vous en avez besoin et de ne pas fusionner les ensembles mobiles.

Une fois que les boulons à épaulement sont en place et que l'ensemble du chariot pivote librement, les tubes peuvent être réinstallés pour la dernière fois pendant que le chariot est incliné vers l'avant, vous donnant accès depuis le bas du chariot, les couvercles ne peuvent pas être en place pour cette étape.

le couvercle de base a été appliqué en premier, puis les couvercles supérieurs avant et arrière, et le dernier était le couvercle flexible supérieur.

Assurez-vous de tester votre horloge nixie à chaque étape, il sera plus facile de réparer un fil cassé au début de l'assemblage que plus tard.

Étape 7: ASSEMBLAGE FINAL

Les derniers composants restants sont les couvercles latéraux du mécanisme, les leviers et la barre de poussée.

les couvercles gardent les objets hors du fonctionnement du mécanisme d'ouverture, il y a une autre plaque au-dessus de celle-ci qui limite le mouvement du levier, il a essentiellement une découpe des extrêmes de mouvement des leviers, toutes ces plaques en sandwich avec une série de têtes creuses 2- 56 vis et quelques entretoises entre la plaque de limite et la plaque de finition extérieure, la vie est plus facile si vous faites un sous-ensemble des pièces du couvercle extérieur.

Les (7) 2-56 SHCS (vis à tête creuse) sont montées à travers la plaque extérieure, 7 entretoises sont prises en sandwich entre elle et la plaque de limite, emprisonnant les entretoises. ce sous-ensemble peut alors être monté sur le levier monté. fixez le matériel, puis de l'autre côté.

J'ai trouvé du laiton carré légèrement terni, j'ai utilisé un tampon abrasif pour donner à ces tubes un aspect légèrement brossé puis leur ai donné une légère couche de laque pour les garder polis. les leviers sont constitués de deux parties, le corps long du levier et un embout plus petit qui se fixe au levier long une fois les nus mis en place, les deux parties ont les mêmes trous carrés, la différence est un petit décalage des découpes carrées sur la plus petite pièce, les barres se déplacent librement à travers les deux parties lorsqu'elles ne sont pas vissées ensemble, après avoir réglé les positions de la barre, le plus petit composant du levier se serre, le décalage applique une pression et verrouille le tube en place sans colle.

J'ai dû ajouter deux boutons en laiton sur les côtés car l'horloge a très peu de poids et ces boutons vous permettent d'utiliser les boutons pour appuyer au lieu de compter sur la masse de l'horloge sur une surface.

J'ai fait un cycle de l'horloge et cela a bien fonctionné, le fil provoque une tension mineure mais il tourne bien, il grince un peu pendant le mouvement, un autre problème était le coin avant du chariot nixie déclenchant le micro-interrupteur lors de la rotation ouverte, donc le chiffre sont éteints lorsqu'ils sont fermés, pendant la rotation le coin avant du chariot frappe le micro interrupteur faisant clignoter les chiffres une fraction de seconde avant qu'ils ne s'allument pour la position ouverte, cela a été résolu en rasant le dessous du chariot avant une partie non visible.

l'horloge fonctionne bien, il y a environ 25 caractéristiques à l'horloge, j'adore la décoloration des chiffres, le rouleau de loto (tous les chiffres tournent pendant une courte période à intervalles définis) et avoir un zéro visible au lieu d'un blanc sur l'heure réglée de nixies.

J'espère que vous avez trouvé cela informatif et inspirant.

merci d'avoir accroché là…

Jack Edjourian

Finaliste au Epilog Challenge 9