這是為了配合收APT用的無線放大器,把這個接上天線再接上RTL-SDR收資料
因為之前測試結果就是無線訊號還是有點弱,決定還是做LNA,用的IC上面是MAX2650,下面是ADL5545,兩個差不多都是放大20db,供電的部分用的是三個1.5V乾電池,以後可能用USB電源吧,把電源濾一下應該也是可以用
基本上就是照著Datasheet的要求佈線+選零件....
PCB在這,歡迎自取
https://oshpark.com/shared_projects/3jNmnFTO
https://oshpark.com/shared_projects/i2VA5kwb
2015年3月6日 星期五
IV-18 真空管時鐘 RC1
這次因為成本的關係,我打算再做一組子版,所以這個版本不算是正式版,算是RC版
這次把升壓電路也做進去了,也改用MAX6921 SSOP的IC控制,不過也是因為這個IC所以成本超高.....MAX6921已經夠貴了,SSOP的版本又更上一層樓 Q__Q
這邊可以看到Attiny24 & 升壓電路(電容後來我改用SMD的了)
MAX6921 SSOP
2015年3月5日 星期四
IN-17 Nixie tube portable clock
這是我的第二個Nixie tube clock。
從上次製作到現在大概間隔一年多,自己的PCB設計應該從無到有一點點了,原本想說先弄一個新的IN-14 x 8 的時鐘,沒想到結果是當時去ebay順便買的IN-17先做好了。
Feature:
- Four IN-17 Nixie tube
- Base on Arduino Uno
- Power by USB or built-in Li-poly with 2 hrs of battery life
- Dock to Charge by contact
- Auto adjust to light
With Wifi NTP time sync(to be done)
Functions:
- Clock
- Timer
- Stopwatch
- Some animation
四支真空管也是有點擠,其實理由就是因為這寬度剛好5cm,大部分的PCB廠商都是以5cmx5cm為分界點,所以就盡量塞在5x5以內。
架構上分成主板和顯示板
顯示的方式用的是一個74141配上4個高壓開關電路,採掃描式,而掃描的部分交由一個Attiny24負責,將資料由i2C傳入,Attiny就會負責掃描。主要是因為我發現Attiny24便宜到個爆炸(10元)所以多十元減少一堆負擔就做了,上次在做IV-18的時候這問題有點煩,尤其是Arduino不好設定Timer的狀況。
而顯示板還有四個LED以及四個按鈕還有預留的光敏電阻可以用。
主板的架構上
由比較熟悉的Atmega328作主控,另外用CP2102做為uart轉Serial使用,還有DS3231M做RTC,另外將RTC的Clock輸出給MCU Sync,另外還有一個DRV2605震動馬達控制器。
電源的部分,切成三個Power domain分別是系統的3.3V、顯示板需要的5V、還有Nixie的180V
來源有USB的5V以及Li-poly 的3.7V。
滿複雜的....
這個的主板其實設計過兩次,前一次的設計原先採用的是系統電壓5V以及Nixie的180V,
但是這樣一來使用鋰電池的時候就需要先升壓,再降壓給一些IC使用。
另外就是這個可以邊用USB邊充電,電會自己找路線,用電池的時候Nixie升壓會從鋰電池直接供電,5V會由3.3V經過charge pump或是預留的切換式升壓電路上去。
用USB供電的時候,所有的電路都會使用USB供應,包含鋰電池充電還有Nixie升壓,而5V就不用經過升壓電路直接給。
這是使用USB供電的狀態 |
這是由電池供電的狀態 5V是升壓上來的 |
可以看到那個有點複雜的供電迴路、Atmega328、他的ISP孔、兩種5V升壓電路,最後是power switch以及NP-10 180V升壓版還有RTC IC,另外右下角還有一個震動馬達。
這裡可以看到預留的FM模組以及馬達控制器和震動馬達,電池座,CP2102最後就是兩種溫濕度計HDC1000 & SHT2X。
從電路圖的設計來看的話
我畫的非常糟糕,不過應該還是能看吧,這是核心部分的零件,可以看到Atmega328已經有很多Port被接出來了,大部分都用在LED與Button上面,我下次可能要改用電阻串聯的方式減少Button占用的GPIO數.LED都接再PWM的Pin上面,為了能夠調整亮度,然後左下角有一組USB轉UART的CP2012.而左上角則是有一個I2C的電平轉換電路,因為顯示板的電壓是5V.這也是一個下次如果要再做的修正點,其實Attiny不一定要和74141用5V.另外就是其中一個Analog打算拿來接光敏電阻的.
RTC就沒有甚麼好說的了,只是另外把SQW的clock輸出(要Pullup)
然後就是一團亂的Power,其中我預留了兩組升壓電路,右下角分別是Charge Pump以及切換式升壓.再來就是右上角的鋰電池充電模組,然後左邊就是供電切換的電路,以及左下角的3.3V LDO
從電路圖的設計來看的話
我畫的非常糟糕,不過應該還是能看吧,這是核心部分的零件,可以看到Atmega328已經有很多Port被接出來了,大部分都用在LED與Button上面,我下次可能要改用電阻串聯的方式減少Button占用的GPIO數.LED都接再PWM的Pin上面,為了能夠調整亮度,然後左下角有一組USB轉UART的CP2012.而左上角則是有一個I2C的電平轉換電路,因為顯示板的電壓是5V.這也是一個下次如果要再做的修正點,其實Attiny不一定要和74141用5V.另外就是其中一個Analog打算拿來接光敏電阻的.
RTC就沒有甚麼好說的了,只是另外把SQW的clock輸出(要Pullup)
然後就是一團亂的Power,其中我預留了兩組升壓電路,右下角分別是Charge Pump以及切換式升壓.再來就是右上角的鋰電池充電模組,然後左邊就是供電切換的電路,以及左下角的3.3V LDO
FM目前是悲劇的狀態,因為天線沒有辦法拉太長,所以訊號有點糟糕,打算等LNA板子到來試試看狀況。還有就是改用FM Chip antenna 看看有沒有辦法改善,PAM的模組(放大器)已經有了,應該會加個小喇叭當FM收音機。
然後接下來就是IN-17真空管
這是蘇聯製最小的數字管,買不起太多最大的IN-18就改買這個來玩,價格和IN-14差不多
另外這些管也都是蘇聯的軍用管。
接下來就是子版
不過我做太趕忘記照子板的背面了,所以PO電路圖。
可以看到有Attiny24還有他的ISP以及一堆電晶體+LED+按鈕+74141
這次用74141主要的原因是第一個,我手上還有幾個,第二個就是體積的問題。
Nixie的驅動有兩類和很多種
1.掃描
陽極: 高壓電晶體開關 or 高壓光電器
陰極: 74141 or 高壓電晶體 or ULN2003那種的搭配47V Zener
2.靜態:
一堆74141 or HV系列IC (HV513....等) or 一堆(比掃描式多幾倍的)高壓電晶體
這次採用的方案現在看來是有點耗電,主要是因為74141滿老的,不如現今的IC來的省電的多,而且限定要用5V,如果能夠採用HV系列的IC的話,應該能夠改進不少電路上的複雜程度(5V升壓電路就不用了)以及面積(SSOP等等)還有焊接,但是成本會多一些出來。
另外就是Attiny的ISP如果可以改用SMD版應該更能縮小體積。
這就是目前使用的solution,四組高壓開關 x 一個74141
至於code的部分(Code都在Github,需要copy的請左轉到那邊,我覺得用Sublime比較好看所以這邊Code用照片的)
Nixie在掃描的時候,需要先把前一個Nixie的陽極關掉,再切新的陰極設定,然後才能打開下一個的陽極,不然上一個Nixie的數字會影響到下一個,畫面就會霧霧的.
然後還有I2C slave的Code,我沒多做考慮把資料濃縮(畢竟只有0~10,實在是不需要一個int,但是也不想改了...)(10是關掉燈管,因為超出74141的範圍=>燈管關閉)
至於本體的Code....我還沒寫完所以留著等Update
當初應該多預留一點空間給模組的... |
這次的另一個問題點在於兩張板子之間的連接方式,採用標準的2,54pin 厚度會太大,但是不採用的話卻難以維修,但是為了美觀還是直接焊接的方式,修改的空間在於改採1.27mm的pin,不僅面積上的縮減,也得以減少厚度,不知道升壓模組的變壓器塞不塞的下就是了。
顯示的東西這次除了基本的顯示時間以外,還有計時器、倒數、一些小動畫(波浪、亂數、依序)。
波浪
計時器
倒數計時
循序動畫
還有個溫濕度計的顯示,所以是22度C和67% RH ,但是溫溼度計會被慢慢加熱,大概會加熱到32度C,已經放在開關孔附近了竟然還會被影響到....
HDC1000的地方我layout的時候太靠近螺絲孔了,所以就上HTU21D
然後就是外殼設計,我認為我目前最缺的部分就是好的外殼了,第一個的時鐘就是缺少好看的外殼,還有方便安裝的設計。這次多虧黃傑幫我畫這個的外殼,基本上是個上開的盒子,然後側邊有開幾個USB,還有開關孔。
這樣一來就不容易碰到180V然後被電到了....這時候就順便提一下第一版發生的事情
原本第一版的設計系統電壓是5V,想說應該要監控電池電壓,就"直接"把電池接上Analog input,然後做完測試完之後,把5V開關關掉,然後就直接摸到180V輸出的路線
結果被電到才發現怎麼關不掉5V,結果才發現是Analog input 的鋰電池電壓從Atmega328內建的保護二極體倒灌回去VCC,然後升壓板就繼續工作了..現在想起來第一版的電源供應設計真的是很奇怪,開關應該接電池才對.不過第二版做完之後外殼還沒做完之前也是被電到了幾次.現在不要摸到真空管底下的接線應該都還好.
另外就是因為這個真空管的顯示方向是正上方,如果直接擺放的話其實不是很好看,所以還有做一個底座,另外就是原先有打算說把Qi的充電模組做進去底座+時鐘,但是想想用金屬接點就好,就像是Sony防水手機的充電接點差不多,這樣一來其實就夠方便,反正這個的充電電流不大(受限於200mah的鋰電池)應該是夠用,不過要先找到合適的接點先。
另外就是PCB+軟體我就丟Github了
https://github.com/will127534/IN-17-Portable-Clock
TODO:
1.FM搞定
2.加WIFI
3.充電接點
=========================UPDATE 2015/07/18
首先是來講一下FM,一句話就是FM耗電量太高,
在這個Project當中要加入FM需要三樣東西,FM模組,LNA,放大器
FM的天線畢竟用外接的會太醜,而數公尺的電線擠進去效果也非常差,天線的方面我後來改用SMD的版本,結果即使是用SMD天線,效果也是非常差,只好再加一個無線電的放大電路
效果就非常不錯了,但是喇叭還是需要一個驅動器,結果加上去之後測到耗電量
就發現這一組下來爆衝60mA,太高了,只好移除掉這功能
充電接點倒是進展不錯,利用第一次Layout的時候的底板當作彈簧針的基板
配合外殼挖孔並且在背後固定兩片黃銅片,最後接上USB電源的輸入那邊就結束了
只是說彈簧針的彈力還是需要些調整...
下次做的話可能就希望連同USB也能夠用彈簧針吧.
Wifi的話...因為耗電量,可能的方向改成BLE
TODO:
ADD BLE
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