Fırat DEVECİ

Geçmişe Dönüş: Nixie Clock!

  • 1 sene önce, Fırat DEVECİ tarafından yazılmıştır.
  • 17 Yorum
  • 2.903 Kişi Okudu

giphyGöstergeler; günümüzde her yerde, bir çok çeşidini rahatlıkla gördüğümüz, bizlere anlamlı uyarılar ve bilgiler veren yarı iletken malzemeler olarak tanımlanabilir.

1950’lerin başında kablosuz haberleşme ile elektroniğin ortaya çıktığı, yarıiletkenlerin yavaş yavaş laboratuvar ortamlarından kullanıcılara indiği, vakum tüplerin altın çağını yaşadığı yıllarda gösterge ihtiyacını yine bu teknolojinin bir ürünü olan “nixie“ler giderdi.

Zamanın Sovyetler Birliği’nde, özellikle doğu bloğu ülkelerinde, bu teknoloji üzerine bir çok fabrika ve üretim tesisi kuruldu ve döneminin kaliteli bir çok cihazında nixie’ler yer aldı. 1980’lerin başı itibari ile “Led ve LCD”ler üzerine yapılan gelişmeler, düşük enerji tüketimi ve uzun ömür avantajı ile nixilerin yerini almaya başladı ve sonunda Sovyetler Birliği’nin dağılışından sonra da üretimden kalktılar.[1]

[1]Elbette Nixie üretenler sadece Ruslar değildi. Japonlar ve Amerikalıların da bu konuda üretimlerini görmek mümkün fakat internet üzerinde karşımıza en çok Rus yapımı nixieler çıkmaktadır.

Nixie Nedir ve Nasıl Çalışır?
neonlampNixie’ler diğer adlarıyla Soğuk Katot Göstergeler sanıldığının aksine bir flamanın ısınarak ışık yayması ya da ısınarak elektron akışına izin veren vakum tüpler gibi çalışmazlar. Nixieler içerisinde yanması gereken tüm rakam ya da sembolleri içeren bir seri iletkenden oluşur. Bunların dışında da bir adet anot tabakası da yine tüm bu yapılar ile birlikte, düşük basınç altında, içerisinde özel gazlar bulunan bir adet camın içerisinde bulunur. Yüksek gerilim altında, katot iletkenlerinin etrafında, elektrik akımlarından dolayı gaz plazma hale gelir ve içerisindeki gazın niteliğine göre özel bir renk tonu ile parıldar. Nixie tüplerde genellikle Argon ve Neon gazlarının karışımı bulunur.

Nixie’leri olmasa da yukarıda anlattığımız teknolojiyi kullanan bir göstergeyi hemen hemen her gün bir el aleti olarak kullanıyoruz: Kontrol kalemleri!

Nixie Göstergelerle Oynamak!
Nixie göstergeler, uzunca bir dönem kimsenin çok da önemsemediği hatta unutulduğu göstergeler olarak görülüyordu. Yalnız “vintage akımı” ile birlikte geçmişe tekrar dönüş ve Nixie’nin mekanizmasının verdiği doğal his Nixie’e olan ilgiyi tekrar arttırdı. Yalnız bu sefer de ilgililerin karşısına, yukarıda nedenlerini belirttiğimiz üzere Nixie bulmanın zorluğu ortaya çıktı.

Bu konuda özellikle Paypal’ın kapatılmasından sonra Ebay alışverişinin zorlaşması nedeniyle Amazon’a yönelerek Nixie elde etme işlemlerimi tamamladım. Bu işlemleri tamamlamak için Rus sitelerinde neredeyse Rusça’yı öğrendiğimi söylememe gerek yok tabi ki.

Nixie’lerin çeşitli kullanım alanlarına göre bir çok türü bulunmaktadır, aşağıda Rus yapımı bazı nixie’lerin boyutları ve kıyaslamaları görülebilir.russiannixiesKendi nixie uygulamam için yukarıdakilerin içerisinden IN12A ve IN12B serisi nixieleri kullanmak için seçtim. A ile B arasındaki tek fark ise B kodlu nixienin nokta simgesini de barındırmasıdır.

Bundan sonra da yapacağım uygulamanın niteliklerini belirledim:

Nixie Saat Özellikleri
– 4 digit’e sahip bir tarih/saat uygulaması.
– USB bağlantısı ve enerjisini sadece USB üzerinden sağlaması.
– USB üzerinden tarih/saat/alarm gibi ayarlarının gerçekleştirilmesi.
– Bir adet buzzer’a sahip olması.
– RGB led ile görsel zenginlik katılması.
– İşlemci kontrollü gerilim yükseltme işlemlerinin yapılması.
– İleride tasarlayacağım mini nixie saat için ön hazırlık oluşturması.
– Dahili RTC barındıran bir işlemci kullanmak.
– Olabildiğince az malzeme ile tasarımı noktalamak.
– Güvenilir ve uzun ömürlü olması.
– Slot Machine geçişlere sahip olması.

Yukarıdaki işlemleri yapabilecek, ucuz ve kontrolü basit tek bir işlemci seçimi yaptım: STM32F072. Bu işlemci kristalsiz USB haberleşmeyi desteklemesi, ayrı bir batarya girişli dahili RTC barındırması nedeniyle tercih nedenim oldu. Ayrıca, bilgi olması açısından, aynı seri yerine, DAC barındırmayan daha ucuz kardeşi STM32F042‘de kullanılabilir.

İşlemci seçimi ve nixieleri elde ettikten sonra asıl macera başladı; çünkü nixieler yazımızın başında söylediğimiz gibi çalışmak için yüksek gerilime ihtiyaç duyarlar. Aşağıda IN12A/B için çalışma gerilimleri görülebilir. Elbette daha düşük gerilimde de Nixie çalışacaktır yalnız daha soluk çalışacaktır.nixievoltage Devrenin tamamı USB üzerinden besleneceğinden 5V gerilim girişinden 170V gerilime yükseltme işlemini gerçekleştirmek gerekiyordu. Bu uygulama için en uygun DC/DC çevirici olarak boost converter devresinin tasarımı ile işleme başlamak en uygun yol oldu; diğer türlü Nixie’leri sürmek mümkün olmayacaktı.boost
CCM modda çalışan bir boost converter devresinin verilen değerlerdeki duty değeri yukarıdaki gibi hesaplanır. Hesaplanan bu değerin teorik olduğunu hatırlatmakta fayda var, devremizin kayıpları yüzünden ilgili gerilimin üretilmesi için daha fazla duty değerinde çalışmak zorunda kalırız. Ayrıca yüksüz durumda ilgili duty değeri çok yüksek gerilimler üreteceğinden bunu kontrol eden bir mekanizmanın ihtiyacı söz konusu olur. İlgili kontrol için gerilim kontrol eden PID algoritması kullanılmıştır. Aşağıda gerilimin sistem açılışında nasıl oluştuğunu görebilirsiniz.Nixie PID ScopeÜretilen gerilimin ölçülen değeri aşağıdaki gibidir. Güvenlik önlemleri nedeniyle duty %98 üzerine çıkartılmamış, dolayısı ile gerilimin değeri 170V değerinden bir miktar düşük kalmıştır. Bunun yanında 3.3V ile çalışan işlemci kullanılarak mosfet sürmek ısı kaybına yol açacağından TC4427 adlı mosfet sürücü kullanılmıştır. Mosfet olarak 200V’luk FQD7N20LTM, diyot olarak ise SS120-DC seçilmiştir. Çıkış kapasitesi ise 4.7uF/250V’tur.img_3669İlgili gerilimin üretiminden sonra nixileri sürme görevi 74HC595 ve 200V NPN transistörlere verilmiştir. Bazı üreticilerin yüksek gerilimli entegreleri olsa da bunlara ulaşmak çok zor olabilmekte dahası üretimden kalkabilmektedir. Dolayısı ile burada en kolay yöntem seçilmiştir.

Devrede ek olarak RGB ledler kullanılıp, PWM ile sürülerek istenen renk tayfına kavuşulmuştur. Bir adet buzzer ise saat başı uyarısı ve alarm olarak kullanılabilmektedir. Tüm bunları kontrol eden ana kart aşağıda görülebilir.img_3696Yukarıdaki anakartın kontrol ettiği iki adet nixie kartından biri ise aşağıda görülebilir.
img_3667

Ve Gösteri Başlasın!
Yukarıdaki tüm işlemleri tamamlayıp, yazılımı yükleyince karşımıza aşağıdaki büyüleyici şov ortaya çıkar. LED’lerin donuk, sönük, cansız yapısından; harekete, canlılığa doğru geçişi hemen hissedebilirsiniz. Resimlerin üzerilerine tıklarsanız büyüyeceklerdir. Ayrıca bilgisayarınıza kaydedip arka plan görüntüsü yapabilirsiniz. Uygulamanın videosunu da aşağıda bulabileceksiniz!

img_3689 img_3693

Bitirirken…
Nixie saat benim gibi güç elektronikçilerin masasında durması gereken en güzel oyuncaklardan bir tanesi. Yanınıza uğrayan iş arkadaşlarınızı, evinize gelen misafirleri hipnotize etmek için kullanılabilmesi de cabası. İlerleyen zamanda, dik yapıda olan, tek nixie’li saat yapımına da başlayacağım.

Ayrıca siz de ilgili saatten yapmak istiyorsanız iletişim bölümünden bana ulaşıp, maliyeti ile benden PCB’leri, malzeme listelerini ve yazılımı alabilirsiniz. Tüm bunlarla uğraşmak istemeyen ve hazır Nixie saat isteyenler de yine bana iletişim bölümünden mail atarak ulaşabilirler.

Herkese iyi çalışmalar dilerim!

  1. İsmail Alaylıoğlu dedi ki:

    İyi günler Fırat Bey,
    PCB, malzemeler ve programlı entegre fiyatlarını ayrı ayrı verebilir misiniz? Ayrıca Nixie fiyatını da rica edeceğim.
    Teşekkür ederim.

  2. Tusa dedi ki:

    Merhaba,

    Bende takım olarak fiyat alabilir miyim?

  3. Mehmet DİVİLİ dedi ki:

    Selamlar..
    Siteniz hoş güzel çalışmalar var. Ben de Nixie saat yapmayı duşunuyorum. Elimde IN-12 kodlu digitlerden var . Rusyaya giden bir arkadaşım kendisi yapmış 4 tanede bana getirmişti. Hala yapılmayı bekliyor.
    Ben Amatör Telsizciyim. TB5X çağrı kodum. QRP Telsizler antenler ve tuner devreleri yaptım. Web sitemde görebilirsiniz. Bu devreyi yapmak istiyorum ancak bu tube uygun baskı devreyi veya şameyı sizden edinebilirmiyim? Baskı devresi var ise ütüleme yöntemi ile bakırlı plakete ben de basabilirim.
    İlginiz için şimdiden teşekkürler..

    Selamlar
    TB5X
    Mehmet DİVİLİ

  4. Bayram dedi ki:

    Merhaba,
    Takım olarak fiyat alabilir miyim?
    Teşekkürler.

  5. Mehmet Resul dedi ki:

    Fırat bey evim için bir adet nixie saat istiyorum model ve fiyat verirseniz sevinirim.

  6. Mehmet Resul dedi ki:

    Size zahmet resimlerini Mail olarak bana atabilirmisiz.

  7. Yusuf dedi ki:

    Merhaba
    PCB, malzeme listesi ve fiyatlarını, yazılımını verebilir misiniz.
    Teşekkür ederim.

  8. Kürşat Uyar dedi ki:

    Ben de evim için hazır nixie saat için fiyat alabilir miyim?

  9. Zeliha dedi ki:

    Fırat bey merhaba,

    Ben de almayı düşünüyorum. Elinizde kalmamış sanırım bir sonraki parti ne zaman gelir? bilgi verebilir misiniz?

    • Fırat DEVECİ dedi ki:

      Merhabalar Zeliha hanım,

      Elimde teklisi mevcuttur isterseniz ondan ulaştırabilirim. Diğeri için ön ödemeli çalışıyorum, isterseniz o şekilde sizin için yapabilirim.

Yorum Yazınız

error: Kopyalama KARDEŞ!