第1步：電路描述

首先進(jìn)行概述。

在原理圖的頂部繪制了完整的電源階段。在原理圖的底部，畫出了用于溫度測量的模擬電路，包括。 IN-13的可變電流源。

如您所見，該電路通過USB連接器從5V供電。這是可能的，因?yàn)樽畲髲碾娫醇橙〉墓β市∮?瓦。

在C9，L1和C15用來過濾升壓轉(zhuǎn)換器的毛刺之后，首先將輸入電壓饋入TC962。這是一個高電流電容器電荷泵，最大可提供80 mA的電流。 -眾所周知的ICL660在該電路中將無法正常工作！

TC962連接為倍壓器和簡單的逆變器，因此在其“輸出”上有兩個電壓：+ 9.5V和-4.5V。

-4.5V僅用作運(yùn)算放大器IC2的負(fù)電源電壓，因此無需贅述。

現(xiàn)在，我們將仔細(xì)研究加倍的輸入電壓：

圍繞IC4，構(gòu)建一個從MC34063應(yīng)用手冊修改而來的升壓轉(zhuǎn)換器。首先，您會在其輸出上看到驅(qū)動器級T3/T4。這是必要的，因?yàn)槲覀冃枰獙?V轉(zhuǎn)換為125V，因此MosFet晶體管T2需要盡快切換（非常短的時間用于其柵極方波的上升沿和下降沿，以從中獲得最大的自感應(yīng)電壓。電感器L2）。內(nèi)部MC34063A輸出級無法做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗皇?a target="_blank">達(dá)林頓源級并且不能吸收電流。

我試圖用數(shù)字示波器測量驅(qū)動器級的上升和下降時間，但測量極限時間為40ns 。..并且切換速度更快。

請勿嘗試取代BC639/649等標(biāo)準(zhǔn)NPN/PNP晶體管（例如MPSA42/92）。這將無法正常工作，因?yàn)樗鼈儫o法驅(qū)動MosFet柵極放電所需的多余峰值電流；-）

也許您想知道為什么將MC34063A和驅(qū)動器級連接到9.5V。這對于MosFet完全開啟它們所需的電壓擺幅（對于小于1 ohm的RDSon值）約為6V是必需的。最后，通過電壓分配器R20/R21將HV轉(zhuǎn)換器的輸出電壓限制為標(biāo)稱值為125VDC。

9.5V也通過R16和R17連接到2 x 3 LED串。這些LED是3mm RGB慢速變色類型，用于像邊緣照明顯示器一樣照亮溫度計(jì)的刻度。由于LED的內(nèi)部芯片也帶有PWM來提供顏色變化，因此需要六個電解電容器來避免閃爍。當(dāng)打開溫度計(jì)并且字符串的所有三個LED都將從“零PWM”開始時，有時會發(fā)生一個不錯的功能-而不是錯誤。串中沒有電流，并且打開前需要幾秒鐘的時間-就像舊的電子管收音機(jī)一樣，在打開后也不會立即工作。如果您不喜歡這種效果，只需在每個LED上并聯(lián)一個10kohm電阻即可。

現(xiàn)在，對溫度測量精度進(jìn)行簡短了解。

傳感器LM35DZ的輸出電壓為10mV/° C，因此通常約為250mV。由于對于隨后的可變電流級來說這有點(diǎn)低，因此該“ ULM35”被IC2A放大18倍。精確的放大系數(shù)可以通過TR1進(jìn)行調(diào)整。ZD1是可變恒定電壓基準(zhǔn)（可以通過TR2進(jìn)行調(diào)整），并形成一個額外的電壓，該電壓最終從放大的“ UTEMP”中“減去”。這是必需的，因?yàn)闇囟扔?jì)的刻度會從10°C開始。這也是開始電流流過IN-13條形管的閾值點(diǎn)；因此我們需要減去：10mV * 10°C * 18倍放大=從“溫度”開始大約為1.8V。這是由IC2B提供的，IC2B是一個差分放大器，具有可變的輸出電流，同時HV晶體管MJE340（非電壓），因?yàn)榉答侂娮鑂12連接到電流測量電阻R13和R14。

請注意，電容器C16，連接到IC2B的同相輸入。這限制了通過管的電流的上升時間。如果沒有此電容器，則霓虹燈發(fā)光將在從管子底部打開后開始，因?yàn)樾甭蕦⒊^IN-13的最大值。

必須使用焊橋X1/Y1/Z1來“燒”管子。由于所有試管都是從舊庫存中取出的，因此它們的存儲時間超過20年。許多燈管在開始的幾分鐘內(nèi)無法顯示出全部的光輝。他們需要用過電流“格式化”幾分鐘。因此，必須將焊橋設(shè)置為X1-Y1（通常使用）至Y1-Z1。這將管的陰極直接連接到限流電阻R13/R14，并通過管饋入約10mA電流（在此電流下管的壓降約為100V，在此電流下HV電壓也將降至110V）。

如果燈管顯示出完整的霓虹燈發(fā)光，則可以去除此焊橋，并完成“烙印”過程。

步驟2：組裝電路板

如果您不想創(chuàng)建自己的電路板，則可以購買完整的電子套件，包括。外殼和雕刻比例尺，請參見http://www.nixiekits.eu

以下組裝說明取自套件手冊，但即使您要創(chuàng)建自己的電路板，安裝電子零件的順序也會如下：幾乎相同。

1。放置電阻器

我們將從薄型電子零件開始；因此，讓我們從電阻開始，這里最好從電路中最常用的那些值開始。

請?zhí)貏e注意2k49和249k電阻的值。它們僅在一個色環(huán)（棕色或橙色）上有所不同。因此，首先完成一個值的組合，然后再選擇下一個。

2。放置半導(dǎo)體首先，要組裝三個二極管D1…D3。注意正確的方向。陰極環(huán)在裝配圖上標(biāo)記，并且在焊盤周圍還帶有圓圈。

3。放置RGB LEDs

現(xiàn)在將LED齊平安裝到PCB上，并調(diào)整它們以使其筆直。還要注意方向。陽極是長腳，該引腳在PCB上標(biāo)記有“ A”，陰極與帶有一個環(huán)的二極管相似。

請先僅焊接一根導(dǎo)線，然后進(jìn)行調(diào)整，完成后再焊接剩余的導(dǎo)線

請盡快執(zhí)行此操作，以免由于高溫焊接而損壞LED。

4。放置IC插座

現(xiàn)在插入所有三個8極IC插座。注意刻有缺口的正確方向。

請勿在此階段插入任何集成電路！

5。放置MosFet晶體管IRFD220（T2）

放置晶體管之前，請觸摸所有金屬工件以放松自己。排泄管腳有兩條腿，綁在一起。

提示：要固定零件，請從頂部焊接漏極連接。

6。放置npn晶體管MJE3439或340（T1）

取一把平口鉗，將晶體管保持在距封裝約3 mm的位置。比將所有導(dǎo)線都向下彎曲要直?，F(xiàn)在，將晶體管安裝在T2上方的三個圓形焊盤中，并繞過PCB。晶體管將自行調(diào)整。但是，僅焊接中腿，檢查并修改以進(jìn)行正確的調(diào)整。比起其余兩腳。請注意該安裝位置，否則晶體管將無法裝入溫度計(jì)的外殼中。

7。放置陶瓷電容器/EMV電感器首先，放置兩個330pF電容器C12和C19，而不是放置六個100nF電容器。如果您正在尋找C9：它位于EMV電感器L1左側(cè)電源開關(guān)的上方；該電感器我們接下來將安裝。

8。放置電位器/開關(guān)轉(zhuǎn)換器電感器

現(xiàn)在安裝電位器TR1，TR2和電感器L2。請勿將隨附的軸推入電位計(jì)之一。

9。放置電解電容器

首先匹配兩個大直徑電容器C14和C15。不僅要注意正確的方向，而且不要使它們不匹配。 C14是2μ2 350V電容器，位于藍(lán)色電感器下方，C15是470μF 10V電容器，位于IC4的左側(cè)。與往常一樣，所有電容器的陽極+都在PCB上標(biāo)有相應(yīng)的標(biāo)記，陰極-照常在環(huán)的焊盤上標(biāo)出。

接下來，安裝其余11個100μF電容器。出于光學(xué)原因，請注意保持整潔的筆直方向，因此，應(yīng)僅焊接一根引線，并對準(zhǔn)電容器。完成后，焊接其余的。

10?，F(xiàn)在放置小信號晶體管/參考二極管

現(xiàn)在可以安裝其余的3腳電子部件。由于引腳間距不同，因此給出了“防錯配保證”，但是請注意零件的標(biāo)記（例如LM35和BC640引腳間距相同）。

請注意，安裝高度請勿超過電解電容器的高度，因此將其推入PCB中稍低一些。

11。放置USB連接器/滑動開關(guān)/溫度傳感器

將USB連接器安裝到板上，并從頂部焊接一個用于封裝安裝的焊盤，以固定它們。使用滑動開關(guān)以相同的方式進(jìn)行操作，然后翻轉(zhuǎn)PCB并焊接剩余的引線。您可能會再次注意USB連接器墊的間距非常窄。注意在焊接過程中不要使某些焊盤短路。

溫度傳感器IC1是從PCB的焊接側(cè)安裝的。打印的“平”面指向PCB的正面。 PCB頂部與溫度傳感器主體底部之間的間距應(yīng)為6 mm。

引線不必從組件側(cè)切開，但要注意，它們不會與USB連接器的任何短路。包。照片12。裝配IC

最后將剩余的三個集成電路裝配到它們的插座中。

現(xiàn)在，我們完成了電子零件的組裝，我們將開始進(jìn)行首次功能測試。

但是，在此之前，請?jiān)俅螜z查工作

第3步：首次加電和電壓測試

13。功能測試

現(xiàn)在將開發(fā)板連接到您的USB電源（建議使用USB加載器電源），然后通過電源開關(guān)打開溫度計(jì)。

小心！板上存在高壓–請勿觸摸轉(zhuǎn)換器的相關(guān)部件。

現(xiàn)在，LED應(yīng)該點(diǎn)亮，并且它們的顏色永無休止?，F(xiàn)在，將萬用表的黑色探針放在GND測試點(diǎn)上，然后用紅色探針檢查以下測試點(diǎn)上的電壓：IC2的引腳4：ca。 -4.8V

IC4：ca的引腳1。 + 8.9V陰極D3：約。 + 127V

測試點(diǎn)ULM35：約。 0.3V（取決于環(huán)境溫度）

測試點(diǎn)UTEMP：測量放大器的輸出電壓，可通過TR1在大約范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 3.8…5V（取決于環(huán)境溫度）

Testpint UREF：參考電壓，可通過TR2在ca范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 2.8…6，6V。

在電壓處于給定范圍內(nèi)之前，請勿繼續(xù)工作。這可能會損壞電路。檢查故障；大多是焊橋或反向安裝的零件。

14。調(diào)整測量放大器

要精確顯示溫度，必須調(diào)整放大器。

因此將軸松動地插入TR1。

現(xiàn)在再次檢查測試點(diǎn)ULM35上的電壓。它在0.3V范圍內(nèi)，代表實(shí)際環(huán)境溫度（10mV/°C）。請寫下電壓讀數(shù)?，F(xiàn)在必須將放大器調(diào)整為18倍放大。因此，只需將電壓讀數(shù)乘以18，然后用電位計(jì)TR1在測試點(diǎn)UTEMP上調(diào)整該值即可。完成后，請小心地拆下軸。例如：ULM35 = 0.3V，因此在測試點(diǎn)UTEMP.15上用TR1調(diào)節(jié)至5.4V。基準(zhǔn)電壓的調(diào)整：

這只是粗略的調(diào)整，只是為了在管上顯示合適的電壓。最后的調(diào)整是通過組裝好的溫度計(jì)完成的。

因此，再次將TR2的軸稍稍塞一下，并在測試點(diǎn)UREF上將電壓讀數(shù)調(diào)整為3.7V。完成后，請拆下軸，以備最終使用。

現(xiàn)在完成對電子設(shè)備的測試和調(diào)整，在對管進(jìn)行“格式化”以組裝外殼之后，我們將開始。

因此，首先斷開電路板的電源供應(yīng)量。結(jié)果16。 “格式化”柱狀圖管

由于在首次通電以顯示全長輝光期間，存儲時間超過20年以上，因此許多管將失敗。要存檔，這些管必須用過電流供電一段時間，因?yàn)樗鼈儗凑找韵虏襟E顯示完整的顯示內(nèi)容：

檢查電源是否關(guān)閉?，F(xiàn)在，將運(yùn)算放大器IC2從其插座中拔出（這很重要?。?，并翻轉(zhuǎn)電路板。

您會在T1焊盤的位置附近看到三個標(biāo)有X1，Y1和Z1的跳線?，F(xiàn)在將焊盤Y1和Z1連接在一起。拿起管子，將導(dǎo)線連接到標(biāo)有A，K和K1的焊盤上。內(nèi)部連接到管陽極網(wǎng)的外部導(dǎo)線必須焊接到“ A”墊上?，F(xiàn)在將管子放在桌上，注意不要在電線和電路板之間造成任何短路。再次打開電源。

現(xiàn)在，燈管必須長亮，只要它與燈管頂部的紅色打印標(biāo)記環(huán)匹配就可以了。如果失敗，并且發(fā)光長度變短，請?jiān)诎l(fā)光到達(dá)標(biāo)記處保持電路通電。

此“格式化”過程最多可能需要15分鐘，因此請耐心等待。在此過程中，電子管會變熱。

如果格式化完成，請斷開電源，從Y1和Z1上拆下焊料跳線以及電子管的導(dǎo)線。

重新插入運(yùn)算放大器IC2。

步驟4：組裝機(jī)箱

17。外殼的組裝

需要注意的是，我們不僅要“從上到下”安裝NixieTherm Mk II外殼，還要顛倒安裝。因此，有必要固定溫度計(jì)的刻度，例如和一個小惡習(xí)。但是在夾緊秤之前，請用任何類型的保護(hù)材料覆蓋住鉗口，以免刮傷秤的有機(jī)玻璃。

首先從秤上剝離保護(hù)膜?，F(xiàn)在，將兩個管夾小心地應(yīng)用到秤的槽口中。

注意：夾鉗本身在背面也有一個小槽口，因此應(yīng)按這樣的方式安裝它們，使該槽口位于秤的“后方”。 》現(xiàn)在將這種“刻度管組合”安裝到您的虎鉗上，這樣“ Nixie徽標(biāo)”就可以上下顛倒并靠近顎板。

要特別注意不要將管子在安裝過程中掉出，不要將鉗口擰得太緊。

現(xiàn)在將頂蓋安裝到秤上。再次記住，我們正在“上下顛倒”地工作，因此銑削“ NixieTherm”必須清晰可見。此外，這些詞必須位于秤的前面–這就是您通?？礈囟扔?jì)的方向。仔細(xì)查看左側(cè)的圖片，這將幫助您找到正確的安裝位置。

在該階段，需要檢查條形圖管的對齊方式。如果以正確的方式將管子掉落，則從正面看刻度時（非鏡像數(shù)字），您將看到陽極網(wǎng)格。從背面看時，您應(yīng)該在試管中看到金屬表面，上面印有類型和制造日期。如果不是，只需將燈管旋轉(zhuǎn)180°即可。

現(xiàn)在，拿下兩個LED燈罩，并從鏡面?zhèn)热コＷo(hù)膜。兩個蓋都有一個用于管子的深銑槽，以及一個用于電阻器R5的空間的稍寬的銑槽，該電阻槽位于后蓋位置的LED附近。兩個深銑槽都必須“向下”朝向管。

再次仔細(xì)查看左側(cè)的圖片以尋求幫助。 LED蓋的鏡面必須朝向兩側(cè)，因?yàn)樗鼤瓷銵ED照明。

要安裝PCB支架，請拿起兩個安裝支架，兩個M3x16螺釘和四個墊圈，如圖所示進(jìn)行組裝?，F(xiàn)在，使該組合件滑過LED蓋和刻度尺的鉆孔。

現(xiàn)在再次在螺紋端安裝一個安裝支架和一個圓頂螺母，并僅用手輕輕擰緊它們。

現(xiàn)在將所有四個支架調(diào)整為向上并平行于頂蓋。現(xiàn)在，再次擰緊螺釘，但只能通過推動它們來稍稍調(diào)整安裝支架。

現(xiàn)在，拿起四個平頂帽M3x8螺釘和M3x12金屬墊片，并“從下到上”將它們穿過鉆探孔。頂蓋。只能用手稍微擰緊它們。拿起兩個較厚（8毫米）的有機(jī)玻璃框架兩半，然后剝?nèi)ケ∧?。輕輕地將它們滑動兩個距離。

現(xiàn)在拿起帶有“腔室”切口的“完全”有機(jī)玻璃框架，然后小心地將其彎曲四個距離。注意“熱室”的方向和USB連接器的切口。圖片在組裝階段為您提供了幫助。

?現(xiàn)在安裝電子板。注意三根管的引線。它們必須穿過板子中間的銑槽。同樣，這些引線可能不會交叉匹配。

將軸通過焊料側(cè)的鉆孔連接到微調(diào)器TR2，并將其按到機(jī)械端。

?拿起四個Philips M3x6螺釘，將其在螺紋孔中輕輕擰緊。的安裝支架。如果支架的孔與板的孔不匹配，則可能必須將螺釘稍微彎曲一點(diǎn)?，F(xiàn)在，用螺絲刀以交叉的方式擰緊四顆螺釘。

?拿起隨附的管子并在中間切開。將兩半都穿過燈管的外部引線，PCB的銑削凹槽，然后將它們盡可能地靠近燈管的玻璃體?，F(xiàn)在，將導(dǎo)線切掉，因?yàn)樗鼈儽仨毢附拥胶副PA，K和K1上。注意不要將引線穿過這些焊盤的鉆孔，因?yàn)樗鼈兛赡軙?dǎo)致與位于裝配側(cè)的零件發(fā)生短路。

?現(xiàn)在必須在焊盤X1和Y1之間設(shè)置一個額外的跳線。 。

?最后，拿起較小的（4毫米）有機(jī)玻璃框架兩半，取出薄膜并將它們粘貼到外殼上。

?現(xiàn)在，將其余的四個Philips M3x16螺釘穿過四個橡膠進(jìn)料口。 br》?拿起黑色的底蓋，取下保護(hù)膜，然后將其粘貼到外殼上。如果一切順利，則應(yīng)將來自管的兩條彎曲的導(dǎo)線稍微壓到底。這會將管固定在其最終刻度位置，這是有意的。

?請注意底蓋的正確方向。百葉窗現(xiàn)在位于正面，因此從百葉窗看時，您應(yīng)該看到前面提到的焊盤。另外，僅左電位計(jì)TR2可以通過鉆孔進(jìn)入。請看下面的圖片以尋求幫助。

?現(xiàn)在，將四個橡膠支腳組裝到底蓋上。請不要過度擰緊螺釘。

?最后貼上提供的標(biāo)簽，從虎鉗上松開NixieTherm并將其放在腳上。

?用適當(dāng)?shù)穆萁z刀擰緊四個盤頭螺釘后，

第5步：最終調(diào)整

恭喜。自組裝的NixieTherm溫度計(jì)現(xiàn)在很有趣。

18。最終顯示范圍調(diào)整

隨著顯示一段時間穩(wěn)定，您的環(huán)境溫度當(dāng)然也必須保持穩(wěn)定–您可以使用TR2修剪器和隨附的參考溫度探頭對顯示值進(jìn)行最終調(diào)整

以相同的方式，可以隨時調(diào)整顯示的準(zhǔn)確性。但請注意，由于溫度傳感器的自發(fā)熱，在進(jìn)行這些調(diào)整之前，應(yīng)先將NixieTherm溫度計(jì)通電至少一個小時，然后再進(jìn)行校正。

連接到USB端口/USB-Hub

如果該集線器沒有額外的電源能夠?yàn)闇囟扔?jì)提供所需的450mA，則不建議將NixieTherm連接到外部USB-Hub。

如果您的計(jì)算機(jī)配備了現(xiàn)代USB3端口，而不是簡單地將NixieTherm連接到該端口。

但是，由于大量不同的USB控制器和制造商，不能保證NixieTherm可以在每個USB端口上工作。

最好的方法是通過自己的外部5V 500mA電源（USB加載器）為NixieTherm供電。