Tutorial para hacer un reloj casero de tubos Nixie con Arduino

En esta oportunidad presentamos un reloj casero, cuyas pantallas exhiben un estilo vintage de tubo nixie.

Está hecho de leds en forma de filamento unidos entre sí con algunos cables de acero. Una vez obtuve la forma requerida, le coloqué una botella de plástico para simular un tubo de vidrio al vacío. La caja está hecha de madera y está pintada con barniz oscuro.

Puedes fijar la hora o los minutos con sólo presionar un botón y el sistema usa un módulo de reloj en tiempo real, por lo que la hora se guardará incluso si se desenchufa.

En este tutorial explicaré paso a paso cómo hacer los 7 segmentos caseros, cómo funciona el contador MAX7219 para multiplicar las salidas, cómo crear el código paralelo en tiempo real y cómo construir el reloj con aspecto vintage.

Materiales

● 28 Leds en forma de filamentos.
● Alambre de acero.
● Botellas de plástico o vidrio.
● 2 leds redondos.
● Controlador de matriz de MAX7219.
● Arduino NANO.
● 3 pulsadores.
● Módulo de reloj en tiempo real.
● Caja de madera.
● Adaptador DC con salida entre 7 y 15 voltios.
● Conector de DC.
● Bases de plástico.

Montaje

He usado alambre de acero para crear el soporte y lo primero que debemos hacer es medir su resistencia.

Necesitamos poca resistencia para saber que conducirá la electricidad sin problemas, con ser menor a 50Ω basta.

 

Tomamos una pequeña caja de cartón y hacemos un agujero en el medio. La base de plástico debe ir sobre este agujero.

 

Medimos el tamaño de la botella, cortamos un trozo de alambre de acero de un tamaño adecuado y le doblamos la punta de esta manera.

 

 

Ahora lo calentamos un poco y lo insertamos en el soporte de plástico. Añadimos un poco de pegamento caliente en la parte inferior para que el cable no se mueva.

 

Este será el primer pin de tierra, así que me aseguro cuál es el pin de conexión a tierra del led y luego lo sueldo al cable de acero.

 

Añadimos otro cable al otro lado de la base y lo sueldo al pin positivo del led para obtener el primer segmento.

 

Añado el siguiente segmento conectándolo al mismo pin de tierra y hago lo mismo para todos los segmentos, teniendo cuidado de conectar los polos de cada led correctamente.

 

Una vez conectados los siete segmentos en forma de un 8, colocamos el montaje dentro de la botella de plástico para simular el aspecto de un tubo nixie.

 

Eso es todo, tengo un tubo nixie que en realidad es una pantalla de 7 segmentos. En el interior de la pieza de plástico colocamos mucho pegamento caliente para que los cables se mantengan fijos. De la misma manera debemos hacer tres más.

 

Ahora vamos con la caja de madera. Hacemos algunas medidas para lograr abrir unos agujeros ligeramente más pequeños que los soportes de plástico para poder colocar los tubos sobre la caja.

 

Vamos a darle a esta caja un aspecto más rústico. Usando el rodillo de esponja, aplicamos un poco de barniz oscuro para que la caja luzca mucho mejor.

 

Tan pronto como se seque, añadimos 3 botones en una esquina. Estos botones se usarán para ajustar la hora.

 

En la parte posterior de la caja fijamos el conector DC con un poco de pegamento caliente para finalmente, colocar las pantallas de siete segmentos y  pegarlas en su lugar usando el pegamento caliente, la caja está lista.

¿Cómo funciona el controlador MAX7219?

Este controlador MAX7219 puede controlar cuatro pantallas de siete segmentos y antes de seguir me gustaría mostrarte cómo funciona.

Cada segmento led de las pantallas está asignado a una letra desde la “A” hasta la “G”. Debemos conectar todos los segmentos que compartan la misma letra como se muestra a continuación.

 

Luego tenemos 4 pines de tierra diferentes para cada pantalla. De esta manera si el controlador activa los segmentos “A” pero solo activa la tierra de la primera pantalla sólo se activará ese segmento.

 

Si activo el GND para la primera y la tercera pantalla, se activarán los dos segmentos “A” de ambas pantallas.

 

Sin embargo, el controlador hará esto muy rápido, así que nuestros ojos no verán el cambio y por eso necesitamos el controlador de matrices.

 

Conexiones

Ahora vamos con las conexiones, toma como guía el siguiente esquema.

 

Conecté los segmentos con cables marrones y la tierra con cuatro cables negros para diferenciarlos.

 

Luego hacemos las conexiones de 5 voltios, tierra, datos y reloj desde el chip al arduino NANO.

 

Ahora vienen las conexiones desde el conector DC al pin de alimentación del arduino y desde los botones pulsadores a los pines digitales D3, D4 y D5.

 

Finalmente conecto el módulo de reloj en tiempo real a los pies de I2C del arduino que son el A4 y A5 para datos y reloj respectivamente.

 

Este módulo tiene su propia batería, por lo que incluso si el conector de entrada está desconectado el módulo mantendrá la hora durante más de un año.

 

Ahora que el reloj está listo, todo lo que nos queda por hacer es programarlo.

 

Código

En primer lugar probaremos un primer código, lo puedes descargar aquí.

Abrimos el IDE del Arduino y pegamos el código.

 

Ahora descarga e instala la librería DS3231.

Este código establecerá la hora real, así que debemos colocar la hora, el día y el año en estas líneas, cargar el código, y luego volver a comentar las lineas.

Para comprobar que todo está en orden, abrimos el monitor de serie y debería mostrar la hora actual.

 

Una vez configurada la hora, descarga el segundo código para el reloj de segmentos.

Este código obtendrá la hora del módulo en tiempo real y luego cambiará los datos del controlador de la pantalla de siete segmentos, de esa manera mostramos la hora.

 

Cada vez que se presiona uno de los botones se activará un ciclo de establecer la hora.

Te recomiendo leer todos los comentarios en el código línea por línea para entender mejor su funcionamiento.

 

Carga el código y pruébalo.

Usando los botones podemos cambiar la hora o el minuto sin tener que programar el arduino una vez más. Una vez que terminamos de configurar la hora, el nuevo valor se guarda en el módulo de tiempo real y eso es todo.

Espero te haya gustado el tutorial, los resultados de estos filamentos pueden no ser los mejores, pero algo que es seguro es que puedes aplicar estos conocimientos para hacer algo mucho mejor.

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