Concrete Clock

Home/Concrete Clock

February 2018

The Wireless Clockmaker – part1

By |February 24th, 2018|Concrete Clock, Electronics|

Click edit button to change this text.

Nixieklokker er aldri feil. Spesielt ikke når de virker :)

De tidligere klokkene jeg har designet, har alle hatt ett problem. D.v.s. det har vært et lite helvete å stille klokka, eller synkronisere mot en ekstern klokkekilde. Jeg har vært innom alle varianter fra manuell innstilling ved boot, til bluetooth. Jeg vurderte også DCF77 en periode. Jeg har faktisk en mottaker liggende i skuffen, men – livet er for kort.

Jeg har tidligere brukt gratisversjonen av Eagle, da jeg ikke helt har klart å bli komfortabel med KiCad, eller vunnet i lotto, slik at jeg kunne kjøpt meg en Altiumlisens til 70000.  Dermed har også den maksimale størrelsen på klokkene vært begrenset av hva som er mulig i gratisversjonen i Eagle.

Heldigvis, så kjøpte Autodesk CadSoft, som laget Eagle. Autodesk endret da også lisensstrukturen, slik at man nå kan slippe langt rimeligere unna, hvis man ønsker å lage kretskort som er større enn 80×100, eller har flere enn to lag.

Dette designet er 4-lags og kortet er stort nok til å romme 6 nixie-rør. Ved å utforme dette som et shield, som kan plugges på GPIO-connectoren på en Raspberry Pi Zero W, så oppnådde jeg flere ting.

  1. Problemet med klokkesynkronisering forsvant, takket være at Pi’en alltid har korrekt tid, via NTP.
  2. Jeg kan nå SSHe til klokka og gjøre utvikling på klokka. Nixieklokka har både git, gcc og vi. Yay! :)

Kortet har en ekstern connector for VIn. Gnd og 170V. VIn er det samme signalet som 5V-railen på raspberryen. Jeg har ennå ikke testet dette, men det burde være mulig å drive raspberryen med 5V inn her istedet for via USB, hvis man har et velregulert Nixie power, som også gir 5V ut. Vær oppmerksom på at man da høyst sannsynligvis bypasser TVS-dioden som skal beskytte raspberryen mot for høye spenninger. Jeg har ikke nistudert raspberry-skjemaet. D.v.s. eksperimenter på eget ansvar.

Alternativet er å drive klokka via USB, og hekte på en 5-170V boost converter på denne headeren (Disse finnes, men jeg er ikke imponert over ytelsen). Anoderesistorene, som er spesifisert til 5,6K i designet må tilpasses drivspenninga til Nixiene. Du kan fint bruke et 180 eller 190V power, så lenge du passer på at strømmen gjennom hvert rør ligger på 2-3mA.

Skjema, PCB layout, BoM og driverkode ligger på github: https://github.com/hansj66/Nixie-Modules

Headless oppset av Rasperry Pi Zero er ganske enkelt. Last ned siste versjon av Raspberry Strecth Lite og flash dette til et SD-kort. Deretter oppretter du en tom fil på rota ved navn “ssh”. I tillegg, så må du opprette ei fil på rota, for å konfigurere wifi. Denne kaller du “wpa_supplicant.config”. Her spesifiserer du SSID og passort. Eksempel:

country=US
 ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
 update_config=1

network={
 ssid="your_real_wifi_ssid"
 scan_ssid=1
 psk="your_real_password"
 key_mgmt=WPA-PSK
 }

Deretter booter du raspberryen med SD kortet i. Du kan bruke NMAP for å finne raspberryen på nettet. Kjør følgende kommando fra en annen maskin på samme nett:

nmap -sS -p 22 192.168.10./24

Du vil da få en liste over maskiner på lokalnettet som kjører SSH.

SSH inn på raspberryen og installer følgende:

wiringPi må patches (se wiringPi_patch folderen på git), pga en liten brainfart på min side (Jeg brukte en ULN2003 som level shifter for å kunne koble 3.3V GPIO til 5V-logikken på shieldet. Glemte at dette trikset inverterte kontrollsignalene til shiftregisterene). Kopier inn sr595.c fra git repoet mitt over tilsvarende fil i wiringPi og rekompiler wiringPi. Naviger deretter til driver-folderen og kompiler klokkedriveren med følgende kommando:

gcc -Wall -o clock clock.c -lwiringPI

Start klokka ved å kjøre:

./clock

May 2017

Megaboost

By |May 19th, 2017|Concrete Clock, Electronics|

Møkk lei av tandre Kina-boostconvertere, som dør på seg, omtrent bare ved at man observerer utgangen på dem, så bestemte jeg meg for å designe en egen, med et fåtall komponenter – men da robuste komponenter.

Denne converteren består av totalt 10 komponenter. Hadde jeg funnet en logikknivå mosfet, som taklet høye nok spenninger, så kunne jeg klart meg med 6. Jeg valgte heller å plugge inn en dedikert mosfet-driver for å unngå total nedsmeltning, i fall jeg ikke klarte å switche den 100% fra PWM-kilden min.

Men…

Hvilken PWM-kilde skal man velge ?

Gamleguttas favoritt er garantert en 555 timer. Den koster ca 50 cent, men trenger bøttevis med passive komponenter rundt seg.

Hipsterne ville sikkert foreslå å misbruke en eksotisk switchingkontroller. Vel… De koster minst like mye som en 555, og de jeg har sett trenger også et lass passive komponenter for å fungere.

Jeg liker brutalist-design (som iofs bør være åpenbart for de som spotter IRF540’en på bildet). Jeg liker også enkle design – og den enkleste PWM-kilden du kan få, som heller ikke trenger noen støttekomponenter, er da – wait for it – en AtTiny! Den koster nesten en hel dollar, så den er pricey, men guhdbedre, hvor vakkert det blir. Hvis jeg kliner inn et par resistorer i tillegg, så kan jeg også la den samme mikrokontrolleren sense på drivspenninga, og evt dynamisk tilpasse frekvens / duty cycle, hvis det skulle være behov. Yay !

Nå skal det sies at boostconvertere, gjerne er litt enklere på papiret enn i real life. Megaboost var designet for å gi 170V ut, men den gir bare 121V ut – riktignok med kun *host* 3V inn. Vi få myse litt på layout og komponentverdier, så tenker jeg det blir en liten oppdateringspost om litt.

Nå skal det sies at det jeg vant m.h.t. elegant liten krets, kanskje gikk litt tapt i programmeringskabelen jeg endte opp med å konstruere for å få programmere AtTinyen på kretskortet…


IMG_1697

 

April 2017

IN-2 Nixie modules.

By |April 1st, 2017|Concrete Clock, Electronics|

Da er jeg klar med en ny variant av Nixie-kort. Denne gangen har jeg valgt å gjøre dem modulbasert. Hver modul har to IN-2 rør, K155ID1-driverkretser og et shiftregister. Modulene har en 6-pins connector, som gjør det mulig å seriekoble så mange man ønsker, kun begrenset av hvor mye strøm, som boost-converteren kan levere. Hvert siffer i en slik kjede kan adresseres individuelt.

Eagle-filer og eksempelkode finner du her: https://github.com/hansj66/Nixie-Modules.

Forvent tilsvarende moduler for IN-1, samt for ymse VFD-rør – når jeg får ånden over meg :)

in2-modules

in2-modules-assembled

February 2017

IN-12 Nixie Shield v.1.1

By |February 15th, 2017|Concrete Clock, Electronics|

Sånn, da har man fikset siste bug i IN-12 Nixie Shield for Arduino, og vi er på versjon 1.1. Har testet litt i kveld og alt ser ut til å fungere helt ok. Skjema, layout og et veldig enkelt kodeeksempel ligger nå ute på GitHub (https://github.com/hansj66/Nixie-Modules). Knock yourselves out :)

Jeg jobber også med daisy-chainbare moduler. Gjerrig som jeg er, så er disse på tur med dampbåt fra Kina. Ta derfor modul-designene på GitHub med en klype salt, inntil ny versjon foreligger av disse også.

August 2014

Maker Faire 2014 – Trondheim

By |August 25th, 2014|Concrete Clock, Maker Faire|

Er du gjennomsnittlig teknisk interessert, og befinner deg i nærheten av Trondheim, så bør du definitivt holde av 29. og 30. August.

Trondheim Maker Faire vil komme til å okkupere halve torget i Trondheim i disse to dagene fra klokka 10.00 til klokka 16.00. 35 utstillere er registrert. Bruker du 10 minutter på hver stand, så trenger du 5 timer for å komme gjennom alt. I tillegg, så vil det kjøres presentasjoner og foredrag i DIGS sine lokaler.

Jeg gleder meg – veldig :)

Noen utvalgte prosjekter, som også har vært dokumentert på bloggen her kommer til å stilles ut i Hackheim sitt telt. Det ligger an til at Götterdämmerung, The Clockmaker, og Kanonstøperiet vil bli vist fram. Den gode gamle Thing-O-Matic’en får bli med for å printe småtterier som kan delers ut til besøkende. Jeg kommer også til å dra med meg noen Xenobirds. Jeg kommer sannsynligvis også å dra på meg brokk. Burde kanskje printe et brokkbind – just in case.

Det har vært hektisk aktivitet her de siste kveldene for å få Götterdämmerung og Betongklokka presentable. Firmware er oppdatert og blårøyken har ligget tett oppunder taket, men nå er alt faktisk klart. Kun bæring og rigging gjenstår.

Gleder meg voldsomt til å se POLARWORKS, Zenta, Nordic Garrison og Ultimaker 2. Funderer også på å snike meg til en scanning av Dimension 10. Billettene til Masakazu Takasu fra teamLab brenner allerede i lomma.

April 2013

Nixieland

By |April 20th, 2013|3D Printing, CAD, Concrete Clock|

Det jeg _egentlig_ hadde på agendaen, da jeg var i Makerbot-kjøpemodus for en god stund siden, var jo å printe sokler til IN-1 nixies. Den noe brutalist-/retrofuturisk-inspirerte betongklokka hadde ikke sokler, og så ut som et lite helvete inni. Sokler til disse rørene var unobtainium.

Jeg er en sånn type person som går inn i et annet rom for å gjøre / hente noe, for så å stoppe opp og se meg forvirret omkring når jeg er fremme. Da botten ankom, så var det jo så mye annet å printe at dette helt gikk i glemmeboka.

D.v.s. helt til i går kveld.

Tidligere har jeg benyttet psychodyre pinnesokler fra Mill-Max, men nå har jeg istedet laget et printbart design som baserer seg på Molex crimp-terminaler (08-50-0106 eller 08-50-0108). STL-filene ligger ute på Thingiverse, så det er bare å laste ned for de som vil integrere disse i klokka si.

 

October 2010

Vi industrialiserer og kommersialiserer

By |October 25th, 2010|Concrete Clock, Electronics|

Sikre tegn på at hobbyen begynner å ta overhånd:

  • Du organiserer “produksjonslinjer”.
  • Du bekymrer deg for logistikk, leverandører, price breaks og tilgjengelighet på komponenter.
  • Du må dokumentere ditt eget arbeid – for deg selv – for å holde deg oppdatert på hva som skjer.
  • Du plages av stygge tanker om arkitektur og integrasjon.
  • Du kommer på masse gode ideer du burde ha implementert (gjerne på bussen). Deretter skriver du dem ned i Moleskine-boka di. Når du leser gjennom notatene senere, så blir du skikkelig stresset av feature creep og det du tolker som en evig strøm av endringsordre.

Det er m.a.o. på tide å presentere siste produkt fra Time Expander. Vaffelpressa hos eurocircuits har levert et lass med PCB’er til meg. Har nå testet ferdig det nye designet og ting funker urovekkende bra. Jeg antar at min største kunde denne gangen – også nok vil bli meg selv (ligger an til større mengder Nixieklokker under treet i år). Moro lell.

Skal opprette en egen permanent side for prosjektet på TE med skjema, komponentliste, gerberfiler etc for de som går med en sånn i magen og har lyst til å lage selv på billigste mulige måte.

Det er relativt fleksible greier. Du kan programmere det selv – eller laste ned TE sin firmware. Du kan snakke med det over blåtann – eller ikke (hvis du er glad i ledninger). Du kan lage ditt eget power – eller handle noe til 15 dollar på ebay. Tror fanden meg det snakker med Lamna-kortet i neste firmware-revisjon også (men hva skal Lamna-kortet med en Nixie-kontroller ? Er dette bare et lite ledd i en ond masterplan – steampunkstyle ?)

Det eneste som mangler nå er en Android-telefon. Hadde vært moro å kunne kontrollere kortet fra telefon.

Nope – er faktisk en ting til som mangler. NXP Design Challenge kit’et. Jeg har stygge planer om å omskolere meg og bli ARM-nisse. Litt i tråd med Bill Buxtons sterke anbefalinger på JAOO/GOTOCon om å hive seg ut på dypt vann for å gjøre ting en definitivt ikke behersker og som er langt utenfor konfortsonen. Stay tuned for en ny serie med håpløse noob-tabber !

September 2010

The Clockmaker – del 7 (ekstramateriale – dvs bilder, bilder, bilder…)

By |September 8th, 2010|Concrete Clock|

Jeg ble dessverre så revet med i ferdigstillelsen at jeg glemte det viktigste i farten i forrige post. Håper unge lovende Grande og de to andre leserne tilgir meg denne gedigne blemma.

Dette er den ferdige klokka, drevet av batteri og styrt fra PC’en (dog for fotoshootens del satt i statisk displaymodus). Er faktisk litt imponert over rekkevidden, da det er fullt mulig å stille den fra flere meters avstand selv om BlueSMiRF’en er innkapslet i 2 cm tykke betongvegger.

Klikk på bildene for litt høyere oppløsning.

 

 

 

The Clockmaker – del 6 (final episode)

By |September 4th, 2010|Concrete Clock|

Dette utviklet seg til å bli et litt større biprosjekt enn tidligere antatt, men nå er jeg altså – ferdig ! (Leker dog litt med tanken på å lage en reisevekkerur-variant i betong med 6 IN-12 og ringeklokke fra en bakelitt-telefon).

Hardware

  • 6 generiske utganger som kan benyttes til å kontrollere det meste du vil kunne klare å oppdrive av russiske nixier.
  • 1 utgang for å kontrollere dobbel-puls dekatroner som OG-4.
  • Klokka kan stilles trådløst via blåtann.
  • Drives av 12V padde eller batteri.
  • 11.0592 MHz ekstern klokkekilde. Itteno temperaturdrift !
  • ISP-port for programmering (kjekt hvis en vil skrote den eksisterende firmwaren og snekre sin egen)

Firmware

  • Klokkefunksjon. Alle utganger er default aktive, men en sette sammen en vilkårlig kombinasjon for å designe sitt eget display.
  • Møtekalkulator. Beregner sanntidskost for møter.
  • Generisk displayfunksjon. Kombiner utgangene, eller grupper dem for å vise vilkårlige data. Eks CPU-belastning, minneforbruk på favorittserveren din. Du sender da en enkel kommando til klokka for å oppdatere displayet. Utgangene er i denne modusen individuelt adresserbare.

Antar jeg lager en egen side på TE litt mer detaljert beskrivelse med skjema, deleliste, nedlastbare gerber-filer og firmware når jeg får ånden over meg.

PS. har fått et par henvendelser mht tilgjengeligheten på printkort for klokka. Hvis flere er interessert, så er det bare å slenge seg med på neste trykkerunde. Alt av deler du vil trenge i tillegg, som f.eks. rør, blåtannmodul, HV-modul (flere og flere som selger knøttsmå og billige moduler) er tilgjenglig fra mouser, sparkfun og eBay.

August 2010

The Clockmaker – del 5f (Nå begynner det fan meg å ligne !)

By |August 30th, 2010|Concrete Clock|

BlueSMiRF Gold ankom i dag !

Etter en kjapp runde med loddebolten, så kunne kortet stappes ned i sokkelen på NixieDriverkortet.

Power on. Ingen blårøyk. Pulserende LED på SMirF’en med 1200 msek intervall. Alle 6 Nixiene i drift.

Parringen med PC’en gikk rimelig greit, og blåtannmodemet dukker opp i lista som “Firefly-XXXX”. Den tilbyr kun SPP, så det er ikke så mye som kan gå galt.

Det tok meg en stund før jeg fant ut av hvordan du kommer inn i kommandomodus over blåtannlinken. Det viser seg da at røveren har en timeout, slik at “$$$” betyr “Gå i command mode nuh!” – d.v.s. hvis du sender kommandoen innen 60s etter power-on. Etter den tid, så betyr det kun “$$$”.

Inne i command-mode, så setter du opp baud-rate, stop-bits, flytkontroll etc med Roving Networks eget kommandosett. Oppsetter lagres så i flash når en går ut av command-mode.

Jeg har koket sammen en liten kodesnutt, slik at en kan snakke med klokka fra dingser som støtter blåtann SPP (laptop funker, iPhone gjør det ikke (ihvertfall ikke med OS’et jeg har inne)).

Protokollen er rimelig enkel. <port><mode><params><crc16>. Jeg har så langt implementert “klokke”, “møtekalkulator” (regner pris i sanntid for å holde X konsulenter med gjennomsnittlig timepris Y i meningsløse møter), samt “display” (for å vise egne data, eks hvis en ønsker å bruke Nixier til å vise CPU-belastning, minneforbruk på PC, eller metrikker av noe slag fra en eller annen datakilde)

Første test gikk noe ala dette:

C:\UnterClockCommand\bin\Debug>UCC COM3 CLOCK 12 0 0

Connect-LED’en på modemet lyste opp, Nixiene skiftet verdi, og klokka fortsatte videre fra 12:00:00.

Dvs, den skifter på annenhvert forsøk. Dette skyldes mest sannsynlig en brainfade hos meg. På den annen side så kjører jeg uarten i async-mode uten ekstern klokke, og du får da en feilrate på 0.2%  (ved 8 Mhz som den snurrer på nå). Pga at kortet ble designet for en ren mottaker uten noen form for handshakemulighet, så har jeg ikke mappet Tx-pinnen fra AtMegaen tilbake ut. Tror kanskje dette endrer seg når neste batch bestilles fra pressa.