令人著迷的 Nixie Clock 製作 (四) 完結篇

板子跟軟體都完成了, 最後我們要幫 Nixie2 找個殼裝起來. 這張板子上有 180V 的高壓, 電流雖然不大, 但直接摸到還是會出事, 所以一定要用外殼裝起來.

我帶著空板子到各種生活五金百貨去逛, 試著尋找適合的透命塑膠殼, 最後相中一個 Keyway 的 “DB-08 8R 公仔陳列盒”. 這種盒子原來給阿宅們用來陳列動漫公仔的, 這一咖的大小對 Nixie2 來說剛剛好.

鑽孔加工

我設計的電路板在四個角一定會有標準的 M3 銅柱孔, 而且考慮到這次的設計用了 6 隻 nixie tube, 板子上零件的重量比較重, 雖然已經用了 1.6mm 厚的板材, 還是有彎板的可能, 所以在中間又加了兩個孔.

原來打算用 1cm 的空心銅柱, 從兩邊用 M3 的螺絲對鎖, 但發現太高了, 會讓 nixie tube 頂到塑膠殼, 所以又找了 0.5cm 的銅柱來用.

用空板標上各銅柱孔的位置後, 就可以開始鑽洞了. 等下要鎖 M3 的螺絲, 所以我用 3.2mm 的鑽頭來鑽.

另外還要想個辦法把電源拉進去. 板子上留了 2.54mm 2-pin 的接頭, 吃 12V 的電. 前幾個作品都是直接打個洞把線拉出來, 但感覺不太優雅, 所以我決定這次做精緻一點, 用 2.5mm 的 DC jack 來供電.

我在光華買到了可以鎖面板的 2.5mm DC 插座, 用游標卡尺量了一下, 外徑大概是 8.5mm, 但我手上沒有這麼大的鑽頭, 所以得想別的辦法開孔.

我先用 5mm 的鑽頭鑽了一個洞, 然後拿出很像牙醫工具的氣動雕刻刀:

裝上砂輪頭之後, 慢慢把孔擴大到 8.5mm.

用過氣動工具之後, 真的再也回不去電動工具了. 這隻氣動雕刻刀不管拿來鑽孔, 擴孔, 打磨, 或拋光, 都超級好用的. 它的扭力比電動工穩定, 遇到負載變化時轉速也不會掉太多, 出力更是連續可變, 手感超讚的. 可惜老婆不肯讓我在家裡擺一台空壓機, 不然我也好想來一組啊…

裝殼

接下來就把板子鎖上去, 再把 DC 座也鎖上去. 從背面看起來就是這個樣子.

翻到正面, 質感還不錯.

當初 layout 的時候考慮了很久, 到底要把 nixie tube 放在上面還是下面. SZ-8 的管子玻璃蠻厚的, 六隻加起來其實蠻有份量的, 再加上陶瓷管座的重量, 我怕放在上面會讓整體的重心太高, 所以最後還是決定放在板子下半部.

不過, Nixie2 的板子比這個公仔展示盒要短上一截, 蓋起來後旁邊有個空位:

怎麼辦呢 ?

身為一個硬派的阿宅, 雖然我不收集動漫公仔, 但隨手還是變得出一些小東西的.

噹噹噹, LINE 人物系列公仔! 我買了一套六個, 正好派上用場.

這個空位, 就留給熊大了…

感覺剛剛好, 不會太大也不會太小.

最後, 電源的部份, 因為翻遍家裡的庫存都沒有 12V 的 adapter, 我就去淘寶上買了幾個 12V 的 adapter, 一個才五六塊人民幣, 而且剛好可以買到 2.5mm 內正外負 DC 頭的. 不過這麼便宜的 adapter 不知道會不會燒房子…

通電啦!

後記

這次再度組裝 Nixie2, 有件事情讓我不太滿意: 供電的電壓. 當年設計的時候是以 12V 輸入來計算 MC34063 的工作參數, 所以它在 12V 下工作沒有問題. 但自從手機開始用 USB 充電後, 現在滿街都是 5V 的 adapter, 不用白不用, 所以我就試著想把它的供電電壓調到 5V.

但因為 MC34063 的 on/off duty cycle 受到它內部 RC oscillator 的限制, 原廠建議不要超過 6:1, 也就是說輸入跟輸出電壓比不能超過 6 倍, 我用 12V 打到 180V 是 15 倍, 已經超過甚多, 如果要用 5V 打到 180V 要 36 倍, 不管我換再大的電感, 把工作頻率降到多低, 開關電晶體換多大, 都沒有辦法讓它用 5V 的輸入打到 180V.

我做了很多實驗, 結論是讓管子亮起來的臨界輸入電壓大概是 5.5V 左右, 而且此時輸出大概只有 150V 左右, 電感要用到 470uH, 工作頻率要降到人耳聽得到的 10kHz, 實在不優, 而且管子的亮度不太夠. 所以後來還是放棄用 5V 供電的想法.

如果下一次要設計新的 nixie clock, 我一定會設法讓它可以用 USB 供電. Nixie2 目前的耗電差不多是 12V/180mA, 如果用 5V 供電的話不會超過 450mA, 所以一定可以用 USB 推. 不過 5V 到 180V 的倍率太高, 單用 MC34063 是打不上去的, 也許會考慮繞個 flyback 變壓器來轉, 或是在輸出端用倍壓整流再把電壓往上打.

總之, 謝謝觀賞.

最後預告一下, 最近想要點貓眼管或弄個 VFD 來玩玩, 下一個作品會是這兩者其中之一.