Construa um Relógio Nixie Simples com Arduino – Guia Passo a Passo

Componentes e Materiais

Sobre o Projeto

Contexto

Após longo dia de trabalho, consegui construir um relógio Nixie com Arduino e chip de opto-isolamento, sem precisar de driver Nixie dedicado (difícil de encontrar).

Assista ao vídeo para instruções completas.

Lista de Materiais

1. Arduino UNO – Link
2. Tubos Nixie (6 unidades) – Link
3. Chip opto-acoplador TLP627
4. Módulo step-up DC 12V para 390V DC – Link
5. Protoboard – Link
6. Módulo RTC DS3231 – Link
7. Componentes eletrônicos em utsource.net

Passo 1: Projeto do Circuito

O circuito usa opto-acopladores para controlar tubos Nixie (150 VDC) com o Arduino (5 VDC). Através de conexão em matriz, apenas 16 saídas do Arduino controlam os 60 elementos dos 6 tubos. O módulo RTC DS3231 mantém a hora (mesmo sem energia) via I2C. O Arduino lê a hora e acende/apaga os segmentos em alta frequência, criando a ilusão de dígitos fixos.

Passo 2: Código do Arduino

// Canal Youtube: engineer2you
#include <Wire.h>
#include "DS3231.h"
RTClib RTC;
DS3231 Clock;
int hour, minute, second;
const int nixie_0 = 2, nixie_1 = 3, nixie_2 = 4, nixie_3 = 5;
const int nixie_4 = 6, nixie_5 = 7, nixie_6 = 8, nixie_7 = 9;
const int nixie_8 = 10, nixie_9 = 11;
const int row_1 = 0, row_2 = 1, row_3 = 14, row_4 = 15;
const int row_5 = 16, row_6 = 17;
const int time_on = 2;

void setup() {
  pinMode(nixie_0, OUTPUT); pinMode(nixie_1, OUTPUT); pinMode(nixie_2, OUTPUT);
  pinMode(nixie_3, OUTPUT); pinMode(nixie_4, OUTPUT); pinMode(nixie_5, OUTPUT);
  pinMode(nixie_6, OUTPUT); pinMode(nixie_7, OUTPUT); pinMode(nixie_8, OUTPUT);
  pinMode(nixie_9, OUTPUT);
  pinMode(row_1, OUTPUT); pinMode(row_2, OUTPUT); pinMode(row_3, OUTPUT);
  pinMode(row_4, OUTPUT); pinMode(row_5, OUTPUT); pinMode(row_6, OUTPUT);
  // Serial.begin(9600); // NÃO use Serial.print, afeta pinos D0 e D1
  Wire.begin();
}

void loop() {
  DateTime now = RTC.now();
  hour = now.hour(); minute = now.minute(); second = now.second();

  int j = second / 10, k = second % 10;
  off_all(); on_number(0, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(1, j+2); delay(time_on);

  j = minute / 10; k = minute % 10;
  off_all(); on_number(14, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(15, j+2); delay(time_on);

  j = hour / 10; k = hour % 10;
  off_all(); on_number(16, k+2); delay(time_on);
  off_all(); on_number(17, j+2); delay(time_on);
}

void on_number(int row, int nixie) {
  digitalWrite(row, HIGH);
  digitalWrite(nixie, HIGH);
}

void off_all() {
  digitalWrite(row_1, LOW); digitalWrite(row_2, LOW); digitalWrite(row_3, LOW);
  digitalWrite(row_4, LOW); digitalWrite(row_5, LOW); digitalWrite(row_6, LOW);
  digitalWrite(nixie_0, LOW); digitalWrite(nixie_1, LOW); digitalWrite(nixie_2, LOW);
  digitalWrite(nixie_3, LOW); digitalWrite(nixie_4, LOW); digitalWrite(nixie_5, LOW);
  digitalWrite(nixie_6, LOW); digitalWrite(nixie_7, LOW); digitalWrite(nixie_8, LOW);
  digitalWrite(nixie_9, LOW);
  delayMicroseconds(400); // Evita efeito "fantasma"
}

O código lê a hora do DS3231 e exibe nos 6 tubos Nixie via multiplexação com opto-acopladores.

Passo 3: Montagem do Circuito

Montagem experimental em protoboard. Funcionou na primeira tentativa.

Próximo passo: caixa em MDF com acabamento para uso doméstico.

Código

Trecho de Código #1

Código completo para copiar e colar.

Esquemáticos

Ver imagens do Passo 1 e Passo 3.