Construire une horloge à tubes Nixie simple avec Arduino – Guide pas à pas

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Arduino UNO	1
Composants électroniques UTSOURCE	1

À propos de ce projet

Introduction

Après de longues heures de travail, j'ai réussi à réaliser une horloge Nixie avec Arduino et un circuit d'isolement optique, sans avoir besoin de driver Nixie dédié (difficile à trouver).

Regardez la vidéo pour les instructions complètes :

Liste du matériel

1. Arduino UNO – lien Amazon
2. Tubes Nixie (6 pièces) – lien Amazon
3. Optocoupleur TLP627
4. Module élévateur DC 12V vers 390V DC – lien Amazon
5. Plaque d'essai (breadboard) – lien Amazon
6. Module horloge temps réel DS3231 – lien Amazon
7. Composants électroniques sur utsource.net

Étape 1 : Conception du circuit

Le circuit utilise un optocoupleur pour piloter les tubes Nixie (150 V DC) depuis l'Arduino (5 V DC). Grâce à une connexion en matrice, seulement 16 sorties Arduino suffisent pour contrôler les 60 cathodes des 6 tubes Nixie. Le module DS3231 maintient l'heure (même hors tension) via liaison I2C. L'Arduino lit l'heure, puis allume/éteint les cathodes en multiplexage à haute fréquence pour créer l'illusion d'un affichage continu des 6 chiffres.

Étape 2 : Code Arduino

// Chaîne Youtube : engineer2you
#include <Wire.h>
#include "DS3231.h"
RTClib RTC;
DS3231 Clock;
int hour;
int minute;
int second;
const int nixie_0 = 2;
const int nixie_1 = 3;
const int nixie_2 = 4;
const int nixie_3 = 5;
const int nixie_4 = 6;
const int nixie_5 = 7;
const int nixie_6 = 8;
const int nixie_7 = 9;
const int nixie_8 = 10;
const int nixie_9 = 11;
const int row_1 = 0;
const int row_2 = 1;
const int row_3 = 14;
const int row_4 = 15;
const int row_5 = 16;
const int 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); // NE PAS utiliser Serial.print, cela perturbe les broches D0 et D1
  Wire.begin();
}

void loop() {
  // --- Récupération de l'heure ---
  DateTime now = RTC.now();
  hour = now.hour();
  minute = now.minute();
  second = now.second();

  // --- Affichage des chiffres ---
  int j; // chiffre des dizaines
  int k; // chiffre des unités

  // Secondes
  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);

  // Minutes
  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);

  // Heures
  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); // évite l'effet "fantôme" sur les autres tubes
}

Le code récupère l'heure du module DS3231 et l'affiche sur les 6 tubes Nixie via les optocoupleurs.

Étape 3 : Assemblage du circuit

Tout est monté sur breadboard pour l'expérimentation. Heureusement, cela a fonctionné du premier coup sans aucun problème.

Prochaine étape : réaliser un boîtier en MDF avec une finition soignée pour l'installer dans ma chambre.

Code

Extrait de code #1

//Youtube channel: engineer2you
#include <Wire.h>
#include "DS3231.h"
RTClib RTC;
DS3231 Clock;
int hour;
int minute;
int second;
const int nixie_0 = 2;
const int nixie_1 = 3;
const int nixie_2 = 4;
const int nixie_3 = 5;
const int nixie_4 = 6;
const int nixie_5 = 7;
const int nixie_6 = 8;
const int nixie_7 = 9;
const int nixie_8 = 10;
const int nixie_9 = 11;
const int row_1 = 0;
const int row_2 = 1;
const int row_3 = 14;
const int row_4 = 15;
const int row_5 = 16;
const int 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); //should NOT use seiral println, it will effect to output pin D0 & D1
  Wire.begin();
}

void loop() {
  //-------------------get clock value---------------------------
  DateTime now = RTC.now();
  hour = now.hour();
  minute = now.minute();
  second = now.second();
  //-------------------show clock number ----------------------
  int j; //second number from right
  int k; //first number from right
  j = second/10;
  k = second%10;
  //-----------show first number of second
  off_all();
  on_number(0,k+2);
  delay(time_on);
  //-----------show second number of second
  off_all();
  on_number(1,j+2);
  delay(time_on);

  j = minute/10;
  k = minute%10;
  //-----------show first number of minute
  off_all();
  on_number(14,k+2);
  delay(time_on);
  //-----------show second number of minute
  off_all();
  on_number(15,j+2);
  delay(time_on);
  j = hour/10;
  k = hour%10;
  //-----------show first number of hour
  off_all();
  on_number(16,k+2);
  delay(time_on);
  //-----------show second number of hour
  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); //to prevent "ghost" effect to other tube
}