光影与光阴—给我几只辉光管,我就能DIY一个时钟
前些天翻杂物箱翻出一堆辉光管,才突然想起十几年前玩电子管,存下了些这个,当时打算做个电子钟的,结果拖拖拉拉的PCB画了很长时间也没完成,后来便不了了之,也再没心思动手了,这一拖就是十几年。
找出这些辉光管时,突然就想动手重新把这些管子给用上,但是再回过头想寻到电脑里的PCB图,却发现那些资料早就没有了。
好吧,没有就没有吧,买个现成的应该是有的。万能的淘宝,应该是有人也在做这个的,搜了一下,果然好几个店都有卖,那些成品做得挺漂亮的,现成的PCB也是有的,焊好的全套带程序,简直就是为我这种懒人量身打造的。果断下单一套,顺丰包邮,第二天下午就到货了。这套板子做得中规中矩的,倒也还不差,只是功能少了点,只有最基本的时钟功能和防中毒程序,无闹钟,无定时开关机,不支持遥控,其实这样也挺好的,简简单单的实现单一功能。
DS3231SN时钟IC,在-40°C至+85°C温度范围内,计时精度为±2分钟/年,内部集成了TCXO、RTC和32.768kHz晶体,是当前要求高计时精度应用的很好的解决方案,主要应用在服务器、电表、安防及门禁控制系统、车队管理、远程信息处理系统、GPS导航装 置、POS终端和ATM。其实这个IC内部集成了一个比较精确的数字温度传感器,精度为±3°C,所以要想让这个辉光时钟实现温度显示并不复杂。
单片机STC15F2K16S2,LQFP32封装,是这个PCB的大脑,时钟程序就存在这个单片机里运行。
CD4028十进制译码器,用以产生0-9的时序脉冲,输出驱动辉光管,显示出相应的十进制数。
TD62083AFG,8通道达林顿型驱动芯片。
ULN2803A,达林顿晶体管矩阵,晶体管极性为NPN,适用于低逻辑电平数字电路和较高的电流/电压要求之间的接口,单片机输出的电流信号特别小无法直接驱动大的负载,所以用ULN2803A来实现单片机与辉光管的连接。
用的彩虹线比较方便焊接。
这就是我收藏了十几年的辉光管——SZ-8,生产日期为1978年,算一下,距今40年啦,比我还老好多。这个型号的管子其实不多,常见的是QS30-1,。辉光管是电子管的一种,属于很古老的数码显示器件,在没有LED的年代,显示数字和符号就靠它。这种电子管属于冷阴极辉光放电管,玻璃管内部封装有10个阴极,分别用金属丝做成了0-9一共10个阿拉伯数字形状,然后再管芯里面用陶瓷绝缘子把它们相互分隔开,并且重叠在一起。辉光管的阳极电压为DC170-280v,电流1-3mA,启辉电压为150v。这也是之前PCB上标准“高压危险”的原因。
因为买回了现成的PCB,那么一切就变得那么容易了,先焊一个管子上电试试效果。
别看这种电子管脚多,其实很简单,根据管脚图查处数字对应的管脚,将彩虹线一一对应的焊起来就可以了。
相对于LED来说,我更喜欢辉光管这种暖洋洋的黄色。
既然是做一个时钟,那自然需要外壳的,一开始的打算的用铝板找CNC加工,后来想了想,还不如用木板自己做个外壳,对应辉光管的暖色,用黑胡桃木那是极好不过了,琢磨了一下,灵魂画手,画了个简单的草图。
后来买回木板后才发现,我居然算错了……
话说黑胡桃木板还真不便宜啊,刚好找到一个淘宝店有这种10MM的薄木板卖,原计划是将辉光管嵌入到面板里去,所以面板买的是20MM厚的,然后,等木板到货后才发现,我买的木板太短了,200MM长的面板,如果将六个管子全部嵌入后,孔与孔之间的间隙会很小,打孔时一不小心就会打穿。最后只好修改方案,将管座嵌入,辉光管外露,唉,一时大意了。
木板与木板之间的粘合用这种胶水,胶水干后非常牢固。
先将底板和面板粘合起来。胶水经过12小时的固化后确实非常牢固,在后面的打孔阶段,不管怎么折腾都没有断开。
在面板上画好格子定位,就可以开孔了,先用小钻头打孔,然后用开孔器开孔,因为家里实在没找到这个尺寸的木开孔器,不得已用了个金属开孔器,结果很不好用,折腾了一个多小时,才将这六个孔开好。
虽然只是做一个很小的木壳子,但是该用的工具都不能少。电磨、电钻、电锯……
这几个孔开得像狗咬出来的一样,太丢脸了,还是要去买一套好点的木开孔器回来。
将两侧的板子同样用胶水粘上去,经过一段时间的固化后,就可以继续下一步操作了。
在胶水差不多固化后,开始用砂纸打磨抛光,然后用食用级木蜡油上油抛光,这个过程好多灰,所以没有照片。
然后用AB胶将辉光管座粘到面板上,这时候才发现,开完孔后铣沉孔时手抖了几下,电磨加铣刀还是用得不熟练,铣出来的孔太丑了。
等管座胶水固化后,将PCB也固定到木壳子里面,然后将彩虹线插到PCB上,将辉光管插到管座上,嗯,终于差不多完成了,只是,这实在是太丑了……
要是一开始面板买长50MM该有多好啊,这样就可以将辉光管嵌入到面板里面了,至少看起来不会这么丑啊。
算了,忍忍吧,先就这样了,下一次再找加工中心用铝合金或者黄铜板做一个漂亮一点的吧。
将最上面的盖板装上,这个盖板并没有用胶水粘住,而是卡在上面,方便以后取下。
完成了,虽然外观,嗯,实在真的有蛮丑,而且管座边的胶水都还没打磨干净,但是,好歹是完成了这个时钟。
对于DIY,乐趣很多时候体现在过程中,至于结果嘛,似乎并没有那么重要了。
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