辉光管,原本是在电子管时代用作显示的器件,一般多用在科学仪表上面。后来,随着LED的出现和普及,需要高压驱动,且相对成本高昂的辉光管便逐渐被淘汰,推出了历史舞台。现存都辉光管多数都是前苏联留下都东西。

然而,因为辉光管有着非常高逼格的显示效果,管中的氖气在170V高压下产生的橘色辉光所带来的视觉感受是普通LED数码管所不能比拟的,所以现在越来越多的人对辉光管产生了兴趣。

很早我就对辉光管深深中毒,之前上淘宝搜索辉光钟,发现几乎所有的价格都在千元以上,肉疼。不过价格是一方面,另外一方面,作为一个合格的工科生,必然还是需要自己DIY一个辉光钟。

废话不多说,先上最后的成品图吧
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虽然这是第一次自己做电路方面的DIY,不过最终的效果个人觉得还行。PCB使用了黑色沉金,外加上下两片亚克力玻璃,通过铜柱连接,正面看上去还是比较美观(虽然背面由于PCB设计失误,改了很多飞线╮(╯▽╰)╭)。辉光管使用了6只苏联产IN-14辉光管,显示效果不错,再加上2*2的4只小氖泡作为冒号。个人不喜欢LED,就喜欢原汁原味的辉光管颜色,所以并没有在板子上加上不同颜色的LED照亮辉光管。关于PCB沉金这一点,其实后来觉得没必要。这样做板子确实好看,但是元件焊上去之后沉金就完全看不见了,心痛。
最后的成品在夜间显示效果如下:
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下面对辉光钟的每个部分具体的介绍一下

辉光管
这里使用的是苏联产IN-14辉光管,某宝拆机管价格50左右,新管价格100左右,至于用拆机还是全新,则视荷包而定。IN-14这款辉光管应该算比较经典的一款,也是辉光管爱好者使用最多的一款辉光管。
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主控芯片
主控芯片可以用各类单片机,网上也有很多大神分享各种教程,甚至直接给出了很多的AD原理图和PCB文件,绝大部分都用的stm32或者arduino。因为个人对arduino比较熟悉,所以选则了ATmega2560这块芯片,烧录上arduino的bootloader之后就可以当作普通的arduino来用,非常方便,编程个人感觉比32简单很多,也应该是我太菜hhh。
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辉光管驱动芯片
驱动辉光管的方式有各种各样,甚至有给辉光管每个引脚接一个高压三极管做开关这样控制的,不过这样会占用主控芯片很多引脚。这里用一种最简单的方式之一,俄罗斯的K155ID1(K155ИД1)辉光管专用驱动IC,本质上是一个4位-10位的译码器。不愧是战斗民族的物件,这种几十年前的辉光管驱动芯片,毛子直到最近貌似还在生产。
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引脚输入输出对应关系:
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连接方式:
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原理相当简单,辉光管可以看作是一个共阳极的数码管,串联一个限流电阻,接170V高压。其0-9各位数字分别接驱动IC上10个引脚,通过对驱动IC的不同输入,其对应的不同引脚导通,使辉光管对应数字点亮。

时钟模块
这里同样用最简单的DS3231,网上一大堆资料,就不详细介绍了。选了一个黑色的,看起来和pcb整体搭一点。
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当然,也可以直接用ds3231芯片,自己搭外围电路,这里图个方便直接买模块了。

升压模块
升压模块是辉光钟最重要的部分之一(废话,没有升压辉光管也点不亮啊)。可以自己画升压电路,但是我这方面是小白,为了求稳,还是在某宝上直接买了升压模块。
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基本上以上就是一个最简要最基础的辉光钟所必备的所有内容了,其余比如显示日期,按键更改时间可以根据自己的能力和喜好加上去。

最后在AD里面画好了原理图,布好PCB之后,就可以拿出去打样了。
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上下亚克力玻璃画好图之后找某宝直接加工切割,铜柱连接上,最后终于大功告成!
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