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之前发了个帖子,其中版主“dcexpert”提到论坛有个【任性DIY】活动,第一眼看到这个活动的时候就想弄个东西出来搞搞;但是一开始不知道搞什么好,慢慢的想了好几天;终于有个想法,就是DIY个时钟;因为时钟弄出来的有使用,没事可以放一边显示时间;但是觉得要是单单只有时钟是不是太单调了呢。
于是就网上收索,淘宝浏览,参照一下大神们的神作;最后在结合一下自己的想法;最终决定做个”荧光管电子时钟”。时钟芯片采用高精度的芯片DS3231,因为这个芯片是内部集成有晶振的,外接备用电池就可以掉电保存了,此芯片还是采用IIC的方式读取数据的;相对来说比较简单吧。对于时钟来说,当然不能少了温度啦,就在上一个温度芯片DS18B20,此芯片也是简单的,采用单总线的方式,可以另外供电,也可以采用寄生电的方式(接个4.7K左右的电阻到VCC就可以了,DS18B20的pdf文档有介绍);显示时钟就采用6个NB-11电子管来显示;在此就是简单的时钟显示功能,没有什么的,网上见多了,对吧。
下面就介绍一下结合大神与我自己的想法增加的一些东西;首先电子管下面用10mm的RGB来照亮管子;再有就是星期没有显示的了,就增加了一个RGB,使用led的颜色来表示星期;再者,就是在管子的中间增加两个RGB来做“呼吸灯”;当然时钟嘛,不能少了闹钟,所以还有蜂鸣器,最后还增加了一个亮度检测电路,控制电子管显示的亮度,使它晚上的使用显示亮度低一点点;当时想的就这么多了。然后各种查阅资料,了解了NB-11电子管的驱动静态电压25-30VDC。
方案但是构想了2种:
驱动芯片:
1.采用电子管的专门驱动芯片,当时了解到的芯片是CS16312 ,这是一种 VFD 显示驱动电路,带有按键扫描功能(6×4 的键盘矩阵),具有多种显示控制模式(11 段×11 位~16 段×4 位)供选择;主要用于具有动态 VFD 屏场合,作为 MCU 与动态 VFD 屏的接口,主要用在 VCD、DVD、功放等整机上。由于这个是贴片封装的,不利于一般的电子爱好者用于DIY。所以就不选用了;
2.采用普通的74HC595串行芯片来控制数据,用ULN2803来驱动电子管,但是这样就有个问题了,电子管需要25-30VDC的电压,595使用的是5VDC电压,也就是说,要不就用25-30VDC的电压,然后使用降压芯片降压到5VDC给595供电,要不就用5VDC经过升压给ULN2803供电进行驱动电子管。后来了解到了有个常用的芯片,而且价格有会便宜的芯片MC34063,这个芯片可以组成很多电路,其中就有升压的电路,只要使用一些外围电路,也不难,就选用此方案了;
RGB控制芯片:
RGB控制芯片很多,但是选择一个SPI驱动方式,自带PWM的LPD6803D芯片;
主控制芯片:
主控制芯片有很多可以选择的,STC,STM8,STM32,MSP430等等,DIY就是需要简单点,一般的人都认识与会玩的,就选择了STC15W408AS芯片。
因此这个NB-11荧光管电子时钟的具体方案是:
595+2803+15W408AS+LPD6803D+MC34063+DS3231+18B20+NB-11+红外遥控;
做这个时钟打样了两次板子,第一次的时候出现了一点点问题,元器件的位置没有弄好,导致挨得太紧了,焊接时不好焊接,限流也没有做好,所以就再次修改了一下PCb文件,重新打样了一次;
这两张图片是第一次打样的板子做的图片,由于第二次做的时候把管子拆了,就这个样子。
在调试第一版的代码的时候,出现了温度显示的时候不正常,会是不是跳动几下。当时就在一边想怎么样解决一边修改PCB重新打样;
这些是第二次打样的板子与成品图;
这次PCB改进有:
1.增加了第一次PCB板子忘记画的RGB灯(用于显示星期);
2.调节了元器件之间了距离(第一次导致焊接时太挤了,不好焊接);
3.增加了一个控制LPD6803D贴片封装(了解到直插的贵了,还有点难购买);
4.基本全部的器件都在丝印层上面标示了名称(方便焊接,不需要要看原理图就可以直接焊接对应的器件);
5.修改了STC单片机的封装大小(第一次PCB的时候以为STC官网的封装是没有问题的,结果封装大了,放不下IC座);
6.增加了每一个电子管的限流电阻;
7.修改了PWM输出的控制RGB的引脚;
8.板子颜色改为白色(第一次是蓝色);
程序改进有:
1.使用PWM驱动中间两个呼吸灯(第一次PCB其中一个引脚不是同一组PWM输出引脚);
2.采用中断方式读取DS18B20的数据,解决了前面的显示温度时的跳动,不正常现象;
3.控制右边的RGB颜色表示星期;
4.加入可自动来回显示时间、日期、温度或者选择其中显示;
5.加入遥控器操作声音;
6.管子底下的RGB灯可控显示方式与颜色(比如呼吸效果);
最后附上最终的视频:
“电子管时钟呼吸效果+调节颜色”视频请关注EEWORLD微信回复“荧光管”
以上图文内容均是EEWORLD论坛网友:xmb 原创,在此感谢。
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