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[WiFi][DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图 [复制链接]

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离线yanzeyuan
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2010-11-25
【2010-12-02 55楼更新装好进口亚克力底板的图片】

        前几天刚刚完成QS30-1管的辉光钟,有不少朋友在向我讨教如何制作。说实话,就个人而言,我更喜欢QS18-12辉光管。
        QS30-1的辉光管制作贴在这里:http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=214906 也可以去我的Blog[DIY]二十四小时的感动(古典版I) 自制QS30-1辉光管电子时钟
        QS30意思就是直径30mm,QS18当然管子直径只有18mm,虽然个头小,但QS18-12辉光管是立式的,而且看起来感觉更古典。老规矩,先秀一下做好的NIXIE tube Clock with QS18-12(拍照的时候依然使用了一些客厅的小道具,哈哈),然后再附上设计制作过程。大部分过程在QS30-1辉光管电子时钟的制作贴里介绍的很详尽了,这里就把根QS30-1设计和制作过程不同的地方说一说。
        SHOWTIME:
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
  
一、本次DIY的QS18-12辉光数码管电子钟功能及特点(跟QS30-1管做得辉光钟操作方法完全一致,依然全部采用红外遥控,只是少了星期显示功能)
        1、采用DC12V供电,最大耗电电流280mA。
        2、使用6只QS18-12辉光数码管,能同时显示年月日或同时显示时分秒。
        3、采用4颗直径3mm的氖灯,能指示时钟冒号。
        4、采用红外遥控器进行所有功能操作(开/关时钟、显示农历、公历、室内温度、调整日期时间等等)。
        5、每颗辉光管底部有一颗贴片高亮白光LED做背景灯,在关机的时候背景灯能够每秒钟交替明暗一次(注意是明暗过渡,不是亮和灭,采用了PWM制作的LED调光,在晚上效果很炫),也可以在开机的时候通过遥控器打开或关闭背景灯功能。
        6、采用无源蜂鸣器来对每一次遥控操作进行声音提示,不同的操作功能和结果会有不同的响声。
        7、能够根据公历时间自动计算出农历日期,在设置时只需要设置好公历日期即可。
        8、为了延长辉光管的寿命(毕竟电子管的寿命相对LED短很多),可以用遥控器关闭辉光时钟,但每到整点时刻,辉光钟能自动启动显示10秒钟时间,启动时会有整点报时。
        9、采用18B20作为温度传感器,能够显示室内温度。
        10、全部电路布局在一块双面电路板上,电路板经过精心设计,线条细腻,与辉光管相映成辉,所有GND网络线条均镀金处理,电路板厚2mm。
        11、内部采用DC-DC升压电路,提供180v的直流高压供辉光管使用,体积小,效率高。
        12、采用C8051F023作为主控MCU,所有程序采用C语言编写。
        13、采用74HC145做译码控制辉光管显示相应数字。
        14、采用DS1302时钟芯片,配合西铁城高精度晶体谐振器(32.768kHz,精度±5ppm)。
        15、MCU及时钟芯片等所使用的5v电源也采用DC-DC电路降压,效率高,发热量小。
  
二、设计之前了解到的QS18-12辉光数码管参数特性及相应的必要试验
        QS18-12辉光数码管跟QS30-1的工作原理相同,这里也不再赘述,根据我的设计思路,还是习惯先作必要的测试实验。
        先来SHOW一下拿到的QS18-12管子,这些管子的年龄依然比我还要大,而且比QS30-1管子还要早几年:
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
        新光的管子,说实话还真不知道是在哪儿产的。不过75年我国能有能力生产这个管子的地方也不多。
        上工作台,还是老样子,用洞洞板搭出来一个升压电路,看看能否点亮QS18-12,然后测试相应的参数,选择合适的限流电阻等等。同样是使用MC34063+IRF840做的升压电路,在QS30-1辉光钟上已经成功应用了。
        虽然体积比QS30-1小,但是字可不比它小,因为这个QS18-12个子高,SHOW一下测试时点亮的效果吧:
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
        近距离的看一下QS18-12,显示的数字比较细腻,而且数字尺寸比QS30-1的大一些。
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
三、电路原理图设计及PCB板设计
        上面这个实验验证了QS18-12辉光管的工作条件与QS30-1一样,在这之后就可以放心设计其他部分电路了。不过这次打算换个玩法,不打算选用C8051F310作为主MCU了,打算换个C8051F023玩玩。译码器这次不选用串口的了,选个并口的74LS145用用试试。数字电路这东西想要达到目的有很多选择,多用几种方案也能多积累点经验,不过这些IC以前用的太多了,各有各得优点,但都能满足驱动辉光管译码的目的。这东西要自己给自己创造锻炼的机会,呵呵。
        这些电路也几乎不用做实验了,不多说,上电路图,与QS30-1不同的地方就是译码部分和MCU部分:
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
        设计PCB的时候,我还是花了不少时间在元器件的布局上,依然采用全部SMT贴片工艺,并且将所有的元器件布局在一块电路板上,双面板,不过这次的PCB尺寸比QS30-1的尺寸小一些,是176mm x 50mm。
        上层依然不放置任何元器件,保持整洁的效果,线条也是围绕每一个辉光管做环形迷宫,哈哈。
        总之工艺跟QS30-1的辉光钟相同,SHOW一下效果:
  
  [DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
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四、硬件电路的焊接与调试过程

         PCB板跟QS30-1一起做的,而且采用同样的沉金工艺处理,看一下PCB板的效果:
  
[DIY]再造二十四小时的感动【古典版II】 自制QS18-12辉光电子钟 附百图
  
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