輝光管時鐘分析

很早就知道有一種老式輝光管，外形和電子管一樣也是玻璃管殼，點亮后里面發(fā)出類似白熾燈似的幽暗的黃光，很有復古的感覺。

實際上它是在液晶顯示和LED、數(shù)碼管技術(shù)出現(xiàn)之前，用作各種儀表燈顯示數(shù)據(jù)信息用的。這種輝光管是利用氣體的輝光放電效應來工作的。

輝光管與電子管一樣，是由玻璃殼封裝，內(nèi)部為陽極金屬網(wǎng)和十個數(shù)字形狀的陰極組成。通電工作時，通過高壓擊穿管內(nèi)的惰性氣體使陰極附近發(fā)光，這樣便可現(xiàn)實出數(shù)字形狀。

輝光管體積大、工作壽命短，并且工作時需要升壓電路產(chǎn)生上百伏的高壓，譯碼驅(qū)動電路也較復雜，價格也較高，故在LED數(shù)碼管出現(xiàn)后就不再使用這種傻大粗笨的輝光管了。

現(xiàn)在輝光管早已停產(chǎn)，市場上可以買到的也是以前倉庫的存貨，所以隨著管子越來越少，反而成了稀有資源。一些人把他做成了電子鐘，確是另有一番復古的味道，也可以算作半個藝術(shù)品了。

但網(wǎng)上這種成品的售價挺高，最少要大幾百塊。而輝光管的價格卻不是很高，而且還能找到不少DIYer的制作參考資料，所以打算自己做一個。

我的設計是這樣的：

輝光管： 使用QS30-1，頂部顯示，比側(cè)顯的價格便宜很多，網(wǎng)上還找到很有年代感的資料

控制電路 ：arduino mini板配合DS3231時鐘模塊DS18B20溫度傳感器

高壓控制 ：使用一款俄羅斯生產(chǎn)的數(shù)字輝光管專用芯片K155ID1（這個芯片竟然是2016年生產(chǎn)的，據(jù)說俄羅斯人現(xiàn)在很多軍事設備上還是用輝光管顯示數(shù)字，老毛子就是厲害?。?/p>

2016年坦克大賽，俄軍訓練使用的靶場計數(shù)器，真是太懷舊了。。。

電源： 使用網(wǎng)購的5V轉(zhuǎn)170V變壓模塊方便取電。輝光管雖然電壓高，但是單個數(shù)字點亮時電流只有2mA，所以總體電流不大。

結(jié)構(gòu)外殼： 直接用一個紅酒木盒，好看又省去了加工的麻煩。

下面是制作過程：

首先進行電性驗證，由于每個高壓控制芯片只控制一個輝光管，而每個高壓芯片需要4個IO控制，IO腳是肯定不夠用的，需要進行IO擴展，選用了移位緩存器595。它只需要3個IO進行控制，每個芯片可擴展出8位，多個芯片還可以級聯(lián)。所以四個輝光管只需要兩個595就可以解決，僅占用3個IO引腳。

在面包板上搭了一下595的電路，測試arduino擴展IO成功。

接著，5V轉(zhuǎn)170V的高壓模塊到貨了，測試一下單個數(shù)字的點亮成功（高壓危險，需謹慎）！

還買了幾個氖泡，用做時鐘的冒號，測試點亮成功！

DS3231時鐘模塊調(diào)試，顯示在液晶屏上進行測試，時鐘顯示正確并可斷電保持時間

電性能測試完成，接下來開始用萬用板焊接電路，焊萬用表是個艱苦的工程，每一個信號引腳都需要自己焊接，讓我回想起大學里的日子。

到剝下的一堆線皮就知道有多費勁了

電路美觀略差，已盡力……

正面走的電源，反面走的信號線。下面一片595對應兩片K155ID1，上面是四個排針插座對應四個輝光管

同時進行結(jié)構(gòu)加工，在紅酒盒上打四個圓孔，在中間掏出矩形方孔用來放冒號。

輝光管基座裝在一塊木板上，位置與木盒圓孔一致。后面焊排線和插頭，每個輝光管11根線，共陽1根，10個數(shù)字陰極。

測試四支輝光管同時循環(huán)數(shù)字顯示成功

木盒顏色發(fā)白沒有光澤，在外面涂上了蜂蠟，頓時復古的感覺就出來了。

接著在電路上加入主控板、時鐘模塊和氖泡控制電路，電路部分至此完成

整體顯示效果如下

看網(wǎng)上的文章提到輝光管的中毒問題，就是說如果一個陰極長時間在其他陰極被點亮的時候未被點亮，則沉積在該陰極上的非活性物質(zhì)將變得越來越厚。當它足夠厚時，被覆蓋的陰極部分變得不具備發(fā)射電子的能力。

所以要加入防中毒程序，也就是定時循環(huán)點亮各個數(shù)字符號。

最后又加入了溫度測量，時鐘循環(huán)顯示時間->溫度->防中毒。

溫度顯示

輝光管電子鐘前后折騰了一個多月，最后作品還算滿意，各位感興趣的朋友歡迎交流~！