自製 Nixie Tube 真空管萬年曆數位時鐘

ysc_kyy · 2011-10-29T16:01:27+08:00

延伸閱讀：自製 Nixie Clock第二彈---IN-12B大字體時鐘文前先說好，這是以手工製作第一台測試機，沒有華麗外殼包裝，也只以一般網拍級照相機拍攝，應該算不上逸品，若有傷眼請大家鞭小力一點......長久以來，一直想做個值得紀念的東西，想來想去還是只有電子鐘兼具觀賞與實用，雖然30幾年前做過VFD數字鐘，但已一段時間未接觸套件，一時也沒個頭緒.......為此只好上網找資訊，不找還好，一找竟然發現幾年前有過一波真空管時鐘熱潮，當時沒跟上真是遺憾，不過沒關係，自己想辦法做。從構想開始到實際畫電路圖、張羅零件，到現在程式寫好測試完成，整整花了一個月時間，由於越來越懶連萬用板試做也省掉了，直接Layout送廠製板，還好事先小心注意，初步設計的電路圖與Layout都沒出錯，一次就達到成品階段，電路規模不大當然也是因素之一。廢話不多說，先來看照片啦：▲主控制板，大小只有120 x 51 mm。▲顯示板▲插件完成的主控制板▲測試完成，正常工作中。為了方便操作，軟體也花了些時間做選項設定，讓硬體更有彈性，也更具有實用價值，軟體功能大致如下：1. 顯示、設定年、月、日、時、分、秒。2. 時間、日期顯示切換。3. 可選擇12或24小時制顯示格式。4. 自動日期顯示，並具進場、出場顯示效果，可選擇於第15秒或第45秒顯示，或兩者都顯示。5. 可設定夜間模式時段，日夜間時段可分別設定顯示亮度、氖燈動作模式、LED背光有無。6. 顯示器有高亮度、中亮度、低亮度、OFF 四段可選擇。7. 氖燈可設定為不亮、恆亮、閃動三種動作模式，具有4段亮度調節。8. LED背光可設定ON-OFF，具有4段亮度調節。9. 時間、日期與設定條件都具有斷電保持機能，復電後不必重新校整。10. 多項人性化設計，以方便操作。這軟體花了1星期寫好，一個小小時鐘要考慮的還真多，主要是在人性化與方便性部分比較花時間，基於89C2051 2K BYTE FLASH ROM的限制，好幾次回過頭去精簡已寫好的程式碼，真怕預期的功能若寫不下那就糗大了，最後還好還沒寫滿。在定義主控板規格時考慮很多，主要是在泛用性上：1. 所有零件以容易取得為原則，非必要不使用SMD元件，最後的結果是全部都是插孔式零件。2. 備份電源可以是最常見的CR2032或金電容，而金電容預留兩種常見腳位，這樣就有三種備份電源方案可選擇，實際試做起來還是裝CR2032比較放心，畢竟電量比較有「凍頭」，拔插頭放個一年半載也不必怕沒電，而且CR2032與電腦主機板共用，來源取得沒問題。3. 為了能配合各種Nixie數字管，採用主控板與顯示板分離設計，不同尺寸、型號的Nixie管可以搭配不同的顯示板，目前先做IN-16顯示板一種，顯示板甚至用萬用板來做也可以，四個固定螺絲孔與連接器都在整數0.1英吋位置上，萬用板孔洞直接對應沒問題。遇到管子比較大的，如IN-14、IN-18，顯示板還可以往固定孔左右兩邊延伸，這樣就可以共用主控制板。或是搭配IN-12A或IN-12B這類有管座數字管也沒問題，直接將顯示板省掉以20P杜邦線組(或20P排線)銜接出來配線，這些考量幾乎已涵蓋所有Nixie數字管。4. 指令開關、電源接頭另設有連接器以供外接，如此可以增加外殼搭配的方便性。5. 高壓調整VR可裝側調或上調式，以適應不同外殼型態需求。6. 升壓電感預留兩種外型尺寸，共有3種電感腳位可選擇，減少電感取得難度。其實整個設計時程花在搜尋資訊與定義規格的時間比較多，當雛形定下來實際動手反而比較快。----------------------2011