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【开源】DIY一台世界线变动率探测仪(辉光管时钟)

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#楼主# 2018-7-31

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这个东西想必很多小伙伴都见过吧,它就是出自《命运石之门》的世界线变动率探测仪。用辉光管打造的,看起来很漂亮吧.....




然而咱买不起这种侧显的大管子,我用的是产自苏联的IN-12B侧显辉光管,用一块转接板转接成侧显,还能插拔,比较方便。

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作为世界线变动率探测仪,当然要能够显示世界线。本来我是想产生随机数来达到效果的,然而事实上,不引入一个随机的信号,将永远无法产生随机数。一个好的办法是利用
单片机
的ADC功能,在ADC 的采样引脚上引出一条长导线,在其悬空的情况下,采样得到的便是随机数。可惜的是我在天线的背面放置了覆铜,导致这个功能不好使了。。。最后是利用当前的时间来产生随机数,并在50条世界线中进行随机显示。我也做了像动画中那样变动的效果。

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星期显示采用的是7颗橙色的0603贴片LED,在PCB正面做了7个图案“日、月、火、水、木、金、土”,用这种传统的表示方法来表示周一到周五。LED也做了呼吸灯的效果,显示效果非常不错。

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PCB采用了黑色阻焊+沉金工艺,左下角是时钟芯片用来掉电走时的电池座、一个贴片蜂鸣器、红外遥控的接收头和4个 电容触摸按键。

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由于逻辑器件的工作电压是3.3V,而辉光管是170V左右,整个板子采用了一个12V的开关电源供电,再加上一个buck电源降压到3.3和一个boost电源升压到170。12V升压到170V,占空比已经达到了93%,如果供电电压比12V低,可能就无法达到170V了。事实上手头上没有合适的电感,装了一个330uH的,有些偏大,导致电流上不去,最后只升到了150V左右。等过几天拿到合适的电感再调整。用3.3V控制100多V,只能用高压三极管+电阻。三极管用的是A42。第一次做这个的时候用的是贴片电阻,焊起来是相当地瞎眼......这次换成了贴片排阻。

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也就是这样的结构,重复了8个。

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前段时间搞电赛,申请来一些电源芯片,于是buck电源用了手头的TPS54160。做出来效果不错,其实TPS5430也是一个不错的选择,SOP8封装,容易焊接,外围电路也简单。缺点就是TI的东西是真的贵,量产可以考虑更低成本的方案。

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上次做第一版,升压采用的是MC34063,没错,你在网上搜索辉光管的升压电路,基本上都是这个芯片。事实上那个芯片并不是很好,它的结构决定了效率肯定不会高,因为MOS只能靠电阻来放电。而且大家还总喜欢用IRF640这类大功率的管子,体积大还不好推.....我这次采用了UC3843做的升压电源,MOS管用的是600V 1A的1N60。上次用了一个继电器来做升压电路的开关,有噪音而且有时候不灵。这次用了一颗AO系列的MOS管,SOP8封装的,放在板子上很美观。

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单片机用的是C8051F410,51内核的,内部晶振能到24.5M。C8051F系列可以说是最强的51单片机了吧,外设上可以说是相当强大,引脚分配也非常灵活,比STC要好用一些(不是诋毁国产,勿喷....)。

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触摸按键是用了一片BS814A实现的,实际上有兴趣的小伙伴可以了解一下MSP430G2553,本身就支持电容按键,但是我不太喜欢430的编程风格。。。

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8个辉光管,要控制88个引脚,只能用锁存器或者移位寄存器实现,其实HV系列的高压移位寄存器也可以用,但是不好买,还很贵。上次我用了74HC573,这次改成了74HC595,串行的体积更小线更少,11片放背面也放得下。其实考虑过用一片CPLD或者FPGA,但是后来画了一下,发现不利于板子的美观性,遂放弃。。。

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时钟芯片嘛,DS1302,最常见的芯片,只要买正品并且用一个准一点的晶振,误差不会很大。红外接收管用的是亿光的IRM-H638T,贴片的,体积小。

放几张PCB的图.....代码和原理图会在下面放出。鄙人主做硬件,写的代码只能说是功能实现,其合理性还有待考究.....

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有兴趣的小伙伴可以加我QQ1378035575或邮箱联系Fortis931@my.swjtu.edu.cn

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少尉

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上知化学 发表于 2018-8-1 10:59:49
辉光管群里我好像见过你发过
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呃。。啊 发表于 2018-8-1 11:17:11
[quote=上知化学,7664]辉光管群里我好像见过你发过[/quote] 那真是巧了
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上知化学 发表于 2018-8-1 16:45:28
[quote=呃。。啊,7665]那真是巧了[/quote] 哈哈~
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capz 发表于 2019-2-17 15:44:46
做是做不出来了,倒是想买一个。
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zycxjl 发表于 2019-5-3 15:34:47
这个做什么的呢?
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