步驟1:所需部件
我的實驗表明,LED需要大約55伏才能點亮,并在100V左右發出全功率。在使用中,它們以230V/240V市場串聯配置,并為110V市場提供純并聯。燈帽里有一些控制器,但我決定不再嘗試重復使用它,因為我希望燈絲發光不那么明亮。一個全亮的LED時鐘將是痛苦的閱讀。 7段顯示時鐘需要27條控制線,最初我打算使用Arduino Mega。然而,在討論通過LED在不相關的IRC通道上通過微控制器控制100V(左右)電流時,我被告知存在用于真空熒光顯示器的DS8880驅動芯片。它們非常適合手頭的工作,因為它們每位數采用4位BCD輸入數據,并通過內置和可變電流控制轉換為7段驅動信號,最高可達1.5mA。測試表明1.5mA是這種應用的理想選擇。從每位數7位下降到4位也意味著我可以使用Arduino Nano或Uno進行控制,因為只需要13條控制線。 (2 x 4位0-9通道,1 x 3位0-7通道和1 x 2位0-3通道)
我決定使用MSF 60kHz無線電信號來獲取Arduino知道一天中的時間。我以前使用過這種方法,使用現成的接收器模塊取得了一些成功,其中一個是我必須使用的。然而,目前這些似乎更難以找到,因此如果有人想制作自己的時鐘版本,可能更容易使用WiFi模塊。
在測試過程中,我發現我所有的Arduino Nanos似乎都有一個糟糕的時鐘基礎,我花了好幾個小時等待它們同步,然后在絕望中嘗試插入一個舊的Duemilanove,并在同一個第一分鐘,并得到了使用。
為了產生驅動燈絲所需的80V,我使用了DC-DC轉換器。有許多可用于12V的工作。 Arduino可以通過12V供電,并從邏輯電路創建一個方便的5V電源。但我忘記了這個事實并買了一個昂貴的5V輸入。這可能仍然是一個不錯的選擇,這意味著在編程期間時鐘也將從USB運行,昂貴的轉換器具有5kV的隔離輸出。 (這意味著80V框架浮動,大大降低了沖擊風險)
LED可以在eBay上使用,沒有必要粉碎燈泡來收獲它們。
購物清單:
自熔銅線。 34 SWG(31 AWG/0.22mm)有效。
Arduino
4 x DS8880 VFD驅動器
至少28根LED燈絲(但它們很容易斷裂,因此至少可以獲得25%的備件)
DC-DC轉換器
47μF5V電容
4.7nF 100V電容器
框架材料(我使用3mm x 3mm x 0.5 U型黃銅)
某種基底
氰基丙烯酸酯粘合劑
DC輸入插座(或面板安裝USB)
60kHz(或類似)接收器模塊和天線。
7針公頭插頭外殼(和匹配的壓接端子)
步驟2:鉆取框架材料
框架由1米長的3毫米黃銅U形截面(壁厚0.5毫米)制成,不會暗示任何比這更輕的東西。
LED由低側開關控制。這意味著每個LED連接到陽極上80V的導電框架,然后絕緣導線穿過框架到達控制IC。
需要為導線鉆孔。我決定以10mm的規則間距鉆孔并制作一個小導向夾具來設置間距。底部的凹槽保持框架通道,并且銷(在照片中的艾倫鍵)在現有孔上進行索引,并允許以所選間距鉆兩個以上。
鉆孔夾具也兼作彎曲夾具。它有一個凹槽,可以防止U形通道在彎曲過程中擴散。
我使用1毫米的孔,但更小的可能會更好,使膠合更容易。
第3步:彎曲框架
我為外框打印了一個模板和LED定位。將其粘貼到工作臺上,然后我小心地將黃銅框架手工彎曲以匹配。
將U的開口側向外側彎曲很容易,但是在我用噴燈對材料進行退火之前,不能在不破壞通道的情況下進行內側彎曲。退火后需要進行一些矯直,因此最好只退火實際需要的鉆頭。只需用吹管即可保暖,直到它發出黯淡的光線并且不會變熱。走得太遠,融化它將是無益的。
一旦成形,框架就會被貼到模板上。
此處可以找到模板PDF。如果以1:1的比例打印(適合A3紙張),則定界符恰好為1米,以適應材料的長度。
步驟4:連接LED指示燈。
首先找出哪一端LED是陽極(連接到正電壓)。在我的LED上,這是一個靠近塑料涂層末端的小孔。
這些端部都需要焊接到焊接到框架的導線上。我對布線模式并不完全滿意,所以我不打算提出任何建議。將電線穿過您選擇的孔,稍微拉緊并焊接到位。然后切掉多余的。我用我的Veropen作為電線的分配器和支架,部分原因是它是正確的絕緣類型(可以焊接而不剝離的類型,稱為“自熔性”)
你然后可以開始建立數字,用氰基丙烯酸酯粘合劑在它們穿過框架中的孔的位置固定開關(陰極)電線。確保留出足夠的長度,一直繞著框架進入底座/控制箱。
您可以互相支持電線以獲得圓角,避免電線在數字前面通過。如果它們是電源線則焊接它們,如果切換電線則粘合它們。數字的角看起來像電線必須接觸,但必要時很容易讓它們彼此隔離。
步驟5:制作基座和框架腳
我制作了一個橡木底座,并加工了黃銅腳用于我的CNC車床上的框架。但是我確信,任何類型的盒子都可以,并且用于框架的3D打印腳可以正常工作。
用M5螺絲將支腳固定在從中心框架孔偏移的螺紋孔中。螺釘適合底座加工的槽。電線穿過相同的槽。這些槽允許調整腳的間距以設定導線中的張力(在某種程度上)。
其中一個螺釘還有一個孔眼和導線,為黃銅提供+ 80V電源幀。
天線支架和PCB支架的STL文件在我的Github上。
步驟6:制作并測試控制PCB
制作控制PCB在之前的Instructable中有所涉及。
我沒有使用原理圖,我在進行時編寫了它。不過我事后做了一個原理圖。
PDF格式或KiCAD
此原理圖可能缺少Arduino草圖已經編碼的一些錯誤,并且可能有真正時鐘缺少的額外錯誤。
要記住的重點是DC-DC轉換器應連接到Arduino的V-in引腳,邏輯電源和無線電接收器應連接到穩壓5V。這意味著Arduino和轉換器可以從高達12V的任何PSU運行,邏輯仍然只能看到5V穩壓。
步驟7:將數字安裝到基座并排除所有線路。
通過少量磁帶暫時將導線固定在通道中,可以將許多絞合線引入基座。我使用了一個可調節的升壓轉換器來確定哪個線是哪個。我首先把它設置為一個電壓,它只是點亮松散的LED燈絲,然后通過一個框架孔戳出正輸出。然后,通過將漆包銅線末端的切割端接觸轉換器的負電源線,我可以看到每個LED對應的段。然后,我將電線壓入一個引腳,并在一定程度上插入連接器。
壓接后端子不導電,它們也需要焊接以突破搪瓷絕緣層。焊接完成后,銷釘被推回原位。
步驟8:Flash Arduino
有兩個草圖,一個用于運行時鐘,另一個只是在每個通道上運行0到9的數字。
此測試草圖將允許您確定需要交換輸出引腳中的哪些標頭,以及是否需要交換任何BCD數據線。 (如果你看一下草圖,你會看到我需要交換幾個通道,因為布線傻瓜,這些更容易在軟件中修復)。
步驟9:等待無線電同步
無線電時鐘需要獲取一分鐘的數據。 Arduino草圖閃爍數十小時數字的中心條以回顯傳入的無線電數據,分鐘顯示有多少無故障數據位已到達。如果它達到60那么就有好的數據并顯示時間。
本著充分披露的精神,這是一個模擬。當我從Mac的USB供電時,以及在某處不上鏡時,我似乎只能讓它同步。在實際數據的情況下,一秒脈沖是不同的長度,以編碼二進制。
還有一個懶惰的元素(它發光,但比其他元素更暗)LED本身是好的。我擔心驅動芯片有問題,但我會先嘗試重新連接漆包銅。 (實際上我可能只會運行額外的電線)
第10步:完成。
電線可以固定在通道中,剝線絕緣長度為1.5mm2左右。但要注意不要損壞細線。
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