本项目复刻自立创开源 时间线变动仪-SQUIRRELMEDIA ,初始作者是bilibili用户 @遗落之沙,外观参考Omnixie
今年2月产生了想制作一个《命运石之门》中世界线变动率探测仪的想法,上网查资料后了解到可以做成时钟并还原外观,于是开始复刻开源项目,目的是学习电子制作基础。本项目基于51单片机制作,采用寿命较长,市面存量较大,外观较还原的IN-14辉光管,总成本925.5元
物品清单
| 名称 | 作用 | 数量 | 价格 |
|---|---|---|---|
| IN-14辉光管 | 显示数字 | 8 | 600 |
| STC15F2K60S2 | 单片机 | 1 | 5 |
| TD62083AFNG | 高电压驱动芯片 | 11 | 15 |
| WS2812B | 彩灯 | 8 | 3 |
| CR1220-2 | 时钟模块供电 | 1 | 3 |
| DS3231 | 计时 | 1 | 5 |
| DS18B20 | 温度传感器 | 1 | 1 |
| 74H595PW | 移位寄存器 | 11 | 4.5 |
| VS1838B | 红外接收器 | 1 | 1 |
| 大电容 | 作为按键 | 1 | 2 |
| bs818A | 按键电容芯片 | 1 | 2 |
| CH340 | 烧录程序 | 1 | 4 |
| 锂电池 | 供电 | 1 | 13 |
| UPS模块 | 锂电池充放电 | 1 | 5 |
| 辉光管升压模块 | 5v升170v | 1 | 47 |
| 端子线 | 连接ups等模块 | 7 | 6 |
| 电源按键 | 开关 | 1 | 5 |
| 旋转编码器 | 调节时间 | 2 | 4 |
| m2*3螺丝 | 固定 | 50 | 2.5 |
| m2*6+4不锈钢螺柱 | 固定 | 6 | 1。5 |
| usbc母座 | 充电 | 1 | 1.5 |
| 红外遥控器 | 遥控 | 1 | 3 |
| 电路板 | 可以吃 | 1 | 0 |
| 外壳 | 可以吃 | 1 | 170 |
| 25p | 电容 | 1 | 1 |
| 10n | 电容 | 4 | 1 |
| 1u | 电容 | 1 | 1 |
| 0.1u | 电容 | 3 | 1 |
| 10k | 电阻 | 7 | 1 |
| 4.7k | 电阻 | 1 | 1 |
| 20k | 电阻 | 8 | 1 |
| 5*7直插电解电容 | 装饰元器件 | 1 | 0 |
| 5*11直插电解电容 | 装饰元器件 | 8 | 3 |
| 独石电容 | 装饰元器件 | 5 | 2.5 |
| 1/4w五色环电阻 | 装饰元器件 | 5 | 0 |
| 碳膜电阻 | 装饰元器件 | 8 | 0 |
| 整流二极管 | 装饰元器件 | 1 | 1.5 |
| dip-8芯片 | 装饰元器件 | 1 | 0.5 |
| dip-16芯片 | 装饰元器件 | 1 | 1 |
制作过程
定制
pcb板
由于嘉立创只能免费打10*10以内的板,我选择了捷配
外壳
淘宝定制,采用304细直纹拉丝不锈钢材质。由于侧面钣金件比较难做,而且螺丝孔较小,所以效果不算完美,有切割痕迹和一些明显的划痕
焊板子
内层板
第一次焊接贴片元件,不太熟练,但最终也是完美成功。这里学会了读原理图。
外层板
参考了很多网上的成品图片,不过帮助最大的还是omnixie的这张图
焊接完成是这样
初步组装
控制部分
思考了很久,终于搞明白了供电部分的接线。烧录程序后led灯会亮,但不稳定,大概是红外接收模块没有焊接的缘故。
外观部分
先3d打印了一个外壳,测试大小和安装方案
最终组装
辉光管
怕浪费钱,所以其他部分完全做完以后才敢买辉光管
焊接,这下内外板合并,电路部分彻底完成
注意:辉光管直接焊接容易造成引脚热胀冷缩,会撑破玻璃导致漏气,所以要么不要把引脚剪太短,要么焊接这种卡簧端子到板子上做成可插拔结构
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外壳
定制的时候了解到内侧固定铜柱制作成本高,而且没法打孔,干脆舍弃这部分,改为3d打印件,毕竟对强度没有太大要求。同时,usb接口我也采用了自己画固定件并打印的方法
出现问题
组装好后遇到了奇怪的问题,只有后四个辉光管亮,前四个完全没反应,并且出现部分数字显示不全、错误,部分不显示,还有数字和小数点一起显示的情况
重新焊接了td62083,解决部分数字显示错误问题,后两个辉光管显示完全正常,坏消息是掉了两个焊盘,只好飞线
结局
最终重新焊了板子,更换了单片机,检查了升压模块。单独测试每个辉光管,均能正常点亮,测试每个引脚电压,未点亮时是55到65v,点亮时是135v。数据看起来一切正常,但问题依旧是前面几个不亮。重焊板子后虽然解决了数字显示错误的问题,可是只剩下后三个管子会亮。
毕竟不是自己设计的东西,难以排查究竟哪里出了问题,初步推断是逻辑或者硬件方面。排查了一个月让我感到身心俱疲,所以我决定暂时放弃这个项目,改为开始制作in12的辉光管时钟,并且之后一边学习一边重新设计电路和程序