IV-22 VFD Module | 荧光管显示模块 介绍【硬件篇】

English version of this post: IV-22 VFD Module for Arduino [hardware design]

荧光数码管|VFD tube,最早于1967年诞生在日本,属于真空电子时代的显示器件的典型代表之一。 同辉光数码管(Nixie tube)一样,她也属于濒临绝迹的古老电子器件,也是电子技术发展的历史见证之一,上世纪末便淡出人们的视野; 但现如今,假如你真的见到那清澈透亮的淡绿色荧光,相信你一定会感叹当年的智慧竟能将冰冷的真空管赋予如此有生命力的色彩…

带着与辉光管同样的想法,为了赋予她新的生命,使古老的器件与现代技术相结合,这次依然把她们做成了一个个独立的显示模块,让喜爱她的朋友,把更多的精力和时间投入到创意和制作当中,而不必去烦恼如何产生高压、如何整理逻辑驱动、如何焊接和制作……同样,无需硬件基础,只需要一个最简单的单片机系统,或者Arduino系统板,4条IO口线,即可完成对几十个荧光管的显示控制,而且每个模块还带有一个RGB全彩LED可做背光显示。

首先还是要感谢aGuegu在第一时间协助测试荧光管显示模块,并开发了Arduino类库。

荧光显示(VFD | Vacuum Fluorescent Display)技术 在现如今仍旧大量应用,只不过已经不是这种真空电子管的表现形式,现代的VFD显示屏频频出现在高端的音响设备、智能终端以及高档仪器仪表上。荧光管内部有灯丝,在低电压作用下会向外射出电子,同时荧光管内部有一个栅极,电子在栅极的吸引下会加速射向阳极,当电子撞击到阳极上覆盖的荧光粉后,即发出淡绿色的可见光;相对辉光管来说,她的驱动电压更低,更安全,而且寿命和辉光管相比大大延长,所以,在荧光管诞生之后,辉光管便渐渐让位与她。

这次的荧光管显示模块采用的是前苏联产的IV-22(ИВ-22)型荧光数码管,类似长方体的玻璃管身,长32mm,宽22mm,顶部显示方式,插拔式12脚封装。这些荧光数码管在上世纪冷战时期曾经被前苏联大量制造,现如今都静静的躺在某些仓库的冰冷角落,但她的材料特性决定了她的保质期将是无限的长。 IV-22荧光数码管具有以下特点: 1、属于真空器件。内部为真空,不像辉光管内部有惰性气体。 2、较低的驱动电压。IV-22荧光管需要两组工作电压,一是灯丝电压,1v-1.3v之间,交直流均可;二是阳极和栅极电压,直流22v-30v左右,相对于辉光管来讲,驱动电压更低,更安全;并且工作电流很小,灯丝电流100mA左右,阳极电流在4-10mA之间。 3、采用7段显示排列。可任意组合为0-9的数字,或者简单的英文字母。 4、柔和的淡绿色。荧光粉固有的色彩,在阳光下依然能够清晰可变,清澈透亮但不刺眼。

还是先看一下实物图片,然后再做详细介绍吧:

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IN-14(前苏联ИН-14)辉光钟|Nixie Clock.黄金珍藏版【严泽远作品】

在每个Nixie Fans看来,侧显辉光管是最具有古典气息的类型;回想起一年多前刚接触辉光管时,8元一只的QS18-12国产辉光管还供货充足,但不经意间,这种侧显的辉光管已消失殆尽,难觅芳踪,令多少新Nixie Fans为之兴叹! 从当今的角度来看,当年国产QS18-12的辉光管应该算是前苏联IN-14辉光管的”山寨版”。对IN-14这款这款个性十足的辉光管既其实早有耳闻,几经周折,最终还是有幸拿到了一些,并用它和“QS18-12黄金纪念版Nixie Clock”的底座搭配——IN-14辉光管(ИН-14)Nixie Clock|黄金珍藏版由此诞生… 形容IN-14″个性十足”其实一点也不为过,先Show一下时钟,然后再慢慢介绍:

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水晶城堡换新装.前苏联IV-11荧光管时钟.古典版实木底座

从2011年3月份开始筹备DIY水晶城堡(Crystal Castle)作品,直到去年7月份才圆满完工。铝合金CNC底座,金黄色铝氧化表面处理,拉丝工艺,以及花费了很多时间和精力以及RMB定制的水晶面板…… 在设计之初,就注定了水晶城堡极富现代感。硬朗的身材和梦幻的夜晚灯光效果使其无论置身于客厅的哪个角落,都会成为焦点…

但与此同时,也收到很多国内及国外的朋友提出的建议: 既然是上世纪的古老的东西,就应该具有一个与之相映衬的古典底座…于是,这款实木底座诞生了。 同样,还是使用SolidWorks先做3D效果图,底座的厚度、长度都通过3D模型进行仔细的调节,为的就是与IV-11荧光管完美搭配。 她采用了榉木作为主材,全部机械加工,尺寸精准,做工很精细,这全都要感谢东莞的胡哥给予大力支持。并且这款实木底座还刷上了清漆,更有古典的味道。而且背部还用激光雕刻了精美字符…

说到上下盖板,原本打算用铝合金拉丝板来做,后来还是采纳了德国Deiter的建议,使用黑色,因为黑色映衬蓝色的荧光管还是最漂亮的,所以最终这次的上盖板和底版依旧采用了激光亚克力材质,一切的一切,只为给IV-11配搭上那种古老的韵味… SHOW一下实物图片:

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SHOW.IV-11水晶城堡电子管时钟视频效果

水晶城堡诞生以来,一直没有给她拍视频,大家看到的也都只是静态的她。 晚上闲来无事拍了一组合影并拍了一段视频与大家分享。 主要展示Crossfading效果、设置日期、时间、闹钟,以及背景灯操作等等。 视频来啦:

无法看到视频的朋友请移步土豆网:http://www.tudou.com/v/VbgMiUwzW5I/&rpid=82079050/v.swf

耗时四个月.荧光电子管时钟封笔之作【Crystal Castle.水晶城堡】【严泽远作品】

曾经,被她们深深的毒倒… 亦曾经,为了找寻她们而踏遍网络的每个角落… 此时此刻,回首这近一年来一次次解毒一次次更深的陷入… 终于,就在刚刚,对于荧光电子管,我彻底的给了自己一剂解药。 从此,不再为荧光管那独特而迷人的蓝绿色而纠结,不再为如何赋予她们更多的含义而一次次陷入思维枯竭的死潭。 我的水晶城堡 Crystal Castle

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制作辉光管修复仪,附带所有型号辉光管、荧光管检测功能【严泽远作品】

眨眼间,自己玩NIXIE已经大半年时间了。中国产的各种电子数码管一一细数过其实无外乎那么几种。 辉光管:QS30-1(或相同规格不同型号的SZ-8.SZ3-1),QS18-12(或同规格不同高度的QS18C),QS27-1,QS16。 荧光管:YS30-3,YS27-3,YS18-3,YS13-3,YS9。 毕竟是几十年前的古董,有时很难从外观上分辨好与坏,所以在收集这些管子的时候,往往无从下手。所以自己设计了一款辉光管、荧光管测试仪,能够检测国产所有型号的荧光管和辉光电子数码管。 还有一个重要的功能,就是辉光管修复功能。很多辉光管经过几十年的封存,可能会存在数字无法显示完整,总是缺划的故障现象。我也是潜心琢磨了很久,从硬件电路到软件设计,再加上国外辉光大师的指导,做出了适合中国产辉光电子数码管的修复功能,现在用于对QS30-1和QS18-12的数字缺划缺陷的修复上,非常有效。 先SHOW一下图:

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Open Source.YS18-3荧光管电子时钟100%开源放送(软件源工程及代码.硬件原理图)【严泽远作品】

YS18-3的荧光管电子时钟曾是饱含了我所有期待的完美的荧光管电子时钟,它的功能比较完备,也受到了很多DIYer的关注与支持。

应很多朋友的要求,今天我将所有源代码(包括完整的Keil工程)全部无偿放送,希望能与大家一同交流软件方面的技术与心得。

(由于博客无法上传和下载附件,请需要下载源代码和原理图的朋友加入QQ群:145751810在群共享里下载)

MCU采用STC12C5628AD,其实20AD就足够用了; 代码全部采用C语言编写; YS18-3的完整制作帖在这里(多图、有视频):http://www.nixieclock.org/?p=145

SHOW为古典的辉光钟、荧光钟做个完美的实木底座框框

都说古典的东西要穿实木外衣,经过精心设计的木框框,今天终于定做回来了。 开始为了选木材,研究了好多好多,泡桐、榉木、红胡桃、松木……… 泡桐,较软,色稍浅,纹理不算太明显,不容易打磨光滑; 榉木,较硬,色较暗,纹理漂亮,但不易加工; 红胡桃,较硬,色较深,纹理漂亮,但表面不容易做的光滑; 松木,软,色较亮,纹理漂亮,很容易加工; 综合价格、软硬度、易加工程度,后来还是选了松木 Pin wood……… 松木的纹理还算不错,而且这家加工的一致性也挺好,SHOWTIME:

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