“簡 介: 在我小時候的記憶中,所在縣城糧油站顯示計量白面和大米的電子秤就是使用的輝光數碼管。致敬小時候的記憶,寒假制作一個輝光數碼燈管,將會用于錄制MOOC視頻的特色背景動態裝飾。
”關鍵詞: 輝光數碼管,裝飾,MOOC
??春節前購買的兩只IN-12輝光數碼管到貨了,計劃用作MOOC視頻前景特色裝飾品。這是看到其他短視頻中獲得的啟發。
??根據 俄文字母表[1] 可以看出上述的型號對應的應該是IN-12B型輝光數碼管管。
??在 講堂軍庫 IN-12A輝光管時鐘 蘇聯原裝輝光管 賽博朋克風格[2] 給出了輝光數碼管的一般介紹。
??輝光管也叫作陰冷極輝光放電指示管,誕生于50年代左右,由由一家名為 Haydu Brothers Laboratories (海頓兄弟實驗室)的小型真空管制造商制造出來,并在1955年被Burroughs Corporation(美國寶來公司)收購之后開始推向市場。
??美國寶來公司將這種陰冷極輝光放電指示管命名為NIXIE,這個名字衍生自Numeric Indicator eXperimentalNo. 1的縮寫NIX I,雖然后來這種陰冷極輝光放電指示管有很多種名稱出現,業界一般統稱為陰冷極氖讀數管,但是大多數還是以Burroughs Corporation(美國寶來公司)的NIXIE這個名字當做白話統稱,因此后來大部分都是用Nixie tube這個詞來表示。
??網絡上早了半天IN-12輝光管管腳定義未果。在 B站關于IN-12輝光管視頻[3] 中看到作者展示了相應的產品說明書。
??下面是視頻中產品說明書的內容,可以看到IN-12包括有兩種型號:IN-12A,IN-12B兩種。他們的管腳分布略有不同。
??IN-12輝光數碼管總共有12個管腳。他們在底部呈順時針排列。
??使用 絕緣測試儀[4] 所產生的高壓(500V)對IN-12的管腳的功能進行測試。使用其中正極連接第一管腳。然后利用其中的負極點擊其中其它管腳,可以逐次確定每個引腳對應的數字。沿著順時針,各個管腳對應的數字如下圖所示.
??在HIV 施加正電壓,數碼施加負電壓。串聯電阻為50kΩ。施加的電壓為+500V,但實際輸出的電壓為176V。
??將施加的電壓反過來。通常的串聯電阻:50kΩ。
??測量上面限流電阻 上的電壓。 。因此流經的電流為:
??驅動輝光管需要+170V的電壓。現在春節期間,訂購的高壓小模塊還無法到貨,只能將手邊已有的直流高壓模塊進行改裝。
??下面這個模塊可以產生100V的直流電壓。根據它核心控制IC的型號UC3843 可以找到它對應的外圍反饋回路的分壓電阻參數。
? ● ?分壓回路參數:
???電位器:10k
???電阻:13.7k
???下面分壓電阻:621Ω
??理論輸出電壓:
??這與實際輸出的100V相吻合;
??計算分壓電阻, , 。則:
??可以計算出上拉電阻: 的阻值:
??現在電路上已經有固有的電阻13.7kΩ,則需要外加電阻:
??利用兩個51kΩ并聯,經過測量為25.21kΩ的電阻。替換原來的10k電位器。此時理論上輸出電壓應該為:
??改動之后,高壓模塊工作電流非常大。這說明其中的功率部分出現了擊穿。
??高壓斬波所使用的MOS為 SUP85N10[5] ,它的耐壓為100V。所以超過100V,該功率管則會被擊穿。
??整流肖特基二極管為 SPTS20S100C[6] ,它的耐壓等級也是100V。
??選擇 IRF840[7] 替換原來的MOS管, IRF840的耐壓為500V。整流二極管更換成APT60D60B,反向擊穿電壓600V。
??除了前面兩個半導體替換之后,將輸出濾波電容修改為0.15uF,400V。
??將IN-12換光管的限流電阻修改為10kΩ,點亮之后,測量高壓模塊輸出電壓為158V。
? ● ?高壓模塊工作條件:
???電源:+12V
???工作電流:0.2A
???IN12輝光管的單個數碼的電壓為176V,電流大約5mA。所以驅動單個輝光管的要求:
??選擇高壓小功率三極管MFV13001 驅動輝光管數碼管腳,它的最高耐壓超過Vceo=400V。對于實驗樣品實測,Vcbo超過740V, Vceo超過500V。
??實際上,經過測試發現選擇一些耐壓小于170V的三極管,比如 2222, 它的Vcb大約只有150V,仍然可以控制輝光數碼管的點亮和熄滅。
??實際上,市場上可以購買到的輝光管專用驅動芯片(比如K155ID1,SN&1414dg)它們的輸出耐壓也遠小于170V,實際測試也只有65V左右,但可以用于控制輝光管的點亮與熄滅。
??這一點的確出乎我們的意料之外。課件實踐才能出真知。
“AD\Atmel\NiXieTube\NiXieTube.SchDoc
”
??為了驅動兩個輝光數碼管,供有20個數字,使用MEGA32 MCU制作了一個秒表運行驅動電路板。這個輝光將會用于錄制MOOC視頻的特色背景動態裝飾。
俄文字母表: https://baike.baidu.com/pic/%E4%BF%84%E6%96%87%E5%AD%97%E6%AF%8D%E8%A1%A8/10412399/1/91529822720e0cf37995f3730046f21fbf09aadc?fr=lemma&ct=single#aid=1&pic=91529822720e0cf37995f3730046f21fbf09aadc
[2]講堂軍庫 IN-12A輝光管時鐘 蘇聯原裝輝光管 賽博朋克風格: https://new.qq.com/omn/20211026/20211026A0AIV700.html
[3]B站關于IN-12輝光管視頻: https://www.bilibili.com/video/av75976685/
[4]絕緣測試儀: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/120628992
[5]SUP85N10: https://www.vishay.com/docs/64833/sup85n10.pdf
[6]SPTS20S100C: https://html.alldatasheet.com/html-pdf/111350/STMICROELECTRONICS/STPS20S100CT/1949/1/STPS20S100CT.html
[7]IRF840: https://www.chip37.com/scp/IRF840