辉光管时钟分析

很早就知道有一种老式辉光管，外形和电子管一样也是玻璃管壳，点亮后里面发出类似白炽灯似的幽暗的黄光，很有复古的感觉。

实际上它是在液晶显示和LED、数码管技术出现之前，用作各种仪表灯显示数据信息用的。这种辉光管是利用气体的辉光放电效应来工作的。

辉光管与电子管一样，是由玻璃壳封装，内部为阳极金属网和十个数字形状的阴极组成。通电工作时，通过高压击穿管内的惰性气体使阴极附近发光，这样便可现实出数字形状。

辉光管体积大、工作寿命短，并且工作时需要升压电路产生上百伏的高压，译码驱动电路也较复杂，价格也较高，故在LED数码管出现后就不再使用这种傻大粗笨的辉光管了。

现在辉光管早已停产，市场上可以买到的也是以前仓库的存货，所以随着管子越来越少，反而成了稀有资源。一些人把他做成了电子钟，确是另有一番复古的味道，也可以算作半个艺术品了。

但网上这种成品的售价挺高，最少要大几百块。而辉光管的价格却不是很高，而且还能找到不少DIYer的制作参考资料，所以打算自己做一个。

我的设计是这样的：

辉光管： 使用QS30-1，顶部显示，比侧显的价格便宜很多，网上还找到很有年代感的资料

控制电路 ：arduino mini板配合DS3231时钟模块DS18B20温度传感器

高压控制 ：使用一款俄罗斯生产的数字辉光管专用芯片K155ID1（这个芯片竟然是2016年生产的，据说俄罗斯人现在很多军事设备上还是用辉光管显示数字，老毛子就是厉害！）

2016年坦克大赛，俄军训练使用的靶场计数器，真是太怀旧了。。。

电源： 使用网购的5V转170V变压模块方便取电。辉光管虽然电压高，但是单个数字点亮时电流只有2mA，所以总体电流不大。

结构外壳： 直接用一个红酒木盒，好看又省去了加工的麻烦。

下面是制作过程：

首先进行电性验证，由于每个高压控制芯片只控制一个辉光管，而每个高压芯片需要4个IO控制，IO脚是肯定不够用的，需要进行IO扩展，选用了移位缓存器595。它只需要3个IO进行控制，每个芯片可扩展出8位，多个芯片还可以级联。所以四个辉光管只需要两个595就可以解决，仅占用3个IO引脚。

在面包板上搭了一下595的电路，测试arduino扩展IO成功。

接着，5V转170V的高压模块到货了，测试一下单个数字的点亮成功（高压危险，需谨慎）！

还买了几个氖泡，用做时钟的冒号，测试点亮成功！

DS3231时钟模块调试，显示在液晶屏上进行测试，时钟显示正确并可断电保持时间

电性能测试完成，接下来开始用万用板焊接电路，焊万用表是个艰苦的工程，每一个信号引脚都需要自己焊接，让我回想起大学里的日子。

到剥下的一堆线皮就知道有多费劲了

电路美观略差，已尽力……

正面走的电源，反面走的信号线。下面一片595对应两片K155ID1，上面是四个排针插座对应四个辉光管

同时进行结构加工，在红酒盒上打四个圆孔，在中间掏出矩形方孔用来放冒号。

辉光管基座装在一块木板上，位置与木盒圆孔一致。后面焊排线和插头，每个辉光管11根线，共阳1根，10个数字阴极。

测试四支辉光管同时循环数字显示成功

木盒颜色发白没有光泽，在外面涂上了蜂蜡，顿时复古的感觉就出来了。

接着在电路上加入主控板、时钟模块和氖泡控制电路，电路部分至此完成

整体显示效果如下

看网上的文章提到辉光管的中毒问题，就是说如果一个阴极长时间在其他阴极被点亮的时候未被点亮，则沉积在该阴极上的非活性物质将变得越来越厚。当它足够厚时，被覆盖的阴极部分变得不具备发射电子的能力。

所以要加入防中毒程序，也就是定时循环点亮各个数字符号。

最后又加入了温度测量，时钟循环显示时间->温度->防中毒。

温度显示

辉光管电子钟前后折腾了一个多月，最后作品还算满意，各位感兴趣的朋友欢迎交流~！