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  • QS-30四位辉光管时钟

  • 2022-07-20 11:36 1614

本文作者:立创开源硬件平台 OSHWHub 用户@KAGUYA禁止商用,未经许可禁止转载,点击看原文章


1、工程简介  


尽量压缩成本的,四位QS-30辉光管时钟设计。 用较少的钱,满足对“世界线变动率探测仪”的幻想。

  


如果想完全还原,太贵了。 目前的目的是把手上多的元件模块用了,所以有些选型可能不是那么合适。


2、硬件模块


MCU: STM32F030K6T6;

电源管理:DC-12V输入;
辉光管所需180V通过max1771升压获得;
驱动芯片所需5V通过7805获得;

单片机所需3.3V由5V通过经典的ams1117降压获得。



外部时钟模块:DS3231;
其余外设:ESP8266 WIFI模块(ESP01S)  ;

辉光管驱动:2*74HC595 + 4*K155ID1。


  




3、 成本  

(QS-30四个)35*4 + (K155ID1四片)15*4 +(MAX1771与低导通电阻的MOS与电感等不常备元件)30 +(DS3231模块)20 +(杂七杂八)20=270 RMB

01.说明

f030k6t6只要几块钱一片,之前买多了。

其余电阻电容LDO之类的常备元件没有计入成本。

DS3231模块,现在好像涨价了,我用的还是以前买的库存。


02.更节省方案

还要节省成本,只能将K155ID1换成A42之类的耐高压三极管, 能省个四十左右。 但这样会带来共计一百多个三极管跟电阻的布线与焊接挑战, 这种方案我也是试过的, 结论就是—能用但不推荐。



04、 PCB说明  

共两部分PCB,其中UP是放置辉光管的圆形部分。

对应原理图sheet2。

DOWN是主控底座。

对应原理图sheet1。

两块PCB间通过1.27mm*24pin排针、排母连接。



  


  




5、问题与说明  


01.发热改善

长时间四管全开工作时, DC-DC电路中mos管发热较大,手摸会觉得烫的程度。 但经长达两个月的测试,发现不影响整体工作。

改善方式有两种:

● 将DC-DC升压电路中的电感L1,换成一体成型电感,而非我图中所用的屏蔽电感。后者高频特性较差。

● 换导通电阻更小的mos并尝试调整反馈电阻的值。


2.调试说明

我购买的ESP01S模块,调试AT固件时,始终无法成功。 所以我没写这部分的功能, 但我是直接使用usb转串口模块调试的。

具体问题表现为:

● 只有上电时会收到串口打印信息;

● 之后其余各种AT指令都无反应。

因此原理上,PCB上wifi模块的电路设计是没有问题的,有需求的可自己写相关代码。



3.注意事项

我的两片74hc595,设计成了共用stcp和shcp线。 但数据线没有靠级联而是分别用了两个io。 后来觉得这简直是多次一举, 自己写代码时请注意。



4.译码器说明

K155ID1在某宝上只有几家店在卖。是个耐高压的译码器,15一片是正常价。SN74141N也可以完全代替K155ID1使用。但本人实测某宝上的SN74141N八成是假货。体现为,不耐高压,上电击穿。



5.附件说明

项目是在STM32cubeide上编译完成的。 QS30.7z 是整个项目工程文件, QS30_setT.hex 是用于给DS3231设置时间的固件。 本来打算每次上电通过wifi模块联网对时的。 但eso01s没调出来,只有出此下策。

QS30.hex/QS30_t.hex 是正常使用时的固件, 但我忘了是哪一个了...

有一个固件带有一段时间内不显示的保护功能。 具体时间段印象中是上午7点到11点, 下午2点到5点以及晚上十二点后都不会显示, 固件都可以直接烧进去用。



06、 设计图  

  

原理图(点击进入立创EDA编辑器打开)


 

原理图(点击进入立创EDA编辑器打开)


   

PCB图(点击进入立创EDA编辑器打开)


  

PCB图(点击进入立创EDA编辑器打开)


  




更多详情及附件,可从原工程查看。


本文作者:立创开源硬件平台 OSHWHub 用户@KAGUYA禁止商用,未经许可禁止转载


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