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自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

元件与材料

Arduino UNO×1
UTSOURCE 电子元器件包(含以下核心件)×1

详细清单:

  1. Arduino UNO
  2. DS3231 RTC 模块
  3. DC-DC 升压模块 12V→150V(驱动尼克西管)
  4. 尼克西管(IN-14 或同类)×6
  5. 光耦隔离芯片 TLP627-4 ×4
  6. 10kΩ 电阻、排针、面包板导线
  7. 220V/12V 电源模块
  8. 轻触开关 ×2(调时用)
  9. 3mm MDF 板(激光切割)、白乳胶、永磁铁片

元器件推荐购买链接见原文,亦可在 utsource.net 采购。

项目简介

所有电路封装于激光切割的 MDF 木盒内,成品外观精致紧凑,宛如成品。下面分步介绍制作全过程。

步骤 1:电路设计

尼克西管需 ~150V 高压低电流(1-2mA)点亮,升压模块将 12V 提升至 150V。Arduino UNO 通过 TLP627 光耦隔离驱动 6 只尼克西管。采用矩阵扫描:10 列(阴极)+ 6 行(阳极)仅占 16 个 IO,分时复用扫描,视觉暂留效应下呈现全亮。DS3231 掉电走时,两按键调整时分秒。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 2:制作隔离驱动 PCB

设计专用隔离板,排针连接 Arduino 与尼克西管引线,简化布线。PCB 源文件可下载自行打样。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 3:尼克西管引线制作

利用旧变压器漆包线(细、耐高压、易焊接)按矩阵焊接 6 只管脚,再接至隔离板。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 4:激光切割 MDF 外壳

CorelDraw 设计拼接结构,3mm MDF 激光切割,白乳胶粘接。设计文件同步开源。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 5-6:半盒组装与安装尼克西管

先粘半盒,将尼克西管固定于中框,再装入盒体。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 7:安装 PCB、按键与布线

将隔离板、主控板、升压模块、电源模块、按键固定于内部框架,按原理图完成全线连接。布线繁杂需耐心核对,接错可重焊。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 8:烧录固件

固件功能:读取 DS3231 时间 → 矩阵扫描驱动尼克西管显示。双键同按进入调时模式:秒闪烁→调秒→分闪烁→调分→时闪烁→调时→退出。固件源码开源下载。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 9:磁吸后盖

四颗永磁铁吸附后盖,免胶水,便于维护。
自制尼克西管时钟:Arduino 驱动,MDF 木制外壳

步骤 10-11:调时与贴皮美化

双键同步调时,过程直观。为改善 MDF 纹理,作者加贴实木皮并制作铭牌,成品质感大幅提升。
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制造工艺

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