LED灯丝时钟的制作

步骤1：所需部件

我的实验表明，LED需要大约55伏才能点亮，并在100V左右发出全功率。在使用中，它们以230V/240V市场串联配置，并为110V市场提供纯并联。灯帽里有一些控制器，但我决定不再尝试重复使用它，因为我希望灯丝发光不那么明亮。一个全亮的LED时钟将是痛苦的阅读。 7段显示时钟需要27条控制线，最初我打算使用Arduino Mega。然而，在讨论通过LED在不相关的IRC通道上通过微控制器控制100V（左右）电流时，我被告知存在用于真空荧光显示器的DS8880驱动芯片。它们非常适合手头的工作，因为它们每位数采用4位BCD输入数据，并通过内置和可变电流控制转换为7段驱动信号，最高可达1.5mA。测试表明1.5mA是这种应用的理想选择。从每位数7位下降到4位也意味着我可以使用Arduino Nano或Uno进行控制，因为只需要13条控制线。 （2 x 4位0-9通道，1 x 3位0-7通道和1 x 2位0-3通道）

我决定使用MSF 60kHz无线电信号来获取Arduino知道一天中的时间。我以前使用过这种方法，使用现成的接收器模块取得了一些成功，其中一个是我必须使用的。然而，目前这些似乎更难以找到，因此如果有人想制作自己的时钟版本，可能更容易使用WiFi模块。

在测试过程中，我发现我所有的Arduino Nanos似乎都有一个糟糕的时钟基础，我花了好几个小时等待它们同步，然后在绝望中尝试插入一个旧的Duemilanove，并在同一个第一分钟，并得到了使用。

为了产生驱动灯丝所需的80V，我使用了DC-DC转换器。有许多可用于12V的工作。 Arduino可以通过12V供电，并从逻辑电路创建一个方便的5V电源。但我忘记了这个事实并买了一个昂贵的5V输入。这可能仍然是一个不错的选择，这意味着在编程期间时钟也将从USB运行，昂贵的转换器具有5kV的隔离输出。 （这意味着80V框架浮动，大大降低了冲击风险）

LED可以在eBay上使用，没有必要粉碎灯泡来收获它们。

购物清单：

自熔铜线。 34 SWG（31 AWG/0.22mm）有效。

Arduino

4 x DS8880 VFD驱动器

至少28根LED灯丝（但它们很容易断裂，因此至少可以获得25％的备件）

DC-DC转换器

47μF5V电容

4.7nF 100V电容器

框架材料（我使用3mm x 3mm x 0.5 U型黄铜）

某种基底

氰基丙烯酸酯粘合剂

DC输入插座（或面板安装USB）

60kHz（或类似）接收器模块和天线。

7针公头插头外壳（和匹配的压接端子）

步骤2：钻取框架材料

框架由1米长的3毫米黄铜U形截面（壁厚0.5毫米）制成，不会暗示任何比这更轻的东西。

LED由低侧开关控制。这意味着每个LED连接到阳极上80V的导电框架，然后绝缘导线穿过框架到达控制IC。

需要为导线钻孔。我决定以10mm的规则间距钻孔并制作一个小导向夹具来设置间距。底部的凹槽保持框架通道，并且销（在照片中的艾伦键）在现有孔上进行索引，并允许以所选间距钻两个以上。

钻孔夹具也兼作弯曲夹具。它有一个凹槽，可以防止U形通道在弯曲过程中扩散。

我使用1毫米的孔，但更小的可能会更好，使胶合更容易。

第3步：弯曲框架

我为外框打印了一个模板和LED定位。将其粘贴到工作台上，然后我小心地将黄铜框架手工弯曲以匹配。

将U的开口侧向外侧弯曲很容易，但是在我用喷灯对材料进行退火之前，不能在不破坏通道的情况下进行内侧弯曲。退火后需要进行一些矫直，因此最好只退火实际需要的钻头。只需用吹管即可保暖，直到它发出黯淡的光线并且不会变热。走得太远，融化它将是无益的。

一旦成形，框架就会被贴到模板上。

此处可以找到模板PDF。如果以1：1的比例打印（适合A3纸张），则定界符恰好为1米，以适应材料的长度。

步骤4：连接LED指示灯。

首先找出哪一端LED是阳极（连接到正电压）。在我的LED上，这是一个靠近塑料涂层末端的小孔。

这些端部都需要焊接到焊接到框架的导线上。我对布线模式并不完全满意，所以我不打算提出任何建议。将电线穿过您选择的孔，稍微拉紧并焊接到位。然后切掉多余的。我用我的Veropen作为电线的分配器和支架，部分原因是它是正确的绝缘类型（可以焊接而不剥离的类型，称为“自熔性”）

你然后可以开始建立数字，用氰基丙烯酸酯粘合剂在它们穿过框架中的孔的位置固定开关（阴极）电线。确保留出足够的长度，一直绕着框架进入底座/控制箱。

您可以互相支持电线以获得圆角，避免电线在数字前面通过。如果它们是电源线则焊接它们，如果切换电线则粘合它们。数字的角看起来像电线必须接触，但必要时很容易让它们彼此隔离。

步骤5：制作基座和框架脚

我制作了一个橡木底座，并加工了黄铜脚用于我的CNC车床上的框架。但是我确信，任何类型的盒子都可以，并且用于框架的3D打印脚可以正常工作。

用M5螺丝将支脚固定在从中心框架孔偏移的螺纹孔中。螺钉适合底座加工的槽。电线穿过相同的槽。这些槽允许调整脚的间距以设定导线中的张力（在某种程度上）。

其中一个螺钉还有一个孔眼和导线，为黄铜提供+ 80V电源帧。

天线支架和PCB支架的STL文件在我的Github上。

步骤6：制作并测试控制PCB

制作控制PCB在之前的Instructable中有所涉及。

我没有使用原理图，我在进行时编写了它。不过我事后做了一个原理图。

PDF格式或KiCAD

此原理图可能缺少Arduino草图已经编码的一些错误，并且可能有真正时钟缺少的额外错误。

要记住的重点是DC-DC转换器应连接到Arduino的V-in引脚，逻辑电源和无线电接收器应连接到稳压5V。这意味着Arduino和转换器可以从高达12V的任何PSU运行，逻辑仍然只能看到5V稳压。

步骤7：将数字安装到基座并排除所有线路。

通过少量磁带暂时将导线固定在通道中，可以将许多绞合线引入基座。我使用了一个可调节的升压转换器来确定哪个线是哪个。我首先把它设置为一个电压，它只是点亮松散的LED灯丝，然后通过一个框架孔戳出正输出。然后，通过将漆包铜线末端的切割端接触转换器的负电源线，我可以看到每个LED对应的段。然后，我将电线压入一个引脚，并在一定程度上插入连接器。

压接后端子不导电，它们也需要焊接以突破搪瓷绝缘层。焊接完成后，销钉被推回原位。

步骤8：Flash Arduino

有两个草图，一个用于运行时钟，另一个只是在每个通道上运行0到9的数字。

此测试草图将允许您确定需要交换输出引脚中的哪些标头，以及是否需要交换任何BCD数据线。 （如果你看一下草图，你会看到我需要交换几个通道，因为布线傻瓜，这些更容易在软件中修复）。

步骤9：等待无线电同步

无线电时钟需要获取一分钟的数据。 Arduino草图闪烁数十小时数字的中心条以回显传入的无线电数据，分钟显示有多少无故障数据位已到达。如果它达到60那么就有好的数据并显示时间。

本着充分披露的精神，这是一个模拟。当我从Mac的USB供电时，以及在某处不上镜时，我似乎只能让它同步。在实际数据的情况下，一秒脉冲是不同的长度，以编码二进制。

还有一个懒惰的元素（它发光，但比其他元素更暗）LED本身是好的。我担心驱动芯片有问题，但我会先尝试重新连接漆包铜。 （实际上我可能只会运行额外的电线）

第10步：完成。

电线可以固定在通道中，剥线绝缘长度为1.5mm2左右。但要注意不要损坏细线。