自虐DIY-Stein;gate 世界線變動率探測儀

作者：咕嚕米│2013-05-25 22:31:58│巴幣：523│人氣：10862

說實在我到現在還是不相信我已經成功了，回頭一看從拿到第一份零件，居然過了快要11個月...
(థฺˇ౪ˇథ)<真是讓人開心的忍不住要罵髒話啊！！！
世界線變動律探測儀

這玩意原理說起來並沒有很難，困難的在於製作工具的使用（例如layout工具,除非你心臟很大顆，敢用麵包板）以及零件的取得
因為帶有小數點的NIX-14管台灣已經是完全找不到了，這裡退而求其次用了不帶小數點的NIX-16，這是露天就有在賣得現成模組，兩者的控制原理完全一樣，只差在多了根腳用來控制小數點

管子的結構是這樣的：

說明文件是俄文，製造地點是拉托維亞。
看起來很複雜，但他的工作原理非常簡單。從Anode(陽極)端推進140-170v的電壓

對，這東西需要高壓電才能動

不過電流量只需要ma等級，所以不用擔心DIY時會把自己電死，但電到仍然很痛就是了
其他的接腳只要接地，就會亮起對應的數字，例如將三跟腳接地，就會亮『0』，將第13根接地，就會點量右邊的小數點。

那首先需要的是變壓電路，有一顆很萬用的變壓IC叫做34063，這顆IC可以調整回授電阻，來達到輸入12v最高輸出40v的電壓。
但離希望的160V電壓還是差了很多，這可以用一個MOSFET以及一個電容來組成倍壓電路，結果就是下面的圖：

由SWE端接出來的那一大串就是倍壓電路，可以透過可變電阻分壓的方式來讓最後輸出達到希望的160v
實際上畫得電路圖是這樣：

要注意因為流過的電流很大，所以記得加大線寬，可以的話最好鋪銅。

再來是控制端。前面說了只要控制接地就可以控制數字。
這裡會遇到零件取得的問題，因為相關的控制IC已經全部停產，只能回頭找舊貨，也就是每完成一組這世界上就少一顆IC
前蘇聯生產，代號K155NAI，美規代號74141

避免手殘我總共叫了4顆，然後請務必使用IC座，那樣手殘時才不會整顆報廢
實際電路長這樣：

第二個問題會在接下來出現，我這組有六根燈管，如果要完整重現，那會有八根燈管。
那要如何一次控制多根燈管？
最土炮的辦法是每根燈管都掛一組控制迴路，但那樣不只控制的MCU接腳會不夠，成本跟電路難度都會暴增。這時候通常會使用一種稱為循序掃描的方式來控制。相關的知識直接google就會有答案，就不在多說。

總之就是每次只控制一根，但用非常快的速度輪流，這樣在人眼底下就會看成所有燈管一起亮

為了達到這個方式，我們必須能夠控制燈管的陽極端，這邊用的是很好取得的CD4028ic，以及MPSA 92/42兩顆BJT電晶體。搭配電阻，就可以形成一套陽極控制開關，輪流給予燈管電壓。
CD4208最多可以有10個輸出，所以要對應到八根燈管也沒有問題
實際的電路圖長這樣

就是這樣的連接方式！！(́>◞౪◟<‵)ﾉｼ真是超乎想像的簡單！（謎：你還不是摸了快一個月）

接下來就是軟體的部份了，原本的套件用的是萬年不死的80c4051，相信有唸過電子電機應該都有被這玩意跟組合語言折磨過。當然我們不要這樣折磨自己。
Arduino 登場

Arduino是現代化許多的MCU，而且有很多現成的套件可以直上，價格也還算可以接受（附圖的這組NT380）。預定的功能有：
日曆與時鐘，這樣才能大隱隱於市！！
世界線的變動律！！~~小數點什麼的腦補就可以了！！~~
神奇的遙控功能！那樣才可以躺在沙發上調時間跟選模式

上頭那跟立起來的東東就是時鐘與日曆所需要得RTC套件，用的是DS1302，有現盛得函式庫，也可以在斷電後繼續計時

MCU必須能夠控制CD4028以及74141，而原理也相當簡單。
這兩顆都是 BCD-to-Decimal Decoder ，意思就是給予二進位編碼，會輸出對應的時進位接腳。相關的DATA-sheet都可以在網路上免費取得，就不廢話
設計好對應Arduino的連接腳座，目前暫不把Arduion跟控制電路做完全整合，因為那難度太高了（layout手殘的意味）。光是目前這樣就已經很噁心了

電路試洗：

蝕刻液非常臭，臭到不行。
然後蝕課室裡發現不該出現的東西：

~~買醬油的梓喵~~哪個傢伙買了PVC還把紙箱丟這裡的！！！（╯‵□′）╯︵┴─┴
實際的成果不太好Orz，因為我規劃時用的是預設線寬（10mil）但機器的精度無法到這樣的程度，導致不少斷線，甚至整段消失。
那就先來驗證程式好了，亂七八糟的跳線

第一次點，先全部亮7
嗯～～神奇的意外，第一根不會亮....

在這裡解說一下，4028的接地端必須跟MCU共地，否則會無法判斷低準位，在給予二進位的『0』時會發生錯誤，當作完全沒有輸入
共地之後：

呼呼！！
藉著掛上RTC套件的副程式，透過序列port來設定時間

嗯亨嗯亨！！一次就成功讓我有點嚇到。我想我可能用光一輩子的好運了，隔壁油漆行一定很好奇那個瘋子凌晨一點半在鬼叫
在加上ZIgBee以及按鈕，就可以用無限傳輸的方式更新時間，~~或是選則充滿中二的世界線~~
請蝶祈當麻豆

電路圖的部份目前比較麻煩。因為免費份額被我用掉了，我不想花錢洗BETA版。~~所以徵求一位熟悉PROTEL dxp的助手，~~我需要把arduino以及rtc等等的統統整合在一起。要再去找熟悉layout的友人。

假設只想玩玩真空管時鐘的話，露天上有現成的套件，只要照著說明不要手殘，那就至少可以有以下的成果