旷日持久的制作开始了——家用时钟

d3b7 · 发表于 2011-5-14 00:13:48

去年就有这个想法，造一台安装在墙上的数字，采用镍氢电池供电，LED数码显示。没有用液晶显示的方案的原因是：大字符的液晶笔端屏难找，二是夜间的效果难以预料，背光搞不好不均匀就不好看了（背光也得LED，省电的优势就没了)。常见0.56寸的数码管作为墙上用的时钟就显小了，大块头的数码管就贵了很多，而且白色或者翠绿色的管子就更贵了。所以我准备用贴片白光LED来构成字符笔段，这种LED也省电。
第一步，是要设计预期的显示效果。一个笔划我觉得用三只LED就能看清楚了，所以经过一番手工布局之后是这样的：

每个笔划是3只1210封装的贴片LED串联组成，用白光LED的话工作状态下驱动电压6V是以上9V以下。这会用升压电路来提供。笔段驱动就用74HC164做静态驱动了，把和单片机电路的连线简化。所以电路是这样（两个数字）：

继续完成PCB的布局工作：

铺铜，这样做板子少腐蚀点。

因为是做单面板，引出线打孔从背面引出。其它部分随着制作过程进行再进行详细设计。数字显示的分成两块相同的PCB，用感光膜法制作。先生成黑白的版图（铜箔为白色）：注意因为是顶层的铜箔，生成图片要进行镜像（左右反一下）。

我是用600dpi分辨率打印胶片(film, 音译菲林)的，打印机是廉价的佳能iP1180。不过为了打印胶片，不得不又买了个一百多块钱的彩色墨盒（因为人家的喷头在墨盒上）。打印出来的效果：

制版的详细过程在第5#楼。这是腐蚀完成的两块显示板PCB：

[ 本帖最后由 d3b7 于 2011-5-14 16:28 编辑 ]

中国机器 · 发表于 2011-5-14 01:24:48

进来鼓掌加油的，这个时钟预计工作电流是多大的？电池充电一次可以连续运行多长时间？

d3b7 · 发表于 2011-5-14 10:45:48

原帖由 中国机器 于 2011-5-14 01:24 发表
进来鼓掌加油的，这个时钟预计工作电流是多大的？电池充电一次可以连续运行多长时间？

这个还需要实测，依据LED的显示效果确定，如果每个LED 0.3mA的话整机估计10mA左右（3节镍氢供电）。夜间和白天需要的电流也不一样，还可以有省电模式比如人不在家的时候关闭显示。我希望充电一次用半个月以上吧。

原帖由 luosifu 于 2011-5-14 10:04 发表
有一个小建议，把透明有机玻璃做成字符段，磨砂，盖在LED上

嗯，那样更漂亮，但是实现起来有难度。我目前想的是外面用一整块茶色的有机玻璃做表面，但还不知哪儿能买到。

d3b7 · 发表于 2011-5-14 11:24:33

今天周末，阳光非常好，适合制版。
感光板的制作教程在网上有很多，一般来说淘宝上买感光膜的那里都有详细说明。这里就不加详述了。
首先在一块10cm*15cm的覆铜板上划分出两块显示板，准备切割

然后裁板。我是用钢锯锯的。裁下来之后用小锉刀对边缘稍加打磨。

接下来就准备贴感光膜了。比照板子的大小剪两块感光膜。覆铜板的表面要进行清洁，我用了细砂纸轻轻打磨，再用棉花沾酒精擦干净。

感光膜的两面都有透明的薄膜保护，揭掉其中一面之后，将膜贴到覆铜板上。边贴边用手指挤压，尽可能贴平整。网上的做法是用过塑机压一下，我没有过塑机，就垫上一张纸用烙铁烫烫。

我先前已经把胶片已经打印好了，下面要将打印的一面和铜箔紧贴，进行曝光。

若有两块有机玻璃板，将板子夹起来是最好的。我只有一个有机玻璃的盒子，拿盖子凑合了。把板子和胶片用透明胶带固定。

正面就是这样的，待会从这面进行曝光

在太阳光下曝光15秒之后，把板子拿下来，已经能看出线路了：

揭掉感光膜表面的另一张透明保护膜，把板子放入显影液进行显影。

显影还是比较快的，到这个程度的时候，就差不多了。

从液体中拿出来，此时板子上的线路比刚曝光后要清晰一些。

用水清洗后，未曝光的地方显露出铜箔

放入“环保刻蚀剂”进行刻蚀。溶液是刻蚀过多块小板子的了，已呈现淡蓝色。

刻蚀过后的效果

这块板子刻得不理想，有一些地方铜没有腐蚀掉，原因未知。以前用记号笔画板，氯化铁腐蚀的时候也遇到过。

好在本板子的线宽比较大，用刻刀补刀后就可以用了。

用脱膜剂泡一泡板子，把覆盖的感光膜洗掉，就是一块线路亮闪闪的PCB了。由于腐蚀不理想，需要用刀修一下，把该刻断的线条刻断。

下一步买元件，把显示板焊出来。

[ 本帖最后由 d3b7 于 2011-5-14 16:37 编辑 ]

xiaomu · 发表于 2011-5-14 11:55:05

1.干嘛还要买彩色墨盒？胶片上不是只需要黑色就可以了
我的是爱普生ME2，呵呵喷头和墨盒是分开的
2.胶片去哪里买到呢？
帮d3b7顶

d3b7 · 发表于 2011-5-14 12:04:27

因为佳能iP1180必须要彩色墨盒才能选择“光面照片纸”打印，否则只能用普通纸选项打印，打出来的胶片不能用，我已经失败过了。用了彩色墨盒，选光面纸打印，即使打灰度的图，从颜色看它也是用的彩墨打印的，打印速度也慢很多。
以前买这台打印机的时候，是冲着便宜，并没想到要打印胶片。以后彩盒用完了，就灌墨水试了。

[ 本帖最后由 d3b7 于 2011-5-14 12:05 编辑 ]

xiaomu · 发表于 2011-5-14 12:17:58

所有流程到這裡結束了，再來就可以鑽孔與焊接了，但必須要說的是，蝕刻液不止能洗一片板子，通常

可以洗非常多的電路，因此蝕刻液需要回收反覆使用，拿一個保特瓶到入即可，下次要蝕刻再倒出來。若是有發現蝕刻液的量少於650c.c.請加水補滿，但請不要超過650c.c.因為這會導致濃度不足，蝕刻時間上也會增加。
補充一點，目前市面上的蝕刻液分為兩種，一種為傳統使用的氯化鐵，另一種則為本範例使用的環保蝕刻液，但由於氯化鐵回收不易，噴到衣服洗不掉而且有很強的污染性，因此目前都改用環保蝕刻液。

最後要告訴大家，蝕刻液失效後需要還原，還原的話需要一包叫做廢液回收液的處理劑，你要是買的到

環保蝕刻液的地方一定也會賣，這一包一樣須先加水溶解，之後拿一個大於蝕刻用塑膠盆3 倍以上的塑

膠容器，將失效的蝕刻液與處理劑緩緩加入並攪拌，此時會出現藍色的泥砂狀，完全混和後再加入一些

清水攪拌均勻，等24 小時之後泥砂狀物質會沉澱，之後再用布過濾那些泥狀物就可丟於垃圾車，請大

家務必做這一項繁雜的手續，請不要直接倒入水溝這樣會破壞環境，喜歡D.I.Y.也要愛護地球喔！
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这是我找到感光板制作文档里面讲的哈哈，一会上
这个环保蚀刻液我在taobao上找到了，
但这个廢液回收液的处理劑到没见到，你见到了吗？

xiaomu · 发表于 2011-5-14 12:31:18

我找到的教程感光板制作教程文档pdf！

来自tw威尔斯电子制作网

PCB-DIY.part1.rar (340 KB, 下载次数: 1318)

PCB-DIY.part2.rar (340 KB, 下载次数: 1234)

PCB-DIY.part3.rar (45.23 KB, 下载次数: 982)

xiaomu · 发表于 2011-5-14 12:33:52

原帖由 d3b7 于 2011-5-14 11:24 发表
今天周末，阳光非常好，适合制版。
感光板的制作教程在网上有很多，一般来说淘宝上买感光膜的那里都有详细说明。这里就不加详述了。
首先在一块10cm*15cm的覆铜板上划分出两块显示板，准备切割
903606
然后裁板。 ...

蚀刻效果不好，是不是蚀刻液使用次数较多的缘故？

d3b7 · 发表于 2011-5-14 13:36:35

可能是铜箔表面有地方氧化的原因，也可能有显影后清洗不彻底的残留。
溶液还能用的，在这块腐蚀之后的溶液我又继续腐蚀了第二块，效果比这块还好。

[ 本帖最后由 d3b7 于 2011-5-14 16:29 编辑 ]

lxa000 · 发表于 2011-5-14 22:00:35

继续呀~~~~~~~~~~~~~

电子管电视机 · 发表于 2011-5-14 22:06:37

不错，开始计时没有

翌阳 · 发表于 2011-5-15 09:28:31

等整机的效果图。

lxa000 · 发表于 2011-5-15 13:19:07

我也上一个制作中的图~~~~~

zdfandwyh · 发表于 2011-5-15 20:38:48

LED电子万年历1901~2100年阴阳历自动转换,带节假日显示,节气显示等等

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