QS30-1 Nixie Module
QS30-1 Nixie Module for Arduino v2.0.0 | 辉光管显示模块【软件篇】
通过上一篇QS30-1 Nixie Module for Arduino v2.0.0 | 辉光管显示模块【硬件篇】的介绍，相信大家对辉光管显示模块v2.0.0的硬件有了相应了解。
但除了有相应的高压升压电路和逻辑驱动电路以外，还需要软件方面的配合才能让这些模块焕发夺目光彩，完成我们设计的应用。
先来回忆一下那种火红的朦胧：
本次新版本的辉光管显示模块，依旧是使用了两片74HC595芯片来实现串行数据通讯控制，对数字、LED颜色以及氖灯的控制实际上都是对74HC595芯片的控制。
在本文中，就以一个C51核心的单片机系统来对驱动软件进行简单的阐述，并给出具体驱动代码。
通过辉光管本身的应用来看，一共有0-9这10个数字要进行控制，另外还有RGB LED三个颜色要进行控制，以及2个氖灯要进行控制，共需要15bit的译码输出，根据原理图，两片74HC595共有16bit输出，对应的控制关系表如下：
QS30-1 Nixie Module
QS30-1 Nixie Module for Arduino v2.0.0 | 辉光管显示模块【硬件篇】
辉光数码管|Nixie tube，这种问世于上世纪的古老器件，已经令越来越多的爱好者着迷，相信浏览过我的博客的朋友都无法忘记那特有的显示效果…
由于辉光管的工作原理决定了她必须由170V的高压才能驱动，为了使更多喜爱她的朋友能够使用她来创作，不必去烦恼如何产生高压、如何整理高压逻辑驱动器，一年半之前我开发了QS30-1 Nixie Module v1.0.0，并且受到了很多国内外朋友的喜爱，也因此结识了许多世界各地对开源硬件着迷的朋友，收到他们作品照片的同时，也分享和体验了那份成就感。
更多关于老版本QS30-1 Nixie Module v1.0.0的信息和辉光管的详细介绍请移步：
- QS30-1 Nixie Module | 辉光管显示模块 介绍【硬件篇】
- QS30-1 Nixie Module | 辉光管显示模块 介绍【软件篇】
- QS30-1 Nixie Module | 辉光管显示模块 介绍【应用篇】
- Adapter for QS30-1 Nixie Module | 辉光管显示模块转接板
- QS30-1 Nixie Module for Arduino v1.0.1 | 新版辉光管显示模块
本次推出的v2.0.0版本的辉光管模块，针对v1.0.1版本进行了一些改进，主要体现在：
- 改进了升压电路方案，模块驱动电压由原来的12V DC改为5V DC。
- 采用体积更小集成度更高的逻辑器件，由双层PCB板改为单层PCB板设计。
- 整体厚度从57mm降低为44mm（含辉光管和陶瓷管座高度）。
辉光管升压模块|NixiePowerSupply
NCH6100HV 辉光管高压升压模块 | Nixie Power Supply
最后更新日期 | Latest Update 3/12/2018:
感谢微软工程师Kevin的详细评测！
A big thanks to Kevin, a Software Engineer at Microsoft, for his professional and detailed review. He did a great job making a nixie clock of his own, using my NCH6100HV as the high voltage module.
以下引用自他的文章 (原文链接 https://0x7d.com/2017/nixie-tube-clock/#Nixie_Power_Supply):“If you are looking for a good off-the-shelf power supply, YanZeyuan’s NCH6100HV is a pretty good choice. As a word of warning, don’t get the cheaper knockoffs as they use inferior components. The fake one I got was capable of sourcing ~200V but could only source 8mA compared to the 40mA from the NCH6100HV. The NCH8200HV is also a good choice if you are looking for a smaller high efficiency (86% @ 17mm × 18mm!) power supply.”
译文：如果你需要一款(辉光管)的电源，严泽远的NCH6100HV是个非常好的选择。不过需要注意，不要买市面上的假货。我买过的假货可以提供~200V的电压，但是只能提供8mA的电流，而严泽远的NCH6100HV可以提供40mA电流！如果你正在寻找体积更小、效率更高的辉光管高压电源，NCH8200HV也是一个很好的选择，他可以做到高达86%的转换效率，体积只有17mm x 18mm。
以下是购买链接 | Where to buy the genuine NCH products：
中国 China：
NCH6100HV: https://item.taobao.com/item.htm?id=22046131143
NCH8200HV: https://item.taobao.com/item.htm?id=556285148260
Direct in China 中国直销： Email yan@nixieclock.org
美国 USA：
Amazon 亚马逊：
NCH6100HV: https://www.amazon.com/gp/product/B074N5LVFH
NCH8200HV: https://www.amazon.com/gp/product/B074S2T7X3
Direct in US 美国直销：Email aiden@nixie.ai
原文：
辉光管绚丽的色彩源自辉光气体放电效应，但辉光气体放电的必要条件就是高电压，故很多喜爱辉光管的朋友在制作辉光管应用之前，往往止步于这个如何产生高压的问题；
从我最早的QS30-1辉光管时钟作品，到最新的IN-14辉光钟v2版一路走来，曾设计和更新了多种DC-DC高压升压电路；这一次，我把升压电路单独封装成高压升压模块，为各种不同电压和电流应用需求提供了方便可靠的能量源；
NCH6100HV高压升压模块是一款专为荧光管、辉光管、电平指示管等高压用电设备设计的高效率直流至直流变换器，它采用高性能固定频率电流控制模式控制器为核心，内置精密陶瓷可调电位器，输入电压范围12-24v，输出电压范围85-235v，并且具有外部控制引脚，能够方便的打开和关闭高压输出。
整个模块体积小巧，转换效率高，发热量低，并且带有免接线式输入/输出端子，使用方便，也可以使用标准的2.54mm间距插针将本模块方便的固定在其他电路板上。
先Show看一下整个模块的实物照片：
再看一下它的驱动能力：（下图为12颗前苏联产IN-18辉光管，阳极电压170v，阳极电阻6.8KΩ，符合IN-18推荐阳极电流4-6mA）
NixieShow辉光钟秀
红外线遥控器全新升级 | New IR Remote
相对于复杂的造型设计，我更追求简约的外形风格，所以，我的时钟作品几乎都采用红外线遥控器来进行控制；例如开关机、查看日期和闹钟以及温度、设置日期时间等等；
之前一直采用时下流行的超薄遥控器，她身材娇小，很薄，21个按键也能够满足需要，但通过这些年的观察发现，超薄薄膜型红外遥控器的寿命比较短，使用时间久了需要用力按压按键才能正常使用。
为此，经过对市场上众多同类产品的对比和筛选，Nixie Clock Home的新款红外线遥控器全新升级！
IV-22 VFD Module
Adapter for IV-22 VFD Module | 荧光管显示模块转接板
IV-22 VFD Module | 荧光管模块 设计之初就考虑到了外接电源与I、O接口的连接问题，同QS30-1辉光管显示模块一样，我也为她设计了专用的Adapter转接板。
原本，模块与模块之间均采用的是单排弯脚的8Pin排针和排母，这些针脚包括所有的控制I/O和电源接口，所以对于应用来讲，要连接电源适配器或者Arduino等控制模块需要朋友们自己动手用杜邦线连接，无法用MiniUSB线直接为模块供电，有了这个转接板，可以方便的使用DC3.5/1.35接口的直流电源或者MiniUSB接口直接为模块供电，见下图：
IV-22 VFD Module
IV-22 VFD Module for Arduino [hardware design]
VFD tube, vacuum fluorescent display, which was invented in Japan in 1967, typifies the display component of the vacuum electronic era.
Just as the Nixie Tube, VFD tube is also on the verge of extinction. It has been fade out from modern applications since the 1990’s. Young generations may have never seen its limpid cyan fluorescence, given life by the intelligence of the last century.
With the same concept of developing the Nixie Tube module for Arduino, in order to make the VFD tube reborn, combined antiquated electronics with modern technology, the VFD tube module is developed as independent blocks. Without headaches about high-voltage generation, logical driver, soldering, geekers can focus their time and energy on achieving the design idea of the final works. Meanwhile, for designers with no electronic background, Arduino is all they need, of which 4 I/O pins can supply full control on a dozens of VFD tube modules with individual RGB led background lights. Other MCU systems or developer kits would do the same.
Thanks aGuegu for testing my VFD tube moudle first-handed and developmet of its Arduino library.
The technology of VFD is still widely used nowadays, however, no more in tubes. VFD screen is Hi-fi equiment, Automobile instrument panels. This device consists of a hot cathode (filaments), anodes (phosphor) and grids encased in a glass envelope under a high vacuum condition. The cathode is made up of fine tungsten wires, coated by alkaline earth metal oxides, which emit electrons when heated by an electric current. These electrons are controlled and diffused by the grids, which are made up of thin metal. If electrons impinge on the phosphor-coated plates, they fluoresce, emitting light. Constract to the Nixie tube, it requires lower supply voltage, which means is safer and longer life expectancy.
This module application use model IV-22 (ИВ-22) VFD tube, dimensioned as a rectangle of 32mm * 22mm. It display on top with 12 pins. These batch of tube were mass manufactured in former Soviet Union during the Cold War, whereas, they are stored in warehouse corners and being forgotten. But its material guarantees its unlimited shelf life.
The specifications of IV-22 VFD tube:
1. High vacuum inside, unlike the inertia in nixie tube.
2. Lower vlotage requirement and energy consumption. The filament voltage is between 1.0 and 1.3 volt, working both on DC and AC. The voltage of anodes (phosphor) against grids is 22-30v. The current in filament is 100mA, while 4-10mA in grids.
3. Seven-segment digital display, can present decimal figures and basic letters.
4. Cyan colored, bright light with high contrast, visible even in daylight, and not Glare.
Check some photos, and more description comes afterwards.
IV-22 VFD Module
IV-22 VFD Module | 荧光管显示模块 介绍【硬件篇】
English version of this post: IV-22 VFD Module for Arduino [hardware design]
荧光数码管|VFD tube，最早于1967年诞生在日本，属于真空电子时代的显示器件的典型代表之一。
同辉光数码管(Nixie tube)一样，她也属于濒临绝迹的古老电子器件，也是电子技术发展的历史见证之一，上世纪末便淡出人们的视野；
但现如今，假如你真的见到那清澈透亮的淡绿色荧光，相信你一定会感叹当年的智慧竟能将冰冷的真空管赋予如此有生命力的色彩…
带着与辉光管同样的想法，为了赋予她新的生命，使古老的器件与现代技术相结合，这次依然把她们做成了一个个独立的显示模块，让喜爱她的朋友，把更多的精力和时间投入到创意和制作当中，而不必去烦恼如何产生高压、如何整理逻辑驱动、如何焊接和制作……同样，无需硬件基础，只需要一个最简单的单片机系统，或者Arduino系统板，4条IO口线，即可完成对几十个荧光管的显示控制，而且每个模块还带有一个RGB全彩LED可做背光显示。
首先还是要感谢aGuegu在第一时间协助测试荧光管显示模块，并开发了Arduino类库。
荧光显示(VFD | Vacuum Fluorescent Display)技术 在现如今仍旧大量应用，只不过已经不是这种真空电子管的表现形式，现代的VFD显示屏频频出现在高端的音响设备、智能终端以及高档仪器仪表上。荧光管内部有灯丝，在低电压作用下会向外射出电子，同时荧光管内部有一个栅极，电子在栅极的吸引下会加速射向阳极，当电子撞击到阳极上覆盖的荧光粉后，即发出淡绿色的可见光；相对辉光管来说，她的驱动电压更低，更安全，而且寿命和辉光管相比大大延长，所以，在荧光管诞生之后，辉光管便渐渐让位与她。
这次的荧光管显示模块采用的是前苏联产的IV-22（ИВ-22）型荧光数码管，类似长方体的玻璃管身，长32mm，宽22mm，顶部显示方式，插拔式12脚封装。这些荧光数码管在上世纪冷战时期曾经被前苏联大量制造，现如今都静静的躺在某些仓库的冰冷角落，但她的材料特性决定了她的保质期将是无限的长。
IV-22荧光数码管具有以下特点：
1、属于真空器件。内部为真空，不像辉光管内部有惰性气体。
2、较低的驱动电压。IV-22荧光管需要两组工作电压，一是灯丝电压，1v-1.3v之间，交直流均可；二是阳极和栅极电压，直流22v-30v左右，相对于辉光管来讲，驱动电压更低，更安全；并且工作电流很小，灯丝电流100mA左右，阳极电流在4-10mA之间。
3、采用7段显示排列。可任意组合为0-9的数字，或者简单的英文字母。
4、柔和的淡绿色。荧光粉固有的色彩，在阳光下依然能够清晰可变，清澈透亮但不刺眼。
还是先看一下实物图片，然后再做详细介绍吧：
QS30-1 Nixie Module
NixieModule登上《无线电》杂志封面…
同许多80后一样，告别纸质媒介已近十年…
回想起大学里必订的4本杂志《无线电》、《电子世界》、《电脑爱好者》、《中学科技》，恐怕现在已经被网络冲击的销量大不如从前；
但作为曾经的《无线电》忠实读者，而且有幸将自己的作品再次刊登在上面，并荣登封面，还是颇有喜悦之感！
这次刊登的作品是QS30-1 Nixie Module for Arduino，与官微宏(Agu’s Mill)一起从硬件设计到Arduino应用均进行了详细的介绍；
其实大部分内容均出自本博客相关的博文，有兴趣的朋友欢迎前去浏览。
在此感谢《无线电》杂志社，感谢各位朋友的关注与支持！
