百元成本,DIY 一个 ESP32-S3 驱动的炫酷 IV-18 荧光管时钟

前段时间分享了 HV5812 驱动 IV-18 荧光管(见 使用 C 语言位运算和宏,编写一个可自由配置的 HV5812 + IV-18 荧光管驱动),这段时间把固件和外壳搞了搞,总算是差不多做完了,桌上又多了个吃灰的摆件 😃。

在这次开发过程中,固件也是继续尝试了使用 AI 编写,体验还不错,不再需要为配网 + Web 配置界面这些烦琐的事花太多时间了。

成品效果

 

元件选型

做这个 IV-18 桌面时钟,元件中主要的成本就是 IV-18 荧光管本身了,占了绝对的大头。

  • 荧光管:IV-18 真空荧光管透明基板版本,约 95 元
  • 主控:ESP32-S3 Zero 开发板,21 元
  • DCDC 升压芯片:XL6007,7 毛
  • LED 高压驱动:HV5812,6 元
  • 其他阻容:算 5 元吧

PCB 还是老样子,嘉立创每月两样免费打样,外壳 3D 打印也不算了,总成本大约在 130 元,也算是百元上下了 😃。

PCB 设计

在之前的文章中已经介绍过 IV-18 荧光管的驱动板设计,主要就是 XL6007 升压电路用于提供 IV-18 点亮需要使用的 50V 电压,以及能够接受 50V 高压的 LED 驱动芯片 HV5812。

相比于参考的开源项目,HV5812 与 IV-18 连接的引脚有所变动,这也顺便把 HV5812 的驱动代码调整了一下,通过宏定义来方便地修改 HV5812 与 IV-18 的连接关系,而不影响实际字符的显示。

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主控板 PCB

本来还想说主控芯片要不要用 WCH CH32V003,毕竟时钟这个应用场景,实在是不需要太多的算力,但是后来考虑不能就是简单的时钟,还能联网显示消息后,还是选择了 ESP32。

这次就没有用 ESP32 模组了,直接用了 ESP32-S3 Zero 开发板,尺寸和模组差不多,但是省去自己焊接 LDO、USB Type-C、复位电路等麻烦事了。

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主控板和驱动板使用 2.54mm 排针连接,这样主控板可以全部用电铬铁手工焊接了 🙈。

PCB 焊接组装

驱动板面积小,元件多,一开始还是挺担心失败的,不过幸好一次成功了,驱动起来也没啥问题。可能因为本身 IV-18 的功率不算高,而且也不存在电流跳变的情况,DC-DC 电路布线差一点也没什么关系。

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主控板就省事了,ESP32-S3 开发板甚至偷懒只焊接了用到的引脚 🙈,例如 5V、GND 以及和 HV5812 通信的 GPIO。

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主控板和驱动板都焊接完之后就可以组装看一下效果了,之前怕单臂悬挑结构可能会下垂,在焊接 IV-18 荧光管的时候特地偏了一点,没想到差太多了,整体看上次效果有点往上翘了。

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外壳设计

在 OSHwHub 看到不少 IV-18 荧光管时钟的项目,大多数都是两侧支撑的结构,以及主要驱动电路在底部 PCB 上,显得有些累赘,就想换种形式,使用单侧支撑,另外一侧悬挑的结构。

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固件开发

这次 ESP32-S3 + IV-18 的时钟固件,除了 HV5812 驱动部分在之前已经写好了, 其他的联网、显示、配置界面,都是用 AI vibe coding 出来的。

AI 生成的配置界面也像模像样的,换成手写也要花一点点时间。

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这次用了 CLI Agent 模式,相比之前使用 Manus 编写固件,感觉整体过程更可控,可以实时看到进展,并且随时可以调整。

以后类似偏用户应用类型的小型项目固件,似乎都可以使用 AI 来搞了,嵌入式领域也有不少开源项目,AI 应该拥有比较多的训练数据,在做一些重复类型的工作上,可以提升不少效率。

组装完成

组装完成,插电,开机~

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参考资料

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