來源：IEEE Spectrum，編譯：lin

　　春節馬上就要到了，如果不想走親訪友，只想在家安安靜靜做一只技術宅，那么這篇文章或許可以給你一些啟發，陰極射線管也可以改造成炫酷時鐘！

　　近日，國外一位小哥 Stephen Cass 用 PIC 微控制器將舊的陰極射線管做成了時鐘，并將制作過程發布在 IEEE Spectrum，他究竟是怎么做到的呢，一起來看下吧~（含視頻哦）

　　還記得曾經有一種非常流行的粒子加速器嗎？成千上萬人投入到它的大規模生產中。工作中的工程師和科學家們，以及在家中客廳的人們，都會全神貫注地觀看一束亞原子粒子撞擊入熒光屏而形成的舞動光芒。這個引人注目的加速器當然就是顯像管（CRT）了，曾經在電子顯示技術領域獨霸鰲頭幾十年，直到被平板技術毫不客氣地拖入進了表里兼有的歷史垃圾堆中。

　　但是我們仍然可以找到些 CRT，結合 Howard Constantine 的 100 美元示波器時鐘套件你可以充分利用這些 CRT。該套件可與許多 CRT 配合使用，這些 CRT 被設計用于示波器類型的顯示器，并以相對較低的電壓（數百伏而不是數千伏）工作。

　　就像熟悉晶體管的工程師不知道放大管為何物一樣，如今的工程師對于 CRT 已然毫不熟悉，在此我們可能需要快速回顧幾個要點。示波器類的 CRT 與電視和大多數計算機顯示器中的 CRT 不同。電視類的 CRT 使用位于真空管外部的線圈產生的磁場來偏轉電子束，該電子束在整個屏幕上逐行掃描以形成所謂的光柵圖像。

　　示波器類型的 CRT 使用位于管內的兩對水平和垂直方向的板來使光束靜電偏轉：這種方法對于示波器很方便，因為模擬輸入電壓可以直接控制光束的垂直位置（盡管已經通過某些信號調節電路進行了濾波），而內部定時電路控制水平偏轉，這讓工程師可以看到隨時間變化的信號。

　　時鐘組件（從左到右）：

• 這個套件不附帶 CRT，但你可以從 eBay 等網站購買。這個套件可與許多不同的 CRT 一起使用：你會需要一個專用于示波器的低電壓的 CRT。我就使用 DG7-6 組裝了整個套件。
• 一個變壓器加整流器會產生 CRT 所需的大約 300 伏直流電。 時鐘本身可以通過跳線選擇工作在 110V 和 220V 電源上，并且可以自動檢測用作時基的交流電源的頻率。
• 時鐘由 PIC 微控制器驅動，所有組件均為通孔。
• 印制電路板上有用于存放其他可選配件的空間，例如備用電池，用于設置時間的 Wi-Fi 和 GPS 模塊。

　　光束的水平偏轉也可以通過第二個輸入電壓（稱為X-Y 或矢量模式）進行控制。這使得示波器 CRT 吸引了早期的計算機圖形學先驅，他們將它作為雷達防御網絡之類的顯示器投入使用。一些具有開創性的計算機游戲是使用矢量顯示方式制作的，這包括具有爭議性的第一個電子游戲，即 1958 年的《兩人網球》，以及 1979 年的大型街機游戲《小行星》。但是矢量顯示在顯示位圖或只是簡單的填充大面積純色區域時都遇到了困難，因此最終輸給了光柵顯示。

　　但是 CRT 矢量顯示器具有的一種獨特的外觀卻很難復制-尤其是當屏幕為圓形時，這是當年最容易制作的形狀。（讓我覺得有那么點諷刺意味的是，在工程師們花費數十年的努力創造了盡可能最完美的平面和矩形顯示器之后，智能手機制造商已經開始大肆宣傳那些能夠提供具有圓角的部分彎曲的屏幕。）

亞原子束：在 CRT 中，電子從陰極沸騰并加速并聚焦，然后再由電極操縱。

　　示波器時鐘套件讓你可以重現那種圓形外觀。該套件本身包括印制電路板和所有附帶的組件，其中包括兩個 PIC 微控制器，一個控制時鐘并生成圖形和文本，而另一個專用于定期在屏幕周圍移動時鐘以避免熒光體老化。

　　正常情況你需要自己購買封裝外殼和 CRT（eBay 通常有這些的東西的清單），因為 Constantine 的有限的庫存面積，只夠他用來出售完全組裝的鐘表，但他好心賣給我一個 7 厘米寬的 DG7-6，售價是 75 美元，以及一個丙烯酸封裝殼，售價是 40 美元。

　　擁有一個敞亮的外殼對我來說很重要，因為我希望能夠既展示顯像管的最佳效果，同時又能保障手指的相對安全。這很重要，因為即使 CRT 被認為是“低電壓”，整個電路的某些部分仍然有著 300 伏電壓呢。

　　或許是因為兒時的記憶，我在這件事上顯得格外膽小：當我開始對于用螺絲刀拆東西表現出極大興致時，我的父親，一名廣播工程師，常常講一些譬如在拔下電視機插頭后仍有人被電視機高壓電容器中存儲的電壓所傷，這類充滿真實色彩描述的故事，掐斷了我所有想對電視機進行的任何拆卸構想。

　　幸運的是，時鐘套件的相對較小的電容器對人體的危害更是小得多。盡管如此，如今甚至連 5V 電壓都會被作為電路熔點而避開，我還是建議大家在工作時要比以往更加謹慎，尤其是當組裝階段的板子插電后，確實需要用萬用表對其進行電壓測量。

　　焊接通孔元件非常直接簡單，由于最高的元件（一個變壓器）是首要元件之一，因此你可能需要使用某種電路板支架，而不是在工作時嘗試將電路板平放。但是最大的障礙來自于當我需要連接 DG7-6 CRT 時，時鐘套件提供 10 條用于 CRT 連接的引線，其中有兩條引線用于為加熱器燈絲提供幾伏交流電，使得陰極溫度升高到足以發揮熱電發射效應的程度，有一條引線具有約 295V 的恒定負電壓以提供陰極電流。有三條引線連接到 CRT 頸部的一系列加速和聚焦電極上面，剩下的四條引線連接到水平和垂直兩對偏轉板上。但是我的 DG7-6 只有 9 針引腳！

　　檢查 DG7-6 的數據表（我在 Frank Philipse 的精彩檔案中找到），表明陰極和加熱器燈絲的一側共用一個引腳。與 Constantine 進行了快速電郵溝通后，有了一種快速解決方案：我所要做的就是將陰極連接飛線到一根燈絲引線上。接著按照說明書的引導，我逐步完成了所需的校準步驟，在屏幕中心產生清晰明亮的測試點，而不是在側面產生模糊的暗色橢圓形斑點。

　　在組裝套件時，有兩個可選的 40 美元附加電路，Wi-Fi 模塊和 GPS 模塊，你可以選擇增加任何一個，這樣你就無需手動設置時鐘。 如果沒有這些模塊，時鐘會自動檢測它是否被插入了 50 或 60 赫茲的壁式插座，并使用該頻率作為參考時基。手動設置時鐘僅需按壓“快速設置”和“慢速設置”按鈕，直到時鐘顯示正確的時間即可。

　　最終的結果是一款引人注目的鐘表，它將 CRT 恢復到應有的位置：關注的中心。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的​新年Geek手工：废弃电视不要扔！拆掉显像管，改造一只炫酷矢量时钟的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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