單片機霓虹燈設計

【摘　要】　介紹了基于EM78P447SB單片機、自制光電耦合器制作的低成本高性能霓虹燈控制器的線(xiàn)路、工作原理、編程方法和使用經(jīng)驗。該控制器具有相當高的性?xún)r(jià)比。

1　引　言

霓虹燈控制器屬于定制產(chǎn)品，很難工廠(chǎng)化批量生產(chǎn)。由于市場(chǎng)競爭日趨激烈，該產(chǎn)品的高利潤時(shí)代已經(jīng)結束，市場(chǎng)迫切需要低成本高性能的霓虹燈控制器制造技術(shù)。臺灣義隆電子公司生產(chǎn)的EM78P447SB單片機是一次寫(xiě)錄的芯片，內部有4K的ROM，振蕩脈沖外圍線(xiàn)路僅是一個(gè)電阻和一個(gè)電容，有三個(gè)口24位輸出控制，性?xún)r(jià)比相當高，非常適合制作霓虹燈程序控制器。但用單片機制作的霓虹燈程序控制器一般都需要光電耦合器實(shí)現高低壓隔離，防止程序跑飛死機。市場(chǎng)上光電耦合器價(jià)格一般都比較高。為了降低成本，在保證高低壓隔離能力沒(méi)有降低的前提下，本設計采用自制的光電耦合器。同時(shí)，為進(jìn)一步降低成本，該霓虹燈控制器的花樣變化速度調節及全亮維修功能均采用不增加硬件成本的方法，這樣，進(jìn)一步提高了性?xún)r(jià)比。

霓虹燈是一種冷陰極輝光放電管，其幅射光譜具有極強的穿透大氣的能力，色彩鮮艷絢麗、多姿，發(fā)光效率明顯優(yōu)于普通的白 熾燈，它的線(xiàn)條結構表現力豐富，可以加工彎制成任何幾何形狀，滿(mǎn)足設計要求，通過(guò)電子程序控制，可變幻色彩的圖案和文字 受到人們的歡迎。

霓虹燈的亮、美、動(dòng)特點(diǎn)，是目前任何電光源所不能替代的，在各類(lèi)新型光源不斷涌現和競爭中獨領(lǐng)風(fēng)騷。由于霓虹燈是冷陰極輝光放電，因此一支質(zhì)量合格的霓虹燈其壽命可達20000--30000小時(shí)。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，霓虹燈的品種、規格也已基本系列化，可供各種用途的選擇，其質(zhì)量已逐步向國際水平靠攏，隨著(zhù) 我國加入WTO與國際水平的差距將越來(lái)越小，在不久的將來(lái)必將趕超國際先進(jìn)水平，但在目前市場(chǎng)競爭的條件下，也確有少數廠(chǎng)商 缺乏誠信，在一些用戶(hù)不懂霓虹燈的性能、質(zhì)量的情況下，生產(chǎn)、制作低劣產(chǎn)品在市場(chǎng)上低價(jià)傾銷(xiāo)，影響霓虹燈的聲譽(yù)。 為了使大用戶(hù)熟悉霓虹燈，了解霓虹燈，我們在此簡(jiǎn)要介紹一些霓虹燈的品種、規格以及制作霓虹燈的主要器材，以幫助用戶(hù)識別 “霓虹燈”的優(yōu)劣。

霓虹燈的主要部件:

1、霓虹燈管：

（1）以規格分：有6、7、8、9、10、12、15、18、20毫米等粗細。

（2）以玻璃材質(zhì)分：

①鈉玻璃管（或稱(chēng)石灰料玻璃管）這種玻璃管穩定性差，受潮后極易變質(zhì)、泛堿（風(fēng)化），牢度差易爆裂。目前在我國使用此種材料的約占80%左右。

②鉛玻璃管（又稱(chēng)紅丹料玻璃管）其熱性能、機械性能、電性能、化學(xué)穩定性能、真空性能和光學(xué)性能優(yōu)于鈉玻璃，其耐候性、使用壽命大大超過(guò)鈉玻璃，目前國際上通用大都是這種鉛玻璃管，我國目前使用量已達20－30%左右，凡是追求質(zhì)量好的制作廠(chǎng)家，用戶(hù)都選用鉛管制作霓虹燈。鉛玻璃又以含鉛量多少分為：重鉛玻璃、中鉛玻璃和輕鉛玻璃。

③ 彩色玻璃管，這種玻璃管，在拉制玻璃管時(shí)已充入染料，生產(chǎn)出的玻璃管已呈彩色玻璃管。

（3）以霓虹燈管內涂熒光粉材料分：

①目前使用的多數霓虹燈管?chē)娡康氖?ldquo;普通熒光粉”，這種粉價(jià)格比較便宜，一般也能滿(mǎn)足各種色彩的要求。

②“三基色”熒光粉，（也稱(chēng)稀土熒光粉）與普通熒光粉比較，其亮度、色度、鮮度更佳。

（4）噴涂熒光粉的工藝又分水涂和膠涂二種。

①水涂即用醇，酮溶濟混合熒光粉噴涂在燈管內壁，讓其自然干燥。 ②膠涂即用膠液混合熒光粉噴涂，再用烘箱烘干，其粘度、牢度大大優(yōu)于水涂粉管。 目前先進(jìn)國家大都有采用三基色膠涂含鉛玻璃管制作霓虹燈，我國目前已有部分廠(chǎng)商使用這種霓虹燈管。

2、霓虹燈變壓器

（1）霓虹燈漏磁變壓器，（又稱(chēng)電感變壓器、鐵芯變壓器）其特點(diǎn)是：可靠性好，負載燈管亮度高，光色一致，壽命長(cháng)，缺點(diǎn)是比較 笨重，目前國外及上海的戶(hù)外霓虹燈大多數采用這種變壓器。 電感變壓器的規格有：3KV、6KV、9KV、12KV、15KV、18KV。

（2）電子變壓器（也稱(chēng)高頻冷啟動(dòng)管形放電燈（霓虹燈）電子轉換器或霓虹燈電源）其優(yōu)點(diǎn)是：重量輕、制造方便、節約金屬材料，目前國內生產(chǎn)電子變壓器質(zhì)量穩定，有一定規模，其中有的企業(yè)還批量出口。但有不少單位生產(chǎn)的電子變壓器亮度達不到應有亮度，在 室外使用就有點(diǎn)相形見(jiàn)拙。 電子變壓器又分直流和交流二種，直流電子變壓器由于單向導通往往會(huì )產(chǎn)生燈管一頭亮一頭暗的情況。又因電子變壓器輸出頻率會(huì )受到 負載燈管長(cháng)度的影響，在同幅霓虹燈中，由于每筆燈管長(cháng)短不一也會(huì )產(chǎn)生燈色不勻等現象。有些生產(chǎn)廠(chǎng)家為了降低成本，不愿采用高質(zhì) 量高 品質(zhì)的電器元件，而且加工工藝簡(jiǎn)陋，故可靠性差，壽命短。 電子變壓器的規格有：40W、60W、80W、100W等規格，也有稱(chēng)4米機、6米機、8米機、10米機、12米機等。 要真正生產(chǎn)符合霓虹燈使用要求的電子變壓器也是可以做到的，但其價(jià)格就會(huì )接近電感變壓器的價(jià)格，為了低價(jià)競銷(xiāo)，獲取市場(chǎng)份額， 一些廠(chǎng)商犧牲霓虹燈的亮度、可靠性、壽命來(lái)獲得市場(chǎng)利潤。