Yenilənmiş bir VFD -dən səs səviyyəsi ölçən: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

VFD - Vakuum Floresan Göstəricilər, bir növ Ekran Texnologiyası Dinozavrı, hələ də olduqca gözəl və sərin, bir çox köhnəlmiş və baxımsız ev elektronika cihazlarında tapıla bilər. Onları ataq? Noooo hələ də onlardan istifadə edə bilərik. Bir az zəhmət çəkdi, amma buna dəyər.

Addım 1: Ekranı tanıyın

VFD 3 əsas hissədən ibarətdir

- Filament (mavi)

- Qapılar (yaşıl)

- Fosforla örtülmüş lövhələr (sarı) elektron vurduqda yanır.

Elektronlar filamentdən lövhələrə keçərək qapılardan keçirlər. Bunun baş verməsi üçün lövhə filamentdən təxminən 12 ilə 50V daha müsbət olmalıdır (mənfi elektronlar müsbət tərəfə çəkilir). Qapılar, elektronların gərginliyi lövhələrin gərginliyinə yaxın olduqda uçmağa imkan verəcəkdir. Əks təqdirdə, qapılar aşağı və ya mənfi gərginliyə malik olduqda, elektronlar sıçrayır və lövhələrə çatmır, nəticədə işıq yoxdur.

Ekrana yaxından baxdığınızda, qapıların (kəsikli metal lövhələr) birdən çox lövhəni (arxadakı ekran elementləri) əhatə etdiyini görəcəksiniz, buna görə də bir qapı bir sıra ekran elementlərini dəyişir. Bir neçə lövhə də bir pin üzərində birləşdirilir. Bu, bir matrislə nəticələnir və bunun multipleks şəkildə işlənməsi lazımdır. Bir anda bir qapını açırsınız və bu qapının altında yanmalı olan lövhələri açırsınız, sonra növbəti qapını və digər lövhələri açırsınız.

Ekranı sınamaq üçün filament sancaqlarını - ümumiyyətlə ən kənarını axtara bilərsiniz və 2 AA batareyadan istifadə edərək təxminən 3V tətbiq edə bilərsiniz. Daha yüksək gərginlik istifadə etməyin, bu incə filament tellərinə zərbə vura bilər. Sonra tellər qırmızı parlayan lentlər kimi görünür, çox gərginliyə alışmışsınız!

Sonra bir qapıya və bir boşqaba 9/12/18V (2x 9V batareyalar) tətbiq edin (metal qapılar üçün sancaqların olduğu ekrana baxın) bu bir yerdə bir görüntü elementini yandırmalıdır.

Şəkillərdə (demək olar ki) bütün qapıları və anodları 12V -a bağladım, bu hər şeyi işə salır.

Hansı pinin hansı ekran seqmentini yandırdığına dair bəzi qeydlər edin! Ekranı bağlamaq və proqramlaşdırmaq üçün bu lazım olacaq.

Addım 2: Çağırış 1: Yüksək Gərginlik

Teoriyada gördüyümüz kimi, Plitələr/Qapılar, elektronların cazibədar olması və fosforun gözəl bir işıqlandırması üçün 12 ilə 50 Volt arasında bir gərginliyə ehtiyac duyur. İstehlakçı cihazlarında bu gərginlik ümumiyyətlə əsas transformatordakı əlavə bir nişandan alınır. Bir DIY adamı olaraq əlavə nişanları olan transformatorlarınız yoxdur və hər halda sadə 5V USB təchizatına üstünlük verirsiniz:)

Daha sonra çoxmərtəbəli bir matris ekranı işləyərkən testimizdən ~ 12V olduqda daha çox gərginliyə ehtiyacımız var, çünki ekran seqmentləri bir -birinin ardınca qısa müddətdə işıqlandırılır və nəticədə qaralma effekti yaranır (1 nisbətli PWM tərzi: NumberOfGates). Buna görə 50V üçün hədəf almalıyıq.

Gərginliyi 5V -dan 30V -a qədər artırmaq üçün bir çox sxem var …, bu kifayət deyil. Amazonda və ya eBay -də tapa biləcəyiniz gerilim gücləndirici sxemlərdən birini istifadə edərək sona çatdım ("XL6009" axtarın), 5V -u yüksək cərəyanla ~ 35V -ə çevirir, bu da kifayət qədər yaxşıdır.

Bu XL6009 əsaslı qurğular, bir rezistor dəyişdirilərək ~ 50V çıxışı təmin edilə bilər. Rezistor şəkillərdə qırmızı oxla işarələnmişdir. Çıxış gərginliyini hesablamaq üçün lazım olan məlumatları ehtiva edən XL6009 məlumat cədvəlini də axtara bilərsiniz.

Addım 3: Çağırış 2: Filamenti Gücləndirin

Filament təxminən 3V ilə idarə olunmalıdır (ekrandan asılıdır). Tercihen AC və bir şəkildə ortada GND -yə yapışdırılır. Puh, bir sırada 3 dilək.

Yenə orijinal cihazlarda buna Transformator nişanı və bir növ Z -diodun GND ilə əlaqəsi və ya daha qəribə bir yerdə (-24V dəmir yolu kimi) nail olmaq olardı.

Bəzi təcrübələrdən sonra gördüm ki, GND -dən yuxarı sadə bir AC gərginliyi kifayət qədər yaxşıdır. 2 AA batareya kimi DC gərginliyi də işləyir, ancaq VFD -nin bir tərəfindən digərinə parlaqlıq qradiyenti yaradır, bunlar "VFD" axtardığınız zaman youtube -da bəzi nümunələrdir.

Mənim həllim

AC gərginliyi əldə etmək üçün bu, polaritesini daim dəyişən bir gərginlikdir, H-Bridge sxemindən istifadə edə bilərəm. Bunlar DC mühərriklərini idarə etmək üçün robot texnikasında çox yaygındır. H-körpüsü, bir motorun istiqamətini (polaritesini) və sürətini dəyişdirməyə imkan verir.

Ən çox sevdiyim DIY elektronika təchizatçısı, istədiyimi edən kiçik bir "Pololu DRV8838" modulu təklif edir.

Lazım olan yeganə giriş Güc və bir saat mənbəyidir, buna görə şey polariteyi daim dəyişir. Saat? Mənfi çıxış ilə PHASE girişi arasında sadə bir RC elementi ortaya çıxsa, bu iş üçün bir osilator kimi çıxış edə bilər.

Şəkil, VFD filamenti üçün AC gərginliyi yaratmaq üçün Motor sürücüsünün bağlanmasını göstərir.

Addım 4: 5V məntiqi ilə əlaqə qurun

İndi bütün ekranı yandıra bilərik, əla. Bir nöqtəni/rəqəmi necə göstərə bilərik?

Hər bir qapını və anodu müəyyən bir zamanda dəyişdirməliyik. Buna multipleksasiya deyilir. Burada bu mövzuda başqa dərslər gördüm. Məsələn (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

VFD -də çoxlu sancaqlar var, bunların hamısı fərqli dəyərlərlə idarə olunmalıdır, buna görə də hər birinin nəzarətçiyə bir pinə ehtiyacı var. Kiçik nəzarətçilərin çoxunda bu qədər pin yoxdur. Beləliklə, liman genişləndiriciləri kimi növbə qeydlərindən istifadə edirik. Bunlar nəzarətçi çipinə bir saat, məlumat və seçmə xətti ilə bağlanır (yalnız 3 sancaq) və lazım olduğu qədər çox çıxış sancağı təmin etmək üçün kaskadlaşdırıla bilər. Bir Arduino, məlumatları bu çiplərə səmərəli şəkildə seriyalaşdırmaq üçün SPI -dən istifadə edə bilər.

Ekran tərəfində də bunun üçün bir çip var. "TPIC6b595", açıq drenaj çıxışları olan, 50 V -a qədər işləyən növbəli reyestrdir. Açıq drenaj, TRUE/1/HIGH olaraq təyin edildikdə çıxışın açıq qalması və daxili tranzistorun FALSE/0/LOW aşağı tərəfə aktiv şəkildə keçməsi deməkdir. Çıxış pinindən V+ (50V) bir rezistor əlavə edərkən, daxili tranzistor GND -ə endirmədiyi müddətcə pin bu gərginlik səviyyəsinə qədər çəkiləcəkdir.

Göstərilən dövrədə bu keçid qeydlərindən 3 -ü kaskad təşkil edir. Rezistor massivləri yuxarı çəkmə kimi istifadə olunur. Dövrə, daha sonra rədd edilən və XL6009 lövhəsi ilə əvəzlənən filament güc dəyişdiricisi (H körpüsü) və sadə bir gərginlik gücləndiricisini də ehtiva edir.

Addım 5: Səviyyə ölçmə aparatının hazırlanması

Bunun üçün 20 rəqəmdən və hər rəqəm üçün 5x12 pikseldən ibarət Dot matrix ekran istifadə edirəm. Hər bir rəqəm üçün bir ədəd 20 qapısı var və hər pikseldə bir boşluq pin var. Hər bir pikseli idarə etmək üçün 60+20 fərdi idarə olunan sancaqlar lazımdır. 10x TPIC6b595 çipləri.

3x TPIC6b595 -dən yalnız 24 nəzarət olunan sancağım var. Beləliklə, bir dəstə pikseli daha böyük bir səviyyəli göstərici pikselə bağlayıram. Əslində hər bir rəqəmi 4 -ə bölə bilərəm, çünki 20+4 sancağı idarə edə bilirəm. Səviyyə göstərici addımı başına 2x5 piksel istifadə edirəm. Bu piksellər üçün sancaqlar birlikdə lehimlənir, bir az xaotik görünür, amma işləyir:)

PS: Ekranın piksel yönündə idarə olunduğu bu layihəni tapdım..

Addım 6: Arduino proqramlaşdırılması

Qeyd edildiyi kimi, keçid reyestri aparat SPI -yə qoşulacaq. Leonardonun pinout diaqramında (Arduino şəkli) sancaqlar "SCK" və "MOSI" adlanır və bənövşəyi görünür. MOSI, MasterOutSlaveIn üçün dayanır, orada tarix silsiləyə salınır.

Başqa bir Arduino istifadə edirsinizsə, SCK və MOSI üçün pinout diaqramını axtarın və yerinə bu pinləri istifadə edin. RCK siqnalı pin 2 -də saxlanmalıdır, ancaq bunu kodda dəyişdirərkən bu yer dəyişdirilə bilər.

Eskiz, AD0 çeviricisini A0 pinində bir kəsmə xidməti olaraq idarə edir. Beləliklə, AD dəyərləri daim oxunur və qlobal dəyişənə əlavə olunur. Bəzi oxunuşlardan sonra bir bayraq qoyulur və əsas döngə reklam dəyərini alır, onu hansı pinin nə etdiyinə çevirir və SPI -ə TPIC6b -ə köçürür. və yenə də insan gözünün titrədiyini görməyəcək dərəcəsi ilə.

Tam olaraq bir Arduino hansı iş üçün yaradıldı:)

Səviyyə ölçmə cihazımın kodu gəlir…

github.com/mariosgit/VFD/tree/master/VFD_T…

Addım 7: PCB

Gözəl və təmiz bir quruluşa sahib olmaq üçün bu layihə üçün bir neçə PCB hazırladım. Bu PCB -də kifayət qədər güc verməyən başqa bir gərginlik gücləndiricisi var, buna görə də burada istifadə etmədim və əvəzinə XL6009 gücləndiricisindən 50V vurdum.

Çətin hissə VFD -ni əlavə etməkdir, çünki bunlar PCB -ni VFD bağlayıcı hissəsində bir qədər ümumi hala gətirməyə çalışdığım hər cür forma sahib ola bilər. Sonda, Ekranınızın pinoutunu anlamalı və bir şəkildə naqilləri bağlamalı və nəticədə hər şeyi bir -birinə uyğunlaşdırmaq üçün proqram kodunu bir qədər dəyişdirməlisiniz.

PCB burada mövcuddur: