Hangszintmérő egy újrahasznosított VFD -ből: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A VFD - vákuum fluoreszkáló kijelző, a Display Technology dinoszauruszának fajtája, még mindig szép és hűvös, megtalálható sok elavult és elhanyagolt otthoni elektronikai eszközben. Akkor dobjuk ki őket? Nem, még használhatjuk őket. Egy kis erőfeszítésbe került, de megéri.

1. lépés: Ismerje meg a kijelzőt

A VFD három fő részből áll

- Szál (kék)

- Kapuk (zöld)

- Foszforral bevont lemezek (sárga), amelyek világítanak, amikor elektronok ütik őket.

Az elektronok az izzószálról a lemezekre haladnak, áthaladva a kapukon. Ahhoz, hogy ez megtörténhessen, a lemeznek 12-50 V -kal pozitívabbnak kell lennie, mint az izzószál (a negatív elektronokat a pozitív oldal felé húzzák). A kapuk lehetővé teszik az elektronok átrepülését, ha feszültségük közel van a lemezek feszültségéhez. Ellenkező esetben, ha a kapuk feszültsége alacsony vagy negatív, az elektronok visszapattannak, és nem érik el a lemezeket, így nincs fény.

Ha alaposan szemügyre veszi a kijelzőt, látni fogja, hogy a kapuk (a pontozott fémlemezek) több lemezt takarnak (a kijelzőelemek mögött), így egy kapu számos kijelzőelemet vált. Számos lemez is össze van kötve egy tűn. Ez mátrixot eredményez, amelyet multiplex módon kell futtatni. Egy -egy kapun átkapcsol, és bekapcsolja a lemezeket, amelyeknek világítaniuk kell a kapu alatt, majd be kell kapcsolni a következő kaput és néhány más lemezt.

A kijelző teszteléséhez keresse meg az izzószálakat - általában a legkülsőket -, és kb. 3 V -ot tegyen rá, 2 AA elemmel. Ne használjon nagyobb feszültséget, mert ez megfújhatja a finom szálakat. Ekkor a vezetékek vörös izzó stribákként válnak láthatóvá, sok feszültséggel szoktál!

Ezután helyezzen 9/12/18V -ot (2x 9 V -os elem) egy kapura és egy tányérra (csak nézzen bele a kijelzőbe, ahol a fémkapu csapjai vannak), ez valahol megvilágít egy kijelzőelemet.

A képeken egyszerűen (szinte) minden kaput és anódot 12V -ra kötöttem, ez mindent bekapcsol.

Jegyezzen fel néhány megjegyzést arról, hogy melyik kijelző melyik szegmense világít! Erre szükség lesz a kijelző csatlakoztatásához és programozásához.

2. lépés: 1. kihívás: HighVoltage

Amint azt az Elméletben láttuk, a lemezeknek/kapuknak 12-50 voltos feszültségre van szükségük ahhoz, hogy vonzóak legyenek az elektronok számára, és jól megvilágítsák a foszfort. A fogyasztói készülékekben ezeket a feszültségeket általában a fő transzformátor egy másik füléről veszik. Barkácsemberként nincsenek extra fülekkel rendelkező transzformátorok, és amúgy is az egyszerű 5V -os USB -tápegységeket részesíted előnyben:)

Egy multiplexelt mátrix kijelző futtatásakor több feszültségre van szükségünk, amikor a tesztünkből származó ~ 12 V -ot kapunk, mivel a kijelző szegmensek csak röviddel egymás után világítanak, ami tompító hatást eredményez (PWM stílus 1: NumberOfGates arányban). Tehát 50V -ra kell törekednünk.

Számos áramkör képes 5V -ról 30V -ra, 50V -ra növelni a feszültséget, de a legtöbb csak kis mennyiségű energiát szolgáltat, például néhány mA@50V -ot a következő lépésekben bemutatott meghajtó számára, amely felhúzó ellenállásokat használ, ez nem elegendő. Végül az egyik cheep Voltage Booster áramkört használtam, amely megtalálható az Amazon -on vagy az eBay -en (keressen rá az "XL6009" kifejezésre), az 5 V -ot ~ 35 V -ra konvertálja nagy árammal, ami elég jó.

Ez az XL6009 alapú eszköz ellenállás cseréjével ~ 50V kimenetre képes. Az ellenállást a képeken piros nyíl jelöli. Kereshet az XL6009 adatlapján is, amely tartalmazza a kimeneti feszültség kiszámításához szükséges információkat.

3. lépés: 2. kihívás: Szerezze be a szálat

A szálat körülbelül 3 V feszültséggel kell meghajtani (a kijelzőtől függően). Lehetőleg váltakozó áramú, és valahogy középen ragasztva a GND -hez. Puh, 3 kívánság egy sorban.

Ismét az eredeti Eszközökben ezt a transzformátor fülével és valamilyen Z -dióda -csatlakozással a GND -hez vagy más, még furcsább helyen (például -24V -os sín) érnék el

Néhány kísérlet később azt tapasztaltam, hogy a GND feletti egyszerű váltakozó feszültség elég jó. Az egyenáramú feszültség, mint 2 AA elem, szintén működik, de fényerő -gradienst generál a VFD egyik oldaláról a másikra, ezek néhány példa a youtube -on, amikor a "VFD" -t keresi.

A megoldásom

A váltakozó áramú feszültség megszerzéséhez ez egy olyan feszültség, amely folyamatosan megváltoztatja polaritását, használhatok H-Bridge áramkört. Ezek nagyon gyakoriak az egyenáramú motorokat vezérlő robotikában. A H-híd lehetővé teszi a motor irányának (polaritásának) és sebességének megváltoztatását.

Kedvenc barkács elektronikai beszállítóm egy kis "Pololu DRV8838" modult kínál, amely pontosan azt teszi, amit szeretnék.

Az egyetlen szükséges bemenet a tápellátás és az óraforrás, így a dolog folyamatosan kapcsolja a polaritást. Óra? Kiderült, hogy egy egyszerű RC elem a negatív kimenet és a PHASE bemenet között oszcillátorként működik.

A képen a motor meghajtójának csatlakozása látható, hogy váltakozó feszültséget generáljon a VFD szálhoz.

4. lépés: Interfész 5V logikával

Most megvilágíthatjuk az egész kijelzőt, remek. Hogyan jelenítsünk meg egyetlen pontot/számjegyet?

Minden kaput és anódot egy adott időpontban át kell kapcsolnunk. Ezt multiplexelésnek hívják. Láttam néhány más oktatóanyagot erről itt. Pl. (Https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

A VFD -n sok csap van, mindezt különböző értékekkel kell meghajtani, ezért mindegyikhez szükség lesz egy csapra a vezérlőn. A legtöbb kis vezérlőnek nincs ennyi csapja. Tehát portbõvítõként használjuk a shift regisztereket. Ezek egy órával, egy adattal és egy választó vonallal csatlakoznak a vezérlő chiphez (csak 3 érintkező), és kaszkádozhatók, hogy a szükséges számú kimeneti tűt biztosítsák. Egy Arduino felhasználhatja SPI -jét, hogy hatékonyan sorosítsa az adatokat ezekre a chipekre.

A kijelző oldalán erre a célra egy chip is található. A "TPIC6b595" ez egy váltóregiszter nyitott leeresztő kimenetekkel, amely 50 V -ig képes kezelni. A nyitott leeresztés azt jelenti, hogy a kimenet nyitva marad, ha TRUE/1/HIGH értékre van állítva, és a belső tranzisztor aktívan az alacsony FALSE/0/LOW oldalra kapcsol. Amikor a kimeneti csapból ellenállást adunk a V+ (50V) feszültséghez, a csap felhúzódik erre a feszültségszintre mindaddig, amíg a belső tranzisztor nem húzza le a GND -re.

Az áramkör ezen váltóregiszterek 3 kaszkádját mutatja. Az ellenállás tömböket felhúzásként használják. Az áramkör tartalmazza az izzószál-kapcsolót (H-híd) és egy egyszerű feszültségfokozót is, amelyet később elutasítottak, és az XL6009 kártyára cserélték.

Lépés: Készítsen szintmérőt

Ehhez Dot mátrix kijelzőt használok, 20 számjeggyel és 5x12 képponttal számjegyenként. 20 kapuval rendelkezik, minden számjegyhez egy -egy, és minden pixelhez tartozik egy lemezcsap. Minden pixel vezérléséhez 60+20 egyedi vezérelhető csap szükséges, pl. 10x TPIC6b595 chip.

Nekem csak 24 vezérelhető csapom van a 3x TPIC6b595 -ből. Tehát egy csomó pixelt csatlakoztatok egy nagyobb szintű jelzőképponthoz. Valójában minden számjegyet 4 -re oszthatok, mert 20+4 tűt tudok szabályozni. 2x5 pixelt használok szintjelző lépésenként. Ezeknek a pixeleknek a csapjai össze vannak forrasztva, kissé kaotikusnak tűnik, de működik:)

PS: Most találtam ezt a projektet, ahol ezt a kijelzőt képpontosan vezérlik.

6. lépés: Az Arduino programozása

Amint említettük, a váltásregiszter hardveres SPI -hez lesz csatlakoztatva. A Leonardo pinout diagramján (Arduino képe) a csapokat "SCK" és "MOSI" nevezik, és lila színűek. A MOSI a MasterOutSlaveIn rövidítése, ott van a dátum sorosítása.

Ha másik Arduino -t használ, keresse meg a pinout diagramon az SCK -t és a MOSI -t, és használja ezeket a csapokat. Az RCK jelet a 2 -es érintkezőn kell tartani, de ez áthelyezhető, ha ezt is megváltoztatja a kódban.

A vázlat megszakítási szolgáltatásként futtatja az AD konvertert az A0 érintkezőn. Tehát az AD értékeket folyamatosan olvassuk és hozzáadjuk egy globális változóhoz. Néhány leolvasás után egy jelző van beállítva, és a fő hurok felveszi a hirdetési értéket, átalakítja azt, hogy melyik csap mit csinál, és áthelyezi az SPI -be a TPIC6b -be. és ismét olyan ütemben, hogy az emberi szem nem látja villogni.

Pontosan az a feladat, amire az Arduino készült:)

Itt jön a szintmérő kijelzőm kódja …

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

7. lépés: PCB

Készítettem néhány PCB -t ehhez a projekthez, csak hogy szép és tiszta legyen. Ez a NYÁK tartalmaz egy másik feszültségfokozót, amely nem szolgáltatott elegendő energiát, ezért nem itt használtam, hanem az 50 V -ot fecskendeztem be az XL6009 erősítőből.

A trükkös rész a VFD hozzáadása, mivel ezeknek minden formája lehet, megpróbáltam a NYÁK -t némileg általánosítani a VFD csatlakozó részében. Végül ki kell találnia a kijelző kimenetét, és valahogy be kell kötnie a vezetékeket, és végül egy kicsit módosítania kell a programkódot, hogy minden illeszkedjen egymáshoz.

A NYÁK itt érhető el: