מד רמה שמע מתוך VFD ממוחזר: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

VFD - תצוגות ניאון ואקום, סוג של דינוזאור של טכנולוגיית תצוגה, עדיין די נחמד ומגניב, ניתן למצוא במכשירי אלקטרוניקה ביתיים מיושנים ומוזנחים. אז נזרוק אותם? נו, אנחנו עדיין יכולים להשתמש בהם. זה עלה קצת מאמץ אבל זה שווה את זה.

שלב 1: הכירו את התצוגה

ל- VFD יש 3 חלקים עיקריים

- נימה (כחול)

- שערים (ירוק)

- לוחות (צהובים) מצופים בזרחן אשר מאירים כאשר הם נפגעים מאלקטרונים.

אלקטרונים עוברים מחוט נימה ללוחות ועוברים את השערים. כדי שזה יקרה, הצלחת חייבת להיות בערך 12 עד 50 וולט חיובית יותר מאשר נימה (האלקטרונים השליליים נמשכים לכיוון הצד החיובי). השערים יאפשרו לאלקטרונים לעוף דרכם כאשר המתח שלהם קרוב לזה של הלוחות. אחרת, כאשר לשערים יש מתח נמוך או שלילי, האלקטרונים מתנתקים ואינם מגיעים ללוחות, וכתוצאה מכך אין אור.

כשמסתכלים מקרוב על התצוגה תראו שהשערים (לוחות המתכת המנוקדים) מכסים לוחות מרובים (אלמנטים התצוגה מאחור), כך שער אחד מחליף מספר אלמנטים לתצוגה. מספר לוחות מחוברים גם יחד על סיכה אחת. התוצאה היא מטריצה, שצריך להריץ בצורה מרובעת. אתה מחליף על שער אחד בכל פעם וגם מדליק את הצלחות שאמורות להידלק מתחת לשער הזה, ואז להדליק את השער הבא ועוד כמה צלחות.

כדי לבדוק את התצוגה אתה יכול לחפש את סיכות נימה - בדרך כלל החיצוניות ביותר - ולהחיל עליה בערך 3V באמצעות 2 סוללות AA. אל תשתמש במתח גבוה יותר זה עלול לפוצץ את חוטי הנימה הדקים. ואז החוטים הופכים גלויים כשבילים זוהרים אדומים, פעם היית הרבה מתח!

לאחר מכן החילו 9/12/18V (2 סוללות 9V) לשער ולצלחת (פשוט הביטו לתוך התצוגה שבה נמצאים הפינים לשערי המתכת) זה אמור להאיר אלמנט תצוגה אחד איפשהו.

בתמונות פשוט חיברתי (כמעט) את כל השערים והאנודות ל 12V זה מדליק הכל.

רשום כמה סיכות שמאירות איזה קטע תצוגה! זה יהיה נחוץ לחיבור ותכנות התצוגה.

שלב 2: אתגר 1: HighVoltage

כפי שראינו בתיאוריה, הלוחות/השערים צריכים מתח של 12 עד 50 וולט כדי להיות אטרקטיביים עבור אלקטרונים ולקבל תאורה יפה של הזרחן. במכשירי צריכה בדרך כלל מתח זה נלקח מלשונית נוספת בשנאי הראשי. בתור בחור DIY אין לך שנאים עם כרטיסיות נוספות ואתה מעדיף אספקת USB 5V פשוטה בכל מקרה:)

לאחר מכן בהפעלת תצוגת מטריקס מרובעת אנו זקוקים ליותר מתח כאשר ~ 12V מהבדיקה שלנו, מכיוון שקטעי התצוגה מוארים רק זמן קצר אחד אחרי השני, וכתוצאה מכך אפקט עמעום (סגנון PWM עם יחס 1: NumberOfGates). אז אנחנו צריכים לכוון ל 50V.

ישנם מספר מעגלים להגברת המתחים החל מ- 5V עד 30V..50V, אך רובם מספקים רק כמות קטנה של הספק, כמו כמה mA@50V לנהג שאני מציג בשלבים הבאים, העושה שימוש בנגדי Pullup., זה לא מספיק. בסופו של דבר השתמשתי באחד ממעגלי מגביר המתח שאתה יכול למצוא באמזון או באיביי (חפש "XL6009"), הוא ממיר 5V ל ~ 35V עם זרם גבוה, וזה מספיק טוב.

ניתן לסרס מכשירים אלה מבוססי XL6009 להפלט ~ 50V על ידי שינוי הנגד. הנגד מסומן בתמונות עם חץ אדום. אתה יכול גם לחפש גליון נתונים של XL6009, המכיל את המידע הדרוש לחישוב מתח היציאה.

שלב 3: אתגר 2: הפעל את נימה

נימה צריך להיות מונע עם כ 3V (תלוי בתצוגה). רצוי AC ואיכשהו מוקלט באמצע ל- GND. פו, 3 משאלות בשורה אחת.

שוב במכשירים המקוריים זה יושג עם כרטיסייה על השנאי ואיזשהו חיבור דיודה Z ל- GND או במקום מוזר עוד יותר (כמו מסילה -24V)

כמה ניסויים מאוחר יותר גיליתי כי מתח AC פשוט מעל GND הוא מספיק טוב. מתח DC, כמו 2 סוללות AA, פועל גם הוא, אך הוא מייצר שיפוע בהירות מצד אחד של ה- VFD לשני, אלה הן כמה דוגמאות ביוטיוב כשאתה מחפש "VFD".

הפתרון שלי

כדי לקבל מתח AC, זהו מתח שמשנה כל הזמן את הקוטביות שלו, אני יכול להשתמש במעגל H-Bridge. אלה נפוצים מאוד ברובוטיקה לשליטה במנועי DC. H-Bridge מאפשר לשנות את הכיוון (הקוטביות) וגם את מהירות המנוע.

ספק האלקטרוניקה האהוב עלי DIY מציע מודול קטן "Pololu DRV8838" שעושה בדיוק מה שאני רוצה.

הקלט היחיד הדרוש הוא כוח ומקור שעון כך שהדבר מחליף קוטביות ללא הרף. שָׁעוֹן? מסתבר שאלמנט RC פשוט בין הפלט השלילי לקלט PHASE יכול לפעול כמו מתנד עבור הדבר הזה.

התמונה מראה את החיבור של נהג המנוע ליצירת מתח AC עבור נימה VFD.

שלב 4: ממשק עם לוגיקה של 5V

עכשיו אנחנו יכולים להאיר את כל התצוגה, נהדר. כיצד נציג נקודה/ספרה אחת?

עלינו להחליף כל שער ואנודה בזמן מסוים. זה נקרא ריבוב. ראיתי עוד כמה הדרכות בנושא זה כאן. למשל (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

ל- VFD שלנו יש הרבה סיכות, כל אלה חייבים להיות מונעים עם ערכים שונים, כך שכל אחד מהם יזדקק לסיכה על הבקר. לרוב הבקרים הקטנים אין כל כך הרבה סיכות. אז אנו משתמשים ברישומי משמרות כמרחיבי יציאות. אלה מתחברים עם שעון, נתונים וקו נבחר לשבב הבקר (3 סיכות בלבד) וניתנים להדפסה על מנת לספק כמה שיותר סיכות פלט לפי הצורך. Arduino יכול לנצל את ה- SPI שלו כדי לבצע סדרת נתונים ביעילות לשבבים אלה.

בצד התצוגה, יש שבב גם למטרה זו. ה- "TPIC6b595" זהו מאגר משמרות עם יציאות ניקוז פתוחות, המטפל עד 50V. ניקוז פתוח פירושו שהפלט נשאר פתוח כאשר הוא מוגדר ל- TRUE/1/HIGH וטרנזיסטור פנימי עובר באופן פעיל לצד הנמוך FALSE/0/LOW. בעת הוספת נגד מסיכת הפלט ל- V+ (50V) הסיכה תימשך עד לרמת מתח זו כל עוד הטרנזיסטור הפנימי לא יוריד אותו למטה ל- GND.

המעגל המוצג מפליג 3 ברשומות המשמרות הללו. מערכי הנגד משמשים כ- pull up. המעגל מכיל גם את מחליף החשמל של נימה (גשר H) ומגביר מתח פשוט שנדחה מאוחר יותר והוחלף בלוח XL6009.

שלב 5: הכנת מד רמה

לשם כך אני משתמש בתצוגת מטריצת Dot עם 20 ספרות ו -5x12 פיקסלים לכל ספרה. יש לו 20 שערים, אחד לכל ספרה ולכל פיקסל סיכת צלחת. שליטה בכל פיקסל תדרוש 60+20 סיכות ניתנות לשליטה, למשל שבבי 10X TPIC6b595.

יש לי רק 24 סיכות ניתנות לשליטה מ -3 x TPIC6b595. אז אני מחבר חבורה של פיקסל לפיקסל מחוון ברמה אחת גדולה יותר. למעשה אני יכול לחלק כל ספרה ל -4 כיוון שאני יכול לשלוט על 20+4 סיכות. אני משתמש 2x5 פיקסלים לכל שלב מחוון רמה. הפינים לפיקסלים האלה מולחמים יחד, נראה קצת כאוטי אבל זה עובד:)

נ.ב: בדיוק מצאתי את הפרויקט הזה שבו התצוגה הזו נשלטת פיקסל.

שלב 6: תכנות הארדואינו

כאמור מרשם המשמרות יהיה מחובר ל- SPI חומרה. בתרשים ה- pinout של הלאונרדו (תמונה מארדואינו) הסיכות נקראות "SCK" ו- "MOSI" ונראות סגולות. MOSI מייצג MasterOutSlaveIn, כלומר שם התאריך מסודר.

אם אתה משתמש ב- Arduino אחר, חפש בדיאגרמת pinout אחר SCK ו- MOSI והשתמש במקום זאת בסיכות אלה. האות RCK צריך להישמר על סיכה 2, אך ניתן להעבירו מחדש כאשר ישנו זאת גם בקוד.

הסקיצה מריצה את ממיר AD לפין A0 כשירות הפרעה. כך שערכי AD נקראים כל הזמן ומתווספים למשתנה גלובלי. לאחר כמה קריאות נקבע דגל והלולאה הראשית אוספת את ערך המודעה, הופכת אותו לאיזה סיכה עושה מה ומעביר אותו אל ה- SPI אל ה- TPIC6b. צריך לעדכן את עדכון התצוגה על כל הספרות/השערים מעל ושוב בקצב כזה שהעין האנושית לא תראה אותו מהבהב.

בדיוק סוג העבודה שעשו Arduino:)

הנה הקוד לתצוגת מד הרמה שלי …

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

שלב 7: PCB

הכנתי כמה PCB עבור הפרויקט הזה, רק בשביל לבנות יפה ונקי. לוח זה מכיל מגבר מתח נוסף אשר לא סיפק מספיק כוח, כך שלא השתמשתי בו כאן והזרקתי את ה -50 וולט ממגבר XL6009 במקום זאת.

החלק המסובך הוא הוספת ה- VFD, מכיוון שלכל אלה יכולות להיות כל מיני צורות שניסיתי להפוך את ה- PCB לגנרי במקצת בחלק מחבר ה- VFD. בסופו של דבר אתה צריך להבין את pinout לתצוגה שלך ולחבר את החיווט איכשהו ובסופו של דבר לשנות קצת את קוד התוכנית כדי שהכל יתאים.

ה- PCB זמין כאן: