Matës i Nivelit Audio Nga një VFD i Çiklizuar: 7 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

VFD - Ekranet fluoreshente vakum, një lloj Dinosauri i Teknologjisë së Ekranit, ende mjaft i bukur dhe i lezetshëm, mund të gjenden në shumë pajisje elektronike të vjetruara dhe të lënë pas dore. Pra, do t'i hedhim ato? Joooo ne ende mund t'i përdorim ato. Kushtoi pak përpjekje, por ja vlen.

Hapi 1: Njihni ekranin

Një VFD ka 3 pjesë kryesore

- Filament (blu)

- Portat (jeshile)

- Pllaka (të verdha) të veshura me fosfor të cilat ndriçojnë kur goditen nga elektronet.

Elektronet udhëtojnë nga filamenti në pllaka, duke kaluar portat. Që kjo të ndodhë, pllaka duhet të jetë rreth 12 deri 50V më pozitive se filamenti (elektronet negative tërhiqen drejt anës pozitive). Portat do të lejojnë që elektronet të fluturojnë kur tensioni i tyre është afër atij të pllakave. Përndryshe, kur portat kanë një tension të ulët ose negativ, elektronet tërhiqen dhe nuk arrijnë në pllaka, duke rezultuar në asnjë dritë.

Kur shikoni nga afër ekranin do të shihni se portat (pllakat metalike të pikësuara) mbulojnë pllaka të shumta (elementët e ekranit prapa), kështu që një portë ndryshon një numër elementësh të ekranit. Një numër pllakash janë gjithashtu të lidhura së bashku në një kunj. Kjo rezulton në një matricë, e cila duhet të ekzekutohet në një mënyrë të shumëfishtë. Ju kaloni në një portë në të njëjtën kohë dhe gjithashtu ndizni pllakat të cilat duhet të ndriçojnë nën këtë portë, pastaj ndizni portën tjetër dhe disa pllaka të tjera.

Për të testuar Ekranin, mund të kërkoni kunjat e fijeve - zakonisht më të jashtmet - dhe të aplikoni rreth 3V në të, duke përdorur 2 bateri AA. Mos përdorni tension më të lartë, kjo mund të fryjë telat me fije të hollë. Pastaj telat bëhen të dukshëm si shirita të kuq që shkëlqejnë, ju keni përdorur shumë tension!

Pastaj aplikoni 9/12/18V (bateri 2x 9V) në një portë dhe një pjatë (thjesht shikoni në ekranin ku janë kunjat për portat metalike) kjo duhet të ndriçojë diku një element të ekranit.

Në fotografi thjesht lidha (pothuajse) të gjitha portat dhe anodat në 12V kjo ndez gjithçka.

Merrni disa shënime se cila pin ndriçon cilin segment të ekranit! Kjo do të jetë e nevojshme për lidhjen dhe programimin e ekranit.

Hapi 2: Sfida 1: Tension i lartë

Siç kemi parë në Teori, Pllakat/Portat kanë nevojë për një Tension prej 12 deri në 50 Volt që të jenë tërheqës për Elektronet dhe të kenë një ndriçim të mirë të fosforit. Në pajisjet e konsumatorit ky tension zakonisht merret nga një skedë shtesë në transformatorin kryesor. Si një djalë DIY ju nuk keni transformatorë me skeda shtesë dhe preferoni furnizime të thjeshta 5V USB gjithsesi:)

Pastaj duke ekzekutuar një ekran matricë të shumëfishtë, ne kemi nevojë për më shumë tension kur ~ 12V nga testi ynë, sepse segmentet e ekranit ndriçohen vetëm njëra pas tjetrës, duke rezultuar në një efekt zbehje (stili PWM me një raport 1: NumberOfGates). Pra, ne duhet të synojmë 50V.

Ekzistojnë një numër qarqesh për të rritur tensionet nga 5V në 30V..50V, por shumica japin vetëm një sasi të vogël të energjisë, si disa mA@50V për drejtuesin që tregoj në hapat e ardhshëm, i cili përdor rezistencë tërheqëse, kjo nuk është e mjaftueshme. Përfundova duke përdorur një nga qarqet nxitëse të tensionit që mund të gjeni në Amazon ose eBay (kërkoni për "XL6009"), ai konverton 5V në V 35V me rrymë të lartë, e cila është mjaft e mirë.

Këto pajisje të bazuara në XL6009 mund të nxirren në dalje ~ 50V duke ndryshuar një rezistencë. Rezistenca shënohet në imazhe me një shigjetë të kuqe. Ju gjithashtu mund të kërkoni për një fletë të të dhënave të XL6009, e cila përmban informacionin e nevojshëm për llogaritjen e tensionit të daljes.

Hapi 3: Sfida 2: Merrni Fuqinë e Filamentit

Filamenti duhet të drejtohet me rreth 3V (varet nga ekrani). Mundësisht AC dhe disi të ngjitura në mes në GND. Puh, 3 dëshira në një rresht.

Përsëri në pajisjet origjinale kjo do të arrihej me një skedë në Transformer dhe një lloj lidhje Z -diode me GND ose diku edhe më të çuditshme (si një hekurudhë -24V)

Disa eksperimente më vonë zbulova se një tension i thjeshtë AC mbi GND është mjaft i mirë. Tensioni DC, si 2 bateri AA, gjithashtu funksionon, por prodhon një gradient shkëlqimi nga njëra anë e VFD në anën tjetër, këto janë disa shembuj në youtube kur kërkoni "VFD".

Zgjidhja ime

Për të marrë një tension AC, ky është një tension i cili ndryshon vazhdimisht polaritetin e tij, unë mund të përdor një qark H-Bridge. Këto janë shumë të zakonshme në robotikë për të kontrolluar motorët DC. Ura H ju lejon të ndryshoni drejtimin (polaritetin) dhe gjithashtu shpejtësinë e një motori.

Furnizuesi im i preferuar elektronik DIY ofron një modul të vogël "Pololu DRV8838" i cili bën pikërisht atë që unë dua.

E vetmja hyrje e nevojshme është Fuqia dhe një burim i orës kështu që gjëja ndryshon vazhdimisht polaritetin. Ora? Rezulton një element i thjeshtë RC midis daljes negative dhe hyrjes PHASE mund të veprojë si një oshilator për këtë gjë.

Imazhi tregon lidhjen e drejtuesit të motorit për të gjeneruar tension AC për fijen VFD.

Hapi 4: Ndërfaqja me logjikën 5V

Tani mund të ndriçojmë të gjithë ekranin, shkëlqyeshëm. Si të tregojmë një pikë/shifër të vetme?

Ne duhet të kalojmë çdo portë dhe anodë në një kohë të caktuar. Ky quhet multiplexim. Unë kam parë disa mësime të tjera në lidhje me këtë këtu. Për shembull (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

VFD -ja jonë ka shumë kunja, të gjitha këto duhet të drejtohen me vlera të ndryshme, kështu që secilit do t’i duhej një kunj në kontrollues. Shumica e Kontrollorëve të vegjël nuk kanë aq shumë kunja. Pra, ne përdorim regjistrat e ndërrimit si zgjerues të portit. Këto lidhen me një orë, një të dhënë dhe një linjë të zgjedhur me çipin e kontrolluesit (vetëm 3 kunja) dhe mund të vendosen në kaskadë për të siguruar sa më shumë kunja dalës sipas nevojës. Një Arduino mund të përdorë SPI -në e tij për të serializuar me efikasitet të dhënat në këto patate të skuqura.

Në anën e ekranit, ka një çip gjithashtu për këtë qëllim. "TPIC6b595" është një regjistër ndërrimi me dalje kullimi të hapur, i cili trajton deri në 50V. Kullimi i hapur do të thotë që dalja lihet e hapur kur vendoset në TRUE/1/HIGH dhe një tranzistor i brendshëm kalon në mënyrë aktive në anën e ulët FALSE/0/LOW. Kur shtoni një rezistencë nga kunja e daljes në V+ (50V) kunja do të tërhiqet deri në këtë nivel tensioni për sa kohë që tranzistori i brendshëm nuk e tërheq atë poshtë në GND.

Qarku i treguar kaskadat 3 të këtyre regjistrave të ndërrimit. Vargjet e rezistencës përdoren si tërheqës. Qarku gjithashtu përmban ndërruesin e filamentit (ura H) dhe një përforcues të thjeshtë të tensionit i cili më vonë u refuzua dhe u zëvendësua me tabelën XL6009.

Hapi 5: Bërja e një Nivelmetri

Për këtë unë përdor një ekran të matricës Dot me 20 shifra dhe 5x12 piksele për shifër. Ajo ka 20 porta, një për secilën shifër dhe çdo piksel ka një pin pllakë. Kontrolli i çdo pikseli do të kërkonte 60+20 kunja individuale të kontrollueshme p.sh. 10 çipa TPIC6b595.

Kam vetëm 24 kunja të kontrollueshme nga 3x TPIC6b595's. Kështu që unë lidh një bandë piksel me një piksel tregues të nivelit më të madh. Në fakt unë mund ta ndaj çdo shifër në 4 sepse mund të kontrolloj 20+4 kunja. Unë përdor 2x5 piksele për hapin e treguesit të nivelit. Kunjat për këto piksele janë ngjitur së bashku, duket pak kaotike, por funksionon:)

PS: Sapo gjeta këtë projekt ku ky ekran kontrollohet pikselisht..

Hapi 6: Programimi i Arduino

Siç u përmend, regjistri i ndërrimit do të lidhet me një SPI harduerike. Në diagramin pinout të Leonardo (Imazhi nga Arduino) kunjat quhen "SCK" dhe "MOSI" dhe duken ngjyrë vjollce. MOSI qëndron për MasterOutSlaveIn, që është atje data është serialized jashtë.

Nëse përdorni një Arduino tjetër, kërkoni diagramin pinout për SCK dhe MOSI dhe përdorni këto kunja në vend. Sinjali RCK duhet të mbahet në pin 2, por kjo mund të zhvendoset edhe kur e ndryshoni këtë në kod.

Skica drejton konvertuesin AD në pin A0 si një shërbim ndërprerjeje. Pra, vlerat AD lexohen vazhdimisht dhe shtohen në një ndryshore globale. Pas disa leximeve, një flamur është vendosur dhe laku kryesor merr vlerën e reklamës, e shndërron atë në cilën pin bën çfarë dhe e zhvendos atë në SPI në TPIC6b. Përditësimi i ekranit duhet të lakohet mbi të gjitha shifrat/portat dhe përsëri me një ritëm të tillë që syri i njeriut nuk do ta shohë atë të dridhet.

Pikërisht lloji i punës për të cilin u bë një Arduino:)

Këtu vjen kodi për ekranin tim të njehsorit të nivelit …

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

Hapi 7: PCB

Kam bërë disa PCB për këtë projekt, vetëm për të pasur një ndërtim të bukur dhe të pastër. Ky PCB përmban një përforcues tjetër të tensionit i cili nuk dha energji të mjaftueshme, kështu që unë nuk e kam përdorur këtu dhe në vend të tij kam injektuar 50V nga përforcuesi XL6009.

Pjesa e ndërlikuar është shtimi i VFD, pasi këto mund të kenë të gjitha llojet e formave, u përpoqa ta bëja PCB disi gjenerike në pjesën e lidhësit VFD. Në fund ju duhet të kuptoni vendndodhjen e ekranit tuaj dhe të lidhni instalimet elektrike në një farë mënyre dhe përfundimisht të ndryshoni kodin e programit pak për të bërë që gjithçka të përshtatet së bashku.

PCB është në dispozicion këtu: