Жоғары деңгейлі VFD дыбыс деңгейін өлшейтін құрал: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

VFD - вакуумды флуоресцентті дисплейлер, дисплей технологиясының динозавры, әлі де әдемі және керемет, көптеген ескірген және қараусыз қалған электроника құрылғыларында кездеседі. Сонда біз оларды тастаймыз ба? Жоқ, біз оларды әлі де пайдалана аламыз. Бұл аз күш жұмсады, бірақ бұл тұрарлық.

1 -қадам: Дисплеймен танысыңыз

VFD 3 негізгі бөліктен тұрады

- жіп (көк)

- Гейтс (жасыл)

- Фосформен қапталған пластиналар (сары), олар электрондардың әсерінен жанып тұрады.

Электрондар жіптен пластиналарға өтіп, қақпадан өтеді. Ол үшін пластина жіптен 12 -ден 50В -қа дейін оң болуы керек (теріс электрондар оң жаққа қарай тартылады). Қақпалар электрондардың кернеуі пластиналардың кернеуіне жақын болған кезде өтуіне мүмкіндік береді. Әйтпесе, қақпаларда кернеу төмен немесе теріс болғанда, электрондар секіріліп, пластиналарға жетпейді, нәтижесінде жарық болмайды.

Дисплейге мұқият қараған кезде, қақпалар (тесілген металл пластиналар) бірнеше пластиналарды (дисплей элементтерінің артында) жабылғанын көресіз, сондықтан бір қақпа дисплей элементтерінің санын ауыстырып қосады. Пластиналардың саны да бір түйреуішке біріктіріледі. Бұл матрицаға әкеледі, оны мультиплексті түрде жүргізу қажет. Сіз бір мезгілде бір қақпаны ауыстырып қосасыз, сонымен қатар осы қақпаның астында жанатын тақталарды қосасыз, содан кейін келесі қақпаны және басқа тақталарды қосасыз.

Дисплейді тексеру үшін сіз жіптің түйреуіштерін іздей аласыз - әдетте ең шеткі - және оған 2 АА батареясын қолдана отырып, шамамен 3 В қолданыңыз. Жоғары кернеуді қолданбаңыз, бұл жұқа талшықты сымдарды соқтыруы мүмкін. Содан кейін сымдар қызыл жарқыл тәрізді болып көрінеді, сіз бұрын кернеуге бейімделдіңіз!

Содан кейін қақпа мен табаққа 9/12/18В (2х 9В батареялары) қолданыңыз (металл қақпалар үшін түйреуіштер орналасқан дисплейге қараңыз), бұл бір жерде бір дисплей элементін жарықтандыруы керек.

Суреттерде мен барлық қақпалар мен анодтарды (дерлік) 12В -қа қостым, бұл бәрін қосады.

Қандай түйреуіш қай дисплей сегменті жанатыны туралы бірнеше ескертулер алыңыз! Бұл дисплейді қосу және бағдарламалау үшін қажет болады.

2 -қадам: 1 -міндет: Жоғары кернеу

Біз теорияда көргеніміздей, пластиналар/қақпалар электрондардың тартымды болуы үшін және фосфордың жақсы жарықталуы үшін 12 -ден 50 вольтке дейінгі кернеуге мұқтаж. Тұтыну құрылғыларында бұл кернеу әдетте негізгі трансформатордағы қосымша қойындыдан алынады. DIY жігіті ретінде сізде қосымша қойындылары бар трансформаторлар жоқ және сіз бәрібір қарапайым 5В USB жабдықтарын қолдайсыз:)

Содан кейін мультиплексті матрицалық дисплей іске қосылғанда, тесттен ~ 12В кернеу қажет, себебі дисплей сегменттері бірінен соң бірі жарықтандырылады, нәтижесінде күңгірттеу әсері пайда болады (PWM стилі 1 қатынасында: NumberOfGates). Сондықтан біз 50 В кернеуді көздеуіміз керек.

5 В -тан 30 В -қа дейінгі кернеуді 50 В -қа дейін көтеруге арналған бірнеше тізбектер бар, бірақ олардың көпшілігі тартылатын резисторларды қолданатын келесі қадамдарда көрсететін драйверге арналған бірнеше мА@50 В сияқты шамалы ғана қуат береді., бұл жеткіліксіз. Мен Amazon немесе eBay -ден таба алатын кернеуді күшейткіш тізбектердің бірін қолдануды аяқтадым («XL6009» іздеңіз), ол 5В ~ 35В жоғары токпен жақсы айналдырады.

Бұл XL6009 негізіндегі құрылғыларды резисторды өзгерту арқылы ~ 50В шығуға сығуға болады. Резистор суретте қызыл көрсеткімен белгіленген. Сондай -ақ, шығыс кернеуін есептеуге қажетті ақпаратты қамтитын XL6009 мәліметтер кестесін іздеуге болады.

3 -қадам: 2 -тапсырма: жіпке қуат алыңыз

Жіп 3В шамасында жүргізілуі керек (дисплейге байланысты). Айнымалы ток және қандай да бір жолмен GND ортасына бекітілген жөн. Пух, бір қатарда 3 тілек.

Түпнұсқалық құрылғыларда бұл трансформатордың қойындысымен және GND -ге Z -диодтың бір түрімен немесе одан да таңқаларлық жерде (-24В рельс сияқты) қол жеткізуге болады.

Кейбір эксперименттер кейінірек GND -ден жоғары қарапайым айнымалы кернеу жеткілікті жақсы екенін анықтадым. Тұрақты ток кернеуі, 2 АА аккумуляторы сияқты, жұмыс істейді, бірақ ол VFD -дің бір жағынан екінші жағына жарықтық градиентін шығарады, олар YouTube -те «VFD» іздеген кездегі мысалдар.

Менің шешімім

Айнымалы ток кернеуін алу үшін, бұл оның полярлығын үнемі өзгертетін кернеу, мен H-Bridge схемасын қолдана аламын. Бұл тұрақты ток қозғалтқыштарын басқару үшін робототехникада өте кең таралған. H-көпірі қозғалтқыштың бағытын (полярлығын), сондай-ақ жылдамдығын өзгертуге мүмкіндік береді.

Менің сүйікті DIY электроника жеткізушісі мен қалаған нәрсені жасайтын «Pololu DRV8838» шағын модулін ұсынады.

Жалғыз кіріс - бұл қуат және сағат көзі, сондықтан полярлық үнемі өзгереді. Сағат? Теріс шығыс пен PHASE кірісі арасындағы қарапайым RC элементі осының осцилляторы ретінде әрекет ете алады.

Суретте VFD жіпшесі үшін айнымалы ток кернеуін жасау үшін мотор драйверінің қосылуы көрсетілген.

4 -қадам: 5V логикасымен байланыс

Енді біз бүкіл дисплейді жарықтандыра аламыз, керемет. Бір нүктені/цифрды қалай көрсетеміз?

Біз әр қақпа мен анодты белгілі бір уақытта ауыстыруымыз керек. Бұл мультиплексинг деп аталады. Мен бұл жерде басқа да оқулықтарды көрдім. Мысалы (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

Біздің VFD -де көптеген түйреуіштер бар, олардың әрқайсысы әртүрлі мәндермен басқарылуы керек, сондықтан әрқайсысына контроллерге түйреуіш қажет болады. Көптеген шағын контроллерлерде сонша түйреуіш жоқ. Біз ауысым регистрлерін порт кеңейтушілер ретінде қолданамыз. Олар контроллер микросхемасына сағатпен, деректермен және таңдау жолымен қосылады (тек 3 түйреуіш) және қажет болғанша шығыс түйреуіштерін қамтамасыз ету үшін каскадты болады. Arduino бұл чиптерге деректерді тиімді сериялау үшін SPI -ді қолдана алады.

Дисплей жағында осы мақсатқа арналған чип бар. «TPIC6b595» - бұл ашық ағызу шығысы бар ауысымдық регистр, ол 50В дейін жұмыс істейді. Ашық ағызу TRUE/1/HIGH мәніне орнатылған кезде шығыс ашық күйде қалатынын білдіреді және ішкі транзистор FALSE/0/LOW төменгі жағына белсенді түрде ауысады. Шығу штырынан V+ (50В) резисторды қосқанда, ішкі транзистор оны GND -ге түсірмесе, түйін осы кернеу деңгейіне дейін тартылады.

Көрсетілген тізбек осы ауысым регистрлерінің 3 каскадты. Резисторлық массивтер тартқыш ретінде қолданылады. Схемада сонымен қатар жіптің қуат қосқышы (H-көпірі) және қарапайым кернеу күшейткіші бар, ол кейін қабылданбады және XL6009 тақтасына ауыстырылды.

5 -қадам: Деңгей өлшегіш жасау

Ол үшін мен 20 цифрдан және әр цифрға 5х12 пиксельден тұратын нүктелік матрицалық дисплейді қолданамын. Онда 20 қақпа бар, әр цифр үшін бір және әр пиксельде пластиналы түйреуіш бар. Әр пиксельді басқару үшін 60+20 жеке басқарылатын түйреуіш қажет болады. 10x TPIC6b595 чиптері.

Менде 3x TPIC6b595 -тен 24 басқарылатын түйреуіш бар. Сондықтан мен пиксельдер тобын бір үлкен деңгейдегі индикатор пикселіне қосамын. Мен әр цифрды 4 -ке бөле аламын, себебі мен 20+4 түйреуішті басқара аламын. Мен деңгей индикаторының қадамына 2х5 пиксель қолданамын. Бұл пиксельдерге арналған түйреуіштер дәнекерленген, сәл хаотикалық көрінеді, бірақ ол жұмыс істейді:)

PS: Дисплей пиксель бойынша басқарылатын жобаны таптым.

6 -қадам: Arduino бағдарламалау

Жоғарыда айтылғандай, ауысым регистрі SPI аппараттық құралына қосылады. Леонардоның диаграммасында (Arduino -дан алынған сурет) түйреуіштер «SCK» және «MOSI» деп аталады және күлгін болып көрінеді. MOSI MasterOutSlaveIn дегенді білдіреді, сол жерде күн серияланған.

Егер сіз басқа Arduino қолдансаңыз, SCK және MOSI үшін түйін диаграммасын іздеңіз және оның орнына осы түйреуіштерді қолданыңыз. RCK сигналы 2 -түйреуіште сақталуы керек, бірақ оны кодта өзгерту кезінде оны басқа жерге ауыстыруға болады.

Эскиз AD0 түрлендіргішін A0 түйреуішінде үзу қызметі ретінде іске қосады. Сонымен AD мәндері үнемі оқылады және жаһандық айнымалыға қосылады. Бірнеше оқудан кейін жалауша орнатылады және негізгі цикл жарнамалық мәнді алады, оны істікшенің не істейтініне айналдырады және оны SPIC6b -ге SPI -ге ауыстырады. және тағы да адам көзінің жыпылықтағанын көрмейтін жылдамдықпен.

Ардуино дәл қандай жұмыс түріне арналған:)

Міне менің деңгей өлшегішімнің дисплейінің коды …

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

7 -қадам: ПХД

Мен бұл жобаға бірнеше ПХД жасадым, тек жақсы және таза құрастыру үшін. Бұл ПХД жеткілікті қуат бермейтін басқа кернеу күшейткіші бар, сондықтан мен оны мұнда қолданған жоқпын және орнына XL6009 күшейткішінен 50 В енгіздім.

Қиын бөлігі VFD қосу болып табылады, өйткені олардың формалары әр түрлі болуы мүмкін, мен VFD қосқыш бөлігінде ПХД -ны біршама жалпы етіп жасауға тырыстым. Ақыр соңында, сіз дисплейдің түйінін анықтауыңыз керек және сымдарды қандай да бір жолмен қосуыңыз керек, және бәрі бір -біріне сәйкес келу үшін бағдарлама кодын сәл өзгертуіңіз керек.

ПХД мына жерден қол жетімді: