Meter Tahap Audio Dari VFD Berbasikal: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

VFD - Paparan Fluoresen Vakum, semacam Dinosaur Teknologi Paparan, masih cukup bagus dan sejuk, terdapat di banyak alat elektronik rumah yang ketinggalan zaman dan lalai. Oleh itu, adakah kita akan membuangnya? Tidak, kita masih boleh menggunakannya. Ia memerlukan sedikit usaha tetapi memang berbaloi.

Langkah 1: Kenali Paparan

VFD mempunyai 3 bahagian utama

- Filamen (biru)

- Gerbang (hijau)

- Plat (kuning) dilapisi fosfor yang menyala ketika terkena elektron.

Elektron bergerak dari filamen ke plat, melewati pintu pagar. Untuk ini berlaku, plat mestilah kira-kira 12 hingga 50V lebih positif daripada filamen (elektron negatif ditarik ke arah sisi positif). Gerbang akan membolehkan elektron terbang melalui ketika voltan mereka hampir dengan voltan. Jika tidak, apabila gerbang mempunyai voltan rendah atau negatif, elektron terpental dan tidak sampai ke plat, sehingga tidak ada cahaya.

Apabila melihat paparan dengan teliti, anda akan melihat bahawa gerbang (plat logam yang berlubang) menutupi beberapa plat (elemen paparan di belakang), jadi satu gerbang menukar sebilangan elemen paparan. Sejumlah plat juga disambungkan bersama pada satu pin. Ini menghasilkan matriks, yang perlu dijalankan secara multiplexed. Anda beralih pada satu pintu pada satu masa dan juga menghidupkan plat yang seharusnya menyala di bawah pintu ini, kemudian hidupkan pintu seterusnya dan beberapa plat lain.

Untuk menguji Paparan, anda dapat mencari pin filamen - biasanya paling luar - dan menggunakan kira-kira 3V padanya, menggunakan 2 bateri AA. Jangan gunakan voltan yang lebih tinggi, ini boleh meletupkan wayar filamen halus. Kemudian wayar menjadi kelihatan seperti lampu merah yang menyala, anda biasa banyak voltan!

Kemudian pasangkan 9/12 / 18V (bateri 2x 9V) ke pintu gerbang dan piring (lihat ke paparan di mana pin pintu logam) ini harus menyalakan satu elemen paparan di suatu tempat.

Dalam gambar saya hanya menghubungkan (hampir) semua gerbang dan anod ke 12V ini menjadikan semuanya.

Buat nota mengenai pin yang menyala segmen paparan mana! Ini diperlukan untuk menyambungkan dan memprogramkan paparan.

Langkah 2: Cabaran 1: Voltan Tinggi

Seperti yang telah kita lihat dalam Teori, Plat / Gerbang memerlukan Voltan 12 hingga 50 Volt agar menarik bagi Elektron dan mendapat pencahayaan fosfor yang bagus. Dalam peranti pengguna voltan ini biasanya diambil dari tab tambahan pada pengubah utama. Sebagai lelaki DIY, anda tidak mempunyai transformer dengan tab tambahan dan anda tetap menyukai bekalan USB 5V yang mudah:)

Kemudian menjalankan paparan matriks multiplexed, kita memerlukan lebih banyak voltan ketika ~ 12V dari ujian kita, kerana segmen paparan menyala hanya satu demi satu, menghasilkan kesan redup (gaya PWM dengan nisbah 1: NumberOfGates). Oleh itu, kita harus mensasarkan 50V.

Terdapat sebilangan litar untuk meningkatkan voltan dari serendah 5V hingga 30V..50V, tetapi kebanyakan hanya memberikan sedikit kuasa, seperti beberapa mA @ 50V untuk pemandu yang saya tunjukkan pada langkah seterusnya, yang menggunakan resistor penarik, ini tidak mencukupi. Saya akhirnya menggunakan salah satu rangkaian booster Voltage cheep yang anda dapati di Amazon atau eBay (cari "XL6009"), ia menukar 5V hingga ~ 35V dengan arus tinggi, yang cukup baik.

Peranti berasaskan XL6009 ini dapat dipancarkan ke output ~ 50V dengan menukar perintang. Perintang ditandakan dalam gambar dengan anak panah merah. Anda juga boleh mencari lembar data XL6009, yang mengandungi maklumat yang diperlukan untuk mengira voltan keluaran.

Langkah 3: Cabaran 2: Kuatkan Filamen

Filamen harus didorong dengan kira-kira 3V (bergantung pada paparan). Sebaiknya AC dan entah bagaimana dirakam di tengah ke GND. Puh, 3 keinginan dalam satu baris.

Sekali lagi dalam Peranti asal ini dapat dicapai dengan tab pada Transformer dan semacam sambungan Z-dioda ke GND atau di tempat yang lebih pelik (seperti rel -24V)

Beberapa percubaan kemudian saya dapati, bahawa voltan AC sederhana di atas GND cukup baik. Voltan DC, seperti 2 bateri AA, juga berfungsi, tetapi ia menghasilkan kecerunan kecerahan dari satu sisi VFD ke sisi lain, ini adalah beberapa contoh di youtube semasa anda mencari "VFD".

Penyelesaian saya

Untuk mendapatkan voltan AC, ini adalah voltan yang sentiasa mengubah polaritasnya, saya boleh menggunakan litar H-Bridge. Ini sangat biasa dalam robotik untuk mengawal motor DC. Jambatan H memungkinkan untuk menukar arah (kekutuban) dan juga kelajuan motor.

Pembekal elektronik DIY kegemaran saya menawarkan modul kecil "Pololu DRV8838" yang melakukan apa yang saya mahukan.

Satu-satunya input yang diperlukan ialah Kuasa dan sumber jam sehingga perkara itu bertukar polaritas sentiasa. Jam? Ternyata elemen RC sederhana antara output negatif dan input PHASE boleh bertindak seperti pengayun untuk perkara ini.

Gambar menunjukkan penyambungan pemandu Motor untuk menghasilkan voltan AC untuk filamen VFD.

Langkah 4: Berinteraksi Dengan Logik 5V

Sekarang kita dapat menyalakan keseluruhan paparan, hebat. Bagaimana kita menunjukkan satu titik / digit?

Kita perlu menukar setiap pintu dan anod pada waktu tertentu. Ini dipanggil multiplexing. Saya telah melihat beberapa tutorial lain mengenai perkara ini di sini. Cth (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

VFD kami mempunyai banyak pin, semua ini mesti didorong dengan nilai yang berbeza, jadi masing-masing memerlukan pin pada alat kawalan. Kebanyakan Pengawal kecil tidak mempunyai banyak pin. Oleh itu, kami menggunakan register shift sebagai pengembang pelabuhan. Ini bersambung dengan jam, data dan garis pilihan ke cip pengawal (hanya 3 pin) dan dapat dilampirkan untuk menyediakan sebanyak pin output yang diperlukan. Arduino dapat menggunakan SPI-nya untuk menyusun data dengan cekap ke cip ini.

Di sisi paparan, terdapat juga cip untuk tujuan ini. "TPIC6b595" ini adalah daftar shift dengan output longkang terbuka, yang menangani hingga 50V. Saluran terbuka bermaksud, bahawa output dibiarkan terbuka apabila diatur ke BENAR / 1 / TINGGI dan transistor dalaman beralih secara aktif ke sisi rendah SALAH / 0 / RENDAH. Semasa menambahkan perintang dari pin output ke V + (50V) pin akan ditarik ke tahap voltan ini selagi transistor dalaman tidak menariknya ke GND.

Litar yang ditunjukkan merangkumi 3 dari register shift ini. Resistor Array digunakan sebagai pull up. Litar ini juga mengandungi penukar kuasa filamen (H-bridge) dan penggalak voltan sederhana yang kemudian ditolak dan diganti dengan papan XL6009.

Langkah 5: Membuat Levelmeter

Untuk ini saya menggunakan paparan matriks Dot dengan 20 digit dan 5x12 piksel setiap digit. Ia mempunyai 20 pintu, satu untuk setiap digit dan setiap piksel mempunyai pin pelat. Mengawal setiap piksel memerlukan 60 + 20 pin terkawal individu mis. Cip 10x TPIC6b595.

Saya hanya mempunyai 24 pin terkawal dari 3x TPIC6b595. Oleh itu, saya menyambungkan sekumpulan piksel ke satu piksel penunjuk tahap yang lebih besar. Sebenarnya saya dapat membahagikan setiap digit menjadi 4 kerana saya dapat mengawal 20 + 4 pin. Saya menggunakan langkah penunjuk tahap 2x5 piksel. Pin untuk piksel ini disolder bersama, kelihatan agak kacau tetapi ia berfungsi:)

PS: Baru sahaja menjumpai projek ini di mana paparan ini dikendalikan mengikut piksel..

Langkah 6: Memprogram Arduino

Seperti disebutkan, shift shift akan disambungkan ke SPI perkakasan. Dalam rajah pinout Leonardo (Gambar dari Arduino) pin disebut "SCK" dan "MOSI" dan kelihatan ungu. MOSI bermaksud MasterOutSlaveIn, di situlah tarikhnya disenaraikan.

Sekiranya anda menggunakan Arduino lain, cari gambarajah pinout untuk SCK dan MOSI dan gunakan pin ini sebagai gantinya. Isyarat RCK harus disimpan di pin 2, tetapi ini dapat dipindahkan ketika juga mengubahnya dalam kod.

Sketsa menjalankan penukar AD pada pin A0 sebagai perkhidmatan gangguan. Oleh itu, nilai AD sentiasa dibaca dan ditambahkan pada pemboleh ubah global. Selepas beberapa bacaan, bendera ditetapkan dan gelung utama mengambil nilai iklan, mengubahnya menjadi pin yang melakukan apa dan mengalihkannya ke SPI ke dalam TPIC6b.. Kemas kini Paparan perlu dilancarkan ke atas semua digit / pintu dan berulang-ulang dengan kadar sehingga mata manusia tidak akan melihatnya berkelip.

Tepat jenis pekerjaan yang dibuat oleh Arduino:)

Inilah kod untuk paparan meter Tahap saya…

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

Langkah 7: PCB

Saya membuat beberapa PCB untuk projek ini, hanya untuk membina yang bagus dan bersih. PCB ini mengandungi penggalak voltan lain yang tidak memberikan kuasa yang cukup, jadi saya tidak menggunakannya di sini dan menyuntikkan 50V dari penggalak XL6009.

Bahagian yang sukar ialah menambahkan VFD, kerana ini boleh mempunyai semua jenis bentuk saya cuba menjadikan PCB agak generik di bahagian penyambung VFD. Pada akhirnya anda harus mengetahui pinout untuk Paparan anda dan menghubungkan kabelnya entah bagaimana dan akhirnya mengubah kod program sedikit demi sedikit agar semuanya sesuai.

PCB boleh didapati di sini: