متر صوتی از VFD تاثير گذار: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

VFD - نمایشگرهای فلورسنت خلاء ، نوعی از دایناسورهای فناوری صفحه نمایش ، که هنوز هم بسیار زیبا و خنک هستند ، در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی منسوخ قدیمی و مغفول مانده یافت می شوند. پس آیا آنها را کنار می گذاریم؟ نه ، هنوز می توانیم از آنها استفاده کنیم. هزینه کمی صرف کرد اما ارزشش را دارد.

مرحله 1: با صفحه نمایش آشنا شوید

VFD دارای 3 قسمت اصلی است

- رشته (آبی)

- دروازه (سبز)

- صفحات (زرد) پوشیده از فسفر که هنگام برخورد با الکترونها روشن می شوند.

الکترونها از رشته به صفحات می روند و از دروازه ها عبور می کنند. برای اینکه این اتفاق بیفتد ، صفحه باید حدود 12 تا 50 ولت مثبت تر از رشته باشد (الکترون های منفی به طرف مثبت کشیده می شوند). دروازه ها به الکترونها اجازه می دهند وقتی ولتاژ آنها نزدیک به صفحات است از طریق آنها عبور کنند. در غیر این صورت ، وقتی ولتاژ ولتاژ کم یا منفی داشته باشند ، الکترون ها از زمین خارج می شوند و به صفحات نمی رسند و در نتیجه نوری وجود ندارد.

وقتی از نزدیک به صفحه نمایش نگاه می کنید ، خواهید دید که دروازه ها (صفحات فلزی نقطه ای) چندین صفحه را پوشش می دهند (عناصر صفحه نمایش در پشت) ، بنابراین یک دروازه تعدادی از عناصر صفحه نمایش را تغییر می دهد. تعدادی صفحه نیز در یک پین به هم متصل شده اند. این منجر به ایجاد یک ماتریس می شود که باید به صورت چندگانه اجرا شود. شما در یک زمان یک دروازه را تغییر می دهید و همچنین صفحاتی را که باید در زیر این دروازه روشن شوند روشن می کنید ، سپس دروازه بعدی و برخی از صفحات دیگر را روشن کنید.

برای آزمایش صفحه نمایش می توانید پین های رشته ای (معمولاً بیرونی ترین) را جستجو کرده و با استفاده از 2 باتری AA حدود 3 ولت به آن وصل کنید. از ولتاژ بالاتر استفاده نکنید زیرا ممکن است سیم های رشته ای خوب را منفجر کند. سپس سیمها به عنوان نوارهای درخشان قرمز قابل رویت می شوند ، ولتاژ زیادی را استفاده می کردید!

سپس 9/12/18V (باتری های 2x 9V) را روی یک دروازه و یک صفحه قرار دهید (کافی است صفحه نمایش را که پایه های دروازه های فلزی در آن قرار دارد نگاه کنید) این یک عنصر نمایشگر را در جایی روشن می کند.

در تصاویر من به سادگی (تقریبا) همه دروازه ها و آندها را به 12 ولت متصل کردم که همه چیز را روشن می کند.

در مورد اینکه کدام پین کدام بخش نمایشگر روشن می شود ، چند نکته یادداشت کنید! این مورد برای اتصال و برنامه ریزی صفحه نمایش مورد نیاز است.

مرحله 2: چالش 1: ولتاژ بالا

همانطور که در تئوری دیدیم ، صفحات/گیت ها به ولتاژ 12 تا 50 ولت نیاز دارند تا برای الکترون ها جذاب باشند و روشنایی خوبی از فسفر داشته باشند. در دستگاههای مصرف کننده این ولتاژ معمولاً از یک زبانه اضافی روی ترانسفورماتور اصلی گرفته می شود. به عنوان یک فرد DIY ، ترانسفورماتور با زبانه های اضافی ندارید و به هر حال از منابع ساده 5 ولت USB استفاده می کنید:)

سپس هنگام نمایش یک نمایشگر ماتریس چندگانه ، هنگام ولتاژ V 12 ولت به ولتاژ بیشتری نیاز داریم ، زیرا بخشهای صفحه نمایش فقط چندی پس از دیگری روشن می شوند و در نتیجه باعث کاهش نور می شود (سبک PWM با نسبت 1: NumberOfGates). بنابراین ما باید 50 ولت را هدف بگیریم.

تعدادی مدار وجود دارد که ولتاژ را از 5 ولت به 30 ولت..50 ولت افزایش می دهند ، اما بیشتر آنها فقط مقدار کمی از قدرت را ارائه می دهند ، مانند چند mA@50V برای درایوری که در مراحل بعدی نشان می دهم ، که از مقاومت های کششی استفاده می کند. ، این کافی نیست من در نهایت از یکی از مدارهای تقویت کننده ولتاژ تند استفاده می کنم که می توانید در آمازون یا eBay پیدا کنید (جستجو برای "XL6009") ، ولتاژ 5 ولت را به 35 ولت با جریان زیاد تبدیل می کند ، که به اندازه کافی خوب است.

این دستگاه های مبتنی بر XL6009 را می توان با تغییر مقاومت 50 ولت ~ خروجی کرد. مقاومت در تصاویر با پیکان قرمز مشخص شده است. همچنین می توانید برگه ای از XL6009 را که حاوی اطلاعات لازم برای محاسبه ولتاژ خروجی است ، جستجو کنید.

مرحله 3: چالش 2: قدرت فیلامان را بدست آورید

فیلامنت باید با حدود 3 ولت کار کند (بستگی به صفحه نمایش دارد). ترجیحا AC و به نحوی در وسط به GND چسبیده باشد. پوه ، 3 آرزو در یک ردیف.

باز هم در دستگاههای اصلی این امر با استفاده از زبانه ای روی ترانسفورماتور و نوعی اتصال Z -diode به GND یا جایی حتی عجیب تر (مانند ریل -24V) حاصل می شود.

بعضي آزمايش ها بعداً دريافتم كه ولتاژ AC ساده بالاتر از GND به اندازه كافي خوب است. ولتاژ DC ، مانند 2 باتری AA ، نیز کار می کند ، اما گرادیان روشنایی را از یک طرف VFD به طرف دیگر تولید می کند ، نمونه هایی از آنها در YouTube هنگام جستجوی "VFD" هستند.

راه حل من

برای به دست آوردن ولتاژ AC ، این ولتاژی است که دائماً قطبیت آن را تغییر می دهد ، می توانم از مدار H-Bridge استفاده کنم. اینها در رباتیک برای کنترل موتورهای DC بسیار رایج است. H-Bridge اجازه می دهد جهت (قطبیت) و همچنین سرعت موتور را تغییر دهید.

تامین کننده لوازم الکترونیکی DIY مورد علاقه من یک ماژول کوچک "Pololu DRV8838" را ارائه می دهد که دقیقاً همان چیزی را که من می خواهم انجام می دهد.

تنها ورودی مورد نیاز منبع تغذیه و منبع ساعت است ، بنابراین قطب به طور مداوم تغییر حالت می دهد. ساعت؟ به نظر می رسد یک عنصر RC ساده بین خروجی منفی و ورودی PHASE می تواند مانند یک نوسان کننده برای این مورد عمل کند.

تصویر اتصال راننده موتور را برای ایجاد ولتاژ AC برای رشته VFD نشان می دهد.

مرحله 4: رابط با منطق 5V

اکنون می توانیم کل صفحه نمایش را روشن کنیم ، عالی است. چگونه یک نقطه/رقم را نشان دهیم؟

ما باید هر دروازه و آند را در یک زمان مشخص تغییر دهیم. به این حالت مالتی پلکسینگ می گویند. من چندین آموزش دیگر در این مورد در اینجا دیده ام. به عنوان مثال (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

VFD ما دارای پین های زیادی است ، همه اینها باید با مقادیر مختلف هدایت شوند ، بنابراین هر کدام به یک پین روی کنترلر نیاز دارند. اکثر کنترلرهای کوچک تعداد زیادی پین ندارند. بنابراین ما از ثبت کننده های شیفت به عنوان توسعه دهنده پورت استفاده می کنیم. اینها با یک ساعت ، یک داده و یک خط انتخاب شده به تراشه کنترل کننده (فقط 3 پین) متصل می شوند و می توانند برای ایجاد هر تعداد پین خروجی در صورت نیاز متصل شوند. یک آردوینو می تواند از SPI آن برای سریال سازی موثر داده ها در این تراشه ها استفاده کند.

در قسمت صفحه نمایش نیز تراشه ای برای این منظور وجود دارد. "TPIC6b595" این یک شیفت رجیستر با خروجی تخلیه باز است که تا 50 ولت را کنترل می کند. تخلیه باز به این معنی است که خروجی وقتی روی TRUE/1/HIGH تنظیم می شود باز می ماند و یک ترانزیستور داخلی به طور فعال به سمت پایین FALSE/0/LOW تغییر می کند. هنگام افزودن مقاومت از پین خروجی به V+ (50V) ، تا زمانی که ترانزیستور داخلی آن را به GND نکشد ، پین تا این سطح ولتاژ کشیده می شود.

مدار آبشار 3 از این رجیسترهای شیفت را نشان می دهد. از آرایه های مقاومت به عنوان کشش بالا استفاده می شود. این مدار همچنین شامل کلید تغذیه رشته (H-Bridge) و تقویت کننده ولتاژ ساده است که بعداً رد شد و با برد XL6009 جایگزین شد.

مرحله 5: ایجاد یک سطح سنج

برای این کار از یک صفحه ماتریس نقطه ای با 20 رقم و 5x12 پیکسل در هر رقم استفاده می کنم. دارای 20 دروازه ، یک عدد برای هر رقم و هر پیکسل دارای پین صفحه است. کنترل هر پیکسل به 60+20 پین قابل کنترل جداگانه نیاز دارد. 10 برابر تراشه TPIC6b595.

من فقط 24 پین قابل کنترل از 3x TPIC6b595 دارم. بنابراین من یک دسته پیکسل را به یک پیکسل نشانگر سطح بزرگتر متصل می کنم. در واقع من می توانم هر رقم را به 4 تقسیم کنم زیرا می توانم 20+4 پین را کنترل کنم. من از مرحله نشانگر سطح 2x5 پیکسل استفاده می کنم. پین های این پیکسل ها با هم لحیم می شوند ، کمی آشفته به نظر می رسد اما کار می کند:)

PS: این پروژه را در جایی پیدا کرده اید که صفحه نمایش آن به صورت پیکسل کنترل می شود..

مرحله 6: برنامه نویسی آردوینو

همانطور که گفته شد shift shift به SPI سخت افزاری متصل می شود. در نمودار pinout لئوناردو (تصویر از آردوینو) پین ها "SCK" و "MOSI" نامیده می شوند و بنفش به نظر می رسند. MOSI مخفف MasterOutSlaveIn است ، در آنجا تاریخ به صورت سریالی منتشر می شود.

اگر از آردوینو دیگری استفاده می کنید ، نمودار pinout را برای SCK و MOSI جستجو کنید و در عوض از این پین ها استفاده کنید. سیگنال RCK باید در پین 2 نگه داشته شود ، اما هنگام تغییر این در کد ، می توان آن را جابجا کرد.

این طرح مبدل AD را در پین A0 به عنوان سرویس وقفه اجرا می کند. بنابراین مقادیر AD به طور مداوم خوانده شده و به یک متغیر جهانی اضافه می شود. پس از بازخوانی ، یک پرچم تنظیم می شود و حلقه اصلی مقدار تبلیغ را انتخاب می کند ، آن را به کدام پین تبدیل می کند و آن را به SPI به TPIC6b منتقل می کند. و بار دیگر با سرعتی به گونه ای که چشم انسان سوسو زدن آن را نبیند.

دقیقاً همان شغلی که آردوینو برای آن ساخته شد:)

در اینجا کد صفحه نمایش سطح متر من آمده است…

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

مرحله 7: PCB

من چند PCB برای این پروژه ساختم ، فقط برای داشتن ساختاری زیبا و تمیز. این PCB حاوی تقویت کننده ولتاژ دیگری است که قدرت کافی را ارائه نمی دهد ، بنابراین من از آن در اینجا استفاده نکردم و به جای آن 50 ولت را از تقویت کننده XL6009 تزریق کردم.

بخش مشکل این است که VFD را اضافه کنید ، زیرا اینها انواع مختلفی دارند ، من سعی کردم PCB را در قسمت اتصال VFD تا حدودی عمومی کنم. در پایان باید پینت صفحه نمایش خود را بفهمید و سیم کشی را به نحوی متصل کنید و در نهایت کد برنامه را کمی تغییر دهید تا همه چیز در کنار هم قرار گیرد.

PCB در اینجا موجود است: