აუდიო დონის მეტრი Upcycled VFD– დან: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

VFD - ვაკუუმური ფლუორესცენტური დისპლეი, ერთგვარი დინოზავრის ჩვენების ტექნოლოგია, ჯერ კიდევ საკმაოდ ლამაზი და მაგარი, გვხვდება ბევრ მოძველებულ და უგულებელყოფილ სახლის ელექტრონიკაში. მაშ, ჩვენ გადავყრით მათ? არა, ჩვენ მაინც შეგვიძლია მათი გამოყენება. ცოტა ძალისხმევა დაჯდა, მაგრამ ღირს.

ნაბიჯი 1: იცოდეთ ჩვენება

VFD– ს აქვს 3 ძირითადი ნაწილი

- ძაფები (ლურჯი)

- კარიბჭე (მწვანე)

- ფოსფორით დაფარული ფირფიტები (ყვითელი), რომლებიც ანათებენ ელექტრონების დარტყმისას.

ელექტრონები მოძრაობენ ძაფებიდან ფირფიტებამდე, გადიან ჭიშკართან. იმისათვის, რომ ეს მოხდეს, ფირფიტა უნდა იყოს დაახლოებით 12 -დან 50 ვ -მდე უფრო პოზიტიური ვიდრე ძაფისებრი ნაწილი (უარყოფითი ელექტრონები მოზიდულია დადებითი მხარისკენ). კარიბჭე საშუალებას მისცემს ელექტრონებს გაფრინდნენ, როდესაც მათი ძაბვა ახლოს არის ფირფიტებთან. წინააღმდეგ შემთხვევაში, როდესაც კარიბჭეს აქვს დაბალი ან უარყოფითი ძაბვა, ელექტრონები იშლება და არ აღწევს ფირფიტებამდე, რის შედეგადაც შუქი არ იშლება.

ეკრანის ყურადღებით დათვალიერებისას დაინახავთ, რომ კარიბჭეები (პუნქტუალური ლითონის ფირფიტები) ფარავს მრავალ ფირფიტას (ჩვენების ელემენტები უკან), ამიტომ ერთი კარიბჭე ცვლის ჩვენების მთელ რიგ ელემენტებს. რიგი ფირფიტები ასევე დაკავშირებულია ერთ პინზე. ეს იწვევს მატრიცას, რომლის გაშვებაც საჭიროა გაფართოვებული გზით. თქვენ ერთდროულად გადადიხართ ერთ კარიბჭეზე და ასევე ჩართავთ ფირფიტებს, რომლებიც უნდა ანათებდეს ამ კარიბჭის ქვეშ, შემდეგ გადააქვთ შემდეგი კარი და სხვა ფირფიტები.

ეკრანის შესამოწმებლად შეგიძლიათ მოძებნოთ ძაფის ძაფები - ჩვეულებრივ ყველაზე გარედან - და გამოიყენოთ დაახლოებით 3V მასზე, 2 AA ბატარეის გამოყენებით. არ გამოიყენოთ მაღალი ძაბვა, ამან შეიძლება გააფუჭოს ძაფის ძაფის მავთულები. შემდეგ მავთულები ხილული გახდება, როგორც წითელი მბზინავი შტრიხები, თქვენ ბევრ ძაბვას იყენებდით!

შემდეგ გამოიყენეთ 9/12/18V (2x 9V ბატარეები) კარიბჭეზე და თეფშზე (უბრალოდ შეხედეთ ეკრანს, სადაც არის ლითონის კარიბჭეების ქინძისთავები) ამან სადღაც უნდა აანთოს ერთი ჩვენების ელემენტი.

სურათებში მე უბრალოდ (თითქმის) ყველა კარიბჭე და ანოდი დავუკავშირე 12 ვ -ს, ეს ყველაფერი ჩართავს.

მიიღეთ რამოდენიმე შენიშვნა რომელი pin ანათებს რომელი ჩვენების სეგმენტს! ეს საჭირო იქნება ჩვენების დასაკავშირებლად და პროგრამირებისთვის.

ნაბიჯი 2: გამოწვევა 1: მაღალი ძაბვა

როგორც თეორიაში ვნახეთ, ფირფიტებს/კარიბჭეებს სჭირდებათ ძაბვა 12 -დან 50 ვოლტამდე, რომ იყოს მიმზიდველი ელექტრონებისთვის და მიიღონ ფოსფორის კარგი განათება. სამომხმარებლო მოწყობილობებში ეს ძაბვა ჩვეულებრივ აღებულია დამატებით ჩანართზე მთავარ ტრანსფორმატორზე. როგორც წვრილმანი ბიჭი, თქვენ არ გაქვთ ტრანსფორმატორები დამატებითი ჩანართებით და მაინც უპირატესობას ანიჭებთ უბრალო 5V USB მოწყობილობებს:)

შემდეგ მულტიპლექსური მატრიცის ჩვენების ჩვენ გვჭირდება მეტი ძაბვა, როდესაც test 12V ჩვენი ტესტიდან, რადგან ჩვენების სეგმენტები განათებულია მხოლოდ ერთმანეთის მიყოლებით, რის შედეგადაც ჩამქრალი ეფექტი (PWM სტილი თანაფარდობით 1: NumberOfGates). ასე რომ, ჩვენ უნდა დავისახოთ 50V.

არსებობს მთელი რიგი სქემები ძაბვის გასაზრდელად 5V– დან 30V..50V– მდე, მაგრამ უმეტესობა იძლევა მხოლოდ მცირე რაოდენობის ენერგიას, ისევე როგორც რამდენიმე mA@50V მძღოლს, რომელსაც მე ვაჩვენებ მომდევნო ნაბიჯებში, რომელიც იყენებს გამწევ რეზისტორებს, ეს არ არის საკმარისი. მე დავამთავრე ერთ -ერთი მაგარი ძაბვის გამაძლიერებელი სქემის გამოყენება, რომელიც შეგიძლიათ ნახოთ ამაზონზე ან eBay– ზე (მოძებნეთ „XL6009“), ის 5V– ს გარდაქმნის V 35V– მდე მაღალი დენით, რაც საკმაოდ კარგია.

ეს XL6009 დაფუძნებული მოწყობილობები შეიძლება გაძვრეს გამოსასვლელად V 50V რეზისტორის შეცვლით. რეზისტორი გამოსახულებებში აღინიშნება წითელი ისრით. თქვენ ასევე შეგიძლიათ მოძებნოთ XL6009– ის მონაცემთა ფურცელი, რომელიც შეიცავს საჭირო ინფორმაციას გამომავალი ძაბვის გამოსათვლელად.

ნაბიჯი 3: გამოწვევა 2: მიიღეთ ძაფის დამუშავება

ფილამი უნდა იმოძრაოს დაახლოებით 3V (დამოკიდებულია ეკრანზე). სასურველია AC და რატომღაც შუა ნაწილში GND. პუჰ, 3 სურვილი ერთ რიგში.

ისევ ორიგინალურ მოწყობილობებში ეს მიიღწევა ტრანსფორმატორის ჩანართით და რაიმე სახის Z- დიოდური კავშირი GND– თან ან სადმე კიდევ უფრო უცნაური (მაგალითად -24V რკინიგზის მსგავსად)

მოგვიანებით რამდენიმე ექსპერიმენტი აღმოვაჩინე, რომ უბრალო AC ძაბვა GND- ზე ზემოთ საკმაოდ კარგია. DC ძაბვა, ისევე როგორც 2 AA ბატარეა, ასევე მუშაობს, მაგრამ ის აწარმოებს სიკაშკაშის გრადიენტს VFD– ს ერთი მხრიდან მეორეზე, ეს არის რამდენიმე მაგალითი youtube– ზე, როდესაც თქვენ ეძებთ „VFD“- ს.

ჩემი გამოსავალი

AC ძაბვის მისაღებად, ეს არის ძაბვა, რომელიც მუდმივად ცვლის მის პოლარობას, შემიძლია გამოვიყენო H-Bridge წრე. ეს ძალიან ხშირია რობოტიკაში DC ძრავების გასაკონტროლებლად. H- ხიდი საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ მიმართულება (პოლარობა) და ასევე ძრავის სიჩქარე.

ჩემი საყვარელი DIY ელექტრონიკის მომწოდებელი გთავაზობთ პატარა მოდულს "Pololu DRV8838", რომელიც აკეთებს ზუსტად იმას, რაც მე მსურს.

ერთადერთი შეყვანაა საჭირო ენერგია და საათის წყარო, ასე რომ ნივთი მუდმივად ცვლის პოლარობას. საათი? გამოდის მარტივი RC ელემენტი ნეგატიურ გამომავალსა და PHASE შეყვანას შორის, შეიძლება მოქმედებდეს როგორც ოსცილატორი ამ საქმისთვის.

სურათი გვიჩვენებს ძრავის დრაივერის დაკავშირებას VFD ძაფისთვის AC ძაბვის შესაქმნელად.

ნაბიჯი 4: ინტერფეისი 5V ლოგიკასთან

ახლა ჩვენ შეგვიძლია მთელი ეკრანი გავანათოთ, შესანიშნავია. როგორ ვაჩვენოთ ერთი წერტილი/ციფრი?

ჩვენ უნდა შევცვალოთ თითოეული კარიბჭე და ანოდი გარკვეულ დროს. ამას ქვია მულტიპლექსირება. მე ვნახე სხვა გაკვეთილები ამის შესახებ აქ. მაგალითად (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

ჩვენს VFD– ს აქვს ბევრი ქინძისთავები, ყველა ეს უნდა იყოს განსხვავებული მნიშვნელობებით, ამიტომ თითოეულ მათგანს დასჭირდება კონტროლერი. მცირე კონტროლერების უმეტესობას არ აქვს ამდენი ქინძისთავები. ასე რომ, ჩვენ ვიყენებთ ცვლის რეგისტრატორებს, როგორც პორტის გაფართოებებს. ეს უკავშირდება საათს, მონაცემებს და არჩეულ ხაზს კონტროლერის ჩიპთან (მხოლოდ 3 ქინძისთავით) და შეიძლება კასკადური იყოს, რათა უზრუნველყოს იმდენი გამომავალი ქინძისთავები, რამდენადაც საჭიროა. Arduino– ს შეუძლია გამოიყენოს თავისი SPI მონაცემების ეფექტურად სერიალიზაციისთვის ამ ჩიპებზე.

ჩვენების მხარეს არის ჩიპი ამ მიზნისთვისაც. "TPIC6b595" ეს არის ცვლის რეგისტრი ღია სანიაღვრე გამოსვლით, რომელიც ამუშავებს 50 ვ -მდე. ღია გადინება ნიშნავს, რომ გამომავალი რჩება ღია როდესაც დაყენებულია TRUE/1/HIGH და შიდა ტრანზისტორი აქტიურად გადადის დაბალ მხარეს FALSE/0/LOW. როდესაც გამომავალი პინიდან V+ (50V) რეზისტორს დაამატებთ, პინი გაიყვანება ამ ძაბვის დონემდე მანამ, სანამ შიდა ტრანზისტორი არ გაიყვანს მას GND– მდე.

წრეში ნაჩვენებია კასკადი 3 ამ ცვლის რეგისტრატორებიდან. Resistor მასივები გამოიყენება როგორც pull up ს. წრე ასევე შეიცავს ძაფის სიმძლავრის ამომრთველს (H- ხიდი) და უბრალო ძაბვის გამაძლიერებელს, რომელიც მოგვიანებით უარყოფილ იქნა და შეიცვალა XL6009 დაფით.

ნაბიჯი 5: დონის გაზომვის გაკეთება

ამისათვის ვიყენებ Dot მატრიცის ჩვენებას 20 ციფრი და 5x12 პიქსელი თითო ციფრზე. მას აქვს 20 კარიბჭე, თითო თითოეულ ციფრზე და თითოეულ პიქსელს აქვს ფირფიტის ბუდე. თითოეული პიქსელის გასაკონტროლებლად საჭიროა 60+20 ინდივიდუალური კონტროლირებადი ქინძისთავები, მაგ. 10x TPIC6b595 ჩიპი.

მე მაქვს მხოლოდ 24 კონტროლირებადი ქინძისთავები 3x TPIC6b595– დან. ასე რომ, მე პიქსელის თაიგულს ვუკავშირებ ერთ უფრო დიდი დონის ინდიკატორ პიქსელს. სინამდვილეში მე შემიძლია თითოეული ციფრი გავყო 4 -ზე, რადგან შემიძლია გავაკონტროლო 20+4 ქინძისთავები. მე ვიყენებ 2x5 პიქსელს თითო დონის მაჩვენებლის საფეხურზე. ამ პიქსელების ქინძისთავები გაერთიანებულია, გამოიყურება ცოტა არეული, მაგრამ მუშაობს:)

PS: ახლახანს ვიპოვე ეს პროექტი, სადაც ეს ჩვენება კონტროლდება pixelwise..

ნაბიჯი 6: არდუინოს დაპროგრამება

როგორც აღვნიშნეთ, ცვლის რეგისტრი დაუკავშირდება ტექნიკურ SPI- ს. ლეონარდოს pinout დიაგრამაში (სურათი არდუინოდან) ქინძისთავებს უწოდებენ "SCK" და "MOSI" და მეწამულად გამოიყურება. MOSI ნიშნავს MasterOutSlaveIn, ეს არის თარიღის სერიალიზაცია.

თუ თქვენ იყენებთ სხვა Arduino- ს, მოძებნეთ pinout დიაგრამა SCK და MOSI და ამის ნაცვლად გამოიყენეთ ეს ქინძისთავები. RCK სიგნალი უნდა იყოს დაცული პინ 2 -ში, მაგრამ ის შეიძლება გადაადგილდეს, როდესაც ის ასევე შეიცვლება კოდში.

ესკიზი მუშაობს AD კონვერტორზე pin A0– ში, როგორც შეწყვეტის სერვისი. ასე რომ, AD მნიშვნელობები მუდმივად იკითხება და ემატება გლობალურ ცვლადს. ზოგიერთი წაკითხვის შემდეგ დროშა დაყენებულია და მთავარი მარყუჟი ირჩევს რეკლამის მნიშვნელობას, გარდაქმნის მას, თუ რა pin აკეთებს და გადააქვს ის SPI– ში TPIC6b. და ისევ ისეთი ტემპით, რომ ადამიანის თვალი არ დაინახავს მას მოციმციმე.

ზუსტად ისეთი სამუშაოსთვის, როგორიცაა არდუინო:)

აქ მოდის კოდი ჩემი დონის მრიცხველის ჩვენებისთვის…

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

ნაბიჯი 7: PCB

მე გავაკეთე რამდენიმე PCB ამ პროექტისთვის, მხოლოდ ლამაზი და სუფთა აღნაგობისთვის. ეს PCB შეიცავს სხვა ძაბვის გამაძლიერებელს, რომელმაც არ გამოიმუშავა საკმარისი ენერგია, ამიტომ მე აქ არ გამოვიყენე და ამის ნაცვლად შევიყვანე 50V XL6009 გამაძლიერებელიდან.

სახიფათო ნაწილია VFD- ის დამატება, რადგან მათ შეიძლება ჰქონდეთ ყველა სახის ფორმა, მე შევეცადე PCB გარკვეულწილად ზოგადი გამეხადა VFD კონექტორის ნაწილში. საბოლოო ჯამში, თქვენ უნდა გაარკვიოთ pinout თქვენი ეკრანისთვის და როგორმე შეაერთოთ გაყვანილობა და საბოლოოდ ოდნავ შეცვალოთ პროგრამის კოდი, რომ ყველაფერი ერთად იყოს.

PCB ხელმისაწვდომია აქ: