Pengukur Level Audio dari PKS yang Didaur Ulang: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

VFD - Vacuum Fluorescent Displays, sejenis Dinosaur of Display Technology, masih cukup bagus dan keren, banyak ditemukan di perangkat elektronik rumah yang ketinggalan jaman dan terabaikan. Jadi akankah kita membuang mereka? Noooo kita masih bisa menggunakannya. Biayanya sedikit usaha tapi itu sepadan.

Langkah 1: Kenali Tampilannya

Sebuah PKS memiliki 3 bagian utama

- Filamen (biru)

- Gerbang (hijau)

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

Elektron bergerak dari filamen ke pelat, melewati gerbang. Agar ini terjadi, pelat harus sekitar 12 hingga 50V lebih positif daripada filamen (elektron negatif ditarik ke sisi positif). Gerbang akan memungkinkan elektron untuk terbang ketika tegangan mereka dekat dengan pelat. Jika tidak, ketika gerbang memiliki tegangan rendah atau negatif, elektron dipantulkan dan tidak mencapai pelat, sehingga tidak ada cahaya.

Saat melihat lebih dekat pada tampilan, Anda akan melihat bahwa gerbang (pelat logam bersela) menutupi beberapa pelat (elemen tampilan di belakang), jadi satu gerbang mengaktifkan sejumlah elemen tampilan. Sejumlah pelat juga dihubungkan bersama pada satu pin. Ini menghasilkan matriks, yang perlu dijalankan dengan cara multipleks. Anda mengaktifkan satu gerbang pada satu waktu dan juga menyalakan pelat yang seharusnya menyala di bawah gerbang ini, lalu menyalakan gerbang berikutnya dan beberapa pelat lainnya.

Untuk menguji Tampilan Anda dapat mencari pin filamen - biasanya yang paling luar - dan menerapkan sekitar 3V ke sana, menggunakan 2 baterai AA. Jangan gunakan tegangan yang lebih tinggi karena ini dapat merusak kabel filamen halus. Kemudian kabel menjadi terlihat sebagai garis-garis merah menyala, Anda menggunakan banyak tegangan!

Kemudian terapkan 9/12/18V (baterai 2x 9V) ke gerbang dan pelat (lihat saja ke layar di mana pin untuk gerbang logam berada) ini akan menyalakan satu elemen tampilan di suatu tempat.

Dalam gambar saya cukup menghubungkan (hampir) semua gerbang dan anoda ke 12V ini menyalakan semuanya.

Catatlah pin mana yang menyala pada segmen tampilan mana! Ini akan diperlukan untuk menghubungkan dan memprogram tampilan.

Langkah 2: Tantangan 1: Tegangan Tinggi

Seperti yang telah kita lihat di Teori, Pelat/Gerbang membutuhkan Tegangan 12 hingga 50 Volt agar menarik bagi Elektron dan mendapatkan penerangan fosfor yang bagus. Pada perangkat Konsumen tegangan ini biasanya diambil dari tab tambahan pada trafo utama. Sebagai pria DIY, Anda tidak memiliki transformator dengan tab tambahan dan Anda tetap menyukai persediaan USB 5V sederhana:)

Kemudian menjalankan tampilan matriks multipleks, kita membutuhkan lebih banyak tegangan ketika ~12V dari pengujian kami, karena segmen tampilan hanya menyala segera satu demi satu, menghasilkan efek peredupan (gaya PWM dengan rasio 1:NumberOfGates). Jadi kita harus menargetkan 50V.

Ada beberapa rangkaian untuk meningkatkan tegangan dari 5V ke 30V..50V, tetapi sebagian besar hanya menghasilkan sedikit daya, seperti beberapa mA@50V untuk driver yang saya tunjukkan di langkah berikutnya, yang menggunakan resistor pullup, ini tidak cukup. Saya akhirnya menggunakan salah satu rangkaian penguat Tegangan ciak yang dapat Anda temukan di Amazon atau eBay (cari "XL6009"), ia mengubah 5V menjadi ~ 35V dengan arus tinggi, yang cukup baik.

Perangkat berbasis XL6009 ini dapat di-pimp ke output ~50V dengan mengubah resistor. Resistor ditandai pada gambar dengan panah merah. Anda juga dapat mencari lembar data XL6009, yang berisi info yang diperlukan untuk menghitung tegangan keluaran.

Langkah 3: Tantangan 2: Dapatkan Kekuatan Filamen

Filament harus didorong dengan sekitar 3V (tergantung pada tampilan). Sebaiknya AC dan entah bagaimana direkam di tengah ke GND. Puh, 3 permintaan dalam satu baris.

Sekali lagi di Perangkat asli ini akan dicapai dengan tab pada Transformer dan semacam koneksi Z-dioda ke GND atau di suatu tempat yang lebih aneh (seperti rel -24V)

Beberapa percobaan kemudian saya temukan, bahwa tegangan AC sederhana di atas GND sudah cukup baik. Tegangan DC, seperti 2 baterai AA, juga berfungsi, tetapi menghasilkan gradien kecerahan dari satu sisi VFD ke sisi lain, mereka adalah beberapa contoh di youtube ketika Anda mencari "VFD".

solusi saya

Untuk mendapatkan tegangan AC, ini adalah tegangan yang selalu berubah polaritasnya, saya dapat menggunakan rangkaian H-Bridge. Ini sangat umum dalam robotika untuk mengontrol motor DC. H-Bridge memungkinkan untuk mengubah arah (polaritas) dan juga kecepatan motor.

Pemasok elektronik DIY favorit saya menawarkan modul kecil "Pololu DRV8838" yang melakukan persis seperti yang saya inginkan.

Satu-satunya input yang dibutuhkan adalah Daya dan sumber jam sehingga benda tersebut mengubah polaritas secara konstan. Jam? Ternyata elemen RC sederhana antara output negatif dan input PHASE dapat bertindak seperti osilator untuk hal ini.

Gambar menunjukkan hookup dari driver Motor untuk menghasilkan tegangan AC untuk filamen VFD.

Langkah 4: Berinteraksi Dengan Logika 5V

Sekarang kita bisa menyalakan seluruh layar, bagus. Bagaimana cara menampilkan satu titik/digit?

Kita perlu mengaktifkan setiap gerbang dan anoda pada waktu tertentu. Ini disebut multiplexing. Saya telah melihat beberapa tutorial lain tentang ini di sini. E.g (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

PKS kami memiliki banyak pin, semua ini harus digerakkan dengan nilai yang berbeda, sehingga masing-masing akan membutuhkan pin pada pengontrol. Kebanyakan Pengendali kecil tidak memiliki banyak pin. Jadi kami menggunakan register geser sebagai ekspander port. Ini terhubung dengan jam, data dan jalur pilih ke chip pengontrol (hanya 3 pin) dan dapat mengalir untuk menyediakan pin output sebanyak yang diperlukan. Arduino dapat memanfaatkan SPI-nya untuk membuat serial data secara efisien ke chip ini.

Di sisi tampilan, ada chip untuk tujuan ini juga. "TPIC6b595" adalah register geser dengan keluaran saluran terbuka, yang menangani hingga 50V. Open drain berarti output dibiarkan terbuka ketika disetel ke TRUE/1/HIGH dan transistor internal beralih secara aktif ke sisi rendah FALSE/0/LOW. Saat menambahkan resistor dari pin output ke V+ (50V) pin akan ditarik ke level tegangan ini selama transistor internal tidak menariknya ke GND.

Sirkuit yang diperlihatkan mengalirkan 3 dari register geser ini. Resistor Array digunakan sebagai pull up. Sirkuit ini juga berisi sakelar daya filamen (jembatan-H) dan penguat tegangan sederhana yang kemudian ditolak dan diganti dengan papan XL6009.

Langkah 5: Membuat Pengukur Level

Untuk ini saya menggunakan tampilan Dot matrix dengan 20 digit dan 5x12 piksel per digit. Ini memiliki 20 gerbang, satu untuk setiap digit dan setiap piksel memiliki pin pelat. Mengontrol setiap piksel akan membutuhkan 60+20 pin yang dapat dikontrol, mis. 10x chip TPIC6b595.

Saya hanya memiliki 24 pin yang dapat dikontrol dari 3x TPIC6b595. Jadi saya menghubungkan sekelompok piksel ke satu piksel indikator level yang lebih besar. Sebenarnya saya bisa membagi setiap digit menjadi 4 karena saya bisa mengontrol 20+4 pin. Saya menggunakan 2x5 piksel per langkah indikator level. Pin untuk piksel ini disolder bersama, terlihat agak kacau tetapi berfungsi:)

PS: Baru saja menemukan proyek ini di mana tampilan ini dikontrol secara piksel..

Langkah 6: Memprogram Arduino

Seperti disebutkan register geser akan terhubung ke SPI perangkat keras. Dalam diagram pinout dari Leonardo (Gambar dari Arduino) pin disebut "SCK" dan "MOSI" dan terlihat ungu. MOSI adalah singkatan dari MasterOutSlaveIn, di sanalah tanggalnya diserialkan.

Jika Anda menggunakan Arduino lain, cari diagram pinout untuk SCK dan MOSI dan gunakan pin ini sebagai gantinya. Sinyal RCK harus disimpan pada pin 2, tetapi ini dapat dipindahkan ketika juga mengubah ini dalam kode.

Sketsa menjalankan konverter AD pada pin A0 sebagai layanan interupsi. Jadi nilai AD terus-menerus dibaca dan ditambahkan ke variabel global. Setelah beberapa pembacaan, sebuah bendera ditetapkan dan loop utama mengambil nilai iklan, mengubahnya menjadi pin mana yang melakukan apa dan memindahkannya ke SPI ke TPIC6b. Pembaruan Tampilan perlu dilingkarkan ke semua digit/gerbang di atas dan lagi dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga mata manusia tidak akan melihatnya berkedip.

Persis jenis pekerjaan Arduino dibuat untuk:)

Ini dia kode untuk tampilan pengukur Level saya…

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

Langkah 7: PCB

Saya membuat beberapa PCB untuk proyek ini, hanya untuk mendapatkan build yang bagus dan bersih. PCB ini berisi penguat tegangan lain yang tidak memberikan daya yang cukup, jadi saya tidak menggunakannya di sini dan menyuntikkan 50V dari penguat XL6009 sebagai gantinya.

Bagian yang sulit adalah menambahkan PKS, karena ini dapat memiliki semua jenis bentuk, saya mencoba membuat PCB agak umum di bagian konektor PKS. Pada akhirnya Anda harus mencari tahu pinout untuk Tampilan Anda dan menghubungkan kabel entah bagaimana dan akhirnya mengubah sedikit kode program untuk membuat semuanya cocok bersama.

PCB tersedia di sini: