Audio Level Meter Mula sa isang Upcycled VFD: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

VFD - Vacuum Fluorescent Ipinapakita, isang uri ng Dinosaur ng Display Technology, medyo maganda at astig pa rin, ay matatagpuan sa maraming hindi napapanahon at napabayaang mga aparatong electronics sa bahay. Kaya natin itatapon ang mga ito? Noooo maaari pa rin natin silang magamit. Nagkakahalaga ito ng kaunting pagsisikap ngunit sulit iyon.

Hakbang 1: Alamin ang Display

Ang isang VFD ay may 3 pangunahing mga bahagi

- Filament (asul)

- Gates (berde)

- Mga plate (dilaw) pinahiran sa pospor na lumiwanag kapag na-hit ng mga electron.

Ang mga electron ay naglalakbay mula sa filament patungo sa mga plato, dumadaan sa mga pintuan. Upang mangyari ito, ang plato ay dapat na mga 12 hanggang 50V mas positibo pagkatapos ang filament (ang mga negatibong electron ay hinila patungo sa positibong bahagi). Papayagan ng mga gate ang mga electron na lumipad kapag ang kanilang boltahe ay malapit sa mga plato. Kung hindi man, kapag ang mga tarangkahan ay may mababa o negatibong boltahe, ang mga electron ay bounce off at hindi maabot ang mga plate, na nagreresulta sa walang ilaw.

Kapag tinitingnan nang maigi ang display makikita mo na ang mga pintuang-daan (ang mga bantas na metal na plato) ay sumasakop sa maraming mga plato (ang mga elemento ng pagpapakita sa likuran), kaya't ang isang gate ay nag-toggle ng isang bilang ng mga elemento ng pagpapakita. Ang isang bilang ng mga plato ay konektado din magkasama sa isang pin. Nagreresulta ito sa isang matrix, na kailangang patakbuhin sa isang multiplexed na paraan. Mag-toggle ka sa isang gate nang paisa-isa at i-on mo rin ang mga plate na dapat na ilaw sa ilalim ng gate na ito, pagkatapos ay buksan ang susunod na gate at ilang iba pang mga plate.

Upang subukan ang Display maaari kang maghanap para sa mga pin ng filament - karaniwang ang pinakamalayo - at ilapat ang tungkol sa 3V dito, gamit ang 2 baterya ng AA. Huwag gumamit ng mas mataas na boltahe na ito ay maaaring pumutok ang pinong mga wire ng filament. Pagkatapos ang mga wire ay makikita bilang mga pulang kumikinang na mga strib, dati kang magkano ang boltahe!

Pagkatapos mag-apply ng 9/12 / 18V (2x 9V na mga baterya) sa isang gate at isang plato (tingnan lamang ang display kung saan ang mga pin para sa mga metal na pintuang-daan) dapat itong ilawin ang isang elemento ng pagpapakita sa kung saan.

Sa mga larawan ay simpleng nakakonekta ko (halos) lahat ng mga gate at anode sa 12V ay binuksan nito ang lahat.

Gumawa ng ilang mga tala tungkol sa kung aling pin ang nag-iilaw aling segment ng pagpapakita! Kakailanganin ito para sa pagkonekta at pagprograma ng display.

Hakbang 2: Hamunin 1: HighVoltage

Tulad ng nakita natin sa Teorya, ang Plates / Gates ay nangangailangan ng isang Boltahe na 12 hanggang 50 Bolta upang maging kaakit-akit para sa mga Elektron at makakuha ng magandang pag-iilaw ng pospor. Sa mga aparato ng consumer ang boltahe na ito ay karaniwang kinuha mula sa isang sobrang tab sa pangunahing transpormer. Bilang isang tao sa DIY wala kang mga transformer na may labis na mga tab at mas gusto mo ang simpleng 5V USB supplies:)

Pagkatapos ay nagpapatakbo ng isang multiplexed matrix display kailangan namin ng higit na boltahe kapag ang ~ 12V mula sa aming pagsubok, dahil ang mga segment ng pagpapakita ay naiilawan lamang sandali pagkatapos ng isa pa, na nagreresulta sa isang dimming effect (istilo ng PWM na may ratio na 1: NumberOfGates). Kaya dapat nating hangarin ang 50V.

Mayroong isang bilang ng mga circuit upang mapalakas ang mga voltages mula sa mababang bilang 5V hanggang 30V..50V, ngunit ang karamihan ay naghahatid lamang ng isang maliit na halaga ng lakas, tulad ng ilang mA @ 50V para sa driver na ipinapakita ko sa mga susunod na hakbang, na gumagamit ng mga pullup resistors, hindi ito sapat. Natapos ako gamit ang isa sa mga cheep Voltage booster circuit na maaari mong makita sa Amazon o eBay (paghahanap para sa "XL6009"), ginawang 5V ito sa ~ 35V na may mataas na kasalukuyang, na sapat na mabuti.

Ang mga aparato na batay sa XL6009 ay maaaring bugaw sa output ~ 50V sa pamamagitan ng pagbabago ng isang risistor. Ang risistor ay minarkahan sa mga imahe ng isang pulang arrow. Maaari ka ring maghanap para sa isang datasheet ng XL6009, na naglalaman ng kinakailangang impormasyon para sa pagkalkula ng boltahe ng output.

Hakbang 3: Hamunin 2: Kunin ang Filament Pinapagana

Ang Filament ay dapat na hinimok na may tungkol sa 3V (nakasalalay sa display). Mas mabuti ang AC at kahit papaano ay na-tape sa gitna sa GND. Puh, 3 mga kahilingan sa isang hilera.

Muli sa orihinal na Mga Device makakamtan ito sa isang tab sa Transformer at ilang uri ng koneksyon ng Z-diode sa GND o sa isang lugar na mas kakaiba (tulad ng isang -24V rail)

Ang ilang mga eksperimento sa paglaon ay nakita ko, na ang isang simpleng boltahe ng AC sa itaas ng GND ay sapat na mabuti. Ang boltahe ng DC, tulad ng 2 baterya ng AA, ay gumagana rin, ngunit gumagawa ito ng isang gradient ng ilaw mula sa isang gilid ng VFD patungo sa iba pa, ang ilan ay ilang mga halimbawa sa youtube kapag tiningnan mo ang "VFD".

Ang solusyon ko

Upang makakuha ng isang boltahe ng AC, ito ay isang boltahe na patuloy na binabago ang polarity nito, maaari kong gamitin ang isang H-Bridge circuit. Karaniwan sa mga robot na ito upang makontrol ang mga DC motor. Pinapayagan ng H-Bridge na baguhin ang direksyon (polarity) at pati na rin ang bilis ng isang motor.

Ang aking paboritong DIY electronics supplier ay nag-aalok ng isang maliit na module na "Pololu DRV8838" na kung saan ay eksaktong nais ko.

Ang kailangan lamang na pag-input ay ang Lakas at isang mapagkukunan ng orasan upang ang bagay ay palaging nag-toggle ng polarity. Orasan? Lumiliko ang isang simpleng elemento ng RC sa pagitan ng negatibong output at ang pag-input ng PHASE ay maaaring kumilos tulad ng isang oscillator para sa bagay na ito.

Ipinapakita ng imahe ang hookup ng driver ng Motor upang makabuo ng boltahe ng AC para sa filament ng VFD.

Hakbang 4: Pag-interfacing Sa 5V Logic

Ngayon ay maaari naming ilaw ang buong display, mahusay. Paano namin maipapakita ang isang solong tuldok / digit?

Kailangan naming i-toggle ang bawat gate at anode sa isang tiyak na oras. Tinatawag itong multiplexing. Nakita ko ang ilang iba pang mga tutorial tungkol dito. E.g (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

Ang aming VFD ay may maraming mga pin, lahat ng ito ay dapat na hinimok na may iba't ibang mga halaga, kaya't ang bawat isa ay nangangailangan ng isang pin sa controller. Karamihan sa mga maliliit na Controller ay walang ganoong maraming mga pin. Kaya gumagamit kami ng mga rehistro ng shift bilang mga taga-develop ng port. Nakakonekta ito sa isang orasan, isang data at isang piling linya sa chip ng controller (3 pin lamang) at maaaring i-cascaded upang magbigay ng maraming mga output pin kung kinakailangan. Maaaring magamit ng isang Arduino ang SPI nito upang mahusay na ma-serialize ang data sa mga chips na ito.

Sa gilid ng display, mayroong isang maliit na tilad para sa hangaring ito rin. Ang "TPIC6b595" ito ay isang rehistro ng paglilipat na may bukas na mga output ng alisan ng tubig, na humahawak ng hanggang sa 50V. Ibig sabihin ng bukas na alisan ng tubig, na ang output ay naiwang bukas kapag nakatakda sa TUNAY / 1 / MATAAS at isang panloob na transistor na aktibong lumilipat sa mababang bahagi na FALSE / 0 / LOW. Kapag nagdaragdag ng isang risistor mula sa output pin sa V + (50V) ang pin ay hilahin hanggang sa antas ng boltahe na ito hangga't ang panloob na transistor ay hindi hilahin ito pababa sa GND.

Ipinakita ng circuit ang mga cascade 3 ng mga rehistro sa paglilipat. Ginagamit ang mga Resistor Array bilang mga pull up. Naglalaman din ang circuit ng filament power Switcher (H-bridge) at isang simpleng voltage booster na kalaunan ay tinanggihan at pinalitan ng board na XL6009.

Hakbang 5: Paggawa ng isang Levelmeter

Para sa mga ito gumagamit ako ng isang Dot matrix display na may 20 digit at 5x12 pixel bawat digit. Mayroon itong 20 gate, isa para sa bawat digit at ang bawat pixel ay may plate pin. Ang pagkontrol sa bawat pixel ay mangangailangan ng 60 + 20 indibidwal na mga controlable pin hal. 10x TPIC6b595 chips.

Mayroon lamang akong 24 na nakokontrol na mga pin mula sa 3x TPIC6b595's. Kaya kumonekta ako ng isang bungkos ng pixel sa isang mas malaking pixel ng tagapagpahiwatig ng antas. Sa totoo lang mahahati ko ang bawat digit sa 4 dahil makokontrol ko ang 20 + 4 na mga pin. Gumagamit ako ng 2x5 pixel bawat antas ng tagapagpahiwatig ng antas. Ang mga pin para sa mga pixel na ito ay pinagsama-sama, mukhang medyo magulo ngunit gumagana ito:)

PS: Natagpuan lamang ang proyektong ito kung saan ang display na ito ay kinokontrol ng pixelwise..

Hakbang 6: Programming ang Arduino

Tulad ng nabanggit ang shift register ay konektado sa isang hardware SPI. Sa diagram ng pinout ng Leonardo (Larawan mula sa Arduino) ang mga pin ay tinawag na "SCK" at "MOSI" at mukhang lila. Ang MOSI ay nangangahulugang MasterOutSlaveIn, iyon ang petsa na naka-serialize.

Kung gumagamit ka ng isa pang Arduino, maghanap sa diagram ng pinout para sa SCK at MOSI at sa halip ay gamitin ang mga pin na ito. Ang signal ng RCK shoud ay itatago sa pin 2, ngunit maaari itong mailipat kapag binabago din ito sa code.

Pinapatakbo ng sketch ang AD converter sa pin A0 bilang isang nakakagambalang serbisyo. Kaya't ang mga halaga ng AD ay patuloy na binabasa at idinagdag sa isang pandaigdigang variable. Matapos ang ilang pagbabasa ng isang bandila ay nakatakda at ang pangunahing loop ay kumukuha ng halaga ng ad, binago ito sa kung aling pin ang gumagawa at inililipat ito sa SPI patungo sa TPIC6b.. Ang pag-update sa Display ay kailangang i-loop sa lahat ng mga digit / gate sa paglipas ng at muli na may rate na tulad na hindi makikita ng mata ng tao na kumikislap.

Eksakto ang uri ng trabaho na ginawa para sa isang Arduino:)

Narito ang code para sa aking display na Antas ng metro…

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

Hakbang 7: PCB

Gumawa ako ng ilang mga PCB para sa proyektong ito, upang magkaroon lamang ng isang maayos at malinis na pagbuo. Naglalaman ang PCB na ito ng isa pang boltahe tagasunod na hindi naghahatid ng sapat na lakas, kaya hindi ko ito ginamit dito at iniksyon ang 50V mula sa XL6009 booster sa halip.

Ang nakakalito na bahagi ay pagdaragdag ng VFD, dahil ang mga ito ay maaaring magkaroon ng lahat ng mga uri ng mga hugis Sinubukan kong gawing generic ang PCB sa bahagi ng konektor ng VFD. Sa huli kailangan mong malaman ang pinout para sa iyong Display at i-hook up ang mga kable kahit papaano at kalaunan baguhin ang code ng programa nang kaunti upang magkasama ang lahat.

Magagamit ang PCB dito: