مقياس مستوى الصوت من VFD المعاد تدويره: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

VFD - يمكن العثور على شاشات الفلورسنت الفراغية ، وهي نوع من تقنية Dinosaur of Display Technology ، التي لا تزال لطيفة جدًا ورائعة ، في العديد من الأجهزة الإلكترونية المنزلية القديمة والمهملة. فهل علينا التخلص منها؟ لا يزال بإمكاننا استخدامها. يكلف القليل من الجهد ولكن هذا يستحق ذلك.

الخطوة 1: تعرف على الشاشة

يحتوي VFD على 3 أجزاء رئيسية

- خيوط (أزرق)

- بوابات (خضراء)

- صفائح (صفراء) مطلية بالفسفور تضيء عند اصطدامها بالإلكترونات.

تنتقل الإلكترونات من الفتيل إلى الصفائح ، مروراً بالبوابات. لكي يحدث هذا ، يجب أن تكون اللوحة أكثر إيجابية بحوالي 12 إلى 50 فولت من الفتيل (يتم سحب الإلكترونات السالبة نحو الجانب الإيجابي). ستسمح البوابات للإلكترونات بالمرور عندما يكون جهدها قريبًا من جهد الألواح. خلاف ذلك ، عندما يكون للبوابات جهد كهربي منخفض أو سالب ، فإن الإلكترونات ترتد ولا تصل إلى الألواح ، مما يؤدي إلى عدم وجود ضوء.

عند النظر عن كثب إلى الشاشة ، سترى أن البوابات (اللوحات المعدنية المرقمة) تغطي لوحات متعددة (عناصر العرض الموجودة خلفها) ، لذلك تقوم البوابة الواحدة بتبديل عدد من عناصر العرض. يتم أيضًا توصيل عدد من اللوحات معًا على دبوس واحد. ينتج عن هذا مصفوفة ، والتي يجب تشغيلها بطريقة مضاعفة. يمكنك التبديل على بوابة واحدة في كل مرة وتشغيل الألواح التي يجب أن تضيء أسفل هذه البوابة ، ثم قم بتشغيل البوابة التالية وبعض اللوحات الأخرى.

لاختبار شاشة العرض ، يمكنك البحث عن دبابيس الفتيل - عادة ما تكون الأبعد - وتطبيق حوالي 3 فولت عليها ، باستخدام بطاريتين مقاس AA. لا تستخدم الجهد العالي ، فقد يؤدي ذلك إلى تفجير الأسلاك الدقيقة. ثم تصبح الأسلاك مرئية على شكل خطوط حمراء متوهجة ، كنت تستخدم الكثير من الجهد!

ثم قم بتطبيق 9/12/18 فولت (بطاريات 2 × 9 فولت) على بوابة ولوحة (انظر فقط إلى الشاشة حيث توجد دبابيس البوابات المعدنية) يجب أن يضيء هذا عنصر عرض واحد في مكان ما.

في الصور ، قمت ببساطة بتوصيل (تقريبًا) جميع البوابات والأنودات بـ 12V ، وهذا يؤدي إلى تشغيل كل شيء.

خذ بعض الملاحظات حول أي دبوس يضيء أي جزء من العرض! سيكون هذا ضروريًا لتوصيل الشاشة وبرمجتها.

الخطوة الثانية: التحدي الأول: الجهد العالي

كما رأينا في النظرية ، تحتاج اللوحات / البوابات إلى جهد كهربائي يتراوح من 12 إلى 50 فولت لتكون جذابة للإلكترونات وتحصل على إضاءة لطيفة من الفوسفور. في أجهزة المستهلك ، عادة ما يتم أخذ هذا الجهد من علامة تبويب إضافية على المحول الرئيسي. بصفتك شابًا يعمل بنفسك ، ليس لديك محولات ذات علامات تبويب إضافية وتفضل إمدادات 5V USB البسيطة على أي حال:)

بعد ذلك ، عند تشغيل عرض مصفوفة متعددة الإرسال ، نحتاج إلى مزيد من الجهد عند ~ 12V من اختبارنا ، لأن مقاطع العرض مضاءة واحدة تلو الأخرى فقط ، مما يؤدي إلى تأثير التعتيم (نمط PWM بنسبة 1: NumberOfGates). لذلك يجب أن نهدف إلى 50 فولت.

هناك عدد من الدوائر لزيادة الفولتية من 5 فولت إلى 30 فولت 50 فولت ، لكن معظمها لا يقدم سوى كمية صغيرة من الطاقة ، مثل بضعة مللي أمبير عند 50 فولت للسائق الذي أعرضه في الخطوات التالية ، والذي يستخدم مقاومات سحب ، هذا لا يكفي. انتهى بي الأمر باستخدام إحدى دوائر تقوية الجهد الكهربائي التي يمكنك العثور عليها على Amazon أو eBay (ابحث عن "XL6009") ، فهي تحول 5V إلى ~ 35V مع تيار عالٍ ، وهو أمر جيد بما فيه الكفاية.

يمكن استخدام هذه الأجهزة القائمة على XL6009 لإخراج ~ 50 فولت عن طريق تغيير المقاوم. يتم تمييز المقاوم في الصور بسهم أحمر. يمكنك أيضًا البحث عن ورقة بيانات XL6009 ، والتي تحتوي على المعلومات اللازمة لحساب جهد الخرج.

الخطوة 3: التحدي 2: احصل على الفتيل بالطاقة

يجب أن يكون الفتيل مدفوعًا بحوالي 3 فولت (يعتمد على الشاشة). يفضل أن يكون التيار المتردد وبطريقة ما مسجلة في المنتصف إلى GND. بوه ، 3 أمنيات في صف واحد.

مرة أخرى في الأجهزة الأصلية ، يمكن تحقيق ذلك من خلال علامة تبويب على المحول ونوع من اتصال Z-diode بـ GND أو في مكان أكثر غرابة (مثل سكة حديد 24 فولت)

وجدت بعض التجارب لاحقًا ، أن جهد التيار المتردد البسيط فوق GND جيد بما فيه الكفاية. يعمل الجهد المستمر ، مثل بطاريتين AA ، أيضًا ، لكنه ينتج تدرجًا سطوعًا من جانب واحد من VFD إلى الجانب الآخر ، وهذه بعض الأمثلة على youtube عندما تبحث عن "VFD".

بلدي الحل

للحصول على جهد التيار المتردد ، هذا هو الجهد الذي يغير قطبيته باستمرار ، يمكنني استخدام دائرة H-Bridge. هذه شائعة جدًا في الروبوتات للتحكم في محركات التيار المستمر. يسمح H-Bridge بتغيير الاتجاه (القطبية) وكذلك سرعة المحرك.

يقدم موردي الإلكترونيات المفضل لديّ وحدة صغيرة "Pololu DRV8838" والتي تفعل ما أريده بالضبط.

المدخل الوحيد المطلوب هو الطاقة ومصدر الساعة ، لذا فإن الشيء يبدل القطبية باستمرار. ساعة؟ تبين أن عنصر RC بسيط بين المخرجات السالبة ومدخلات PHASE يمكن أن يعمل كمذبذب لهذا الشيء.

تُظهر الصورة ربط محرك المحرك لتوليد جهد التيار المتردد لخيوط VFD.

الخطوة 4: التواصل مع منطق 5V

الآن يمكننا إضاءة الشاشة بالكامل ، رائع. كيف نظهر نقطة / رقم واحد؟

نحتاج إلى تبديل كل بوابة وأنود في وقت معين. وهذا ما يسمى تعدد الإرسال. لقد رأيت بعض البرامج التعليمية الأخرى حول هذا هنا. على سبيل المثال (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

يحتوي VFD الخاص بنا على الكثير من المسامير ، كل هذه يجب أن تكون مدفوعة بقيم مختلفة ، لذلك سيحتاج كل منها إلى دبوس على وحدة التحكم. معظم أدوات التحكم الصغيرة لا تحتوي على العديد من الدبابيس. لذلك نستخدم مسجلات التحول كموسعات للمنافذ. هذه تتصل بساعة وبيانات وخط محدد بشريحة وحدة التحكم (3 دبابيس فقط) ويمكن تتابعها لتوفير أكبر عدد ممكن من دبابيس الإخراج حسب الحاجة. يمكن أن يستخدم Arduino SPI الخاص به لتسلسل البيانات بكفاءة إلى هذه الشرائح.

على جانب الشاشة ، توجد شريحة لهذا الغرض أيضًا. "TPIC6b595" هو سجل تحول مع مخرجات تصريف مفتوحة ، والتي تتعامل مع ما يصل إلى 50 فولت. فتح استنزاف يعني أن الإخراج يترك مفتوحًا عند ضبطه على TRUE / 1 / HIGH ويتحول الترانزستور الداخلي بنشاط إلى الجانب المنخفض FALSE / 0 / LOW. عند إضافة المقاوم من دبوس الإخراج إلى V + (50V) ، سيتم سحب الدبوس إلى مستوى الجهد هذا طالما أن الترانزستور الداخلي لا يسحبه إلى GND.

أظهرت الدائرة شلالات 3 من سجلات التحول هذه. يتم استخدام صفائف المقاوم كما سحب لأعلى. تحتوي الدائرة أيضًا على محول طاقة الفتيل (جسر H) ومُعزز جهد بسيط تم رفضه لاحقًا واستبداله بلوحة XL6009.

الخطوة 5: عمل مقياس المستوى

لهذا الغرض ، أستخدم عرض مصفوفة نقطية مع 20 رقمًا و 5 × 12 بكسل لكل رقم. يحتوي على 20 بوابة ، واحدة لكل رقم ولكل بكسل دبوس لوحة. يتطلب التحكم في كل بكسل 60 + 20 سنًا فرديًا يمكن التحكم فيه على سبيل المثال 10x TPIC6b595 رقائق.

لدي فقط 24 دبوسًا يمكن التحكم فيه من 3x TPIC6b595's. لذلك أقوم بتوصيل مجموعة من البكسل ببكسل مؤشر مستوى أكبر. في الواقع يمكنني تقسيم كل رقم إلى 4 لأنني أستطيع التحكم في 20 + 4 دبابيس. أستخدم 2 × 5 بكسل لكل خطوة مؤشر مستوى. يتم لحام دبابيس هذه البكسلات معًا ، وتبدو فوضوية بعض الشيء ولكنها تعمل:)

ملاحظة: وجدت للتو هذا المشروع حيث يتم التحكم في هذه الشاشة بالبكسل..

الخطوة 6: برمجة Arduino

كما ذكرنا ، سيتم توصيل سجل الإزاحة بـ SPI للأجهزة. في مخطط pinout لليوناردو (صورة من Arduino) تسمى المسامير "SCK" و "MOSI" وتبدو أرجوانية. MOSI تعني MasterOutSlaveIn ، وهذا هو التاريخ المتسلسل.

إذا كنت تستخدم Arduino آخر ، فابحث في مخطط pinout عن SCK و MOSI واستخدم هذه المسامير بدلاً من ذلك. يجب الاحتفاظ بإشارة RCK عند الطرف 2 ، ولكن يمكن إعادة تحديد موقعها عند تغيير هذا أيضًا في الكود.

يقوم الرسم التخطيطي بتشغيل محول AD عند الطرف A0 كخدمة مقاطعة. لذلك تتم قراءة قيم AD باستمرار وإضافتها إلى متغير عالمي. بعد بعض القراءات ، يتم تعيين علامة وتلتقط الحلقة الرئيسية قيمة الإعلان ، وتحولها إلى أي دبوس يفعل ماذا وينقلها إلى SPI إلى TPIC6b.. يجب تكرار تحديث الشاشة على جميع الأرقام / البوابات الموجودة فوقها. ومرة أخرى بمعدل بحيث لا ترى العين البشرية الخفقان.

هو بالضبط نوع العمل الذي صُنع من أجله اردوينو:)

هنا يأتي رمز عرض مقياس المستوى الخاص بي …

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

الخطوة 7: ثنائي الفينيل متعدد الكلور

لقد صنعت عددًا قليلاً من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لهذا المشروع ، فقط للحصول على بنية جميلة ونظيفة. يحتوي ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا على معزز آخر للجهد لا يوفر طاقة كافية ، لذلك لم أستخدمه هنا وحقنت 50 فولت من معزز XL6009 بدلاً من ذلك.

يتمثل الجزء الصعب في إضافة VFD ، نظرًا لأن هذه يمكن أن تحتوي على جميع أنواع الأشكال التي حاولت جعل PCB عامًا إلى حد ما في جزء موصل VFD. في النهاية ، يجب عليك معرفة pinout لشاشتك وربط الأسلاك بطريقة ما ، وفي النهاية تغيير رمز البرنامج قليلاً لجعل كل شيء مناسبًا معًا.

PCB متاح هنا: