अपसाइकल किए गए वीएफडी से ऑडियो लेवल मीटर: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

VFD - वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले, डिस्प्ले टेक्नोलॉजी के डायनासोर की तरह, अभी भी बहुत अच्छा और ठंडा है, कई पुराने और उपेक्षित घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों में पाया जा सकता है। तो क्या हम उन्हें डंप कर दें? नहीं, हम अभी भी उनका उपयोग कर सकते हैं। इसमें थोड़ा सा प्रयास खर्च हुआ लेकिन यह इसके लायक है।

चरण 1: प्रदर्शन को जानें

एक वीएफडी में 3 प्रमुख भाग होते हैं

- फिलामेंट (नीला)

- गेट्स (हरा)

- फॉस्फोर में लिपटे प्लेट्स (पीले) जो इलेक्ट्रॉनों की चपेट में आने पर प्रकाश करते हैं।

इलेक्ट्रान फिलामेंट से प्लेटों तक जाते हैं, फाटकों से गुजरते हुए। ऐसा होने के लिए, प्लेट लगभग 12 से 50V अधिक सकारात्मक होनी चाहिए, फिर फिलामेंट (नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक पक्ष की ओर खींचा जाता है)। गेट्स इलेक्ट्रॉनों को तब उड़ने देंगे जब उनका वोल्टेज प्लेटों के करीब होगा। अन्यथा, जब फाटकों में कम या नकारात्मक वोल्टेज होता है, तो इलेक्ट्रॉनों को उछाल दिया जाता है और प्लेटों तक नहीं पहुंचता है, जिसके परिणामस्वरूप कोई प्रकाश नहीं होता है।

डिस्प्ले को करीब से देखने पर आप देखेंगे कि गेट्स (पंच किए गए मेटल प्लेट्स) कई प्लेट्स (डिस्प्ले एलिमेंट्स के पीछे) को कवर करते हैं, इसलिए एक गेट कई डिस्प्ले एलिमेंट्स को टॉगल करता है। एक पिन पर कई प्लेट भी आपस में जुड़ी होती हैं। इसका परिणाम एक मैट्रिक्स में होता है, जिसे मल्टीप्लेक्स तरीके से चलाने की आवश्यकता होती है। आप एक समय में एक गेट को चालू करें और उन प्लेटों को भी चालू करें जो इस गेट के नीचे प्रकाश करना चाहिए, फिर अगले गेट को और कुछ अन्य प्लेटों को चालू करें।

प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए आप फिलामेंट पिन की तलाश कर सकते हैं - आमतौर पर सबसे बाहरी - और 2 एए बैटरी का उपयोग करके इसमें लगभग 3V लगा सकते हैं। उच्च वोल्टेज का उपयोग न करें यह ठीक फिलामेंट तारों को उड़ा सकता है। फिर तार लाल चमकती धारियों के रूप में दिखाई देने लगते हैं, आप बहुत अधिक वोल्टेज करते थे!

फिर 9/12/18V (2x 9V बैटरी) को एक गेट और एक प्लेट पर लागू करें (सिर्फ उस डिस्प्ले को देखें जहां मेटल गेट्स के लिए पिन हैं) इससे कहीं न कहीं एक डिस्प्ले एलिमेंट को लाइट करना चाहिए।

तस्वीरों में मैंने बस (लगभग) सभी गेट्स और एनोड को 12V से जोड़ा है, यह सब कुछ चालू कर देता है।

कुछ नोट लें कि कौन सा पिन किस डिस्प्ले सेगमेंट को रोशन करता है! डिस्प्ले को जोड़ने और प्रोग्रामिंग करने के लिए इसकी आवश्यकता होगी।

चरण 2: चुनौती 1: हाईवोल्टेज

जैसा कि हमने थ्योरी में देखा है, प्लेट्स/गेट्स को इलेक्ट्रॉनों के लिए आकर्षक होने और फॉस्फोर की अच्छी रोशनी प्राप्त करने के लिए 12 से 50 वोल्ट के वोल्टेज की आवश्यकता होती है। उपभोक्ता उपकरणों में ये वोल्टेज आमतौर पर मुख्य ट्रांसफार्मर पर एक अतिरिक्त टैब से लिया जाता है। एक DIY आदमी के रूप में आपके पास अतिरिक्त टैब वाले ट्रांसफार्मर नहीं हैं और आप वैसे भी साधारण 5V USB आपूर्ति का पक्ष लेते हैं:)

फिर एक मल्टीप्लेक्स मैट्रिक्स डिस्प्ले को चलाने पर हमें अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है जब हमारे परीक्षण से ~ 12V, क्योंकि डिस्प्ले सेगमेंट केवल एक के बाद एक जलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक डिमिंग प्रभाव होता है (पीडब्लूएम शैली 1: संख्याऑफगेट्स के अनुपात के साथ)। इसलिए हमें 50V का लक्ष्य रखना चाहिए।

वोल्टेज को 5V से 30V..50V तक बढ़ाने के लिए कई सर्किट हैं, लेकिन अधिकांश केवल थोड़ी मात्रा में बिजली प्रदान करते हैं, जैसे ड्राइवर के लिए कुछ mA@50V जो मैं अगले चरणों में दिखाता हूं, जो पुलअप प्रतिरोधों का उपयोग करता है, यह पर्याप्त नहीं है। मैंने एक चीप वोल्टेज बूस्टर सर्किट का उपयोग करके समाप्त किया जो आप अमेज़ॅन या ईबे ("XL6009" के लिए खोज) पर पा सकते हैं, यह 5V को ~ 35V में उच्च धारा के साथ परिवर्तित करता है, जो काफी अच्छा है।

इस XL6009 आधारित उपकरणों को एक रोकनेवाला बदलकर ~ 50V आउटपुट के लिए पंप किया जा सकता है। रोकनेवाला एक लाल तीर के साथ छवियों में चिह्नित है। आप XL6009 की डेटाशीट भी खोज सकते हैं, जिसमें आउटपुट वोल्टेज की गणना के लिए आवश्यक जानकारी शामिल है।

चरण 3: चुनौती 2: फिलामेंट संचालित करें

फिलामेंट को लगभग 3V (डिस्प्ले पर निर्भर करता है) के साथ संचालित किया जाना चाहिए। अधिमानतः एसी और किसी तरह बीच में जीएनडी को टेप किया गया। पुह, एक पंक्ति में 3 शुभकामनाएं।

फिर से मूल उपकरणों में यह ट्रांसफॉर्मर पर एक टैब और जीएनडी से किसी प्रकार के जेड-डायोड कनेक्शन या कहीं और भी अजीब (जैसे -24 वी रेल) के साथ हासिल किया जाएगा।

कुछ प्रयोग बाद में मैंने पाया, कि GND के ऊपर एक साधारण AC वोल्टेज काफी अच्छा है। डीसी वोल्टेज, 2 एए बैटरी की तरह, भी काम करता है, लेकिन यह वीएफडी के एक तरफ से दूसरी तरफ एक चमक ढाल पैदा करता है, जब आप "वीएफडी" की तलाश करते हैं तो यूट्यूब पर कुछ उदाहरण हैं।

मेरा समाधान

एसी वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, यह एक वोल्टेज है जो लगातार इसकी ध्रुवीयता को बदलता है, मैं एच-ब्रिज सर्किट का उपयोग कर सकता हूं। डीसी मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए रोबोटिक्स में ये बहुत आम हैं। एच-ब्रिज दिशा (ध्रुवीयता) और मोटर की गति को बदलने की अनुमति देता है।

मेरा पसंदीदा DIY इलेक्ट्रॉनिक्स आपूर्तिकर्ता एक छोटा मॉड्यूल "पोलोलू DRV8838" प्रदान करता है जो ठीक वही करता है जो मैं चाहता हूं।

केवल आवश्यक इनपुट पावर और एक घड़ी स्रोत है, इसलिए यह चीज लगातार ध्रुवीयता को चालू करती है। घड़ी? नकारात्मक आउटपुट के बीच एक साधारण आरसी तत्व निकलता है और PHASE इनपुट इस चीज़ के लिए एक थरथरानवाला की तरह काम कर सकता है।

छवि वीएफडी फिलामेंट के लिए एसी वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए मोटर चालक के हुकअप को दिखाती है।

चरण 4: 5V तर्क के साथ इंटरफेसिंग

अब हम पूरे डिस्प्ले को रोशन कर सकते हैं, बढ़िया। हम सिंगल डॉट/डिजिट कैसे दिखाते हैं?

हमें एक निश्चित समय पर प्रत्येक गेट और एनोड को चालू करना होगा। इसे मल्टीप्लेक्सिंग कहते हैं। मैंने इसके बारे में कुछ अन्य ट्यूटोरियल यहां देखे हैं। जैसे (https://www.instructables.com/id/Seven-Segment-Di…

हमारे वीएफडी में बहुत सारे पिन हैं, इन सभी को अलग-अलग मूल्यों के साथ संचालित किया जाना चाहिए, इसलिए प्रत्येक को नियंत्रक पर एक पिन की आवश्यकता होगी। अधिकांश छोटे नियंत्रकों के पास उतने पिन नहीं होते हैं। इसलिए हम पोर्ट एक्सपैंडर के रूप में शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग करते हैं। ये एक घड़ी, एक डेटा और एक चुनिंदा लाइन से कंट्रोलर चिप (केवल 3 पिन) से जुड़ते हैं और आवश्यकतानुसार कई आउटपुट पिन प्रदान करने के लिए कैस्केड किए जा सकते हैं। एक Arduino इन चिप्स को डेटा को कुशलतापूर्वक क्रमबद्ध करने के लिए अपने SPI का उपयोग कर सकता है।

डिस्प्ले की तरफ इस काम के लिए एक चिप भी है। "TPIC6b595" यह ओपन ड्रेन आउटपुट के साथ एक शिफ्ट रजिस्टर है, जो 50V तक संभालता है। ओपन ड्रेन का मतलब है, कि TRUE/1/HIGH पर सेट होने पर आउटपुट खुला छोड़ दिया जाता है और एक आंतरिक ट्रांजिस्टर सक्रिय रूप से कम साइड FALSE/0/LOW पर स्विच हो जाता है। आउटपुट पिन से V+ (50V) में एक रोकनेवाला जोड़ते समय पिन को इस वोल्टेज स्तर तक खींच लिया जाएगा जब तक कि आंतरिक ट्रांजिस्टर इसे GND तक नहीं खींचता।

सर्किट ने इन शिफ्ट रजिस्टरों में से 3 कैस्केड दिखाए। रेसिस्टर एरेज़ का उपयोग पुल अप के रूप में किया जाता है। सर्किट में फिलामेंट पावर स्विचर (एच-ब्रिज) और एक साधारण वोल्टेज बूस्टर भी होता है जिसे बाद में खारिज कर दिया गया और एक्सएल ६००९ बोर्ड के साथ बदल दिया गया।

चरण 5: एक लेवलमीटर बनाना

इसके लिए मैं 20 अंकों और 5x12 पिक्सल प्रति अंक के साथ डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले का उपयोग करता हूं। इसमें 20 गेट हैं, प्रत्येक अंक के लिए एक और प्रत्येक पिक्सेल में एक प्लेट पिन होता है। प्रत्येक पिक्सेल को नियंत्रित करने के लिए 60+20 व्यक्तिगत नियंत्रणीय पिन की आवश्यकता होगी उदा। 10x TPIC6b595 चिप्स।

मेरे पास 3x TPIC6b595's से केवल 24 नियंत्रणीय पिन हैं। तो मैं पिक्सेल का एक गुच्छा एक बड़े स्तर के सूचक पिक्सेल से जोड़ता हूं। वास्तव में मैं प्रत्येक अंक को 4 में विभाजित कर सकता हूं क्योंकि मैं 20+4 पिन को नियंत्रित कर सकता हूं। मैं 2x5 पिक्सेल प्रति स्तर संकेतक चरण का उपयोग करता हूं। इन पिक्सेल के लिए पिन एक साथ मिलाप किए जाते हैं, थोड़ा अराजक दिखते हैं लेकिन यह काम करता है:)

पुनश्च: अभी यह प्रोजेक्ट मिला है जहां यह डिस्प्ले पिक्सेलवाइज नियंत्रित है..

चरण 6: Arduino की प्रोग्रामिंग

जैसा कि उल्लेख किया गया है कि शिफ्ट रजिस्टर एक हार्डवेयर एसपीआई से जुड़ा होगा। लियोनार्डो (Arduino से छवि) के पिनआउट आरेख में पिनों को "SCK" और "MOSI" कहा जाता है और वे बैंगनी दिखते हैं। MOSI का मतलब MasterOutSlaveIn है, वहीं तारीख को क्रमबद्ध किया जाता है।

यदि आप किसी अन्य Arduino का उपयोग करते हैं, तो SCK और MOSI के लिए पिनआउट आरेख खोजें और इसके बजाय इन पिनों का उपयोग करें। आरसीके सिग्नल को पिन 2 पर रखा जाना चाहिए, लेकिन कोड में इसे बदलने पर इसे स्थानांतरित किया जा सकता है।

स्केच AD कनवर्टर को पिन A0 पर एक इंटरप्ट सर्विस के रूप में चलाता है। इसलिए AD मान लगातार पढ़े जाते हैं और एक वैश्विक चर में जोड़े जाते हैं। कुछ रीडआउट के बाद एक फ़्लैग सेट किया जाता है और मुख्य लूप विज्ञापन मान को चुनता है, इसे किस पिन में बदल देता है और इसे SPI को TPIC6b में स्थानांतरित कर देता है। डिस्प्ले अपडेट को सभी अंकों/गेट्स पर लूप करने की आवश्यकता होती है और बार-बार ऐसी दर के साथ कि मानव आंख इसे टिमटिमाती नहीं देख पाएगी।

ठीक उसी तरह की नौकरी के लिए एक Arduino बनाया गया था:)

यहाँ मेरे लेवल मीटर डिस्प्ले के लिए कोड आता है…

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

चरण 7: पीसीबी

मैंने इस परियोजना के लिए कुछ पीसीबी बनाए, बस एक अच्छा और साफ निर्माण करने के लिए। इस पीसीबी में एक और वोल्टेज बूस्टर है जो पर्याप्त शक्ति प्रदान नहीं करता है, इसलिए मैंने इसे यहां उपयोग नहीं किया और इसके बजाय XL6009 बूस्टर से 50V इंजेक्ट किया।

मुश्किल हिस्सा वीएफडी जोड़ रहा है, क्योंकि इनमें सभी प्रकार की आकृतियाँ हो सकती हैं, मैंने पीसीबी को वीएफडी कनेक्टर भाग में कुछ सामान्य बनाने की कोशिश की। अंत में आपको अपने डिस्प्ले के लिए पिनआउट का पता लगाना होगा और किसी तरह वायरिंग को हुक करना होगा और अंत में सब कुछ एक साथ फिट करने के लिए प्रोग्राम कोड को थोड़ा सा बदलना होगा।

पीसीबी यहां उपलब्ध है: