|
A Vákuum Flourescent kijelző cső.
Bozó Balázs
A vákuum flourescent kijelző csövek vagy az elterjedt rövidítés szerinti VF csövek illetve kijelzőként a VFD-k. Tulajdonképpen felépítésük normál elektroncsőnek számít. Közvetlen fűtésűek, azaz a fűtőszál egyben a katód is. Az anód viszont egy speciális anyaggal bevonva adja a fényt, ha előállt a szükséges feltétel ehhez. Általában a speciális festék zöldes-kék színű fényt hoz létre, bár kifejlesztettek már más színeket is. (piros, narancs, kék, zöld) A létrehozott fény a kijelző cső elé szerelt fényszűrő segítségével viszonylag széles határok között változtatható, de a legelterjedtebb a zöld színű szűrő alkalmazása, vagy újabban a kékes-fehér. Bár fénykorát a 80-90-es években élte a hosszú élettartama és a jó leolvashatósága még mindig számos helyen indokolja alkalmazását a sokkal olcsóbb LCD-vel szemben, és valljuk be megjelenésre is sokkal komolyabb és tetszetősebb annál.
További előnyei a monokromatikus megjelenítés, ami a jó leolvashatóságot biztosítja. A leolvashatósági szög sokkal szélesebb, mint az LCD-knél. Működési tartománya széles határok közötti: –40Co tól +85Co-ig terjed, és nem jellemző az LCD-knél még mindig általános lustaság. A kijelző reagálási ideje is sokkal gyorsabb mint LCD-s társainak. A jelenleg forgalomban lévő típusok már az LCD szabványnak megfelelő csatlakozó kiosztással és vezérléssel rendelkeznek, így akár az LCD modulok helyére is beültethetőek. Az ismert VFD hátrányok, a magasabb feszültség és áram igény. A mai moduloknál az ezt előállító segédtápegységet többnyire már a modulra integrálják. Így hátránya csak a nagyobb áram igényben jeletkezik.
A cső működéséről az egyik legnagyobb gyártójának honlapján messzi részletekbe menően tájékozódhattunk. Mivel a fentebb nevezett gyártó a honlapját megváltoztatta, fordítását az alábbiakban közlöm. Akit ez nem érdekel ilyen részletességgel, annak az alábbi kivonatos rész átfutását javaslom.>>
A VFD működése és felépítése
fordította Bozó Balázs a [2] alapján.
1. A VFD működési elve és struktúrája.
A VFD tulajdonképpen, a triódának megfelelő elven működik, így három elektródából áll: |
- A közvetlen fűtésű katód
- Vezérlőrács
- Világító anód
|
 |
| A rács vezérli az elektronok áramlását a közvetlen fűtésű katódból, az anódfelé. Amikor a rács pozitív feszültséget kap az vonzani, fogja a negatív töltésű elektronokat, amik így keresztül repülnek a rácshálón, hogy a szintén pozitív töltésű anódot elérjék. Ha a rács negatív feszültséget kap (a katódhoz képest), az taszítani fogja a szintén negatív elektronokat így megakadályozza azok továbbjutását az anódra.
Minden anódba csapódó elektron, az anód felületére felvitt foszforeszkáló festékrétegnek köszönhetően, fénykibocsátást, felvillanást fog okozni. Az anód kialakítása lehet pont vagy szegmens is, vagy más egyéb formájú, a kijelzendőtől függően. A pozitív anód feszültség vonzza a negatív elektronokat, amit a rács gyorsít. A becsapódó elektron hatására a szegmens világít. Ha az anód negatív feszültséget kap, ami taszítja az elektronokat, a foszforeszkáló rétegbe nem csapódnak elektronok és így az, sötét marad. |
Alkotóelemei
2. ábra Frém és Hybrid Típusok |
|
| 1. |
Üveg alaplap (Anód hordozó) |
10. |
Getter |
| 2. |
Vezetőréteg |
11. |
Előlapi üveg |
| 3. |
Anód |
12. |
Távtartó üveg |
| 4. |
Szigetelő réteg |
13. |
Leszívó csonk |
| 5. |
Foszfor (szegmens) |
14. |
NESA (vagy ITO) bevonat |
| 6. |
Vezetőpaszta |
15. |
Kivezetés |
| 7. |
Rácsháló |
16. |
Formázó anyag |
| 8. |
Vezetőüvegkeverék |
17. |
Forrasztó anyag |
| 9. |
Fűtőszál (katód) |
18. |
Üvegkeverék |
|
vissza
|
2. A VFD konstrukciója.
A VFD-k többféleképpen készülhetnek, de az alap típus az alább ismertetett módon készül. Más variációk bonyolultabb technikát követelnek, gondoljunk csak a CIG (a közvetlenül az üvegre integrált meghajtók) az Aktív Mátrix és a Rib Grid VFD-kre.
A rácsháló keretei, a fűtőszál tartói, valamint a kivezetések, egy fémlemezből vannak sajtolva. Ez a fémlemez (keret) tartalmazza a rácshoz vezető elektródákat, valamint az anód (szegmensek vagy pontok) kivezetéseit, amik egy érintkező ponthoz vezetnek az anódot tartalmazó üveghordozón. A fémkeret két végén található a fűtőszálnak kialakított rugós feszítő, ami mindig feszesen tartja a fűtőszálakat.
A szerelt fémkeretet az előlapi és az anódot hordozó üveglap közé helyezik. A kivezetéseket úgy alakítják ki, hogy könnyű legyen nyomtatott áramkörbe szerelni.
Hybrid konstrukcióknál előfordulhat, hogy a bonyolultságnak megfelelő rács közvetlenül az anódot hordozó üvegre kerül.
|
3. ábra A frém típus konstrukciója |
vissza
|
3. A VFD meghjatási karakterisztikák
3.1 VFD meghajtási módok
A VFD-k esetében két meghajtási módról beszélhetünk. A statikus és a multiplexelt mód. A meghajtási mód jelentősen befolyásolja a VFD-k kivezetéseinek számát.
|
3.1.1 A statikus mód.
Ebben a módusban minden szegmenshez egy kivezetés tartozik és az egész kijelzőhöz egy rács elektróda kivezetés. Ekkor a működéshez elegendő 10 – 15 volt, a vezérlés egyszerűen megoldható például standard 12 voltos CMOS áramkörökkel. Ekkor minden egyes szegmenshez külön-külön meghajtóról kell gondoskodnunk. Ez a mód 8 szegmens felett gazdaságtalan, ekkor érdemesebb a multiplex módszert használni. A 4.-es és 5-ös ábrán látható az alapkiépítés és a meghajtó áramkör.
|
 |
 |
| 4. ábra VFD Statikus meghajtása |
5. ábra A statikus meghajtó áramkör |
|
3.1.2 Multiplex Meghajtás (Dynamic Drive)
Ahhoz, hogy minimalizáljuk a kivezetéseket, a kijelzőt multiplex módon hajtjuk meg. A 6. ábrán megfigyelhető a kiosztás, miszerint a szegmensek közösítve lettek és minden karakter a rács kivezetésével aktivizálható, mint egy időosztásos módon. Ebben az esetben azonban a kellő fényerő elérése érdekében magasabb anód és rácsfeszültséget használunk, ez a feszültség 24V - 70V közötti, míg erőssége 10mA – 60mA. A 7-es ábra bemutat egy lehetséges megvalósítást.
|
 |
 |
| 6. ábra A VFD multiplex meghajtása |
7. ábra A multiplex meghajtó áramkör |
|
|
A vezérlést a 8. ábra szemlélteti. A T1 időben G1 rács bekapcsolt állapota alatt az adat vonal Pb és Pc szegmense szintén bekapcsolt állapotban van, a kijelzőn az „1”-es számkarakter fog világítani az egyes karakter pozícióban. A T1 periódus után a G1 kikapcsolt állapotot vesz fel és az anód adatvonalai a G2 karakternek megfelelő állapotot veszik fel, majd a G2 bekapcsolt állapotba kerül. A példánk szerint; megjelenik a „2”-es szám a kettes karakterhelyen. A pásztázásnak a G1-től a Gn karakterig gyorsabbnak kell lennie, mint 100 másodpercenként, hogy az emberi szem ne láthassa villódzni azt. Mint láthattuk ennek a megoldásnak az az előnye, hogy a kijelző cső kivezetéseit a minimálisra tudjuk redukálni.
|
8. ábra A multiplex meghajtás ídőzítései
|
vissza
| 4. A megfelelő működés feltételei. |
| |
|
4.1 A frissítési frekvencia.
Amikor a kijelzőt multiplexelt üzemben működtetjük a frissítési frekvenciát úgy kell megállapítanunk, hogy ne láthassuk villódzni és az aktív, tehát világító és sötét ciklust úgy kell kiválasztani, hogy az emberi szem folyamatos képet lásson. Az anód és a rács árama a fűtés feszültségének változásaival együtt változik, ez villódzást eredményezhet, ha váltóáramról fűtünk és a frissítési frekvencia 40Hz vagy az alatti. Az általunk javasolt kombinációkat az 1. táblázatban foglalatuk össze.
A túl magas frissítési frekvencia is okozhat problémát, mert az újra világításra sarkalt szegmensen, ha nincs meg a kellő idő két felvillanás között, a következő karakter képe is megjelenik, így szellemképessé téve azt. Ezt elkerülendő a frissítési frekvenciát 250 és 500Hz közöttire válasszuk. |
|
1. Táblázat a frissitési frekvencia |
| Fűtés frekvencia |
Frissitési frekvencia |
| 50Hz |
90Hz vagy felette |
| 60Hz |
100Hz vagy felette |
| 10kHz feletti |
60Hz vagy felette |
|
| |
|
|
|
|
4.2 A karakterek közötti szünet
A másik esetben, amikor a kijelzés szellemképesé válhat amiatt következik be, hogy a cső elektródái egymással és a meghajtó áramkörökkel kapacitív kapcsolatban is állnak. Ez átlapolódást, áthallást okozhat a rács és az anód jelei között, ami szellemképet eredményez a nem meghajtott karaktereken, szegmenseken is. Ezt követhetjük nyomon a 9.(a) ábrán.
Ezt a problémát elkerüljük, egy u.n. karakterek közötti szünetet iktatunk két rácsimpulzus közé. Tehát a következő rácsimpulzust egy kis késleltetéssel adjuk, mint ahogyan a 9.(b) ábrán is látható. Ez az idő valahol 10 és 50 mikro szekundum között van. A szünet intervallumát befolyásolja a használt felhúzó ellenállások értéke és a meghajtásra használt áramkör kialakítása is.
|
9. ábra A karakterek közötti szünet |
vissza
| 5. A fűtés tápellátása. |
| |
5.1 A fűtő feszültség
A VFD csövek fűtésére 2Vac – 9Vac közötti feszültséget használhatunk, 22mA-tól 200mA-ig, a kijelző méretétől függően. Ezt a feszültséget célszerűen transzformátorral vagy tranzisztorhíddal szokás előállítani. A fényerőt befolyásolja a fűtő feszültség (Ef), mint ahogyan az a 10. ábrán látható. Az oxid masszával bevont fűtőszálnál kritikus a működtető feszültség megadott értékek közötti tartása, hiszen ez a VFD élettartamát jelentősen befolyásolja.
A szellemkép eredhet attól is, hogy az anód és a rácsáram nem szűnik meg teljesen a lezárt állapotban. Ez elkerülhető, ha negatív előfeszültséget használunk. (Mint a katód ellenállás szerepe a csöves technikában) Lásd később.
|
10. ábra Fényerőség és a fűtőfeszültség
|
| |
|
5.2 Váltakozó áramú fűtés. (50 vagy 60Hz)
A legáltalánosabb megoldása a fűtés táplálására a transzformátor felhasználása. A középleágazásos transzformátorral előállított 50 (vagy a 60) Hz-es szinusz hullámú (Ef) fűtő feszültséget a 11. ábra mutatja. A közép leágazásos megoldást az indokolja, hogy a normál módszernél a kijelző fényereje nem egyforma.
Nem középleágazásos fűtő trafó használata a 12. ábrán bemutatott módon a kijelzési fényerőségre is hatással van, nem túl előnyős módon. Az egyik oldali kijelzési kép halványabb, mint a másik oldali.
|
11. ábra Transzformátor középleágazással
12. ábra Transzformátor középleágazás nélkül
|
| |
5.3 Impulzus üzemű meghajtás.
Az egyenáramú vagy akkumulátoros tápellátásnál a fűtést egy DC/AC konverter állítja elő. Ezzel a megoldással a fűtés ellátása normál váltakozó áramú fűtéssé alakul, mint ahogyan azt a 13. ábra mutatja. Az ajánlott megoldás itt is a középleágazásos megoldás a fentebbiek miatt. Az 1. képlet szerint kiszámítható a meghajtó hullámformából a meghajtó feszültség átlagértéke. Az ajánlott meghajtó frekvencia 10kHz – 200kHz-közé esik.
|
13. ábra DC/AC konverter
|
| |
|
5.4 Az egyenáramú fűtés.
Ha egyenáramú fűtést használunk, egy olyan problémával, találjuk szembe magunkat miszerint az anód és a rács potenciál változik, a csövön belül, ezt az állapotot mutatja a 14. ábra. Megállapítható, hogy a fényerő a fűtő feszültség függvényében változik. Jól látható lesz az egyik oldalon, míg halvány derengésként (rossz esetben) vagy nem is látható a másik oldalon.
Az egyenáramú fűtést ezért csak rövid kijelző csövek esetében használhatjuk. Tipikusan az egy karaktert (digitet) tartalmazó csöveknél használatos. Ebben az esetben a fűtő feszültség nem szokta meghaladni az 1,5V-ot!
|
14. ábra Az egyenáramú fűtés
|
vissza
| 6. A lezárási feszültség és az előfeszültség. |
| |
6.1 A lezárási feszültség.
A 15. ábra bemutatja a fényerősség változását az anód feszültség függvényében, amikor a rácsfeszültség állandó. A 16. ábrán a rácsfeszültség hatására történő fényerőség változást láthatjuk, amikor az anód feszültség állandó. A fűtőfeszültséghez képest negatív feszültség lehetővé teszi, hogy a nem kiválasztott anód és rács hatására ne alakulhasson ki nem kívánatos szellemkép, vagy derengés. Ezt a negatív előfeszültséget anód lezárási feszültségnek (Ebco), és rács lezárási feszültségnek nevezzük (Ecco). Ezek a lezárási feszültségek függnek a kijelző típusától, a fűtési feszültségtől és hullámformájától.
|
15. ábra Az anódfeszültség és a fényerő
|
16. A rácsfeszültség és fényerő
|
|
| |
|
6.2 A negatív előfeszültség. (Ek)
A nem kiválasztott anód és rács lezárására, a nem kívánatos szellemképek és derengés megszüntetésére, tehát negatív előfeszültséget használunk. Ezt a feszültséget úgy állítjuk elő, mint ahogyan az elektroncsöveknél szoktuk. Megemeljük a katód feszültségét a kívánt feszültséggel, így az eddigi test a cső szempontjából negatívabb mint a katód. A teljes tápfeszültség tehát Vdisp= ec(eb) + Ek. (A CIG kijelzőknél az Ek feszültség már benne van a VDD2 értékében.)
A tipikus meghajtó áramkörben ez Ek feszültséget egy zenner dióda felhasználásával állíthatjuk elő, amit a fűtőáramkör középleágazására kötünk. Ezt szemlélteti a 17. ábra. Az így beállított Ek feszültséget az Ecco minimuma és a felhasznált fűtőtrafó adatai befolyásolhatják. Ha a fűtőtrafónak nincs középleágazása egy úgynevezett virtuális közepelést csinálhatunk, ellenállások segítségével.
|
17. ábra Az előfeszültség |
vissza
|
7. Anód és a rács tápellátása.
7.1 Az áramkör.
A 17. ábrán bemutatott áramkör táplálja a VFD-t. A Vdisp = ebc + Ek (Voltban), ahol az anód és rács feszültsége egyenlő (ebc=ec=eb), és a negatív előfeszültség Ek. Ezt a feszültséget érdemes stabilizálni, mert váltakozásai zavarhatják a frissítési frekvenciát és/vagy villódzást okozhat.
|
| |
| 7.3 A fényerő szabályozás (Dimming) |
|
A legnagyobb elérhető fényerőség a kijelző sajátossága, amit a fűtőfeszültség az anód és a rácsfeszültség befolyásol. A fényerőség állítására azonban nem célszerű ezen értékek változatását felhasználni, mert ez egyenlőtlen szabályozást tesz csak lehetővé. A fényerőség állítására a 18. ábrán bemutatott módszer a legcélravezetőbb, hiszen széles határok közötti változatást tesz lehetővé.
|
18. ábra Impulzus szélesség vezérlésű fényerő szabályozás
|
vissza
|
8. Optikai sajátosságok.
8.1. A foszforeszkéló vagy a világító festékek.
A standard foszforeszkáló festék a zöld. Ennek és a többi lehetséges foszforeszkáló szín és fényesség adatait a 2 táblázat tartalmazza. A megadott fényesség értékek az alap zöld színhez képest relatívan értendők. A fényesség értékeknél vegyük figyelembe, hogy az emberi szem különböző képpen érzékeny a színekre, ami befolyásolja annak fényesség érzetét. Ezért az olvashatóságot a fényesség érték különbözősége nem zavarja. A színes kijelzőknél a kitöltési tényező és a feszültség értékek változtatásával kezelhető a színek szerinti fényesség probléma.
|
2. Táblázat VFD foszfor színek
|
| Színek |
CIE színkoordináták (TYP) |
Fényesség
Egység |
| Név |
X |
Y |
% |
| Kék (B) |
0.14 |
0.18 |
15 |
| Világoskék (lt.B) |
0.18 |
0.19 |
10 |
| Világos zöldes-kék (lt.G.B-N) |
0.18 |
0.27 |
20 |
| Kékes-zöld (B.G) |
0.20 |
0.40 |
45 |
| Zöld (G) |
0.24 |
0.41 |
100 |
| Élénk zöld (vv.G) |
0.10 |
0.73 |
20 |
| Sárgászöld (Ysh.G) |
0.28 |
0.62 |
20 |
| Citromsárga (Y.G) |
0.38 |
0.57 |
40 |
| Zöldes sárga (Gsh.Y) |
0.47 |
0.51 |
30 |
| Sárgás narancs (Ysh.O) |
0.53 |
0.47 |
30 |
| Narancs (O) |
0.60 |
0.40 |
20 |
| Vöröses narancs (Rsh.O) |
0.64 |
0.36 |
10 |
|
19. ábra A CIE Diagramm
|
20. ábra A fényemittáló anyagok spektrogramja
Mgj.: Az adtok tájékoztató jellegűek.
|
8.2. Az előtétek vagy színszürők.
A VFD kijelzők elé különböző színszűrőket tehetünk. A standard zöld színű kijelzők 400nm és 600nm közötti fénnyel rendelkeznek 500nm-es csúccsal. A Dán PSC cégnek például több, mint húszféle színszűrője van direkt VFD-knek fejlesztve. Ezekkel elérhető, hogy a normál zöld kijelző szín némileg módosulva és némi fényerő veszteség árán, de előnyös tulajdonságait megtartva, más színnel is megjelenhessen. A színszűrők, vagy inkább előtétek a szín módosításán kívül védik a kijelzőt a mechanikus hatásoktól és fényvisszaverő tulajdonságaik révén javítják az olvashatóságot is. Különleges alkalmazásoknál biztosítják a kijelzők által keltett az elektromos és mágneses zavarok árnyékolását is.
|
vissza
|
A cső leolvasási oldaláról megközelítve először a fűtőszál-katód válik láthatóvá halvány narancs fényével. A legtöbb esetben a kijelzők fűtőfeszültsége 1,2 – 3,5V közé esik a kijelző hosszától függően. Árama szintén a kijelző fizikai méretei szerint befolyásolva pár mA-tól, pár száz mA-ig terjedhet. Ez a gyártók adatlapjaiban pontosan megtalálható, ha azonban nekünk kell magunknak kikísérletezni érdemes egy 1A-es változtatható feszültségű feszültségszabályzóval kitalálni úgy, hogy az izzószál nagyon halványan világítson, majd az értéket megmérve akár ellenállással is beállítható. Ha ezt választjuk, ne feledkezzünk meg egy kondenzátorról, ami a hirtelen feszültség megfutást levezeti a fűtőszál károsodása nélkül, hiszen a fűtőszál épsége befolyásolja a létrehozható fény erősségét. A fűtést előnyős váltóárammal végezni, mert az egyenáram a feszültségétől függően halványítja a kijelzendő képet. Manapság azonban igen elterjed az impulzusüzemű fűtés is. Egy-egy MOSFET párral hajtják meg azon időben amikor épp nincs kijelzés, és a kijelzés időtartamára a fűtőszál mindkét vége azonos potenciálon van, így elkerülve a halványodást a kijelzési képben. Azért, hogy a kijelző a digitális technika szerint egyszerűen lezárható legyen (az éppen nem működő szegmensek ne derengjenek halványan) a fűtést fel szokták emelni egy zener dióda segítségével 3,5-7V-ig. Ekkor a rácsra és az anódra adott 0 feszültség a cső szempontjából –3,5-7V-nak felel meg, ami tökéletes mértékben lezárja azt és így derengés vagy szellemkép mentessé teszi a megjelenítést. Az anód és a rács feszültség általában 12-30V-ig terjedhet, vagy nagyon magas frekvenciájú impulzusszerű meghajtásnál maximum 60V. A működés egyszerű: ha ezen feszültséget mindkét elektróda megkapja a szegmens világít. A kijelzők szervezése olyan szokott lenni, hogy a szegmens maga az anód, míg a rács (valóban méhsejt kialakítású rácsot használnak a finomabb kép érdekében) a multiplex technológiának megfelelő szegmens csoport osztást végzi el. Például számkijelző csöveknél egy számjegy egy rács vezérlését igényli, míg a számok szegmensei, azaz anódjai közösítve vannak. Így mondjuk az 5. számjegy a és b jelű szegmensének világításához az 5. számjegy rácsára adott és az a és b szegmens vezetékére adott +12-30V-os feszültséggel történik.
Érdekességként és a szemléletesség kedvéért bemutatom a Tungsramnál készült VFD csövet. Eredetileg az Orion megrendelésére készült volna, valamelyik TV kijelzőjeként (DTM218), de megrendelés nem lett belőle. Ha jól vagyok értesülve a Tungsram nem gyártott VFD csöveket. A kísérleti, illetve mintadaraboknál is jól megfigyelhetőek a NIT csőből származó alkatrészek. Link (Azért NIT, mert bár Nixie elven működik, de szegmenses, és nem előre kialakított számokkal ábrázolja a megjeleníteni kívánt információt.) Tulajdonképpen a NIT cső katódját ellátták floureszkáló festékkel a korábbi anód háló lett a rács, és került bele két fűtőszál is. Két változattal találkoztam az egyikben párhuzamosan a másikban sorba kötöttek a fűtőszálak. Sajnos kipróbálni, hírtelen csak 5V-om volt fűtésnek és 22V-ot tudtam összeszedni az anódfeszültségnek. Ez mint a képeken is látszik kevésnek bizonyult, a fűtés meg már-már soknak. A képek tanulsága szerint álló kívitelben is és fekvőkivitelben is készült mintadarab. Az egyik mintadarab sajnos - már jelöléssel is ellátott, DTM208 - szakadt fűtőszálas darab, így kipróbálni nem tudtam. A szerkezete viszont egyszerűsödött mert a rácsot elhagyták belőle.
 Tungsram egydigites VFDcső előlről |  Tungsram egydigites VFDcső hátulról |  Tungsram egydigites VFDcső működés közben |  Tungsram egydigites VFDcső fűtés próba - túlfűtve |  Tungsram 1½ digites VFDcsöve |
 Tungsram egydigites VFDcső előlről, álló felülről |  Tungsram egydigites VFDcső hátulról |  Tungsram egydigites VFDcső előlről - álló |  Tungsram egydigites VFDcső előlről - álló |  Tungsram egydigites VFDcső DTM218 |
Azóta már újabb technológiák is elterjedtek. Elsőkét egy olyan VF kijelzőt mutatnék be, amely hagyományos ugyan, de a világító anód kialakítása érdekes és ötletes megoldású. Nevezetesen az anód fénypor a hordozó üveg felé világít. Így a kjelző kép az üveg vastagságával kerül csak beljebb. Ezzel is növelve a leolvashatóság szögét. A példaként említett kijelző egy DVD lejátszó kijelzője. A képet próbáltam úgy készíteni, hogy beláthassunk a szerkezet felé és látszódjon, hogy valóban minden ugyanaz, mint a hagyományos kijelzők esetében, pusztán az anód kialakítása más.
| És a legmodernebb technológiával készült, amikor is az anódként felvitt anyag hátrafelé eittál fényt, így a belső szerkezet nem látszik FV796N Itron (8x14 digites)  A cső hátulja, a leszívó csonk immáron eltünt, csak egy kis lapos kör jelzi, így már nem olyan sérülékeny (FV796N Itron) |  A cső oldalról (FV796N Itron) |
 Mint látható a kijelző cső működése igen egyszerű. Az alábbiakban egy egyszerű kivezérlést jelző áramkör leírása következik, amit kivezérlés jelzésen kívül például a számítógép merevlemez használtságának indikálására vagy hálózati aktivitásának jelzésére lehet használni. A kijelzőcső a Futaba gyártmánya és a Videoton erősítőiben igen széles körben ismert VF-cső (BG97Z típusszámmal a lábai alul kivezetettek, míg a BG189Z-nek a tetején kivezetettek. dB skálával kicsit más szegmensekkel a szintén Videoton által gyártott AKAI kazettás deckekben is használták,a BG96Z típust.). A cső fűtését egy LM317-es feszültség stabilizátor IC állítja elő, a számítógép 5V-jából (de a 12V-ből is elő tudja állítani, kicsivel jobban melegedve). A cső meghajtását a hozzá tervezett HA12019-es Hitachi IC végzi. Az IC logaritmikus skálázású. Az utolsó szegmens 3,5V-nál gyullad ki. Mint látható a felhasznált alkatrészek könnyen hozzáférhetőek, hiszen szinte még minden alkatrészboltban beszerezhetőek mint Videoton alkatrészek, de akinek problémája lenne a beszerzéssel nyugodtan fordulhat hozzám. Amikor számítógépben használjuk fel az alaplapról jövő LED meghajtó jelét egy optocsatolóra vezetjük, így az szintén LED-et hajt meg. A C1 és C2 kondenzátor értékének változtatásával módosíthatjuk a csík „lustaságát”.
 |
HDD és Lan indikátor
alkatrészei:
r1:10k,
r2:3k3,
r3:10k,
r4:10k,
r5:3k3,
r6:10k,
r7:150r,
r8:150r,
c1:4u7/6v3,
c2:4u7/6v3,
t1:BC182,
t2:BC182
a vákuum-flourescens HDD indikátorról működés közben, a bootolásról a felső fénycsík a hdd, az alsó a lan. |
 |
A bejövő jelet ha kivezérlés jelzőnek használjuk erősíteni kell (a rajz felső részén), mert a vonal szintnél jóval érzéketlenebb az IC bemenete. Ha viszont erősítőben használjuk a kimeneti teljesítmény megjelenítésére, elég csak az egyenirányító részt megépíteni (az alsó rajzrészlet), hiszen az erősítő kimenete megfelelő meghajtást biztosít. A csík "lustasága" a C3 kondenzátor értékével állítható.
Alkatrészei:
kijelző: r1:150, r2:150,
előerősítő (egyenírányító): p1:1M, c1:220n, c2:100n, c3:1u/50V, c4:47u/35V, r1:15k, r2:15m, r3:1m2, r4:2k2, r5:4k7 (390), d1:1n4148, d2:1n4148, t1:bf245
|
A HDD Indikátor KIT
Mivel a gyakorlatban mindkét funkció látványosan emeli a gépünk kinézetét, ezért az egységcsomag (KIT) úgy lett kialakítva, hogy mindkét funkciót megvalósíthassa. A KIT összerakása különösebb nehézséget nem jelenthet. A működése és ismertetése a fentebbi sorokban olvasható, tehát külön már nem térnék ki rá. Ami különbség az egyrészt annak köszönhető, hogy egy panelen lett kialakítva a két funkció, de lássuk szépen sorba:
A HDD indikátor rész. A fentebbi rajzon jól látszik, hogy az alaplapi HDD Led jelét egy optocsatolóra vezetjük. Ebben az esetben a csík lustaságát a C1 kondenzátor értékével állíthatjuk. (Az alkatrész hivatkozási számai a KIT kapcsolási rajza alapján!) Figyelem! A panelen a szokásostól eltérően a tranzisztorok kollektora jelölt és nem az emitter! Mivel a számítógép előlapján a HDD led általában kivezetett ezért gondoskodtunk annak tovább vezetéséről is. (J1 - 7,8 láb)
A következő optocsatoló a LAN led jelét várja. A LAN led csíkjának lustaságát a C2 kondenzátor értéke befolyásolja. Mivel a LAN led igen gyakran inverzben hajtódik a következő optocsatoló az inverz jel fogadását végzi. Tehát ha a LAN ledünk fordítottan működik akkor a J1-es csatlakozó 5-6 pontjára csatlakoztassuk. Ebben az esetben a D2 diódát kell beültetnünk, vagy átkötéssel helyettesítenünk. Ekkor a D1 diódát ki kell forrasztanunk, vagy már eleve be sem kell ültetnünk. Ebből következik, hogy ha nem számítunk arra, hogy nem inverz LAN jelet kapunk (Manapság már csak az inverz használatos) akkor a U5 és a köré csoporusuló alkatrészek beültetése is felesleges. (U5, C2, R7, R8, Q3, R9, D1) Ha csak fixen egyik, vagy másik megoldást használjuk az R23 beültetése is felesleges és a kívánt használattól függően vagy a D1 illetve D2-t átkötéssel is helyettesíthetjük. Mint a HDD led esetében a LAN led is tovább vezetésre került, bár ezt nem szokták az előlapra kivezetni.
A kijelzőn a JP2 (HDD esetén) illetve a JP3 (LAN esetén) Jumper állásától függően jelenik meg az inikált egység.
A kivezérlésmérő rész. A számítógépünk hangjának megjelenítését célozza. A hangkártya vonalkimenete a J2 vagy J3 csatlakozóra köthető. Ennek bekötése megegyezik az alaplapokon, hangkártyákon, CD-ROM-okon használatos csatlakozokéval, így a sima CD-ROM hangkábelét felhasználhatjuk az ide csatlakozáshoz. A legtöbb ma használatos alaplap és hangkártya is rendelkezik belső line illetve fejhallgató kimenettel, hogy azt az előlapi panelre köthessük. Ez a kimenet éppen megfelelő erre a célra, de hogy ne kelljen lemondanunk az előlapi kivezetésről sem a J3-as csatlakozóról tovább vezethetjük azt. A kivezérlési szintet a P1 illetve a P2 potenciométerrel állíthatjuk be. Ahhoz, hogy ezt a kijelzőn is láthassuk a JP4 illetve a JP5 jumpereknek a megfelelő állásúnak kell lenni. Mivel a kijelző csak két bargraph (csík) kijelzésére alkalmas ezekkel a jumperekkel (JP2, JP3, JP4, JP5) dönthetjük el, hogy melyik kettő forrás kerüljön kijelzésre.
A beültetés. A panel rendhagyó kialakítású. Már az iméntiekben utaltam ugyan erre, de még egyszer felhívnám rá a figyelmet, hogy a szokásostól eltérően lett a tranzisztorok jelőlése megoldva. A panelen négyszögletes forrpontal jelölt láb a kollektor (BC547) illetve a drain (BF245). Rendhagyóan lett kialakítva a Q2 és a Q4 is. Ez a két tranzisztor legkényelmesebben úgy ültethető be, ha az egyiket alacsonyabbra ültetjük a másikat pedig ennek tetejére. A képenA VFD-s HDD Indikátor KIT; a beültetésnél a tranzisztorokat egymás felé kell beültetni a hely spórolás miatt. jól látszik! A panel további furcsasága lehet, hogy az optocsatolók a panel fonákjáról beültethetők, így biztosítva azt, hogy a panel ne érhessen bele a felette lévő egység fémlapjába. Gondolván arra, hogy egy normál 5¼"-os helyre kerül valószínűleg egy CD-ROM alá. A mechanikai kialakítására egy jó példa lehet az alábbi linken található leírás. ITT A teljes dokumentáció innen letölthető: hddind.pdf   A VFD-s HDD indikátor és kivezérlésjelző beültetve, a csatlakozók felől - alkatrész oldal |  A VFD-s HDD indikátor és kivezérlésjelző beültetve, a forrasztási oldal |  A VFD-s HDD indikátor és kivezérlésjelző beültetve, az alkatrész oldal |  A VFD-s HDD indikátor és kivezérlésjelző beültetve, a bekötés |
www.elektroncso.hu » cikkek » a lapteteje
| KIT-ek / Készülékek vissza a lap tetejére |
|
| HDD Indikátor KIT (VFD) | 8990.- |
 A VFD-s HDD indikátor és kivezérlés jelző KIT | A KIT teljes csomag. Tartalmazza a BG189Z kijelzőt a két meghajtó ic-t (HA12019), a panelt, valamint az alkatrészeket. A kép az összeállított verziót mutatja. Ebben a megvalósításban a kijelző, mint HDD vagy LAN aktivitás indikátor illetve vonalszinti kivezérlés mérő használatos. Mindkét funkcióra felhasználható akár egy időben is, a funkciók választásáról Jumper gondoskodik. A számítógép előlapján lévő HDD led meghajtása, illetve LAN led meghajtása is megoldott. |
|
|
|
Manapság már bármilyen VFD-hez hozzájuthatunk elképzelésünk szerint. Az újabb kialakítású modulok már a szabvánnyá vált LCD kompatibilis meghajtást kívánják. A grafikus modulok még nem szabványosodtak. A régebbiek közvetlen processzor buszról bitenként vagy pixelenként címezhetőek, és nem igen van bennük intelligencia. Az újabbak azonban már, a régebbi mód használata mellett, saját és többféle karakterek használatát, és saját vezérlési parancsok, ciklusok végrehajtására is képesek.
 Amennyiben csak normál kijelző meghajtására gondolunk érdemes a statikus és a multiplexelt meghajtás között választani. A statikus meghajtásnál normál 12V-os CMOS áramköröket használhatunk, mint ahogyan az az Itron leírásában is olvasható. Ha multiplexelt meghajtást választunk vagy a cső már eleve ilyen kialakítású érdemes a normál léptető regiszteres meghajtó tranzisztoros megoldás helyett olyan speciális áramkörökkel kísérletezni amik mindezt már integrálva tartalmazzák, ilyen például a Texas gyartmányú TPIC6595 típusú ic. Ez az integrált áramkör egy tokban tartalmazza a nyolcbites léptetőregisztereket, a DMOS technológiával készült meghajtó tranzisztorokat és egyébb a meghajtáshoz szükséges logikai kapukat. Ilyen áramkör felhasználása esetén nincs szükségünk különösebben másra csak a felhúzó ellenállásokra. A mellékelt képen már az imént említett ic-vel történik a kijelző meghajtása. A felette lévő kijelző egy 2x20 karakteres LCD kompatibilis modul, test módban. (lásd. a folytatást: link) Ha azonban nincs különösebb célunk azzal, hogy a kijelzőt szegmensenként vezéreljük, nyugodtan használhatunk speciális áramköröket, amelyek egy tokban tartalmazzák már a karakter generátort is. A külvilággal, pedig egy i2c porton kereszül kommunikál. A kijelző felé minden olyan vezérlő jelet kezel, ami a léptető regiszterek meghajtásához szükséges. Ilyen áramkör például a Maxim MAX6853-ja. Az áramkör egy 16 kivezetéses tokban kerül forgalomba. A tudására jellemző, hogy kurzort is képes előállítani 104 karakteres betűkészlete van (5x7es mátrix),és lehetőségünk van 24 darab saját betű tervzésére is. Megemlíthető még a 16 lépéses fényerő vezérlési képessége. Valamint a cső fűtésének létrehozásához képes előállítani közvetlen jeleket a MOSFET híd meghajtásához.( A két áramkör dokumentációja innen letölthető: tpic6595 és a max6853. A képen a számítógépemet felügyelő vezérlés kijelzői, részletesebben link.)
Az alábbi képeken látható egy általam megvalósított kapcsolás ahol még TTL léptetőregiszterek kerültek felhasználásra. A számítógép párhuzamos portja szolgáltatta a vezérlő jeleket. Sajnos menetközben meg kellett változtatnom a kapcsolást, mert az alkalmazott tápfeszültség kevésnek bizonyult (15V).
A meghajtó áramkör és a program C forrása
Bozó Balázs
 | A kijelzőt meghajtó C nyelvű program részlete, ami magát a kijelző meghajtását végzi. Maguk a léptető regiszterek 5db 74LS164 típusú. A kimenetei egy korlátozó ellenálláson keresztűl a meghajtó tranzisztorok bázisára csatlakozik. A kijelző cső anódjai és rácsai egy felhúzó ellenálláson keresztűl a tranzisztorok kollektorára vannak kötve, míg a tranzisztorok emittere a GND-re. Ebben az esetben tehát a meghajtás inverz kell, hogy legyen hiszen lezárt állapotú tranzisztorok esetén a kijelzőn a szegmensek világítanak. A jelen megoldásban a karakter címzésére felhasznált 74LS154 a vezérlést nem a léptető regiszterekből nyeri, hanem közvetlenül a párhuzamos portról. A felhasznált léptető regiszterek ugyanis nem tartalmaznak tárolókat, így adat beíráskor a kimenet is shiftelődik. Ha tehát a rácsvezérlése is a léptetőregiszterektől kapná a vezérlést a végső állapotig homályos képet kapnánk a folyamatos adatváltozás miatt. A megsporolt tárolók, a programot olybá módósítják, hogy adat kiírás előtt a 74LS154-nek a kijelzőn kívűli címet küldünk, hogy a shiftelödő adatok ne kerüljenek kijelzésre, majd amikor már a léptető regiszterek kimenete változatlan, beállítjuk a helyes címet. Ha a felhasznált léptető regiszterek tárolósak lennének, vagy tárolót helyeznénk el azon a pár biten ami a címzést végezné, felhasználhatnánk rácsvezérlésre is, a léptető regiszterek kimenetét. |
 | Alkatrészei:
r1:100,
r2:100,
rb:3k3,
rp:5k6,
c1:100u/16V,
ch:100n,
d1:zpd3.5,
Tag:BC845.
|
 A megvalósítás: A kijelzőt meghajtó tranzisztorok és a köréjük települt ellenállások smd technikával a kijelző panelra kerültek. Ezt próbáltam szemléltetni a kapcsolási rajzon, és nem is volt kedvem kirajzolni mind az 51 meghajtót. A kijelző, mint ahogyan érzékeltetni is próbáltam, egy 14 karakteres 5x7-es pontmátrix kijelző. |  |
|
|
A későbbiekben egy Spektrumanalizátor kifejlesztését tervezem amely jó szolgálatot tehet a csöves erősítők mérésénél. A tervezett spektrumanalizátor a hangfrekvenciás sávban fog tevékenykedni az erősítő mérés kiszolgálására. Megjelenítőnek természetesen egy VFD grafikus modul fog szolgálni. A beérkező hangfrekvencia feldolgozását FastFourier algoritmus felhasználásával alakítjuk majd megjeleníthető formátumba. A méréshez szükséges rózsaszín zajt, és a mérő jelalakokat is a készülék állítja majd elő. Nem kizárt persze az sem, hogy a készülék jól felhasználható lessz majd cső zaj mérésre is, bár ennek mikéntje még a szakirodalom alapján sem tisztázott. A megkívánt funkciók az Itron GU256X128E moduljának felhaszálását valószínűsítik. Ez a modul egy 256x128-as szervezésű grafikus modul amiről képet ezen leírás legelején láthatunk.
Felhasznált irodalom:
| [1] Csabai Dániel: | Magnósok évkönyve 1984 - Műszaki könyvkiadó Bp. ISBN 9631056961 |
| [2] | www.noritake-itron.com |
|
