9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Управление вакуумно-люминесцентными индикаторами серии ИВ

Вакуумные люминесцентные индикаторы можно сравнить с семисегментными индикаторами с общим катодом. Здесь точно так же возникает свечение при протекании тока анод-катод, но имеется и дополнительный электрод - сетка, при нулевом потенциале на которой лампа запирается, и свечения не происходит. Если же на сетку подать высокое напряжение, лампа открывается, и ток начинает течь.

Рассмотрим самый сложный способ управления такими индикаторами - статическую индикацию. Он требует наибольшего количества деталей, но обеспечивает определённую труъ-идеологию: индикаторы светятся постоянно, а не мерцают с какой-то частотой.

Для упрощения программирования применим знаменитую микросхему 74HC595, которые, будучи соединёнными последовательно, позволяют управлять произвольным количеством индикаторов всего по трём проводам.

Управление вакуумно-люминесцентным индикаторомТак как у вакуумных люминесцентных индикаторов мы управляем анодным напряжением, то самое простое, что можно придумать, - это просто подавать его через токоограничительный резистор, просаживая когда нужно ключом. Применить саму микросхему 74HC595 для этой цели мы не можем, т.к. анодное напряжение у индикаторов велико. Придётся использовать внешние транзисторы. Для этой цели прекрасно подойдут BC547 с Aliexpress.

Схема получается простой, единственное неудобство - большое количество деталей, но если в них нет недостатка, то это неудобство с лихвой компенсируется простотой программирования статической индикации.

Схема управления вакуумным индикатором

Управлять яркостью свечения индикаторов можно при помощи величины напряжения, подаваемого на аноды или сетки (как лучше - мы пока не проверяли, но обязательно проверим и напишем).

Такое, казалось бы, странное сочетание выходов микросхемы и входов индикатора, выбрано с единственной целью - упростить разводку печатной платы. По этой причине 15 вывод микросхемы не используется.

Вместо 74HC595 можно применить её высоковольтный аналог - TPIC6B595, при этом количество деталей существенно сокращается - не нужны транзисторы с базовыми резисторами. TPIC6B595 не совместима по выводам с 74HC595, но по функционированию является полным аналогом, их точно так же можно соединять последовательно.

Схема управления анодом индикатораПонятно, что при таком управлении, когда анодное напряжение просаживается ключами, энергия будет тратиться впустую, рассеиваясь в виде тепла. Существует и более "продвинутая" схема, состоящая из двух транзисторов разной структуры. Здесь энергия уже не тратится впустую, но плата за это - большее количество деталей.

Вместо ключей можно использовать микросхемы высоковольтных ключей:

ULN2003 или К1109КТ22 - на 7 сегментов
ULN2803 или К1109КТ63 - на 8 сегментов

Катодом у данного типа индикаторов является накал, поэтому либо один из его выводов необходимо заземлить, либо создать среднюю точку из двух резисторов. Однако, питание накала постоянным током - не труъ, т.к. из-за распределения потенциала по длине нитей накала, яркость свечения сегментов будет неравномерной. Для устранения этого недостатка следует питать накал переменным током. Тут-то и начинаются сложности.

При питании устройства от сети через трансформатор с отдельной накальной обмоткой сложностей нет вообще, особенно - если это обмотка со средней точкой, которую необходимо соединить с массой. При питании же устройства от блока питания приходится что-то изобретать.

Первое, что приходит на ум - питать накал полумостовой схемой. При этом, управляя скважностью управляющих сигналов, можно управлять самим накалом, что даст большую универсальность в применяемых индикаторах и схемах соединения их накалов. Вариантов - два.

Первый - применить IR2153, практически готовый полумост. К сожалению, в даташите не удалось обнаружить, какой ток выдерживает её выходной каскад, поэтому, вероятно, без внешних транзисторов всё же не обойтись. Второй нюанс - возможна ли у IR2153 полноценная регулировка скважности? Говорят, что возможна, и даже существуют схемы, но точно это так и не известно. Проверим. Третий нюанс - напряжение питания IR2153: от 5 вольт она не заведётся, а это предъявляет свои требования к питанию.

Второй вариант - использовать в качестве генератора управляющих сигналов моста непосредственно микроконтроллер. Из недостатков данного метода можно выделить, разве что, необходимость как-то управлять транзисторами полумоста, например - через специальный драйвер верхнего и нижнего плеча, т.е. - требуются внешние детали. Насколько это оправдано - проверим.

При использовании динамической индикации количество радиодеталей сокращается, а сложность программы слегка увеличивается. Индикаторы при этом включаются последовательно, один за другим, но с высокой частотой переключения, которая незаметна для глаз. Регулируя временные параметры, можно управлять яркостью свечения. Здесь уже не требуется ставить по 74HC595 или TPIC6B595 на каждую лампу, достаточно запараллелить аноды всех индикаторов и управлять ими либо напрямую через транзисторы, либо через одну из этих микросхем. Переключение активной лампы осуществляется при помощи сеток. Таким образом от МК требуется 7(8 в случае использования точки) + количество разрядов выводов при управлении при помощи транзисторов, либо 3 + количество разрядов выводов при управлении через регистр 595.

Динамическая индикация


К вакуумным флуоресцентным индикаторам японского изготовления, сине-зеленое свечение которых можно увидеть на многих электронных калькуляторах, с недавнего времени добавились флуоресцентные индикаторы, изготавливаемые двумя крупными американскими фирмами NEC America Inc. (Санта-Клара, шт. Калифорния) и Futaba Industries of America (Комптон, шт. Калифорния). Высота символов в этих индикаторах увеличена, что делает их более удобными для использования в автомобильных, измерительных и торговых приборах.

Флуоресцентный (люминесцентный) индикатор в основном представляет собой вакуумный триод, содержащий, как обычно, катод, сетку и анод и смонтированный в стеклянной колбе.

Анод разделен на сегменты, покрытые флуоресцентным материалом (окись цинка), так что образуется индикатор. При разогреве нити накала электроны, бомбардирующие находящийся под положительным напряжением анод, заставляют его сегменты светиться.

Положительное напряжение необходимо также подать на сетку, соответствующую требуемой цифре (это и позволяет выбирать нужную цифру, поскольку отрицательное управляющее напряжение «гасит» цифру, даже если все анодные сегменты находятся под положительным потенциалом). Таким образом, на флуоресцентный индикатор, как и на газоразрядный, необходимо подавать несколько напряжений. Однако у вакуумных индикаторов напряжения и токи много меньше. В среднем для высвечивания символов высотой 15 мм на катод надо подавать 3 В, 75 мА; на сетку 18 В, 8,5 мА и на анод 18 В, 15 мА. Существуют микросхемы с диэлектрической изоляцией для управления вакуумными флуоресцентными индикаторами.

Изготовители стремятся сделать флуоресцентные индикаторы, как и индикаторы других типов, более эффективными (применяя улучшенные люминофоры), с тем чтобы уменьшить потребляемую мощность и увеличить долговечность индикаторов.

Непрерывно улучшается также конструкция индикаторов с нитями накаливания, таких, как индикатор «Нумитрон» фирмы RCA. Поскольку эти индикаторы изготавливаются в стеклянных колбах, внутри которых монтируются нити, образующие сегменты цифр, они не предназначаются для эксплуатации в экстремальных внешних условиях. Однако фирма RCA сообщила, что ею разработаны индикаторы закругленной формы, имеющие повышенную прочность, а также введены усовершенствования в конструкцию держателя сегментов.

Индикаторы с нитями накаливания потребляют обычно около 24 мА на сегмент при напряжении порядка 4,5 В. Но в номенклатуре фирмы RCA имелись индикаторы серии DR 2200, рассчитанные на меньшее напряжение (их выпуск прекращен). Сейчас индикаторы этой серии переработаны и проходят испытания на долговечность. Они потребляют около 14 мА на сегмент при напряжении 2,5 В.

Главными преимуществами индикаторов с нитями накаливания являются высокая яркость (которую к тому же легко регулировать) и практически неограниченный выбор цветных светофильтров. Конструкция плоская, обеспечивающая большой угол зрения. Благодаря тому что эти индикаторы имеют собственный источник нагрева, они работают в широком диапазоне окружающих температур от —50 до +125°С.



23 нравится? 7


16.10.2016 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья?
Екатерина говорит:
поделись с друзьями!

Хочешь почитать ещё про ламповый звук? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Онлайн-калькулятор расчёта по размерам магнитопровода габаритной мощности трансформатора
Электронный дроссель для лампового усилителя
Ламповый усилитель на одной лампе 6Ф5П



Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)

Комментарии: 12

Виктор15 янв 2023 17:41
Ну да, вот это самое оргстекло и есть. В советских приборах на многоразрядных ВЛИ часто была засветка сегментов из-за утечек в p-МОП ключах при высоком напряжении, поэтому там просто ставили почти непрозрачное зелёное оргстекло. Яркость при этом становилась намного меньше, но и засветка была почти не видна.

Александр15 янв 2023 15:09
Это пленка что-ли? Там же и так зеленое оргстекло, примерно для таких целей я так понимаю.

Виктор15 янв 2023 10:37
Если засветка с небольшой яркостью, то можно просто поставить светофильтр. Он, правда, понизит общую яркость, но засветка тогда станет совсем тусклая и незаметная.

Александр15 янв 2023 6:22
Недавно заменил трансформатор обычным блоком питания 5в, плюс повышайка 25в, также вместо транзисторов поставил 2 сборки дарлингтона. Но проблема осталась! Хотя может быть не так сильно как раньше. По крайней мере ничего не греется, и не гудит теперь, да и намного компактней стало. Чтобы цифры были разной яркости, как тут писали не заметил. Есть идея поставить полевики на сетки, когда руки дойдут, но надежды мало.

Александр14 ноя 2022 19:33
Можно подробней про резистор смещения?

Александр14 ноя 2022 19:25
Идей было много, но трансформатор не дожил. Поэтому переменку 5в я уже никак не сделаю. Как получить переменку от обычного блока питания я не знаю.

Гость12 ноя 2022 11:24
У индикатора ИВЛ1–7/5 в Электронике-6 напряжение накала довольно высокое. У более низковольтных ламп при питании от постоянки проблема решается резистором смещения в питании накала. Кстати, вот что написано про ИВЛ1–7/5:

Видимое свечение анода-сегмента при поданном напряжении на сетку наступает при положительном потенциале анода-сегмента 2,5 — 3,0 В. Чтобы избежать возможной подсветки потенциал на аноде-сегменте не должен превышать 1,5 — 2,0 В.

Виктор11 ноя 2022 16:39
На постоянном напряжении накала с одного края индикатора цифры будут ярче, чем с другого. Да и износ катода тоже будет быстрый и неравномерный. Лет 5, может быть, и начнёт тускнеть.

Александр11 ноя 2022 15:28
Резисторы не помогли. Сдаюсь сделаю на постоянном напряжении да и все.

Александр08 ноя 2022 12:58
Вот осциллографа нету.
С резисторами как попробую отпишусь.

Гость07 ноя 2022 0:49
Попробуйте через резистор килоом на 100-200 посадить сетки на массу.

Виктор06 ноя 2022 16:40
Если есть осциллограф можно посмотреть импульсы управления. У меня примерно так было, но со светодиодными индикаторами, шла засветка на погашенные сегменты. Оказалось, что микроконтроллер допускал ток до 20 мА только втекающий, с выхода на землю. А если на выходе нужен логический 1, то он идёт не через внутренний ключ, а через резистор внутренней подтяжки, примерно 20 кОм, поэтому сегменты и засвечивались. Нужно не гадать на кофейной гуще, а смотреть осциллографом, по величине импульсов сразу всё будет понятно.

Александр06 ноя 2022 11:42
Не пробовал, мне кажется что проблема уйдет, но все пишут что индикатор быстрее сдохнет, это крайняя мера.

Александр06 ноя 2022 11:37
Схему найти не сложно



Правда у меня часы были "новодел" 2006 г. Но принцип такой-же.

Как я подключил я питание описал ниже. В остальном как тут на схеме с BC547 c резисторами на 10к и 5к соответственно. Буду менять на unl2003, но это вряд ли поможет.

По коду смотри тут



он в комментах у него в конце. Но он вообще не парился по поводу питания.

LA06 ноя 2022 11:25
Не пробовали питать накалы постоянкой?

Александр06 ноя 2022 11:11
На сколько я понимаю у меня все так и есть. Использую штатный трансформатор на накал идет 5в (переменки). Между концами 5в идет средняя точка, а если смотреть от нее то будет 2.5в с двух сторон. С другой стороны идет 25в я поставил мост, электролит ил 7805 (для avr-ки). Один из выводов 25в и средняя точка получаю около 9в, ставлю мост и электролит и напряжение становится +24в, идет на сетки и аноды.

Гость05 ноя 2022 23:41
Нужно увидеть схему "останков", а также схему подключения, ну и программу, разумеется.

Виктор04 ноя 2022 21:21
Накал не сбалансирован. Нужно его запитывать от обмотки со средней точкой.

Александр04 ноя 2022 19:02
Подключил останки часов Электроника-6 к Atmega8 и наблюдаю что сеткам что-то мешает полностью закрыться. На первые два разряда приходят "бледные" копии сегментов от последних. Кто знает как победить?

Гость22 янв 2020 0:57
Конечно можно, делаю так и на ВЛИ и на газоразрядных.

Комментарии: 12

Пользовательские теги: регулировка яркости индикатора на ивл1-7/5 вакуумный индикатор принцип работы [ Что это? ]

Дальше в разделе ламповый звук hi-end и ретро электроника: Концепция создания ламповых усилителей своими руками, основные пункты концепции постройки ламповых усилителей, придуманные одним из разработчиков, от которых предлагается отталкиваться, проектируя свой самодельный усилитель.

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты
Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и ретро электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети, компьютеры и программы Сотовые операторы Инструкции


Дайджест
радиосхем

Новые схемы интернета - в одном месте!

 31.1 Термостат для отопления конвектором ATtiny
 27.1 Программатор для AT89C2051
 17.1 Тепловизор на Ардуино - это просто!

Задай вопрос радиолюбителям!


31.1 Чем заправить маркер для рисования печатных плат? ...
24.1 Какой самый дешёвый телевизор на Андроиде и есть ...
23.1 Как визуально отличить старую радиолампу с ...