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Vacuum Fluorescent Display
Visualizador fluorescente de vacío
Reloj
Hace tiempo que quería realizar este
proyecto, y ha sido cuando reciclaba un grabador de vídeo antiguo,
me encontré el display Futaba 6-MT-121ZK.
La mayoría de los display antiguos se basaban en Visualizador
fluorescente de vacío (Vacuum Fluorescent Display).
Esta tecnología es bastante antigua, se basan en los válvulas tipo
triodo.
Un filamento se caliento hasta hacer que los electrones se exciten
de tal forma que una diferencia de potencial entre el filamento que
hace la función de cátodo, y el ánodo, salten y se cree una
corriente.
Entre el triodo y el fluorescente de vacío hay una diferencia
bastante grande.
En el caso del triodo existe una rejilla con potencial negativo que
regula la corriente de cátodo al ánodo.
En el fluorescente de vacío, debe existir un potencial positivo en
la rejilla para que consigan los electrones saltar del cátodo al
ánodo.
Como indica el nombre fluorescente de vacío, el ánodo está
recubierto de fósforo que se ilumina con el choque de electrones.
Normalmente el filamento se alimenta con un tensión de 3V, y el
ánodo se alimenta con una tensión a partir de 12V.
Para formar dígitos se utilizan como mínimo 7 ánodos fluorescentes,
que se iluminan cuando se les aplica una tensión positiva.
Para averiguar cuales son los pines del display, debemos crear una
tabla de todas la posibles combinaciones y probar una por una, es
algo pesado pero se saca sin dificultad.
Ver vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=pDX-lknj3IM
Para alimentar el filamento o cátodo a 3V, he colocado una
resistencia de 22 ohmios, provocando una caída de tensión de 2.2V.
Con lo cual el filamento está alimentado a 2.8V.
Lo mejor hubiese sido utilizar la caída de tensión de 3 diodos en
serie (aproximadamente 2V) y conseguiríamos el mismo resultado sin
perdidas de calor.
La intensidad de corriente de la rejilla esta entre 70mA y 94mA.
Para alimentar los ánodos se me ocurrió dos formas:
Utilizar unos inversores CMOS (4049) alimentados a 12V, una
forma poco convencional de hacerlo.
Y mediante unas resistencias de 4K7 y 10K , que junto con el
CHIP ULN2803 proporcionaban los 12V.
Ninguno de los dos sistemas son los mejores métodos, pero la otra
alternativa era utilizar un montón de transistores y resistencias.
El primer montaje está realizado con 2 inversores CMOS 4049.
Circuito montado y funcionando
Como hemos comentado anteriormente, no es el mejor método, y debido
a la conexión directa de los CMOS y los tubos fluorescentes, se
produce una corriente de alrededor de 1.2mA entre el cátodo y el
ánodo, y como consecuencia un calentamiento de los CMOS, no es
mucho, pero hay que tenerlo en cuenta.
El segundo montaje utilizo el CHIP ULN2803.
Circuito montado y funcionando
En este caso los CHIP no se calientan.
En este caso me sobran 4 puertas que se podrían haber utilizado para
mas segmentos, pero quise mantener el mismo programa para los dos
montajes.
El funcionamiento del programa es el clásico de repartir el tiempo
entre cada uno de los segmentos.
Cada segmento se ilumina durante aproximadamente 2mS, de tal forma
que si se hace lo suficientemente rápido, parece que está iluminado
siempre.
Como la práctica era para probar los display, el reloj toma el
tiempo de las interrupciones, por lo cual no es muy exacto.
PROGRAMA
VIDEO
Saludos.
Juan Galaz
Bibliografía:
https://www.youtube.com/watch?v=pDX-lknj3IM
https://create.arduino.cc/projecthub/screwpilot/vacuum-fluorescent-display-controller-2a5e9b
https://es.wikipedia.org/wiki/Visualizador_fluorescente_de_vac%C3%ADo
http://www.vwlowen.co.uk/arduino/vfd/vfd-clock.htm
https://www.explainthatstuff.com/how-vacuum-fluorescent-displays-work.html
ar1628.html