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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik VFD flackert (ausgschaltete Segmente)


Autor: Robert (Gast)
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Hallo an alle,

Ich versuche gerade ein VFD aus einem alten Radio in Betrieb zu nehmen. 
Um ein Gattergrab zu verhindern, verwende ich für die Anteuerung ein 
STFPC311 IC (siehe angehängtes Datenblatt).

Die Ansteuerung der Segmente funktioniert bereits.

Jedoch habe ich ein Problem, und zwar flackern die ausgeschalteten 
Segmente (von links an nach rechts abnehmend). Woran liegt das??

Ich habe bereits bei jedem Segment einen Pulldown, das löst das Problem 
jedoch auch nicht.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen.

Danke im Voraus
lg Robert

Autor: MaWin (Gast)
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Die Kathode, der Glühdraht, liegt an Wechselspannung, und manchmal ist 
die negativer als deine Gitterspannung. Du musst  das Potential der 
gesparrten Gitter weiter nach - verschieben.

Autor: Robert (Gast)
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Die negative Halbwelle der Heizung ist negativer als die Gitterspannung.

Wie kann ich das verhindern. Die Spannungen die ich habe sind durch den 
Trafo vorgegeben?? Kann ich irgendwie das Masseptential der 
Wechselspannung um die negative Amplitude anheben?

Autor: Robert (Gast)
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Jemand einde Idee??

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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kann man VFDs mit gleichspannung heizen oder nehmen die das übel?

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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@Robert: Für mich sieht das so aus, als hättest du die Heizung einseitig 
mit der Masse der Ansteuerschaltung verbunden.
Alternative: Heizung und Steuerschaltung trennen. 2 Widerstände von 
1kOhm in Serie parallel auf die Heizung legen. Am Verbindungspunkt der 
Widerstände die Masse der Steuerschaltung anlegen. Sollte es jetzt immer 
noch leicht an den Rändern flimmern, kann man den Anschluß mit einem 
Widerstand hochlegen und am Knoten ggfs. eine Spannung von wenigen Volt 
einspeisen, um das Potential noch weiter anzuheben. Die 
Pull-Down-Widerstände an den Segment/Gitteranschlüssen entfernen, die 
belasten den Treiber nur unnötig.

@Ben: Das geht, kaputt geht davon nichts, aber es gibt dann einen 
sichtbaren Helligkeitsunterschied. Deshalb werden VFDs normalerweise mit 
Wechselspannung aus einer Trafowicklung mit Mittenanzapfung versorgt.

@Robert: Wo hast du den STFPC311 her, ich suche auch no eine Quelle für 
sowas.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Robert (Gast)
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Hallo Jadeclaw,

Danke für die Tips, ich werde mal probieren.

Den STFPC311 habe ich mir von CSD bei Digikey bestellen lassen. 3.5€ das 
Stück.

lg Robert

Autor: Olaf (Gast)
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> @Ben: Das geht, kaputt geht davon nichts, aber es gibt dann einen
> sichtbaren Helligkeitsunterschied.

Da man solche Display aber sowieso multiplexen wird, kann man das ueber 
die Einschaltzeit wieder ausgleichen.

Olaf

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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@Robert: Besten Dank.

Autor: Robert (Gast)
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@Olaf: Das Timing lässt sich nicht verändern, denn das ist durch den 
STFPC311 vorgegeben.

@Jadeclaw: Ursprünglich hatte ich die Heizung einseitig auf -30V. Ist es 
prinzipiell welchen DC-Offset die Heizung hat, hauptsache positiver als 
die Gitterspannung?

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Im Normalfalle sollten Heizung und Gitter im nichtangesteuerten Fall auf 
gleichem Potential sein, respektive das Gitter negativer als die Heizung 
sein, damit die Röhre (und um nichts anderes handelt es sich bei einem 
VFD) zuverlässig gesperrt wird. Das erreicht man, in dem die Kathode 
gegenüber Masse etwas hochlegt.

""Ursprünglich hatte ich die Heizung einseitig auf -30V""
Dann passiert genau der Effekt, auf einer Seite wechselt die Spannung 
zwischen -Vf und +Vf gegenüber dem Gitter. Und jedesmal, wenn die 
Heizspannung negativ gegenüber dem Gitter wird, wird die Röhre leitend. 
Und damit die Segmente sichtbar. Durch die mit den zwei Widerständen 
simulierte Mittenanzapfung reduzieren wir den Spannungshub gegenüber der 
Ansteuerung, was den Effekt reduziert. Übrigens, die Heizspannung zu 
reduzieren, ist auch noch hilfreich, die Heizdrähte sollten in völliger 
Dunkelheit nur schwach dunkelrot glühen, bei normaler Beleuchtung darf 
man da nichts sehen.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Robert (Gast)
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Mit der Mittelanzapfung schwingt die Heizungsspannung dann um +-3V 
(ungefährer Wert). Ist das so richtig. Die Gitterspannung liegt 
weiterhin bei -30V.

Ist das so richtig?

lg Robert

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Das ist so richtig. +- 3V bezogen auf die -30V.

Autor: Robert (Gast)
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Ich hab die Platine jetzt modifiziert.

Leider ist das Ergebnis nicht optimal. Alle ausgeschalteten Segmente 
sind nun wirklich aus. Jedoch leuchten die eingeschalteten Segmente sehr 
schwach und flackern (wie das vorher bei den ausgeschalteten Segmente 
der Fall war.

Muss das DC-Potential der Heizung tiefer sein?

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Spannung zwischen Heizung und den -30V? Sollten nur wenige Volt 
Gleichspannung sein, wenn alle Segmente eingeschaltet sind.


Gruß
Jadeclaw.

Autor: Robert (Gast)
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? Das verstehe ich nun  nicht. Das Potential der Heizung liegt ja auf 
0V. Daher messe ich dazwischen auch -30V (zwischen Heizung und -30V)

Autor: MaWin (Gast)
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Was baust du da?


Heizung sind einige Volt Wechselspannung. Wechselspannung hat mehr Peak 
als RMS, es geht um die Spitzenspannung, wenn ich mal 3.6V RMS 
Wechselspannung annehme müssen wir im weiteren mit 5Vpp rechnen.

Display hat einige mehr Volt Gleichspannungsdifferenz zwischen Gittern 
und Segmenten, sagen wir 30V.

30V Segment
29-31V (Gitter (eingeschaltet)

24-31V Differenz zum Beschleunigen der Elektronen im Feld

und hier muss die Heizung liegen, jedes Ende zwischen 0-5 oder 1-6V 
wechselnd. Eigentlich macht man so was heute synchron durch den 
Controller mit Rechtckimpulsen.
0V Gitter (ausgeschaltet)

wenn die Heizung unter 0V hat, sperrt das Gitter nicht mehr

Autor: Robert (Gast)
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Hallo,

Ich verwende zur Ansteuerung, wie oben geschrieben, einen STFPC311. Der 
wird mit -30V versorgt.

Die Röhre leuchtet ja, wenn Gitter und Anode positiver gegenüber der 
Heizung sind. So mit der Mittelanzapfung geht das leider nicht, denn bei 
der positven Halbwelle ist die Heizungsspannung (+3Vp) höher als die 
Gitter/Segmentspannung (0V).

Ich denke so funktioniert es: Die Gitterspannung liegt bei -30V. Die 
Heizungsspannung darf nun minimal bei +-3V mit -27V Offset sein. Sind 
meine Überlegungen richtig?
Nur wie bekomme ich das so hin?

lg Robert

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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jetzt versteh ich wieso auf den netzteilen für DVD player meistens so 
ein mini-wandler drauf ist, der 3-4V wechselspannung erzeugt.

Autor: MaWin (Gast)
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> Nur wie bekomme ich das so hin?

Ich seh eigentlich nur (japanische) Geräte, die das hinbekommen, kann 
also so schwer nicht sein.

Die )potentialfreie) Wechselspannung aus der heizwicklung des Trafos 
musst du nur an ein Potential bei -27V koppeln, dazu tut es ein 
Spannungsteiler oder eben einen sowieso vorhandene Spannung. Wahlweise 
auch 2 Dioden.

> jetzt versteh ich wieso auf den netzteilen für DVD player meistens so
> ein mini-wandler drauf ist, der 3-4V wechselspannung erzeugt.

Wo was ist mir allerdings nch nie begegnet, diejenigen, die mir begenet 
sind, machten das alle einfacher und intelligenter.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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uff kA das netzteil habe ich noch, aber wo ich das jetzt mal 
rausgerissen habe weiß ich nicht mehr. der wandler ist noch komplett 
drauf, sind offenbar nur unnütze bauteile oder ich hab ihn bisher mit 
absicht komplett gelassen falls ich den mal als ganzes brauche. ist auch 
nichts besonderes, ein stromgespeister gegentaktoszillator wie bei einer 
CCFL röhre, der aus den 12V des netzteils gespeist wird.

Autor: Robert (Gast)
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So hab nun nachgemessen. Mit nur zwei Dioden ist das leider nicht 
machbar. Ich hab mir das mit einer Zenerdiode überlegt (siehe Anhang).

Kann das so funktionieren?

lg Robert

Autor: MaWin (Gast)
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Natürlich geht es mit 2 Dioden

 o--+-----|<|--+
3V~ |          +-- -30V
 o--(--+--|<|--+
    |  |
  Heizung

aber deine Schaltung geht auch.

Autor: Robert (Gast)
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Hallo Mawin,

Achso so meintest du das. Das habe ich mir auch überlegt, jedoch 
verliere ich hier ja eine Halbwelle, und ich weiß nicht, ob die 
Heizungsspannung hoch genug dafür ist.

Autor: MaWin (Gast)
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Nein, du verlierst auch keine Halbwelle.
Denk noch mal nach, was die Schaltung macht.

Autor: Robert (Gast)
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Hmm. Ich habe die Schaltung mit den zwei Dioden aufgebaut. Da tut sich 
leider gar nichts. Die Heizung heizt (rote Heizfäden leuchten). Aber am 
Display wird gar nichts mehr angezigt.

Wenn ich an der Heizung gegen Masse mit dem Oszi messe, sehe ich einen 
verzerrten Sinus, der jedoch +-3V schwingt bezogen auf Masse (also kein 
negativer Offset).

Autor: MaWin (Gast)
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> der jedoch +-3V schwingt bezogen auf Masse (also kein
> negativer Offset

+-3 und nicht negativ ? Wie darf ich das Vorzeichen da verstehen ?
Aber es ist richtig, die Schaltung gibt keine negative Spannung an der 
Heizung, zumindest nicht unter -0.6V, egal an welchem Ende.

Funktionieren sollte die Schaltung aber ebenso wie deine, stimmt denn 
der Rest?

Autor: MaWin (Gast)
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> Funktionieren sollte die Schaltung aber ebenso wie deine, stimmt denn
> der Rest?

Obwohl, stimmt, ein Widerstand kann notwendig sein, um den Strom für das 
VFD fliessne zu lassen:

 o--+-----|<|--+
3V~ +-----1k---+-- -30V
 o--(--+--|<|--+
    |  |
  Heizung

Autor: Robert (Gast)
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MaWin schrieb:
> +-3 und nicht negativ ? Wie darf ich das Vorzeichen da verstehen ?

Wechselspannung +-3V, 0V Offset, also um 0V herum

MaWin schrieb:
> Obwohl, stimmt, ein Widerstand kann notwendig sein, um den Strom für das
> VFD fliessne zu lassen:

Gerade getestet, Display geht. Die ausgeschalteten Segmente leuchten 
aber. Die unbenutzten Stellen leuchten aber nur bei jenen Segmenten, an 
denen auch ein Segment wirklich eingeschaltet ist. Sprich die 
unbenutzten Stellen leuchten, wenn die Anode auf -30V liegt.

Weiters flackern die letzten 2 Segemente auf einer Seite, unabhängig 
davon ob dort auch ein Segment eingeschaltet ist.

lg Robert

Autor: MaWin (Gast)
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> Sprich die unbenutzten Stellen leuchten, wenn die Anode auf -30V liegt.

Anode -30V ?

Ich blick nicht mehr, was du zusammengeschaltet hast.

Heizung = Kathode muss doch negativer sein als Anode = Segmente damit 
was leuchtet, und die Gitter müssen (leicht) negativer sein als die 
Kathode=Heizung wenn das Segment aus sein soll, und Anodenspannung haben 
wenn die Stelle leuchten soll.

http://mitglied.lycos.de/bk4/VFD.htm

Autor: Robert (Gast)
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Um der Verwirrung entgegenzuwirken, hier der Schaltplan, wie ich es 
aktuell aufgebaut habe.

Sobald bei einem Digit ein Segment aktiv ist, leuchten hier auch die 
unbeleuchteten. Was ich oben geschrieben habe ist falsch. Die unbenutzen 
leuchten, wenn die Anode auf 0V ist.

lg Robert

Autor: MaWin (Gast)
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Hmm, das Datenblatt sagt auch nicht mehr als
Ef = filament voltage according with the VFD specs;
was ist das für ein merkwürdiges Display,
die lassen sich normalerweise nicht von -0.6V stören.

Nun

 o--+-----|<|--+--1k--- GND
3V~ |          |
 o--(--+--|<|--+--|>|-- -30V
    |  |
  Heizung

aufzubauen macht keinen Sinn, da war die Z-Dioden-Schaltung
einfacher. Oder du hast einen Verdrahtungsfehler drin.

Autor: Robert (Gast)
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Nein Verdrahtdungsfehler habe ich keinen. Die Schaltung wurde geätzt, 
sprich ist wie oben im Schaltplan (bis auf die Diodenschaltung)

Ich habe das nun mit der Zenerdiode ersetzt. Die Spannungen sehen gut 
aus (siehe Screenshot), die unebnutzten Segmente eines benutzten Digits 
leuchten aber trotzdem -.-

Was ist da bitte los?

lg Robert

Autor: Robert (Gast)
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Es funktioniert =)

Anscheinend sind die Kapazitäten des STFPC311 sehr hoch,
 und  der Innenwiderstand der Segmente auch sehr hoch. Mit Pulldowns auf 
-30V an den Segmenten, und der Schaltung mit der Zenerdiode funktioniert 
es endlich =)

Danke für eure Hilfe!!
Ein schönes Weihnachtsfest!!

lg Robert

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