Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik VFD Heizdrähte glimmen!


von ggggggggg (Gast)


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Hallo,

ich bastel zurzeit mit einem VFD herum. Es hat insgesamt 2*40 Zeichen 
mit je 5*12 Pixeln (ist ein sehr großes Display).

Mit auf der Platine sind 4 OKI Bauteile, vereinfacht gesagt sind das 
jeweils 40 Bit Schieberegister, die die Anzeige steuern. Zusätzlich ist 
auch noch eine Art Inverter drauf, der die Spannung von ca. 50V 
herstellt.


Nun zum Problem: Sobald ich das Teil anschalte glimmen die Heizdrähte.
Das finde ich merkwürdig, denn normalerweise sollte man das ja nicht 
sehen, oder?
Noch komischer wird es, sobald ich etwas anzeigen lasse: Das Glimmen 
hört fast vollständig auf und ist nicht mehr wirklich wahrzunehmen.
Das ist sogar so, wenn ich nur die Gitter, aber nicht die einzelnen 
Pixel anschalte.

Also sobald die Elektronen weggesaugt werden von den Drähten, glimmen 
diese nicht mehr so stark?!?!?

Was ist der Grund dafür?

Die Spannung an der Heizung ist mit 5 V auch etwas hoch... Aber die ICs 
die drauf sind benötigen 4.5 bis 5.5 V und sind direkt damit verbunden

von MaWin (Gast)


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Glimmen, so daß man es im dunklen gerade sehen kann, aber so bald das 
Display leuchtet nicht mehr weil das Auge sich an die höhere Helligkeit 
anpasst und die niedrigere Helligkeit nicht mehr erkennt, ist normal.

von ggggggggg (Gast)


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Das dachte ich zuerst auch...
Aber ich denke nicht, dass ich mich täusche. Denn wenn ich nur die 
Gitter so einstelle, dass die Elektronen angezogen werden (also da 
leuchtet noch nix bei den Pixeln), dann hört auch das Glimmen auf.

Hab gerade nochmal nachgesehen: Die Heizung läuft ebenfall über diesen 
Inverter, also messe ich mal nach was der so an Spannung ausgibt!

von Wilhelm F. (Gast)


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Das ist wie bei der gewöhnlichen Elektronenröhre. Die Katode muß mal 
etwas warm werden.

Vorsicht ist geboten, wenn es noch eine separate Gitterleitung gibt. 
Legt man die absichtlich oder zufällig an positives Potential, passiert 
der Ernstfall.

Warum gibt es eigentlich sowas wie ein Datenblatt?

von ggggggggg (Gast)


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Datenblatt? Von einem Display wo nicht einmal die Verkäufer wissen woher 
es kommt? ;-)

Das Internet gibt überhaupt nix her.

Was meinst du damit, wenn man die Gitterleitung auf positives Potential 
legt? Was soll da genau für ein Ernstfall eintreten?

von Klaus D. (kolisson)


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@  ggggggggg (Gast)
lass die Dinger doch glimmen solange diese nicht durchbrennen.

wenn Du dir die Zeit nehmen magst es auszutesten, könntest du ja,

... ein Regelnetzteil nehmen
..... festellen . bis zu welcher Heizspannung es noch gut für dich ist

. und dann entscheiden, ob es gut ist für deine Energiebilanz

Gruss Klaus

von ggggggggg (Gast)


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Wenn sie nach 1-2 Minuten aber durch sind, dann kann ich das aber erst 
DANACH feststellen ;-)

Jetzt treten noch merkwürdigere Effekte auf, wo nur ein Teil des Drahtes 
glüht und genau in diesem Bereich leuchtet die Leuchtfarbe des Displays 
NICHT.
Sondern nur in dem Bereich wo der Draht NICHT GLÜHT o_O

Nein... heute gabs noch keinen glühwein^^

Ich denke, ich bau ne kleine Ansteuerung dazu und schau was es dann 
macht. Evtl. gefällt es dem Display nicht, wenn es nicht andauernd 
geMUXt wird...

Also dann gute Nacht^^

von Klaus D. (kolisson)


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Es mag merkwürdig klingen, aber:

WEnn Du siehst dass

>> Jetzt treten noch merkwürdigere Effekte auf, wo nur ein Teil des Drahtes
>> glüht und genau in diesem Bereich leuchtet die Leuchtfarbe des Displays
>> NICHT.
>> Sondern nur in dem Bereich wo der Draht NICHT GLÜHT o_O

... könntest Du dann nicht schlussfolgern, dass es etwas mit dem 
ELEKTRONENTRANSPORT zu tun hat ?

An den Stellen, wo der Draht "kalt" wird verlassen die Elektonen den 
Draht durch Strahlung.  Dadurch ist der Draht entlastet.

Dein Display ist eine Triode oder sowas.
und mal ehrlich.. es ist interessant

aber für dich ?

gruss klaus

von MaWin (Gast)


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> Wenn sie nach 1-2 Minuten aber durch sind, dann kann ich
> das aber erst DANACH feststellen ;-)

Du wirst doch wohl noch ein Gerät mit VFD im Haus haben.
Vergleiche die Helligkeit doch dort.

von ggggg (Gast)


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@MaWin: Ja das habe ich jetzt einmal gemacht. Bei einem DVD-Player ist 
auch so ein Display eingebaut und man sieht da schon ein Leuchten. Aber 
ein gleichmäßiges!

Ich hab so das Gefühl, dass das Display unbedingt geMUXt werden muss um 
sinnvoll zu arbeiten.


@klaus: ???

von Klaus D. (kolisson)


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ggggg @ klaus

> eine leichte Annäherung <

von Klaus (Gast)


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@Klaus De lisson (kolisson):

Hm, manchmal kann man in deinen Beiträgen nicht ganz so viel Sinn 
entdecken...

von Klaus D. (kolisson)


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eigentlich hast du recht..
vielleicht war ich einsam und dumm

gruss k.

von ggggg (Gast)


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Zum Display nochmal:

Offenbar hängt da die HV der ICs und die Heizspannung am gleichen 
Inverter. Dadurch beeinflusst sich das irgendwie, wie genau hab ich noch 
nicht rausgefunden. Ich progge gerade mal ein kleines Testprogramm dafür 
und schau was passiert!

Eine andere merkwürdige Sache: Das Display ist KOMPLETT NEU. Kann es 
sein, dass da eine weißliche Beschichtung auf den Heizdrähten ist, die 
bei erstmaliger Benutzung langsam weggeht?Oder was ist das für ein 
Material? Das könnte jetzt wirklich eine Täuschung sein, oder es gehört 
so.

von Wilhelm F. (Gast)


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ggggg schrieb:

>Kann es sein, dass da eine weißliche Beschichtung auf den
>Heizdrähten ist, die bei erstmaliger Benutzung langsam weggeht?

Die weißliche Beschichtung gab es auch an Röhrenkatoden. Die sind mit 
einem Material (z.B. Bariumoxid) umgeben, welches die Elektronenemission 
begünstigt, d.h., die Aktivierungsenergie herunter setzt. Zerbrech dir 
da mal nicht den Kopf, das wird richtig sein.

Das VFD-Display, ist eine echte Elektronenröhre!

Und noch was: Du schriebst was von 4 OKI-Bausteinen. Sowas ist auch in 
LCD-Displays drin. Es sieht so aus, als ob das Display ein 4- oder 8- 
bit Dateninterface hat, und Controller auf dem VFD alles selbst managen, 
auch Multiplexung.

Eine Beschreibung zur Programmierschnittstelle, brauchtest du da wohl 
schon.

von Georg A. (Gast)


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Hm, 2*40, 5*12 und 4 Okis. Kommt mir bekannt vor. Steht da 
zufälligerweise VFD240W.401 drauf? Sowas hat vor ca. 8 Jahren schon ein 
Münchner Restpostenladen in Schilikon Valley (AKI, wer ihn noch kennt) 
verrammscht. Ist durchaus ein schönes Display und zeigt bei mir über 
einen AVR den PC-Status an und beleuchtet in der Nacht das ganze 
Zimmer...

Die Drähte haben wirklich eine gräuliche Beschichtung, sieht man gut am 
Rand, da fehlt sie nämlich. Das ist wohl was für den besseren 
Elektronenausstoss. Im normalen Betrieb glimmen sie schwach, aber 
sichtbar. Deswegen haben die meisten VFDs ja noch einen Grünfilter 
davor..

Ein guter Tip: Pass auf, dass die Multiplexansteuerung funktioniert. Und 
zwar nicht wg. Einbrennen, sondern weil dann der Strom so ansteigt, dass 
er die kleine Zenerdiode im SOT23 neben dem Inverter grillt... Ist 
übrigens eine ZPD9.1.

von ggggg (Gast)


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Die OKI Bausteine sind Schiebregister, die ansteuerung muss man 
definitiv selbst machen.


Die Adresse wo ich das Teil herhabe stimmt in etwa, aber ich hab sie 
erst letzte Woche gekauft.
Und dieses merkwürdige Verhalten tritt genau dann auf, wenn nix 
gemultiplext wird. Naja morgen teste ich mal den Code, dann sehe ich 
auch ob ich was kaputt gemacht hab^^

von Wilhelm F. (Gast)


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ggggg schrieb:

>Die Adresse wo ich das Teil herhabe stimmt in etwa, aber ich
>hab sie erst letzte Woche gekauft.

Dann sollten die auch das Datenblatt mit liefern.

Ein Auto ohne Motor kauft ja auch niemand.

Ansonsten sind es Schrottverkäufer.

Habe vom Schrott selbst noch einige schöne Displays herum liegen, die 
ich aber ohne Schnittstellendefinition wohl nie mehr zum Laufen bekomme. 
Semicustom nennt man solche Teile wohl.

von Georg A. (Gast)


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> Und dieses merkwürdige Verhalten tritt genau dann auf, wenn nix
> gemultiplext wird.

Dafür haben die MSC1162A den CL-Eingang. Setz den mal lieber auf 1, wenn 
du nichts machst...

von ggggggggg (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

so jetzt bin ich nochmal da.
Ich habe das mux-Programm jetzt fertig und es funktioniert auch soweit. 
Wenn ich die Frequenz runterstelle kann ich das durchlaufen durch die 
einzelnen Spalten beobachten.

Dennoch besteht aber das Problem weiterhin.
Auf den Bildern ist einmal das ganze Display zu sehen und einmal nur der 
mittlere Bereich wo dieses rote Leuchten auftritt. Im restlichen Bereich 
ist es NICHT vorhanden. Außerdem scheinen die Drähte auch schon etwas 
dünner bzw. ohne den weißen Belag zu sein in diesem Bereich.
Egal ob darunter die Zellen aktiv sind oder nicht: es bleibt rot.

Irgendwelche Ideen?

von MaWin (Gast)


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> Außerdem scheinen die Drähte auch schon etwas
> dünner bzw. ohne den weißen Belag zu sein in diesem Bereich

Es liegt nicht am Heizstrom, die anderen Drähte sind ok, und alle sind 
parallel.

Display kaputt.

Wohl weil man beim Experimentieren den maximalen Kathodenstrom massiv 
überschritten hat.

So wie es derzeit an den Anoden bei stehendem Multiplex aussieht mit der 
einen leuchtenden Stelle die gerade auch rasant altert (obwohl man auf 
solchen Photos schlecht schätzen kann).

von ggggggggg (Gast)


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Wie sollte man da einen Strom überschreiten können?

Sogar wenn man alle Segmente gleichzeitig anschaltet dürfte nicht zuviel 
passieren. Der Draht gibt eine bestimmte Anzahl an Elektronen pro 
Sekunde ab. Ob die jetzt auf die Leuchtfläche oder sonst wohin treffen 
dürfte wohl egal sein. Auch wenn man die Gitter auf HIGH oder LOW 
schaltet ist es egal, denn mehr Elektronen kann man wohl nicht 
rausziehen als von selbst abgegeben werden.

Den Heizstrom kann ich selbst gar nicht festlegen, den generiert die 
Schaltung selbst aus den 5V.

Oder wo ist der Denkfehler?

von ggggggggg (Gast)


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@MaWin: Ich bin mir nciht sicher ob ich dich richtig verstanden habe: 
Multiplex ist weiterhin an und ich habe nur diese paar Zellen aktiviert. 
Sie werden also mit ca. 1/40 angesteuert.

von MaWin (Gast)


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> Wie sollte man da einen Strom überschreiten können?

Heizspannung mal zu hoch gewesen ?

von ggggggggg (Gast)


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Nein dürfte eigentlich nicht so gewesen sein, obwohl ich das auch als 
Grund vermuten würde.
Ich habe die Schaltung stets nur über 5V betrieben, die Chips selbst 
brauchen auch exakt diese Spannung. Deshalb fällt 3.3V oder ähnliches 
schonmal weg.

Höchstens der Inverter könnte rumspinnen, das wäre noch möglich. Das ist 
eine eigene Platine die da mit drauf ist. Die generiert auch ca. 50V. 
Die Heizsspannung ist im 1 stelligen Voltbereich.

von Peter R. (pnu)


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Wie steht es mit Gasresten im Display. Da leuchtet die negativste 
Elektrode durch durch die Glimmentladung. Wenn das Steuergitter negativ 
gegen Kathode ist, eben dieses.

von Georg A. (Gast)


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> Sogar wenn man alle Segmente gleichzeitig anschaltet dürfte nicht
> zuviel passieren.

Du theoretisierst. Ich habe exakt das Display und da darf man sowas auf 
keinen Fall machen. Nach 5s ist bei mir die besagte Diode kaputt 
gewesen. Die Auswirkungen auf den Draht weiss ich nicht, ich hatte noch 
genügend Ersatzdisplays. Ich kann mir aber durchaus vorstellen, dass zu 
langes Brennen eines Segments die Drahtbeschichtung absprengt.

Nochmal: Häng zum Basteln irgendwas mit einer 10%-PWM an den Blank-Pin 
(laut meiner Doku Pin 7 vom grauen Stecker, weiss nur nicht die 
Zählrichtung, 8 wäre das Latch-Signal), sonst ruinierst du das Display, 
wenn kein Multiplexing läuft.

von ggggggggg (Gast)


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Das mit den Segmenten war erstmal nur auf den Heizdraht bezogen. Dass 
die eingefangenen Elektronen hernach auch noch irgendwo hinwollen ist 
klar ;-)

Hört sich so an als hättest du ein Datenblatt? Was steht alles so in der 
Doku und ist die auch Online verfügbar?
Ich musste jetzt erstmal alles manuell durchmessen bis ich die ganzen 
Belegungen habe.

Eine andere Frage an dich: Kommt es bei dir auch am linken und rechten 
Rand zu ganz schwachem Aufglimmen der Segmente?



Zu den Gasresten: Nein da sollten keine drin sein und farblich würde das 
auch nicht passen.

von Wilhelm F. (Gast)


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@ggggggggg:

Über welchen Mechanismus wird eigentlich die Helligkeit gesteuert? Ich 
kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, daß diese nicht 
einstellbar sein soll.

von Georg A. (Gast)


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> Hört sich so an als hättest du ein Datenblatt?

Nein, gabs nicht. War ganz normales Reverse-Engineering basierend auf 
dem Datenblatt zum Treiberchip.

> Kommt es bei dir auch am linken und rechten Rand zu ganz schwachem
> Aufglimmen der Segmente?

Nein, ausser nachdem die Diode durchgebrochen war... Es kann die Anzeige 
etwas verschmieren, wenn man zu schnell multiplext, weil dann die 
Steuergitter nebenan noch nicht ganz aus sind.

> Über welchen Mechanismus wird eigentlich die Helligkeit gesteuert?

Der Inverter hat einen Pin, über den man das evtl. machen könnte. Ich 
weiss aber nicht, ob der auf die Anschlussleiste geführt ist und ob er 
für mehr als langsames an/aus taugt, benötigt habe ich ihn nie.

von ggggggggg (Gast)


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Ok, das ganze hab ich jetzt auch gemacht mit Leitungen messen usw.

Wo sitzt die Diode die kaputt sein könnte?


Zur Helligkeit: Evtl. könnte man das über CL (oder wie der Pin heißt) 
machen? Der ist auf PIN7 rausgeführt.

von Georg A. (Gast)


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> Wo sitzt die Diode die kaputt sein könnte?

Direkt neben dem Inverter (bei den 3 Pins) auf der Hauptplatine. 
Schwarz, dreipoliges SOT-23 Gehäuse.

> Evtl. könnte man das über CL (oder wie der Pin heißt) machen?

Ja, aber auch nur per PWM.

von Wilhelm F. (Gast)


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Georg A. schrieb:

>Direkt neben dem Inverter (bei den 3 Pins) auf der Hauptplatine.
>Schwarz, dreipoliges SOT-23 Gehäuse.

Jungs, ihr könntet nochmal das ein- oder andere Foto machen.

@ggggggggg:

Die beiden Fotos haben mir sehr gefallen. Das VFD-Display ist optisch 
vergleichbar mit LCDs mit LED-Backlight, die ich hier selbst noch herum 
liegen habe.

von ggggg (Gast)


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Das Ding ist diese Diode? Woran merke ich dass diese kaputt ist? 
Diodentest liefert kein brauchbares Ergebnis und auslöten will ichs 
jetzt auch nicht.
Was sind die symptome?

Wie schon geschrieben wurde handelt es sich um eine 9.1V Zenerdiode. Wie 
würde die eingelötet gehören? Ich denke nicht, dass ich die in diesem 
Gehäuse bekomme, aber eine "normale" Diode mit diesen Werten sollte wohl 
auch gehen.

von Georg A. (Gast)


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> Woran merke ich dass diese kaputt ist?

Mit Diodenprüfer in beide Richtungen kaum Spannungsabfall, der unbelegte 
Pin hat sichtbar keine Leiterbahn dranhängen. "Normal" wäre in eine 
Richtung der übliche Abfall von 600-700mV, in der anderen müssten es 9V 
sein, was die Multimeter-Diodenprüfer aber mit Überlauf anzeigen...

> Wie würde die eingelötet gehören?

Unterm Inverter sind links neben der Diode ja noch 4 weitere Bauteile:

C1 R1
C2 C3

Die Anode an den linken Anschluss von C2, die Kathode an den rechten von 
C3. Das sind dieselben Signale wie an den zwei belegten Pins der 
SMD-Diode.

Die Zenerdiode sorgt dafür, dass das Bezugspotential auf dem Heizdraht 
positiv ist. Das Problem ist ja, dass an dem Heizdraht auch eine 
Spannung abfällt, damit könnte man mit 0-Pegel am Grid die Segmente am 
psoitven Ende vom Draht nicht ganz abschalten, irgendwelche Elektronen 
flutschen bei den paar V Differenz immer durch. Mit der Diode schiebt 
man den Draht etwas in den positiven Bereich, damit sind ausgeschaltete 
Segmente durch ihren Pulldown negativ gegenüber dem Draht und stossen 
die Elektronen "aktiv" ab.

http://www.noritake-elec.com/vfd_technology_an.htm

Fig 7 bzw. 13 zeigen das verwendete Prinzip.

von ggggggggg (Gast)


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Hey du bist GENIAL!
Genau dieses Bauteil war defekt!

Ich hatte gerade keine 9.1V Zenerdiode da, also hab ich erstmal eine 
5.1er eingebaut, mit der funktionierts auch schon fast perfekt. 
(hoffentlich ist die aber nicht zu schwach...)

Naja wegen den "Glüh"drähten: Da wird halt noch was kaputt gegangen sein 
durch Überhitzung dadrin. Also werde ich mir ein Ersatzdisplay kaufen 
solangs die noch gibt. Mit viel Glück hält das aktuelle lange durch, 
evtl. gehts aber auch noch heute kaputt -.-

Evtl. wär ne Zusatzschaltung sinnvoll, die nur solange ein Takt da ist 
auch Spannung aufs Display gibt. Naja hab ich scho wieder was zu basteln 
;-)

von oszi40 (Gast)


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Das ähnliche Thema ist seit ca. 1913 bekannt und nennt sich 
"Gittervorspannung"
siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/R%C3%B6hrenverst%C3%A4rker
Das Gitter muß leicht negativ gegenüber der Kathode vorgespannt sein 
wenn KEIN Strom durch die Röhre fließen soll.

von Georg A. (Gast)


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> Hey du bist GENIAL!

Nö, nur einfach früher die Erfahrung gemacht und nicht vergessen ;)

> Naja wegen den "Glüh"drähten:

Glaube ich gar nicht mal. Bring erstmal ein vernünftiges Multiplextiming 
hin...

von Wilhelm F. (Gast)


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ggggggggg schrieb:

>Naja wegen den "Glüh"drähten:

Selbst wenn da etwas Beschichtung abgebrutzelt sein sollte:

Das menschliche Auge reagiert auf Helligkeitsänderungen mit dem log10. 
Das muß also nicht besonders gravierend sein, so daß man bereits 
Verschleiß erkennen würde.

Eher stirbt früher oder später die Phosphorschicht der Anode. Da gibt es 
auch schöne Internetseiten zum Magischen Auge, z.B. Jogi's Röhrenbude, 
was wohl röhrentechnisch ein ähnliches Funktionsprinzip der VFD hat.

von ggggggggg (Gast)


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> Glaube ich gar nicht mal. Bring erstmal ein vernünftiges Multiplextiming
hin...

Und was ist bisher unvernünftig? Das funktioniert soweit, die Frequenz 
kann ich sogar auch einstellen von wenigen Hz bis ca. 100Hz

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