Forum: Fahrzeugelektronik Tankstellenanzeige, neue Variante


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von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Hilfe!

Ich habe eine wunderschöne Aral-Zapfsäule erstanden, die ich jetzt als 
E-Auto Ladestation umbauen will. Sie hat mechanische 7-Segmentanzeigen, 
die ich natürlich nutzen will. Leider blicke ich die Schaltung nicht. 
Kann mir das jemand erklären?

Das habe ich bis jetzt heraus gefunden:

Anzeige Patent: http://www.google.com/patents/EP0012803A1?cl=de

Segmente werden verdeckt oder gezeigt, indem ein Elektromagnet +- ode -+ 
gepulst wird.

Ich habe 14 Segmente mit etwas CMOS Digitaltechnik, analogen Treibern, 
und einem Kilo Dioden (220 Stück).

Im Bild ist der anaolge Teil der Schaltung zu sehen. Dann folgt eine 
Gruppe der Display-Endstufe (high side), dann die Segment Stufen (lo 
side)

: Verschoben durch Moderator
von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Es wäre toll, wenn jemand mal drüber schauen könnte, und mir erklärt, 
wie man die Elektromagnete umpolt?!??!??!

Entweder habe ich mich höllisch verzeichnet, oder wie in aller Welt 
lösche ich ein Segment? Ich vermute, der Kondensator spielt hier eine 
ganz wichtige Rolle, oder? Und die Leitung an D17, ist das wohl eine Art 
Reset?

Von dem Modul geht ein fettes Flachbandkabel zum Controller, Hier werden 
nicht nur Daten zum Display Modul geschickt (4 bit BCD Ziffer, 4 bit 
Segment select und 2 unbekannte (latch, reset?)), sonder auch sieben 
Leitungen genutzt, um irgendetwas zum Controller zurück zu senden.

Ich würde mich über Hilfe wirklich freuen!

 Matthias

von Schlumpf (Gast)


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23:31-23:24=00:07
Das ist die Zeit, die du den Leuten hier gibst, bevor du anfängst, zu 
drängeln???

C = leer
Segement-Driver = 1
Strom fließt von oben nach unten durch Spule in leeren Kondensator

Löschen könnte mit geladenem Kondensator funktionieren
C = geladen
Segement-Driver = 0
Strom fließt von unten nach oben durch Spule in den Segment-Driver

D17 könnte dazu dienen, den Kondensator zu entladen.

Wie zum Löschen der Kondensator vorher geladen wird, konnte ich leider 
in 7 min nicht feststellen

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Ich drängle doch gar nicht. Ich hatte halt das erste Posting schon 
weggeblickt und wollte noch ergänzen ;-)

> Wie zum Löschen der Kondensator vorher geladen wird,
> konnte ich leider in 7 min nicht feststellen

Ja, hab den 7 Minuten Kommentar ja verstanden. Mach ich auch nicht 
wieder.

Könnte man den Kondensator durch anlegen des Display Treibers durch alle 
Spulen hindurch laden, ohne sie zu verstellen?

Kann der Umweg über den Kondensator wirklich so funktionieren? Ist man 
in den 80ern wirklich solche Umwege gegangen, um ne zweite Treiberstufe 
zu sparen? Puha!

Liebe Dank für die unglaublich schnelle Antwort!!!


EDIT: wäre jetzt meine Logiktabelle:

 +-Display Treiber
 |  +-Segment Treiber
 |  |  +-D17
 |  |  |
 0  0  0   Ruhezustand
 0  0  1   Kondensator entladen
 0  1  0   voller C: segment (-/+) setzen, leerer C: nix
 0  1  1   nix (-/-)
 1  0  0   C laden
 1  0  1   alle Segmente löschen (+/-)
 1  1  0   Rauchsignal senden
 1  1  1   Raucht ebenfalls

: Bearbeitet durch User
von Schlumpf (Gast)


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Matthias Melcher schrieb:
> Ich drängle doch gar nicht. Ich hatte halt das erste Posting schon
> weggeblickt und wollte noch ergänzen ;-)

Dann ist ja ok... :-)

Matthias Melcher schrieb:
> Könnte man den Kondensator durch anlegen des Display Treibers durch alle
> Spulen hindurch laden, ohne sie zu verstellen?

Die Frage habe ich mir auch gestellt.. Aber ob der Schaltplan 
vollständig ist, wissen wir ja auch nicht so 100%ig sicher, oder?

Matthias Melcher schrieb:
> Kann der Umweg über den Kondensator wirklich so funktionieren?

Denke schon, unter der Voraussetzung, dass man den irgendwie geladen 
bekommt.

Es spart halt nicht einfach nur ne Treiberstufe, sondern stellt sicher, 
dass der Stromimpuls kurz ist, und die Spule nicht grillt.
Strom fließt ja immer nur so lange, bis der C geladen, bzw entladen ist.

Aber das ist alles nur eine Vermutung von mir.. könnte auch ganz anders 
sein

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Schlumpf schrieb:
> Die Frage habe ich mir auch gestellt.. Aber ob der Schaltplan
> vollständig ist, wissen wir ja auch nicht so 100%ig sicher, oder?

Nee, habe ich nach bestem Wissen und Gewissen mit dem Multimeter 
erforscht.

> Matthias Melcher schrieb:
>> Kann der Umweg über den Kondensator wirklich so funktionieren?
>
> Denke schon, unter der Voraussetzung, dass man den irgendwie geladen
> bekommt.
>
> Es spart halt nicht einfach nur ne Treiberstufe, sondern stellt sicher,
> dass der Stromimpuls kurz ist, und die Spule nicht grillt.
> Strom fließt ja immer nur so lange, bis der C geladen, bzw entladen ist.

Hmm, stimmt. Es gibt allerdings schon gefährliche Stellungen. Die werden 
wohl von der Logik ausgeschlossen, die ich jetzt nicht gemessen habe.

> Aber das ist alles nur eine Vermutung von mir.. könnte auch ganz anders
> sein

Ist mir aber schon ne riesige Hilfe, da ich halt eher der Digitalis bin. 
Und zum Abtauchen sind die Teile mir echt zu schade.

Danke,

  Matthias

von Schlumpf (Gast)


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Stelle gerade fest, dass das, was ich geschrieben habe, Blödsinn ist.

Beim Laden von C müssten die Segmenttreiber der Spulen, die nicht 
schalten sollen, einen Kurzschluss machen und das wär glaub nicht so 
toll
:-(

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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ich sehe das so
schritt 1
displayselect lädt den C und setzt alle Segmente eines Displays (oder 
löscht sie alle)

schritt 2
displayselect aus

schritt 3
sementselect löscht die nicht benötigten segmente (oder setzt die 
benötigten)

schritt 4
entladen des Displaykondensators über D 17 des segmentes

und sofort bis alle Displays gesetzt sind

: Bearbeitet durch User
von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Einverstanden. So könnte es gehen.

Wenn ich 5V und Masse für die Logik anlege, aber die 24V für die Treiber 
im Strom begrenze, dann müsste ich doch recht sicher experimentieren 
können?

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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bleib 10% unter der Betriebsspannung(40V) der Segment Cs dann solltest 
du richtig liegen.

Also zwischen 24 und 36V sollte das gut gehen  für den C-Löschimpuls 
gibt es Nur einen Treiber für alle Segmente wenn ich den plan richtig 
lese?

viel glück

: Bearbeitet durch User
von Tom (Gast)


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Bei den braunen Roedersteinen macht man nichts falsch, wenn man sie auf 
Verdacht tauscht.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Die Ansteurung der Segmenttreibers wird mit 5 V nicht funktionieren.
Dort wird ein Levelschifter fällig oder ein Optokoppler auch sehe ich 
bei allen anderen Treibern überhaupt keine Basisstrombegrenzung! Dort 
gehört je ein  richtig dimensionierter R hinein sonst gibt es Rauch oder 
gar keinen Effekt.
Also noch mal die vorhandene Schaltung analysieren, Schnittstelle 
überdenken und dann richtig definieren. eswähre schade sie auf der 
Zielgeraden zu rösten. ;)

Gruß Winne

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Danke Winfried. Ich habe mich dann noch einmal hingesetzt und gemalt. 
Hier ist mein Ergebnis. Links oben sind die Gatter, die ich noch nicht 
zuordnen konnte. Die Stiftleiste geht auf ein 26-poliges Flachbandkabel.

Den Schaltplan gibt's hoch aufgelöst hier:

http://www.matthiasm.com/img/Tankstelle3hi.png

...und noch ein paar Stimmungsbilder...

PS: die einzige Beschriftung der Platine sagt 24V für die 
Spannungsversorgung der Segmente. Also der Wert ist schon mal richtig.

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Muss Enkel hüten, sieht aber schon besser aus heut Abend schau ich mal 
genauer
 namaste

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Tja da du die platien hast, solltest du auch ausklingeln welche Pins der 
gatter wohin gehen. Es sind neben den XOR (49070) welche der 
verriegelung der Signale dienen sollten, invertierende Treiber (49069) 
und Operationsverstärker (LM324) die Datenblätter sind leicht zu finden.
Die schon gezeichneten Demultipexer dekodieren die Signale.
Wahrscheinlich läuft es auf eine Parallelportansteurung,
hinaus wobei der Takt mit den Datenleitungen verknüpft wird.
und so in mehren Takten das volstädige datum übertragen wird.

Klarheit bringt nur ein vollständieges Signalflussdiagramm / Schaltplan

Namaste

von metallfunk (Gast)


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Winfried J. schrieb:
> Muss Enkel hüten, sieht aber schon besser aus heut Abend schau ich
> mal
> genauer
>  namaste

Noch einer :)

Grüße Bernd

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Ich hab auch den ganzen Tag Kinder von und zu Kindergeburtstagen 
gefahren. Aber eben noch ein paar Minuten mit dem Multimeter gefudelt.

Das nervige ist, dass di Platine auf der Unterseite mit Klarlack 
isoliert worden ist, was das durchklingen fast unmöglich macht. Hab 
jetzt schon drei mal Aceton draufgepinselt und es geht ein klein wenig 
besser.

Viele Signale gehen durch die kleinen blauen treppenförmigen Teile im 
Bild. Kondensatoren? Der 4:16 Decoder bekommt die positive 
Versorgungsspannung aus 24V. Die VSS für den Chip finde ich nicht.

Ich bin kurz davor, die Displays auszulöten und mit Halbbrücken zu 
steuern. Dann kann ich wenigstens jedes Segment steuern. Mit "mal eben" 
wird das wohl nichts.
                     |\                 __
Flachband Pin 17 ----| >o----||---o----[__]---- CD4515BE (IN A)
                     |/           |
                   14069     C?  R->?   R

Wieso baue ich eine Kondensator in eine Datenleitung ein?

von Joachim B. (jar)


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Matthias Melcher schrieb:
> Wieso baue ich eine Kondensator in eine Datenleitung ein?

um nur Spannungswechsel zu übertragen, Differenzierglied.

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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OK, kapiert. So langsam raffe ich es. Ich muss tatsächlich wohl restlos 
alles durchklingen, um die Anzeige zu steuern.

Ich habe aber auch gute Nachrichten: das Aceton tut einigermassen sein 
Wirkung, und so konnte ich mit kurzzeitigen 24V Impulsen tatsächlich 
einzelne Segmente schalten! Yay!

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Vorletztes Follow-Up:

Ich habe das Reverse-Engineering erst einmal aufgegeben. Denn selbst 
wenn ich die Ansteuerung hinbekomme, dan kann ich doch nur Zahlen 
anzeigen, und muss mit der totalen Löschfunktion leben.

Stattdessen werde ich die einzelnen Ziffernmodule auslöten und selbst 
ansteuern. Dazu habe ich genau den richtigen Chip gefunden, so dass ich 
mir sämtliche externen Bauteile sparen kann. 6 Halbbrücken mit SPI 
Interface pro Ziffer, die Spulen 2:1 verdrahtet, und schon habe ich 
alles was ich brauche:

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/12dd/0900766b812dd152.pdf

Wenn's dann funktioniert, dann gibt's die letzte Mail mit aktuellem 
Schaltplan, evtl. sogar einem Platinenlayout.

Sollte dann noch Zeit sein, dann werde ich den Original-Schaltplan nach 
dem Auslöten aller Bauteile gerne noch einmal neu zeichnen. Für die 
Nachwelt halt, falls es die interessiert.

Herzlichen Dank für all die guten Ideen!

 Matthias

: Bearbeitet durch User
von Andi H. (andish)


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Moin!

Wen es interessiert: ich habe alles da liegen, Netzteil, Bedienteil, 
Controller und Anzeige.

Werde demnächst versuchen, dem Kram einfach beim Betrieb, so es noch 
tut, auf die Finger zu gucken. Mit 4-Kanal-Oszi mit extra 8bit 
Logikeingängen könnte das fast gehen.

Gerade habe ich aus dem Netzteil alles ausgeräumt, was ich nicht 
brauche, die ganzen Relais. Und den Funkentstörfilter, der hatte Risse 
und rauchte wohl schon etwas raus.

Wünscht mir Glück, und vielen Dank für die ersten Schritte zum 
Schaltplan.

Sicher ist bei den Klapp-Klickern das Timing wichtig. So ein 
Klappelement will ja mit genau der richtigen Energiemenge umgeklappt 
werden. Erinnert michbannAchrittmotortreiber, da muss man auch die träge 
Induktivität auszricksen durch hohe Spannungen und gut getimte Pulse.

Insgesamt ist das schon Technikmuseum live, kennt jemand von Terry 
Pratchett das Buch oder den Film „Ab die Post“?  Herrlich. Kommunikation 
mit umklappenden Sichtelementen über Signaltürme hinweg.

Jetzt müsste man noch die Api anzapfen können zwischen Auto und App zur 
Ladezustandsanzeige. Damit man ein paar Zahlen aufs Display abzweigen 
kann.

Wolltet ihr primär verbrauchte kWh von einem Ladezyklus anzeigen, oder 
sekundär messen? Haben die Ladeboxen per se Stromzählerähnliche Sensoren 
primär und sekundär eingebaut? Oder nur das eAuto?
(Helfe meinem Nachbar, da ist es konkret ein paar Jahre alter eSmart mit 
der Drehstrom-Wallbox.)


Gruß!

Andi

: Bearbeitet durch User
von Erich (Gast)


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21.10.2014 14:30
...
 28.09.2020 12:25

von Dirk L. (garagenwirt)


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Erich schrieb:
> 21.10.2014 14:30
> ...
>  28.09.2020 12:25

Sind doch noch nicht mal 6 Jahre

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Hehe, ja, ist alles schon ne Zeit lang her.

Also, die Ansteuerungen habe ich nicht weiter verfolgt. Ich habe 
allerdings versucht, mit H-Brücken hier was zum Laufen zu kriegen:

http://matthiasm.com/ev-charger-in-an-old-gas-pump

Das geht, ist wer kribbelig, den die Brücken halten die Ströme nicht 
durch, und irgendwann geben sie auf, und sperren wenn man G¬guck hat. 
Wenn nicht, dann brennen die Spulen in den Klappdisplays durch.

Inzwischen hat die Säule 6 Jahre ohne Displays auch funktioniert und für 
Schmunzeln gesorgt. Die Anzeige wäre lustig gewesen, aber halt auch nur 
die Kirsche auf dem Kosakenzipfel.

Wer übrigens Lust hat, mit 7-Segment Displays sinnvolle Texte zu 
schreiben:

http://robowerk.de/syn.php?myTerm=cool

von Dietmar S. (Gast)


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Ich finde es gut, dass der Thread wieder zu Tage kam. Habe hier nämlich 
zwei Anzeigemodule liegen und hätte die Klappzahlen mangels Info 
vermutlich abrauchen lassen. Ich hatte nur noch keine Muse da dran zu 
gehen, weil es schwierig ist, die Anzeigen unbeschadet auszulöten. Mein 
Vorhaben ist allerdings die Anzeigen zum Bau einer Klappzahlenuhr zu 
verwenden.

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Auslöten geht mit einer Heissluftpistole am einfachsten. Die Pinne schön 
gleichmässig erwärmen und die Pistole in Bewegung halten, und mit der 
anderen Hand leicht am Display ziehen. Irgendwann rutscht es vie von 
selbst heraus. Die Pinne waren bei mir nicht umgebogen, aber es ist viel 
Lötzinn in den riesigen Löchern, dass erwärmt werden will. Ja, und wenn 
man zu lange drauf hält, dann ist's schnell im Eimer

von Dietmar S. (Gast)


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Meine scheint wohl baugleich zu sein. Da ich nicht weiß wo die andere 
ist, habe ich noch mal eine geöffnet. Da strömt einem ein gewaltiger 
Elko-Geruch entgegen.

Wie heißen die Anzeigen eigentlich exakt und wer stellte die her? Auf 
meinen steht leider nichts drauf. Da gibt es doch bestimmt irgendwo 
Datenblätter?

von Harald W. (wilhelms)


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Dietmar S. schrieb:

> Ich hatte nur noch keine Muse da dran

Der wahre Künstler kann auch ohne Muse nicht arbeiten...

von Erich (Gast)


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Dietmar S. schrieb:
> Wie heißen die Anzeigen eigentlich exakt

flip dot indicator

https://flipdots.com/en/products-services/small-7-segment-displays/

von Dietmar S. (Gast)


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O.k. das Auslöten war erfolgreich, mangels Heißluftpistole mit 
Entlötpumpe und -Litze. Dank der überdimensionalen Löcher ging das dann 
doch problemlos.

Da kein Typ auf den Anzeigen steht, wollte ich mich eigentlich anhand 
der Werte im Datenblatt dieser Anzeige annähern:
https://flipdots.com/wp-content/uploads/2016/10/electromagnetic_small_7segment_display.pdf

Allerdings haben die Spulen der Anzeige aus der Kienzle-Einheit ca. 4,5 
- 5 Ohm.

von Dietmar S. (Gast)


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Ich habe mal ein Segment durch Anlegen einer Spannung über den 220uF 
Elko betätigt und durch Kurzschließen wieder gelöscht. Das tut es schon 
zuverlässig ab 10 Volt.

Der Strom scheint dabei aber recht hoch zu sein. Ich habe die 
Strombegrenzung beim Netzteil bis 1A hochgedreht und dennoch geht sie 
kurz rein. Leider habe ich keine Möglichkeit den Strom im ms-Bereich zu 
messen.

Ehrlich gesagt traue ich mich da keine 24 Volt ohne Strombegrenzung 
anzulegen. Ich will keine Anzeige opfern. Andererseits liegt der 
Drahtdurchmesser der Wicklungen geschätzt zwischen 0,2-0,3mm und die 
dürften im ms-Bereich einiges vertragen.

Aus dem Kondensator und der Spule müsste ich doch den max. Strom bzw. 
den Stromverlauf über die Zeit berechnen können?

Leider bin ich darin nicht sonderlich fit. Die Ladezeit eines 
Kondensators bekomme ich ja noch hin, aber mit einer Spule in Reihe 
übersteigt das echt meine Kenntnisse. Kann mir dabei jemand behilflich 
sein?

Steuerspannung = 24V
Elko = 220uF
Spule = 4,5 Ohm / 0,43 mH (wenn ich keinen Mist gemessen hab)

von Sven L. (sven_rvbg)


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https://www.youtube.com/watch?v=TIYhdLQjnYE&app=desktop da macht einer 
was ähnliches (Uhr)

von Dietmar S. (Gast)


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Sven L. schrieb:
> https://www.youtube.com/watch?v=TIYhdLQjnYE&app=desktop da macht einer
> was ähnliches (Uhr)

Super Tipp, danke! Das ist genau dieselbe Schaltung und prima erklärt. 
Wird auch der Schaltplan gezeigt. Nun verstehe ich die Funktionsweise 
endlich richtig.

Ich stellte mir das mit der Uhr einfacher vor. Eine fertige DCF-77 Uhr 
nehmen und die Klappzahlen über ein selbst gebasteltes Interface 
anstelle der LED-Anzeigen an den 7-Segment-Treiber anschließen. Wird 
aber wohl doch aufwendiger.

von Dietmar S. (Gast)


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Falls es jemanden interessiert, die Daten: 12V/0,2A/1mS

Quelle: https://www.segor.de/SUCHE?Q=Magnetanzeige

Dies scheinen wohl die entsprechenden Anzeigen (gewesen) zu sein. 
Jedenfalls sind sie optisch und von den Maßen identisch und da meine mit 
den oben genannten Daten einwandfrei schalten, gehe ich einfach mal 
davon aus.

von Andi H. (andish)


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Dietmar S. schrieb:
> 4,5
> - 5 Ohm.

Das haben die bei der Tankstellenanzeige, die hier auf dem Tisch liegt, 
auch...

Man möchte mit der recht hohen Spannung einfach wie üblich bei 
Spulen-Kram die Trägheit der Induktivität schneller überwinden. 
Ähnliches macht man ja bei Schrittmotoren, Nadeldrucker-Köpfen, etc.., 
weswegen jede Schaltung aus dem Bereich einem schnell zu integrierten 
Halbbrücken bzw. IC's mit vielen davon führt. Leider ist der 
Verdrahtunsaufwand doch groß.

Ich werden wohl den 7-Segment-Decoder durch einen Mikrocontroller 
ersetzen, damit ich jedes der 7 Segmente beliebig ansteuern kann, da 
kann man dann Pseudo-Laufschrift mit basteln.

Der Mikocontroller bekommt also eine serielle Schnittstelle, die mit 
primitivem Terminal beschickt werden kann. Ein Satz Zahlen für's Display 
ist dann "12345678901234\n" oder so. Satzende kann man ja mehrere 
Zeichen zulassen. Die sollen nach Vorlage aus so manchen Usergroups zu 
meinem Cy8Kit049-42xx Prototype Board per Interrupt byteweise in einen 
Puffer geschrieben werden. Dann mag ich das Timing als StateMachine in 
einem PWM-Timer laufen lassen, wo jeder Timer einen Interrupt auslöst.

Messungen an der Original-CPU haben ergeben, dass hier geschlampt wurde 
und sich Glitches eingeschlichen haben, scheinbar ändern sich die 
Datenleitungen gleichzeitig mit dem Takt nochmal. Schlechter Stil.
Auch ist der Takt, der über Inverter, dann Kondensator und Widerstand an 
den 1:16-Decodergeht, nicht sehr belastbar. Man muss sehr hochohmig 
daran messen, sonst bricht der Takt zusammen.


Also werde ich stabil folgende Abfolge einhalten:

Hier mal die bisherig entschlüsselte mündliche Anweisung zum 
Display-Ansteuern.

Habe an Eingängen jetzt mal am Flachbandkabel identifiziert:

/Clock
 (Pin 19 Flachbandkabel, meist 1, kurz 0: geht über Inverter an den 
7-Segment- und 1:16 - Chip, die speichern bei 1->0 und lassen bei 1 
durch, "Pass".
Clock muss also nur als kurzer Puls auf 0 gehen, während ein stabiler 
Wert für Z und DS anliegt.

Z=Ziffer 0-9
 oder auch 10..15=A..F=Blank nach Wahrheitstabelle des verwendeten 
7-Segment-Decoders CD4043;
 Bit A B C D liegt auf Pin Flachbandkabel: 13 11 10 12.

DS=Display Select
 Bit D1 D2 D3 D4 liegen auf Pin Flachbandkabel 17 20 23 16;
 mit Funktion: Ausgewähltes Display S1..S14 in Reihenfolge Zeile.Spalte 
"Blanken+Laden":
   { 1.5, 1.4, 1.3, 1.2, 1.1,  2.5, 2.4, 2.3, 2.2, 2.1,  3.4, 3.3, 3.2, 
3.1 }
 mit Zusatzfunktionen:
 DS=0 => "Discharge C's" (die 220µF per DisplayKlotz werden über Dioden 
und 82Ohm auf GND entladen. Denn wenn sie Restladung hätten, könnte man 
kein Display löschen, also schwarz machen). Da sitzt DS meist.
 und
 DS=15 => /Blank 7-Seg (Blank ist also eher der Grundzustand im Timing. 
Der 1:16-Decoder hat ActiveLow-Ausgänge.
   Also ist DS=15 "aktiv" = "Not Blank", also 7-Segment=Active.
   Da das über einen Kondensator an den Eingang des 7-Segment-Treibers 
geht, da mit Pull-Up auf "Active" geklemmt, ist der Low-Side-Treiber mit 
den Segmenten immer nur ca. 1,5ms freigeschalten. In den ersten 300 ms 
sollte das Umklappen schon erfolgt sein, wenn man die Entladekurve des 
220µF-C's in diesem Zeitpunkt beobachtet.)

Ein möglicher Ablauf des Schreibens einer Zahl z.B. Z=4 in ein Display 
z.B. Zeile1 Spalte5 D1.5 = S1 wäre
(je kurz nach Setzen einer gültigen Eingangskombi muss /Clock kurz auf 
0.)

0. bzw intermittierend:
DS=0 bis Countdown Display 1
  (Jedes Display braucht 55ms in Summe mit DS=0 vor dem Schreiben einer 
neuen Zahl (gerechnet von mir zum Erreichen von 5% von 24V. Just to be 
sure. Testen.)

Wenn Countdown noch nicht um, springe zum nächsten zu schreibenden 
Display (Check: changed?)

1. Kondensator vom Display laden
DS=1
(Clock)
 Lade den Kondensator vom betreffenden Display über alle Spulen der 
Flaps gleichzeitig auf.
 Die Flaps werden dabei wohl "schwarz", mechanisch aber erst verzögert 
zu sehen. Müsste man Superzeitlupe mit angeschlossener LED machen, die 
da mit aufgenommen wird ab "charge".

{ Warte 1,3ms. }

2. Zahl schreiben
Z=4
(eventuell hier extra Clock)

3. 7-Segment-Ausgänge freigeben
DS=15
(Clock)
  Jetzt wird der 220µF-Kondensator über die aktiven Segmente gegen 
Ground entladen, wodurch der Strom durch die Spulen anders herum fließt 
als beim Laden. Genau das ist ja nötig, um diese Flip Digits anzusteuern 
- viele Dioden wie hier und Trick-Kiste oder aus heutiger Sicht 
läppische 21 halbe H-Brücken-Chips.
   Da müsste man anhand der Ausgänge testen, wann der Kondensator 
nachlässt und der Chip kein LOW mehr erkennt. Ca. bei 2,6V.)

{ Warte ca. 1ms }

4. Kondensator(en) entladen
DS=0
Z=F
(Clock)
{ Setze Countdown für Display 1 auf 55ms }


  Das ist der "Grundzustand", "Entlade alle Kondensatoren".

Repeat.


Soweit.

Es gibt noch Feinheiten, wohl einen Eingang für "Disable" vom Display, 
vielleicht im Moment des Anschaltens ?

Dann wird jeder Strang der Low-Side-Treiber für die 7 Segmente a-g mit 
Komperatoren überwacht, ob der Strom >0,47A ist, der in einem Segment 
fließt.
Ich weiß nicht, ob man das auswerten muss, oder ob es nur der 
Betriebssicherheit dient.
Man könnte sich denken, dass es Algorithmen gibt, die ohne fixes Timing 
auskommen, und so lange den 3. Punkt währen lassen, bis alle zu 
schaltenden Segmente den nötigen Stromfluss angezeigt haben. Bzw. wenn 
das nach Timeout nicht passiert das Schreiben der gleichen Ziffer in das 
betreffende Display wiederholen. Bzw. bei dauerhaftem Failure eine 
Meldung machen.
Für Beschleunigung des Vorgangs fehlt aber eine Überwachung, ob der 
Kondensator eines Display schon ausreichend geladen ist. Aber hey, da 
geht es um ein paar hundert ms...

Viel Erfolg!

Andi

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Matthias M. schrieb:
> Es wäre toll, wenn jemand mal drüber schauen könnte, und mir erklärt,
> wie man die Elektromagnete umpolt?!??!??!
>  Matthias

Werden diese das wirklich? Ich hätte als Techniker eine Feder je Segment 
verbaut und Strom weg = Segment frei (oder zu)

Old-Papa

von Matthias M. (Firma: privat) (quadraturencoder)


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Old P. schrieb:
> Matthias M. schrieb:
>> Es wäre toll, wenn jemand mal drüber schauen könnte, und mir erklärt,
>> wie man die Elektromagnete umpolt?!??!??!
>>  Matthias
>
> Werden diese das wirklich? Ich hätte als Techniker eine Feder je Segment
> verbaut und Strom weg = Segment frei (oder zu)

Ja, wirklich. Weil Strom weg heisst hier: Display bleibt wie es ist. So 
können (und müssen) die Displays auch nach dem Tankvorgang noch die 
gezapfte Menge und den Preis anzeigen, selbst wenn der Strom ausfallen 
sollte.

von Flapsi (Gast)


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Es ist doch schon noch eine kleine Feder eingebaut. Sie dient aber nur 
dazu, das Segment in der angefahrenen Stellung festzuhalten. Beim 
Überwinden eines gewissen mechanischen Widerstandes, macht es 'flaps' 
und das Segment flapst mit Federkraft in die gewünschte Stellung.
Beim jedem Anzeigewechsel, muss die Federkraft erneut überwunden werden.

von Dietmar S. (Gast)


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Old P. schrieb:
> Werden diese das wirklich? Ich hätte als Techniker eine Feder je Segment
> verbaut und Strom weg = Segment frei (oder zu)

Das dachte ich auch, bis ich diesen Thread entdeckte und mit der 
Schaltung experimentierte. Aber ist eigentlich logisch, wenn immer Strom 
fließen müsste, um ein Segment On oder Off zu halten, würde einiges an 
Ampere zusammenkommen. Und die Anzeigen ließen sich auch wohl kaum 
multiplexen.

Möglichkeit wäre noch eine Mechanik, die bei jedem Impuls wie bei einem 
Zähler weiterschaltet. On-Off-On-Off. Ob man die aber in das Gehäuse 
bekommen würde für sieben Segmente?

Flapsi schrieb:
> Es ist doch schon noch eine kleine Feder eingebaut.

Sicher? Ich habe allerdings noch keine geöffnet - zu wertvoll. Wenn ich 
nur wenig Spannung anlege oder den Inpuls sehr kurz halte, bleibt das 
Segment auch mal in der Mitte stehen oder geht nur zwei Drittel zu bzw. 
auf und ist dann auch nicht sehr stabil in der Position. Weil es zu 
wenig magnetisiert wurde. Wenn da eine Feder wäre, müsste es ja 
zuverlässig umschnappen.

von Soul E. (Gast)


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Oft ist die "kleine Feder" nur ein Ärmchen am Kunststoffgehäuse. Die 
soll ja nur für ein leichtes Energieminimum in der Endlage sorgen. Sonst 
würden sich die Segmente bei Erschütterung oder Vibration verstellen.

von Dietmar S. (Gast)


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Ich habe gerade noch ein Video entdeckt, wo man das Innenleben sieht:
https://youtu.be/Xxw1SeT2LW4?t=120

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Matthias M. schrieb:
>
> Ja, wirklich. Weil Strom weg heisst hier: Display bleibt wie es ist. So
> können (und müssen) die Displays auch nach dem Tankvorgang noch die
> gezapfte Menge und den Preis anzeigen, selbst wenn der Strom ausfallen
> sollte.

Unwahrscheinlich.
Bei Tanksäulen sind seit Jahren LCD verbaut, wenn Strom weg, dann aus. 
Da wird kaum ein Notstromaggreagt (oder USV) drin verbaut sein. Oder 
doch?
Ich hatte es schon, dass genau während der Tank gefüllt wurde auf der 
Werbeanzeige der Preis umschnippte (auf die Tanksäule habe ich nicht 
geachtet). Bezahlen musste ich den Preis, der beim Entnehmen der Pistole 
bzw. dem "abdrücken" derselben, im Kassensystem gespeichert wurde. Das 
sei so Vorschrift, meinte der Tankwart. Irgendwie auch logisch....

Kann aber natürlich sein, dass diese Klappdingens extra umgepolt werden 
müssen. Der Stromverbrauch wird allerdings der kleinste Grund dafür 
sein.

Old-Papa

von Dietmar S. (Gast)


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Manche Tankstellenbetreiber haben ein Notstromaggregat.

Was ist eigentlich bei einer kurzen Stromunterbrechung während des 
Tankvorgangs? Irgendwo bleiben die Daten doch sicher gespeichert, sonst 
hätte man ja wirklich preiswert getankt, nämlich umsonst?

Bei meiner Klappzahlen-Einheit zeigen die Displays jedenfalls noch den 
DM-Preis an und das Ding ist schon Jahrzehnte außer Betrieb. Dem Preis 
nach muss es um 1998/1999 herum ausgebaut worden sein.

von Sven L. (sven_rvbg)


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Dietmar S. schrieb:
> Was ist eigentlich bei einer kurzen Stromunterbrechung während des
> Tankvorgangs? Irgendwo bleiben die Daten doch sicher gespeichert, sonst
> hätte man ja wirklich preiswert getankt, nämlich umsonst?

Zum einen haben die Säulenrechner einen Akku, zum anderem kann man diese 
natürlich, wie die Säulensteuerung und die Kasse an eine USV hängen.

Das die Tankung des letzten Kunden an der Säule angezeigt wird, ist 
reine Programmierung des Säulenrechners.

von Andi H. (andish)


Angehängte Dateien:

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Hallo!
Hier endlich mal ein Scope Bild. Kann gern weitere liefern.

Habe mal den Kondensator 220µF an einem konkreten Display vermessen, 
rote Linie.
C1=Grün ist /Strobe, Pin 19 am Flachbandkabel, daraus macht die Logik 
//Strobe = Strobe (Pin 6 vom Inverter 4069 etc.), was direkt an den 
7-Segment-Baustein geht, und über Kondensator und Widerstand an den 
HighSide 1:16-Decoder.


Beide Chips lassen durch, solange Strobe high, und speichern, wenn 
Strobe Low wird. Daher kommt es auch zu so unschönen Glitches 
dazwischen, was eindeutig am miesen Timing der originalen Recheneinheit 
liegt.
Beim Selbstbau also lieber erst stabile Werte anlegen und dann Strobe 
pulsen.

Im Screenshot vom Oszilloskop ist
C1 grün /Strobe,
C3 rot 220µF-Kondensator vom ausgewählten Display
C4 blau "Strom", via 0,68Ohm "Shunt" am LowSideTreiber von Segment a.
(Emittier PNP - 0,68Ohm -GND)
 Max. 2,3A ca. bei Cursor 2. Nur im Segment a, während 5 andere Segmente 
(Zahl 0) auch aktiv sind. Macht 14 A durch C !

D7..D4 ist die Data für 7-Segment, hier die Zahl 0. So ca. bei Cursor 2.
Der originale Mikrocontroller nutzt F als Blank, to be sure.
/D3../D0 ist Display Select für den 1:16-Decoder. 1100 ist also 
invertiert 0011, also war Display 3 selektiert. Im Schaltplan habe ich 
die Pins benannt nach Zeile.Spalte vom Display, es ist 1. Zeile 3. 
Spalte ! Spalten von rechts gezählt.



Da es etwas schwierig zu triggern ist, habe ich recht lange 
aufgezeichnet und dann reimgezoomt. Hier fest auf 200x, also ist ein 
Karo nicht 50ms, sondern 50/200 ms = 0,25ms.

Man sieht also, wie sich der Kondensator schnell auflädt, ca. 1/2 ms zu 
90%, dabei werden alle Displaysegmente schwarz (das mechanische 
Umklappen dauert natürlich länger, aber die Magnetisierung ist 
erledigt), und anschließend wird der High-Side-Treiber ausgeschalten mit 
DisplaySelect=15, was über einen Kondensator (grausliche 
Schaltungstechnik, aber effizient: Puls Formung und Level-Converter in 
einem;) zur einem "UnBlank" vom 7-Segment-Treiber für ca. 1,2ms führt, 
und in dieser Zeit können die Segmente a-g gleichzeitig aktiviert 
werden, um die "weißen" scheinen zu lassen. Das führt dann zu einem 
Stromfluss mit umgekehrter Polarität in der Spule im Vergleich zum 
"Kondensator Laden". (Und das ohne H-Brücke - so was würde man heute 
nehmen.

(Gleichzeitig ist der Kondensator zwischen S15 vom 1:16 und Blank (Pin 
7) vom 7-Segment die Garantie dafür, dass nicht zu lange die 
LowSide-Treiber aktiv sind. Und nicht gleichzeitig mit HighSide, billige 
Kurzschluss-Vermeidung. Denn Display-Select nimmt ja in jedem Fall S15 
auf High, wenn ich ein anderes Display selektiere.

Zum CD4515 1:16-Dekoder:
Der 4515 hat Ausgänge mit negativer Logik, 1 aus 16 ist low.
Er hängt mit VDD auf der 24V-Versorgung.
Durch Zener-Diode schwebt er mit VSS ca. 4V unter der 24V-Versorgung (im 
Original sind das 28V).) So kann er die HighSide Doppel-Transistoren 
treiben, eine etwas seltsame Schaltung aus PNP-Darlington und 
NPN-Trasistor. Macht das Messen da oben bei 24-28V mühsam, mit dem Oszi, 
man muss schon Analog-Eingänge nehmen, konnte meinen digitalen trotz 
frei einstellbarer Schwelle das nicht beibringen. Den Takteingang 
(Strobe nach C und R) darf man nicht zu sehr belasten, sonst taktet gar 
nix mehr. Auch hier nur der Analogeingang, der Digitale mit 100kOhm war 
zu viel Last.

Freie Anzeige beliebiger Segment-Kombinationen:
Man könnte den 7-Segment-Chip entfernen (auslöten und durch Sockel 
ersetzen?) und dessen Funktion im eigenen Controller nachbilden, um 
Pseudo-Schriftzeichen und andere Sonderzeichen hervorzuzaubern.
Wer eine Inspiration braucht, was mit modernen Flip-Dots mit Halbbrücken 
möglich ist, siehe 
hier:https://flipdots.com/en/products-services/small-7-segment-displays/ 
. Programmiert hat die Demo der hier:
https://www.ksawerykomputery.pl/works/flipdigits-monitor
Und da sind in "processing" die Quelltexte zu finden, auch für die 
Pseudo-Text-Codierung mit mageren 7 Segmenten.

Zurück zur Schaltung:
Eine Besonderheit ist das Entladen der Kondensatoren.
Dazu gibt es für alle Displays einen gemeinsamen Entlade-Transistor, 
LowSide NPN Darlington, der von S0 (Pin11) des 1:16 Decoders angesteuert 
wird. Mit Display=0 wird also entladen, die Zeitkonstante pro Display 
ist da an 82Ohm ca. 18ms, es müssen also pro Zeile pro ge-blanktem 
Display ca 50ms vergehen. Das ist das Timing des originalen Programms.
Beschleunigung möglich: Meinen Messungen zufolge ist es aber nicht so 
streng nötig, da entweder ein Display vor einiger Zeit "geblankt" wurde, 
dann ist C wohl zum Teil noch geladen, aber es ist schon schwarz. Oder 
es wurde wenigstens ein Segment angesteuert, und da ist der Kondensator 
nahezu entladen.
Trotzdem kann man in den Pausen zwischen zwei Display-Schreibungen per 
Lade-Entlade-Vorgänge schon mal ein paar ms DisplaySelect=0 setzen.


Zur Mechanik der Flip Dots/Digits:
Die Spulen enthalten übrigens tatsächlich Kerne aus magnetisch hartem 
Material, das durch den Puls dank hoher Remanenz einen Teil des 
Magnetismus aufrecht erhält. Es gibt in meinem Display, das baugleich zu 
den Bildern oben ist, keine Federn, ich hatte eins zerlegt (... weil die 
Achse von 2 Klappen durch Misshandlung rausgerutscht war, wollte den 
Deckel abmachen, das geht bei denen aber nicht, erst bei späteren oder 
von einer anderen Herstellerfirma hat man sie mit abnehmbaren Deckeln 
Löt-Schwallbad-tauglich gemacht).

Es ist in jedem Flappchen aber ein Magnet eingebaut, der dann eben 
angezogen oder abgestoßen wird vom Spulenkern.

Einige haben im Netz auch berichtet, dass eine Magnetisierung mit zu 
wenig Saft (zu kleiner max. Feldstärke) zu klappernden Flappchen führt, 
da die magnetische Kraft in der Endlage dann zu klein ist, um klappern 
zu verhindern.

Vielen Dank nochmal für den Schaltplan.
Habe ihn mal etwas detaillierter heuausgezeichnet, wenn auch nicht bis 
zum letzten Display, aber doch recht genau den Logik-Teil.
https://easyeda.com/Andish/tankstellen-anzeige
Entschuldigung für Kraut-und-Rüben-Malerei dabei:
Leider ist er "gewachsen" und sollte auch nur dazu dienen, dass man das 
Display korrekt - wie es ist - ansteuern kann, und das geht mit meiner 
Anleitung bestimmt. Schlage mich gerade mit einem alten PSOC-Dev-Kit an 
einer neuen Version von Cypress Creator herum, mag irgendwie nicht 
"Bootloaden". Kann sicher bald mehr berichten, bisschen C-Code.


Wer was anderes sehen will, kann sich was die Tage wünschen, noch hängt 
alles an Strippen; auch CSV's von Messungen. "OneShot" nennt mein Oszi 
das und macht ein Zip.

Schon wieder zu viel Text...

Gruß!
Andi

: Bearbeitet durch User
von Dietmar S. (Gast)


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Hallo Andi, echt Respekt und vielen Dank für Deine Ausführung und den 
Schaltplan! Zur Zeit komme ich leider nicht dazu, aber sobald es wieder 
geht, werde mich intensiver damit befassen.

von Andi H. (andish)


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Hallo Dietmar!
Geht mir auch so, muss auch Pause machen; und/aber für mich selber 
allein hätte ich es nicht dokumentiert. Dann fängt man auch selbst 
irgendwann wieder von vorne an.

Ich wollte auch gar nicht die "Kondensatorei" benutzen, aber die ganzen 
Dioden durchknipsen und alle Displays zu einer H-Brücken-Matrix zu 
verlöten, ist auch nicht so ganz ohne Aufwand möglich. Dafür winkte ein 
echt schnelles Display ;)

Habe noch mal den Kommentar bei easyEda korrigiert, und beim Nachdenken 
über das Timing kommen einem aber auch mit der vorhandenen Schaltung 
Speed-Up-Gedanken. Mal mit, mal ohne Löterei.

Bis bald mal ;)

Andi

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