LM8363 direct drive > Multiplex

[Alexander H. (alexander_h732)]

Hallo Leute,

ich habe hier eine alte VFD Uhr mit SANYO LM8363 Uhren IC. Leider ist 
das dazugehörige VFD defekt.
Der LM8363 treibt für HH:MM:SS jedes Segment einzeln und als Ersatz käme 
nur ein „direct drive“ VFD in Betracht.
Ich hätte aber ein Multiplex-VFD da(Futaba 4-LT-46ZB3 /Pollin), dass 
sich ansonsten perfekt eignen würde. Gibt es eine Möglichkeit (zB. 
mittels Schieberegister?) ein Multiplexsignal ausgehend von den 
Ausgängen des LM8363 zu generieren?

Uhren ICs, die Multiplexbetrieb und Spannungen von ca. 15-20V abkönnen 
gibt es kaum oder gar nicht, die meisten beherrschen nur Duplexbetrieb.


Viele Grüße und Danke schon mal.
Alexander

[Teo D. (teoderix)]

Beitrag "Hochvolt-Schieberegister (o.Ä.) für VFD-Displays"

[Michael B. (laberkopp)]

Alexander H. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit (zB. mittels Schieberegister?) ein
> Multiplexsignal ausgehend von den Ausgängen des LM8363 zu generieren?

Die ist halt aufwändiger als gleich den LM8363 gegen einen uC mit PT6312 
o.ä. zu ersetzen.

[Alexander H. (alexander_h732)]

Ok, also es ist theoretisch möglich?
Wenn’s funktioniert reichen ja Schieberegister und die hätte ich 
ebenfalls schon da.

Ich kann mir die „Umwandlung“ noch nicht richtig vorstellen. Kann das 
jemand anschaulich erklären?
Der LM8363 hat 20 Segmentausgänge + 1 Gitter (direct drive). Mein VFD 
nur 7 Segmente aber 5 Gitter (Multiplex).

[Christoph Z. (rayelec)]

Wäre es nicht einfacher, nach einem Ersatz VFD zu suchen? Was war denn 
da verbaut? Futaba, NEC?

[Alexander H. (alexander_h732)]

Einfach wärs sicher, aber die alten VFDs sind mittlerweile nicht mehr 
ganz so günstig.
Von den Multiplex VFDs hab ich mehrere Neue da, sie passen mechanisch 
und spannungsmässig.
Wie könnte man mit den statischen Ausgängen des LM8363 einen 
Multiplexbetrieb realisieren?
Erstmal auch nur in der Theorie. Mir fehlt der Denkansatz.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Alexander H. schrieb:
> Wie könnte man mit den statischen Ausgängen des LM8363 einen
> Multiplexbetrieb realisieren?
> Erstmal auch nur in der Theorie. Mir fehlt der Denkansatz.

Du brauchst 28 spannungsfeste Schalter die du als 7x 4:1 Multiplexer 
verschaltest. An die 28 Eingänge kommen die 28 (4x7) Segmente des 
LM8363, wobei einige Eingänge frei bleiben (z.B. Stunden-Zehner, 
Segmente d-g) und andere Eingänge verbunden werden (z.B. Stunden-Zehner, 
Segmente b+c). Die 7 Ausgänge sind deine 7 Multiplex-Segmentleitungen.

Außerdem brauchst du einen Zähler 0..3 mit 1-aus-4 Dekoder. Der steuert 
einerseits deine Schalter, so daß immer nur eine Segmentgruppe 
durchgeschaltet ist. Andererseits muß er die 4 Gitter-Steuersignale 
bereitstellen.

Als Multiplexer/Schalter kannst du prinzipiell Transistoren oder sogar 
Optokoppler verwenden, weil ein VFD nur in eine Richtung Strom zieht 
(wenn ein Segment eingeschatet ist, fließt Strom hinein). Und natürlich 
7 Pulldown-Widerstände für die Gegenrichtung.

[Alexander H. (alexander_h732)]

Super, vielen Dank für die Erklärung, Axel!
Ich hab leider noch nie etwas mit Multiplexing gemacht, daher dauert es 
länger durchzusteigen.

Ich hätte zB. ein UDN6118 (80V) Transistorarray/VFD driver.
Wäre der geeignet?
Wie genau funktioniert die Verschaltung als 4:1 Multiplexer?
Sollen die Einzeltransistoren an den Ausgängen des Arrays als 
Multiplexer verschaltet werden?
Eine Darstellung als konkretes Schaltbild wäre evtl. gut, leider finde 
ich nur Schemadarstellungen.

Ich hab verschiedene schematische Darstellungen zum 4:1 Multiplexer 
gefunden.
Normalerweise hat ein 4:1 Multiplexer 4 Eingänge und zwei 
Kontrollsignale (0/1 -und das Ganze dann x7), oder?
Die Kontrollsignale generiert der 4-Bit (?) Zähler/Schieberegister?
Wie soll das Array über den Zähler gesteuert werden?
Mir fehlt da noch die logische Verknüpfung, hoffe ich komm noch 
dahinter🙂

Der Teil mit den freibleibenden Eingängen leuchtet mir auch noch nicht 
ganz ein, oder waren nur die eingesparten Segmente bei 
Stunden-/Minutenzehner gemeint?
Der LM8363 hat nur 21 Ausgänge (10HRS - b+c / 10MINS a & d sind 
zusammengefasst).

Ich habe fertige 4:1 Mux ICs entdeckt,  oder auch Beispiele mit CD4052 
(20V).
Das würde vielleicht ein bisschen Verdrahtungsaufwand sparen.
In meinem Fall würden 15-20V Gitter/Anodenspannung reichen.



Vielen Dank nochmal für die Anregungen.
Alexander

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Alexander H. schrieb:

> Ich hab leider noch nie etwas mit Multiplexing gemacht, daher dauert es
> länger durchzusteigen.

Naja. Ist auch kein Hexenwerk. In deinem Fall gibt es noch die 
Möglichkeit, nur das Signal durch den Multiplexer zu schicken und danach 
wieder auf den Pegel für das VFD zu bringen. Meine erste Idee war aber, 
die VFD Steuersignale direkt zu multiplexen.

> Ich hätte zB. ein UDN6118 (80V) Transistorarray/VFD driver.
> Wäre der geeignet?

Als Treiber ja. Als Multiplexer 4:1 nicht, denn es gibt ja nur einen Vbb 
Anschluß. Für einen Multiplexer bräuchtest du für jeden Schalter einen.

> Wie genau funktioniert die Verschaltung als 4:1 Multiplexer?

Für Segment b würde das mit Einzelschaltern so aussehen:

Std 10er Segment b  o--\--------.
                       .        |
Std  1er Segment b  o----\------*
                       . .      |
Min 10er Segment b  o------\----*
                       . . .    |
Min  1er Segment b  o--------\--*---o  Multiplex Segment b
                       . . . . 
                       * | | |------o  Gitter Std 10er
                       | * | |------o  Gitter Std  1er
                       | | * |------o  Gitter Min 10er 
                       | | | *------o  Gitter Min  1er
                       | | | |
                   1-aus-4 Decoder
                         | | 
 Impulsgeber 400Hz - Zähler 0..3

Mit einem 4052 hättest du die 4 Schalter und den Decoder schon in einem 
(halben) IC. Als Einzelschalter würden sich 4066 anbieten. Oder auch 
Optokoppler mit Transistor-Ausgang. Bei 4052 oder 4066 hätte ich 
Bedenken, daß die durchgeschaltet zu hochohmig sind.

Die Schalter/Multiplexer Mimik brauchst du halt 7-mal. Wobei du 
Einzelschalter für die Segmente, die der LM8363 gar nicht ausgibt, auch 
weglassen kannst. Beim Multiplexer bleiben die einfach frei oder werden 
auf L gelegt.

> Die Kontrollsignale generiert der 4-Bit (?) Zähler/Schieberegister?

Ein 2-Bit Zähler mit 1-aus-4 Decoder. Wenn du die Zählerbits nicht 
brauchst, weil du keine Multiplexer-IC sondern Einzelschalter 
verwendest, geht auch gleich ein auf Zählweite 4 begrenzter 4017.

> Wie soll das Array über den Zähler gesteuert werden?
> Mir fehlt da noch die logische Verknüpfung, hoffe ich komm noch
> dahinter🙂

Multiplex heißt, daß immer nur eine Stelle deines Displays leuchtet. 
Wenn du schnell genug umschaltest, z.B. mit 400Hz für eine 
Wiederholfrequenz von 100Hz, dann erscheinen dem Auge alle Stellen 
gleichzeitig aktiv. Die Gitter aktivieren die einzelnen Stellen. Es darf 
also immer nur 1 Gitter aktiv sein und dann müssen die Segmente für 
diese Stelle durchgeschaltet sein. Dafür sorgt der 1-aus-4 Decoder.

Es gibt da noch ein paar Feinheiten. Hat das Original VFD eigentlich ein 
Gitter? Und steuert das der LM8363? Vielleicht für eine 
Helligkeitseinstellung? Dann müßte das auch berücksichtigt werden.

> Das würde vielleicht ein bisschen Verdrahtungsaufwand sparen.
> In meinem Fall würden 15-20V Gitter/Anodenspannung reichen.

Täusche dich nicht. Multiplex heißt, jede Stelle ist nur 1/4 der Zeit 
aktiv und erscheint entsprechend dunkler.

Und ja, das ist Aufwand. Ich würde eher eine Uhr/Wecker in einen µC 
programmieren und den LM8363 auf ebay verhökern.