用影碟机的VFD屏做了个温补时钟

X.A.C.T · 发表于 2021-7-11 23:23:07

本帖最后由 X.A.C.T 于 2021-7-12 17:15 编辑

前段时间在某鱼看见有位老哥在低价甩卖VFD屏，一箱400个，没错，一个只要一块钱

乍一看感觉有点眼熟，草，这俩一个模子里刻出来的啊，某宝卖两百多呢，赶紧入手一箱
于是就打算自己用这个屏做个时钟玩。

先点个屏，亮度还可以

然后就是做驱动部分，其实VFD的驱动方式和数码管差不多，只不过多了灯丝，
电压高了点，所以只需要做两件事就可以，1：灯丝驱动 2：阳极高压电源。

首先就是灯丝驱动，VFD用直流驱动灯丝会出现两边亮度不均匀的情况，
所以这里用了交流驱动（部分型号的VFD支持直流灯丝，原理不明）。

用了两个反相器实现了多谐振荡器，以产生50%的方波，
再用MOSFET驱动器对其驱动能力加强（MOS驱动器可能这辈子都想不到自己会被用来驱动灯丝），
灯丝两端串有电容，可以使其电位悬浮，再用一个二极管将电位拖到VEE附近
（串二极管是为了让灯丝的电位略微高于VEE，栅极可以完全关断，防止出现鬼影现象），
此时灯丝两端就有了1/2 VDD的Rms，假如VDD是5V，那么就有2.5V左右的AC在灯丝两端。

接下来就是负压部分

一开始用XL1583做了个Buck-Boost的负压，刚开始测试-5V输出还好，结果调到-19V之后空载功耗非常大，
有时候上电还会停振，芯片直接开花，换了好几种Buck芯片都是一样的情况，后来直接放弃Buck-Boost供电方案了。

空载功耗（输入5V,输出-19V），不敢带负载，一带负载就冒烟了。

后来改用了Cuk供电方案，这里用了LM2611，测试了一下效果，还算可以

临时搭了个电路，元件都在背面，忘记拍了

功耗立马就下来了，还带了个PT6315驱动的屏，空载基本没啥电流（5V输入 -28V输出）

随便画了个板子，驱动用的是HT16512

等了几天终于到手了，赶紧焊起来测试

随便写了个程序把屏点亮了

感觉亮度还可以，毕竟只有7个栅极，也就是1/7脉宽的，
电压稍微低一点亮度也不会太低。

但是有一个很严重的问题，Cuk的DC-DC芯片很少，LM2611很冷门，
LCSC要十几块钱，TB也要两三块，说不定过段时间还没了，
研究了下Cuk拓扑，发现其中有一个Boost的模型。

于是就有了一个大胆的想法，直接使用应用更为广泛Boost芯片来做Cuk，
但是问题来了，输出电压是反转的，要怎么做电压反馈呢。
一开始的想法是用光耦做反馈，很多开关电源都使用这种方法做电压反馈，
逻辑上也讲得通，但就在测试的时候发现，只要一带负载就会出现剧烈的环路自激，电感吱吱声非常大。
可能是因为环路增益太高了，试着加大R15，好家伙，带了负载之后输出直接飙到-55V，电容都炸了。

然后就开始研究其他方法，突然想到用运放应该可以，
于是想到用反向比例放大器，做个-1倍增益的，也就是把-0.6V反转为0.6V。

说干就干，拆了个XL6009的模块来做实验

成功输出-28V

把电子负载调到180mA，波形很稳定。

换成HX3608,除去线损，80%左右的效率还是有的，
比起Buck-Boost方案的不足60%要好太多。

带个这种尺寸的VFD完全没压力。

然后就是时钟的设计了，为了防止USB因为线损电压变低而影响灯丝，
输入加了一级Boost来稳压

RTC用的是RX8025T，带有温补，精度和DS3231不相上下，
前者价格却要比DS3231便宜不少。

跑了两个月只有2秒的误差

单片机用STM32G030F6P6，是目前ST最便宜的单片机了，只要6.5元。

花了点时间画板子

赶紧焊好

竟然一次成功了

随后花了几天写了下程序，最终效果就是这样，做了点动态刷新效果，
蓝色滤光板很好看。

原理图和PCB已经开源，链接https://oshwhub.com/XACT/dl08-0615-vfd-shi-zhong套件以及成品已经上架淘宝了，购买链接
因本人不是专门做淘宝的，做的会有点慢，敬请谅解。

fq967 · 发表于 2021-7-12 08:32:58

沙发！漂亮！谢谢分享！

myfun · 发表于 2021-7-12 10:17:03

佩服，向您学习。

xuyapple · 发表于 2021-7-12 12:47:10

好看，这么多屏，是不是要出套件啊

elecfunwb · 发表于 2021-7-12 13:54:57

6的一匹，竟然入手一箱
我手上有类似的十几个，参考你的仿制下:lol:

猫抓刺 · 发表于 2021-7-12 15:31:06

没能力仿制，楼主快出套件吧

X.A.C.T · 发表于 2021-7-12 16:25:52

猫抓刺发表于 2021-7-12 15:31
没能力仿制，楼主快出套件吧

正有此意

reamboo。 · 发表于 2021-7-12 16:49:22

最好出套件成品:praise:

esp888 · 发表于 2021-7-12 17:01:06

等套件出来

X.A.C.T · 发表于 2021-7-12 17:05:08

reamboo。发表于 2021-7-12 16:49
最好出套件成品

可以:titter:

adsl_95 · 发表于 2021-7-12 20:43:15

使用的字体是什么?
看着挺好看.能不能提供个名字我去找一下?

X.A.C.T · 发表于 2021-7-13 07:09:31

adsl_95 发表于 2021-7-12 20:43
使用的字体是什么?
看着挺好看.能不能提供个名字我去找一下?

Share-TechMono

石墨 · 发表于 2021-7-13 19:36:12

原理图已开源，套件已经上架

楼主真潇洒:lol:

ahyu99 · 发表于 2021-7-13 21:04:50

本帖最后由 ahyu99 于 2021-7-13 21:19 编辑

大婶，你早个半年发出来，我的VFD显示就照着你的做了。
我半年前画的板子，目的是想做功放的显示和控制，用的是网上找到的方案，现在点亮都没有问题，就是有拖尾巴的现象。
晕死了。:sweat:
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我不知道怎么上传视频，真的想麻烦你帮我看看问题在哪里？
我上传到网盘了。能否麻烦你帮我指点一下问题在哪里？

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链接: https://pan.baidu.com/s/1a42JICqejxxpYS4FIHqmlQ

提取码: gvdd
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视频截图如下：