Vacuum fluoriserende displays aansturen

Vacuum fluoriserende displays in het algemeen
Een vacuum fluorescent display (VFD) of fluorescentiedisplay (FL Display) is een type display dat licht geeft dankzij fluorescerende segmenten. Men vindt deze displays voornamelijk in consumentenelektronica zoals videorecorders, dvd-spelers en magnetrons. Ook in de oudere rekenmachines waren ze te vinden, echter door hun stroomverbruik zijn deze uitgefaseerd.

In tegenstelling tot een liquid crystal display (lcd) straalt een VFD een helder licht uit, dat erg contrastrijk is. Meerdere kleuren in een display zijn ook mogelijk door verschillende fosfortypen te kiezen.
Het licht dat de meeste VFD’s uitzenden heeft een breed spectrum, en kan door middel van een kleurenfilter gefilterd worden om een meer verzadigde kleur te verkrijgen (meest voorkomend is groen, blauw en wit, de laatste met een paars filter). Zonder filter is de kleur groen/blauw. De lichtopbrengst van een VFD varieert tussen de 700 tot 1400 cd/m2.

Tegenwoordig zijn er VFD’s met de aanstuurelektronica in de glazen omhulling (chip-on-glass), dit bespaart zeker bij grote dot-matrix-displays zeer veel aansluitpennen.
De laatste stand der techniek is de Active-Matrix-techniek, waar een kleine matrix van 8×8 pixels op een chip zijn aangebracht en waar elke pixel, zonder multiplexing, aangestuurd kan worden. Hierdoor zijn extreem heldere displays mogelijk.

Voor- en nadelen
Het display geeft zelf licht, en is hierdoor uitstekend in donkere omgevingen te gebruiken. Het display kan makkelijk allerlei patronen weergeven. Ze hebben een relatief lange levensduur ten opzichte van de Backlight van lcd-panelen. Een ander voordeel is dat VFD’s ook bij zeer lage temperaturen normaal blijven functioneren, en niet bevriezen zoals een lcd.

Een nadeel is het hoge stroomverbruik (enkele watts), zeker in vergelijking met een lcd. Dit was vroeger een nadeel voor batterijgevoede apparatuur zoals rekenmachines. Vrij duur in fabricage/aanschaf ten opzichte van led- en lcd-schermen. Het is vrij kwetsbaar. Eenmaal gebroken is het display onherstelbaar.

Opbouw
Een fluorescentie display lijkt in essentie wel op een zwart/wit beeldbuis. Er is echter geen elektronenkanon, maar een speciale “mesh” over de Fluorescerende segmenten geplaatst.

Zo’n display bestaat uit een glazen omhulling, die hermetisch is afgesloten en hoogvacuüm is gepompt. In deze ruimte bevinden zich een niet-elektrisch geleidende plaat waarop de segmenten van de benodigde letters / cijfers zijn aangebracht. Deze zijn van een geleidend metaal en per stuk met een draad verbonden met de elektrische komponenten buiten de glazen omhulling. Op deze segmenten is een fluorescerende stof aangebracht die precies de vorm heeft van het betreffende segment. Deze licht meestal grijs-wit op, en kan afhankelijk van de toepassing met een kleurfilter, of een andere samenstelling van het fosfor een andere kleur zijn.

Over deze segmenten zijn (per eenheid, meestal een getal of letter) honingraat-achtige roosters geplaatst (de Mesh) die de segmentjes fysiek niet raken, en die er ook niet elektrisch mee zijn verbonden. Van deze roosters wordt de aansluitdraad ook naar buiten doorgeleid. Deze roosters staan onder een bepaalde spanning, die onder invloed van de spanning op de individuele segmentjes een elektrisch veld veroorzaakt dat de elektronen wel of niet versnelt (wel of geen licht uit dat segmentje). Over dit geheel zijn afhankelijk van de grootte van het display een of meerdere superdunne gloeidraden gespannen, die wederom geen fysiek en elektrisch contact met de andere elementen maken. Ook hiervan zijn de uiteinden als aansluitdraden naar buiten geleid. Deze zijn altijd parallel aan de langste zijde, van eind naar eind van het display aangebracht, en gelijkmatig over het oppervlak verdeeld.

In één van de hoeken is een getter aangebracht, die de nog resterende luchtmoleculen bindt, waardoor het hoogvacuüm in stand blijft. Deze getter vormt en metaal-spiegelend-achtige “plek” op het glas van het display, welke meteen een indicator is dat het vacuüm nog intact is. Is deze plek deels of geheel melkwit van kleur, dan is het vacuüm verbroken, en het display onbruikbaar. Dit geldt overigens voor alle vacuümbuizen die met elektronenstromen werken.

Werking
Over de gloeidra(a)d(en) staat een constante spanning die zo hoog is dat zij nét gaan gloeien. Over de roosters staat een vrij hoge spanning, tot circa 100 volt. Door nu de spanning aan de segmentjes te variëren, zal hierdoor de door de gloeidraad uitgezonden elektronenwolk worden aangetrokken, en door de spanning op de Mesh nog eens dusdanig worden versneld dat zij met voldoende kracht inslaat op het fosfor om deze op te lichten.

Bron: Wikipedia

Mijn ervaring met vacuum fluoriserende displays

Ik heb bij de kringloop een vacuum fluoriserende display gekocht van een kassa systeem van het merk “Wincor Nixdorf”, ik zag de DIN-6 aansluiting, dus ik dacht…hier moet info over te vinden zijn…let’s give it a try!

Ik heb het display uit elkaar gehaald (uit de casing) en de fabrikant is “Noritake Itron” (website) en dit is het display type: Wincor Nixdorf T325A …nou, even de datasheet eraf plukken (ivm de pinout van de DIN-6) op de website van Noritake Itron, maar….helaas deze staat er niet bij!

Ik heb gemaild naar Noritake Itron, maar helaas ze wilde de datasheet niet vrijgeven omdat dit een display is van één van hun klanten “Wincor Nixdorf”, ik moest maar met hun contact zoeken…etc…

Even wat verder googlen kwam ik uit op deze site van Malte Pöggel – Ansteuerung von Vacuum Floureszenz Displays mit dem PC (is de pagina niet meer te bereiken?, ik heb de pagina en software maar opgeslagen (MHT Archief) (zie onderaan de pagina).

Ik kwam er een tijd niet uit toen zag ik de Siemens BA63 documentatie op de website van Malte staan, en ik heb een sticker BA63 op de chip zitten, dus ik heb die documenten maar gebruikt, en met success!

Dit is de Pinout en aansluiting van de Noritake Itron T325A (met BA63 Siemens IC):

Female (socket)
Pin:	Functie:
3	Ground (-)
4	RxD (data)
6	Vcc (+12V)

Deze is aan te sluiten op de seriele poort:

Pin DIN6:	Pin RS232:
3, Ground (-)	5, Ground (-)
4, RxD (data)	3, TxD (data)
6, Vcc (+12V)

In de praktijk:

Als je de voeding van het display goed hebt aangesloten licht deze even op!

Hij doet niets!
Doet je display helemaal niets meer naar wat pogingen (pinout anders?), kijk dan even achter op de print, hier zit meestal een zekering achter de DIN6 + pool (staat bij “fuse”), meet deze even door. Als de zekering kapot is kun je deze vervangen of doorverbinden, denk bij doorverbinden er dan wel aan dat je het scherm dan wel in 1 keer 100% goed aansluit anders gaat hij stuk!

Seriele instellingen.
Volgens de datasheet zijn dit de standaard seriele instellingen:

9600 8O1:
Baudrate = 9600
Data bits = 8
Parity = ODD
Stop bits = 1

Parity ODD –> EVEN
Om de parity instellingen op EVEN te krijgen moet je meestal op de print “jumpers” indrukken (of zelf solderen), zie documentatie:

VT100 commando’s

In de meeste display chips zitten extra VT100 commando’s (of een gedeelte daarvan) om “speciale” scherm functies uit te voeren, zoals scherm leegmaken, taal instellen, cursor positie wijzigen, etc., dit komt uit de documentatie.

HEX codes?
Nu kan je wel constant HEX codes versturen met DEC(), maar is veelal omslachtig om alleen maar met nummers te werken, ikzelf gebruik altijd CHR() om een karakter uit de ASCII tabel te versturen.

VT100 commando’s in HEX / DEC() naar CHR():
Dit zijn wat seriele commando’s voor het display met CHR() omgezet met de tabel hierboven:

Functie	Serieel commando CHR()
backspace (BS)	Chr(8)
nieuwe lijn (LF)	Chr(10)
begin van regel (CR)	Chr(13)
scherm leegmaken	Chr(27) & “[2J”
cursor positie x,y	Chr(27) & “[x;yH
zet codepage naar USA	Chr(27) & “R” & Dec(00)

Bij het opstarten van het display staat de taal op een Duits karakterset (dus elke keer als het opgestart wordt), gebruik dan het “karakterset” commando bij het begin van elk programma om dit in te stellen, anders krijg je andere karakters op het scherm dan dat je verwacht!

Scripts

Nadat alles is geinstalleerd, gesoldeerd en aangesloten, kunnen we beginnen met programmeren!

Wat heb je nodig?

1) Autoit3
2) Autoit3 – CommMG bibliotheek

Vergeet niet om in de volgende scripts je COM poort aan te passen!

Script: Hallo Wereld
Het eerste voorbeeld is uiteraard kijken of het scherm goed is aangesloten met een “Hallo wereld” scriptje:

Resultaat:

Script: Datum en Tijd (script handmatig afsluiten)

Resultaat:

Script: Laadbalk (laadbalk GUI is 1-100% / 100 stapjes)

Resultaat:

 

[#/software/fluoriserende_displays” ]