2018年7月16日 星期一

DIY - ESP8266:VFD 真空螢光顯示屏(一百零四)

DIY - ESP8266:VFD 真空螢光顯示屏(一百零四):

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)是一種和陰極射線管(CRT / Cathode Ray Tube)相似的顯示設備,是利用電子撞擊螢光粉,使螢光粉發光,是一種自身發光顯示器件。由於它可以做多色彩顯示,亮度高,又可以用低電壓來驅動,易與積體電路配套,所以被廣泛應用在家用電器、DVD、微波爐、辦公自動化設備、工業儀器及汽車儀錶等各種領域中。

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)
真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)主要器件是一個帶有陰極 / 燈絲(Cathode / Filament)、柵極(Grid)和陽極(Anode)的電子管,陰極(Cathode)射出的電子,在柵極(Grid)的吸引下加速射向陽極(Anode),撞擊到陽極上塗覆的螢光粉(Phosphor coated Anode)後發出可見光。通過調節柵極的電壓可以改變真空螢光管的亮度,大量的真空螢光管排列起來就可組成真空螢光顯示屏,每個螢光管顯示一個像素。

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)結構
真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)結構
VFD 陰極 / 燈絲(Cathode / Filament)電壓標準值是 3.0Vac,電流在 100mA 左右,燈絲電壓值的設定,對保證顯示品質及壽命有重要的影響。如果燈絲電壓過高,電流或亮度並不隨之增加,反而因陰極溫度上升,而加速鎢絲蕊線上氧化物的蒸發,同時也會污染螢光粉表面,使發光效率及亮度提早下降,而縮短壽命。相反,如果燈絲電壓過低,因陰極溫度下降,便無法獲得充分而穩定的熱電子發射,致使顯示品質劣化或燈絲電壓變動而使亮度不穩定。其次,燈絲長時間在低的電壓條件下使用,會引起可靠性下降,必須特別留意。因此,重要的是燈絲電壓設定應在標準值 ±10% 的範圍內使用。

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)結構
柵極(Grid)和陽極(Anode)電壓是決定亮度的重要因素,在設定時要考慮到使用環境的亮度、濾色板的色調、透過率及顯示幕差異等因素的影響。為獲得一定的亮度,靜態驅動的陽極、柵極可通過改變電壓對亮度進行調整。

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)原理
真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)原理
我們使用了正電位元(正電壓)和負電位元(負電壓)的術語,其正負是指對於燈絲為參照點的相對值。在使用螢光顯示幕的電路中,螢光顯示幕正常工作電路的設置參照點是燈絲,與總體電路的參照地電位沒有直接的關係。通常只要正確保持螢光顯示幕電極間的相對電位,就能保證它的正常工作。 

除了以上 3 種基本電極之外,在玻璃蓋內表面形成透明導電膜(NESA),並且接上燈絲電位或正電位,形成靜電屏蔽層可以防止因外部的靜電影響而降低顯示品質。消氣劑(GETTER)是維持真空的重要零件。在排氣工程的最後階段,可利用高頻產生的渦流損耗對消氣劑加熱,在玻璃蓋的內表面形成鋇的蒸發膜,可用來進一步吸收管內的殘留氣體(GAS)。 

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)接線
如果要檢測 VFD,只要將 3V(額定的燈絲電壓)加到燈絲上,然後將 +14V 加到柵極上,負極接到燈絲上。再將 +14V 加到段的引腳上(不能碰到燈絲的引腳,否則會燒掉),就能將整個顯示器點亮。在工廠裡面檢測的辦法是,用兩個加上 3V 電壓的夾子夾住燈絲引腳,再用一個加上電壓的梳子狀引腳板去接觸引腳,將整個管子點亮。檢測的次品問題有:是否發生暗、發光不均勻、黑點、斷絲等等。

真空螢光顯示屏(VFD / Vacuum Fluorescent Display)測試
相關網址:
※ DIY - ESP8266:ESP-12F DV305 AD16312 VFD 顯示板試驗電路(一百零五)
※ DIY - ESP8266:ESP-12F DV305 AD16312 VFD 顯示板程式(一百零六)
※ DIY - ESP8266:Futaba M11BT222A VFD 顯示屏介紹(一百零七)
※ DIY - ESP8266:ESP-12F Futaba M11BT222A VFD 顯示屏拆解(一百零八)
※ DIY - ESP8266:ESP-12F Futaba M11BT222A VFD 顯示屏電路(一百零九)
※ DIY - ESP8266:ESP-12F Futaba M11BT222A VFD 顯示屏程式(一百一十)

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