Vintage Displays - VFD


Display aus altem Taschenrechner	Riesige ILC1-1 / 8L

Vakuum-Fluoreszenzanzeigen sind auch heute noch weit verbreitet.
Sie haben den Vorteil, dass sie selbst leuchten, relativ wenig Strom benötigen und ohne gefährliche Hochspannungen auskommen.
Praktisch alle VFD Anzeigen sind für Multiplexbetrieb ausgelegt.
Meist werden sie kundenspezifisch hergestellt und enthalten neben den üblichen Siebensegmentanzeigen noch diverse Sondersymbole.
Sie wurden eine Zeit lang auch als einzelne Siebensegmentanzeige hergestellt.

Das Funktionsprinzip ähnelt einer Elektronenröhre.
Ein beheizter Draht (Kathode) emittiert Elektronen, die auf eine Anode auftreffen.
Hier regen die auftreffenden Elektronen eine Leuchtschicht an.
Zwischen Kathode und Anode befindet sich meist noch ein Steuergitter, um ganze Anodengruppen ein- oder auszuschalten.
Die Steuergitter über den einzelnen Segmenten sind bei dem Display aus dem Taschenrechner gut zu erkennen!
Damit ist es möglich, die Anzeigen im Multiplexbetrieb zu betreiben.
Anderenfalls bräuchte man für jede Anode einen eigenen Treiber.

Der Kathodendraht benötigt eine Heizspannung von einigen Volt und einen Strom von einigen 100 mA.
Die Anoden und Gitter benötigen eine Spannung von 10 - 40 Volt bei sehr geringem Strom.

Hat man ein komplett unbekanntes Display, muss man zunächst versuchen, die Heizspannung zu ermitteln.
Die Spannung wird in jedem Fall unter 5V liegen!
Mann kann die benötigte Spannung ermitteln, indem man im abgedunkelten Raum die Heizdrähte beobachtet und ganz langsam die Spannung hochdreht.
Wenn die Kathodendrähte gerade so zu glühen beginnen, ist der optimale Punkt erreicht.

Die benötigte Anoden und Gitterspannung kann man ermitteln, indem man das Gitter und eine oder mehrere Anoden mit einem regelbaren Netzteil verbindet und die Spannung hochregelt.
Die Helligkeit ist direkt von der Spannung abhängig.
Achtung: Die im Datenblatt angegebene Spannung bezieht sich auf Multiplexbetrieb !
Bei statischer Ansteuerung mit dieser Spannung brennt die Anode schnell ein.

Displays, bei denen der Heizdraht sehr dicht über den Anoden liegt und bei denen die Anodenspannung niedrig ist, zeigen den unschönen Effekt, dass das Display am Anfang und am Ende des Heizdrahtes unterschiedlich hell leuchtet.
Dagegen hilft es nur, den Heizdraht mit Wechselspannung zu versorgen.
Oft haben Geräte mit VFD Displays eine geeignete Wicklung in ihrem Netztrafo oder die Versorgungsspannungen für das VFD werden durch einen kleinen Spannungswandler erzeugt.

Beispiel zur Ansteuerung einer einzelnen Stelle (ILC1-1 / 8L) ohne Multiplex:
Die Schaltung benötigt eine Versorgungsspannung von 5V.
Der Strom durch den Kathodendraht wird durch einen passend berechneten Widerstand begrenzt.
Die Spannung für das Gitter und die Anoden wird durch einen regelbaren DC/DC Wandler erzeugt (in der Bucht nach XL6009 oder LM2577 DC-DC Step Up suchen!).
Mit dem Treiberbaustein UDN2981 lassen sich Spannungen bis zu 50V schalten.
Er ist nahezu ideal geeignet, um die Anoden und im Multiplexbetrieb auch die Gitter anzusteuern.
In der Demoschaltung mit nur einer Stelle ist das Gitter fest mit der Versorgungsspannung verbunden.

Beispiel zur Ansteuerung:

(Klick zum vergrößern!)