Control de dígitos de reloj flip/vane

Obtuve un reloj de paleta/flip que tiene 4 dígitos, pero el controlador desapareció hace mucho tiempo. Planeo controlar el reloj usando una Raspberry Pi y las placas de relé habituales que obtienes para ellos. He hecho algo similar antes y sé que esto funciona.

Sin embargo, dado que los relés tendrían que operar cada minuto, dudo que duren mucho antes de necesitar ser reemplazados. Por lo tanto, estoy buscando una forma de hacer funcionar el reloj de la misma manera pero sin relés. ¿Alguien tiene alguna idea?

Hay más información a continuación sobre cómo funciona la solución de retransmisión.

En cada dígito, cada segmento tiene conexiones comunes (C), reinicio (R) y pantalla (D). En cada dígito, los comunes de segmento están conectados entre sí para formar un dígito común.

Entonces, para mostrar un segmento, aplicaría +12 V al dígito Común y -12 V al terminal de visualización del segmento. Para restablecerlo, el -12V iría a la terminal Restablecer en su lugar.

Hay cuatro dígitos en el reloj, y los segmentos de cada uno están conectados entre sí, de modo que la R del segmento A en el primer dígito se conecta a la R del segmento A en el segundo dígito, etc. La R del segmento B se conecta a la R de Segmento B en el segundo dígito y así sucesivamente. Lo mismo se aplica a las conexiones D.

Por lo tanto, hay catorce relés para los segmentos (7 para mostrar + 7 para restablecer).

Cada dígito tiene su propio relé para el dígito común (por lo que hay relés comunes de 4 dígitos).

Entonces, para mostrar '0123' en los cuatro dígitos, haría esto:

  • Activar dígito Relé común para el cuarto dígito
  • Configure los relés de visualización/restablecimiento de segmentos de forma adecuada para mostrar un '3'
  • Desactivar los relés de visualización/restablecimiento de segmentos
  • Desactivar dígito Relé común para el cuarto dígito
  • Activar dígito Relé común para el tercer dígito
  • Configure los relés de visualización/restablecimiento de segmentos de forma adecuada para mostrar un '2'
  • Desactivar los relés de visualización/restablecimiento de segmentos
  • Desactivar dígito Relé común para el tercer dígito
  • (Luego haz lo mismo para los dos primeros dígitos)

Cada segmento necesita 280 mA para funcionar, por lo que el consumo máximo de corriente en cualquier momento sería de 1960 mA (280 mA x 7)

ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Cuando dice -12V, ¿se refiere a 12V por debajo de algún otro punto de tierra en la pantalla o se refiere a 12V de retorno?
Me pregunto si eso es una carga inductiva. (Sospecho que es un solenoide, en cuyo caso es absolutamente una carga inductiva). Si es así, asegúrese de que cualquier solución de conmutación que encuentre pueda manejarlo (diodos amortiguadores, etc., etc.)

Respuestas (5)

En lugar de relés, podría considerar usar MOSFET, hay muchos que pueden admitir entradas de nivel lógico y 280 mA en las salidas.

Sin piezas móviles, por lo que no hay nada que se desgaste.

Gracias por eso. Soy bastante nuevo en los MOSFET, así que me preguntaba si podría proporcionar información adicional sobre cómo podría usarlos para esto. ¡Cualquier información sería apreciada! Gracias.
Haga una búsqueda de "Mosfet Low Side Switch", hay muchos buenos tutoriales por ahí. No quiero publicar enlaces que podrían desaparecer.

Parece que podría controlar cada dígito con dos chips ULN2003A . Contienen controladores Darlington y diodos de captura para cada salida.

Supongo que pulsaría cada bobina brevemente (¿50 ms?) para voltear el segmento que tiene que cambiar.

Por supuesto, debe proporcionar las entradas de 14 x 4 de alguna manera (tal vez algunos registros de desplazamiento).

También podría considerar el uso de pestillos direccionables de energía como TPIC6A259 , que requeriría menos piezas pero sería más costoso y podría requerir mejores conexiones a tierra.

Es posible que desee agregar hardware para limitar la duración de los pulsos en lugar de depender del firmware, ya que dudo que soporten la corriente continua por mucho tiempo sin quemarse.

Solía ​​construir pantallas con estos a mediados de los 80, hacíamos marcadores para universidades, relojes de tiempo/temperatura para bancos, ese tipo de cosas. ULN2003A es exactamente lo que usamos la mayor parte del tiempo, aunque diseñé algunas pantallas de matriz de puntos para una planta automotriz y esas usaron Darlington discretos, algo así como un TIP120. Los registros de desplazamiento es la forma en que abordamos los segmentos, teníamos un tablero con los registros de desplazamiento y los controladores en cada dígito y estarían conectados en cadena. Los solenoides fueron pulsados ​​por el software, nunca usamos ningún hardware para limitarlos y nunca tuvimos problemas con eso.

El reemplazo de los relés son los MOSFET o BJT, como han discutido otros carteles, pero la arruga aquí es que está tratando de cambiar el lado alto (y el lado bajo, para la selección de dígitos) una carga de 12 V con una salida de nivel lógico de 3.3 V. Tenía un esquema elaborado con inversores de drenaje abierto que manejaban transistores PMOS, pero ¿por qué reinventar la rueda? Si busca controladores de carga lateral alta, hay muchos que tomarán entradas lógicas de 3,3 V y controlarán cargas de más de 20 V, y muchos tienen diodos de sujeción incorporados para los (supongo) solenoides que accionan los dígitos. Incluso puede encontrar chips individuales como el TBD62783APG que tiene 8 circuitos independientes integrados.

Si desea reducir el número de E/S requeridas, puede usar un inversor para hacer que los controladores DISPLAY y RESET para un solo segmento se ejecuten desde una sola entrada lógica. La posibilidad de activar ambas bobinas simultáneamente mientras los controladores cambian de estado es discutible si configura cada señal de segmento y luego activa la selección de dígitos (que puede ser cualquier NMOS de nivel lógico adecuado) después de un tiempo de configuración muy breve (microsegundos).

Aquí hay un artículo bastante decente sobre el control de una pantalla de paletas de varios dígitos: https://easternstargeek.blogspot.com/2011/08/nifty-electromechanical-vane-display.html

El resumen es, use una unidad de matriz de 14x4, y deberá aislar las bobinas con diodos para evitar el "efecto fantasma".

  1. Si los tableros de relés son más fáciles para usted, no hay nada de malo en que los relés cambien una o dos veces por minuto. La mayoría de ellos son buenos para como un millón de ciclos. Solo asegúrese de usar diodos protectores de retorno para las bobinas del reloj.

  2. Con respecto a la fuente de alimentación: no necesita cambiar todos los segmentos en un dígito a la vez. Cámbielos secuencialmente y obtendrá una corriente máxima de 280 mA. En el peor de los casos, verá que el dígito se transforma durante medio segundo. Esto hará que el aspecto sea aún más antiguo y simplificará la elección del controlador superior (el riel de +12 V a los terminales C de la pantalla).

  3. ¿Tiene suficientes pines gpio en su controlador? Necesitarás como 18 para controlar la pantalla. De lo contrario, necesitará decodificadores externos, registros de desplazamiento o controladores direccionables. En el caso más simple, necesitará 14 controladores de drenaje abierto (N-MOS) o de colector abierto (NPN) para el S/R y 4 de la variedad P-MOS/PNP para el lado C. También necesitará 4 palancas de cambio de nivel que pueden ser simplemente otros 4 controladores N-MOS/NPN reutilizados.

Un millón de ciclos a dos veces por minuto es solo 1 año.
@TobySpeight: si se usa un relé de estado sólido o de trabajo extra pesado como control maestro de energía, y solo se cambia a otros relés cuando no hay voltaje presente y no fluye corriente, serán buenos para muchos órdenes de magnitud más ciclos de conmutación que si se conectan bajo carga.
@supercat, así es, solo estaba señalando que " bueno para un millón de ciclos " es un número bastante pequeño en este contexto. A menos que la palabra "me gusta" signifique más de lo que creo.
@TobySpeight: creo que la frase "bueno para como un millón de ciclos" significaba "utilizable durante suficientes ciclos para no ser motivo de preocupación", aunque si el desgaste sería motivo de preocupación se vería afectado por si los relés se están cambiando en una carga cercana a su capacidad. Un relé barato usado cerca de su capacidad una vez por minuto puede fallar dentro de un año, pero si no se cambia bajo carga puede durar décadas, aunque podría beneficiarse si se cambia ocasionalmente bajo carga moderada.
@fraxinus Decidí usar placas de relé SSR con Raspberry Pi. Sin embargo, después de conectar los dígitos, tengo un problema. Conecté la conexión de 'pantalla' en el segmento A en el dígito 1 a la misma conexión en el segmento A en el dígito 2, etc. Los comunes de los segmentos están conectados entre sí en el dígito 1, los comunes del segmento en el dígito 2 conectados entre sí, etc. diagrama anterior) Si bien los dígitos comunes están aislados entre sí, en realidad no lo están, es decir, el dígito 2 opera con el dígito 1 cuando solo debería estar operando el dígito 1. ¿Alguna idea de por qué sucede esto? Tuve una pantalla similar y esto funcionó bien.
Podrían ser rutas de corriente parásitas entre dígitos (curadas con diodos en cada R y D) o los relés que no controlan los terminales C correctamente.
@fraxinus Esto lo resolvió, ¡gracias!
Control de dígitos de reloj flip/vane
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v