项目说明

本项目实现了一个VFD显示模组，模组支持WiFi时钟的基础功能，同时引出了剩余IO、矩阵键盘接口，供喜欢的朋友当作显示屏+ESP32开发板、二次开发。

项目使用的VFD是几个月前x宝甩卖的廉价FUTABA_7-BT-317NK，目前市面仍有一定存量。

B站链接https://www.bilibili.com/video/BV1Qb4y1G7s2/

 

开源协议

 CC-BY 3.0，商用、二次开发都允许，但必须附上出处，也就是这个项目的链接。

 

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

设计原理

 

一、主板部分

 

1.使用ESP32-C3-MINI1模组，它的价格和管脚数量都适合本项目，相较ESP8266性能更强、同时我更熟悉。

2.两个S8050组成很多开发板都有的自动下载电路，预留它将方便烧录与调试。

 

这是VFD的驱动芯片PT6315。

它类似于数码管芯片，通过三线接口（DIN、CLK、STB）将数据写入其显存，它便会不断在各段选和位选脚输出电平扫描显示。

这种芯片一般还会具有键盘扫描的功能，PT6315也不例外、可以扫描16*2的矩阵键盘。

（引出了PT6315的键盘口、LED输出口，方便大家将主板作为模块用在别的地方。）

 

PT6315以负压方式驱动VFD，因此需要为其提供-20V~-28V的直流负电压。

用MT3608+LMV321实现CUK负升压，这部分Copy自@XACT。

输出电压的计算：Vout = - 0.6 * ( 1+R6/R7 ) ，使用图上电阻输出-23V。

可以自己通过R6、R7 设置电压，电压越高越亮，但可能增加功耗与降低VFD管寿命。

电路图中的VFD_EN_HV标签是负升压电路的使能信号输入，

PT6315手册提到负高压需要上电延时和掉电提前(下图)，尽管实测没有影响、还是遵循了手册建议。

 

VFD的灯丝需要交流电加热。

若使用直流供电，由于灯丝具有电阻、电势从正极向负极递减，

靠近正极的一端更容易吸引电子、会更亮，VFD两端的亮度将不均匀。

 

在这个电路中选择MX113电机驱动芯片，便宜而体积小。

通过单片机的PWM，经过AO3400构成的反相器，将得到两路互补PWM。

因此全桥的输出摆幅是VCC*2≈10V，通过调节PWM占空比，让Vrms在2.0~2.8V。

 

一般调整占空比，使其亮度可观且占空比相对较小。

占空比如果过高，灯丝会变红，不要看到灯丝明显发红，这会很影响寿命！

 

实物展示

 

 

 

芯片上面可以垫一块纳米胶或泡棉胶带。

 

 

如何制作

使用附件Geber打板，

使用电脑浏览器打开附件HTML焊接辅助BOM定位器件。

 

如何烧录

参加附件。

 

时钟如何配网

上电后，连上ESP32释放的WiFi，自动弹出一个网页，填入SSID和密码保存即可。