вторая жизнь Ф5147ПИ

[dreadfull]

доброго времени стуок ув. форумчане.
история супер длинная, уже больше полу-года тянется, но не получается...

предистория.
значит есть очень старый плоскошлифовальный станок (90 годиков) сейчас проходит полный ребилд и ему нужно устройство цифровой индикации (УЦИ) - устройство которое будет показывать линейное перемещений шпиндельной бабки (состоит из головки которая показывает циферки и линейка которая генерирует сигнал от перемещения). да, существуют готовые решения, но головки к УЦИ идет минимум для двух осей, плюс оно выглядит не по древнему....
и тут на развалинах завода я нашел панель индикации Ф5147ПИ на газоразрядных лампах ИН12.
первоочередной план был в том что бы прикрутить к этой панели современную цифровую линейку, но к панели нет документации и не понятно как её запустить и было принято волевое решение скрестить муху с редкоземельным ископаемым.

принцип работы устройства.
в комплект к головке (панели индикации) была приобретена оптическая линейка с ценой деления 1 микрон. по принципу действия это простой двухканальный енкодер. по-скольку это промышленое решение сигнал на выходе проходит через микросхему AM26LS31 и далее сигнал из простых логических 0 и 1 (5в) переходит в дифференциальный сигнал. я так понимаю для большей устойчивости к помехам.
головка была создана на основе Ф5147ПИ. внутри есть 3 платы - две с кучей совковых микрух, третья с 8 лампами (7 ин12 + 1 ин15) и 7 микросхемами К155ид1 для управления лампами. две платы с микрухами я удалил, третью оставил.
имея на руках модуль который выдает сигнал и часть которая отображает циферки осталось придумать модуль который будет считывать и считать сигнал, а потом его интерпретировать в виде нужных 1 и 0.
1. первым делом поставил микросхему AM26LS32 которая возвращает дифсигнал в номальные 1 и 0 по двум каналам.
2. поставил ардуинку микро для обработки входного сигнала (нашел грамотного студента который через прерывания создал нормальный код)
3. для питания всей схемы потсавил ДС-ДС преобразователь
4. напряжение питания головки 30в постоянки, что не достаточно для питания ламп, по-этому на базе микросхемы MC34063 собрал повышающий преобразователь на 180в
5. те кто в теме те уже поняли что вместо типовой динамической индикации ламп тут идёт статичная индикация, т.е. на каждую лампу стоит свой высоковольтный дешифратор К155ид1. для его управлением нужно 4 пина с ардуинки. 7 микросхем по 4 пина = 28 пинов для управления лампами. (восьмая лампа ин15 не имеет микросхемы К155ид1, а имеет два отдельный транзистора для управления символами "+" и "-")
и тут как бы на помоць нам приходят расширители последовательного порта pcf8574. их можна поставить на последовательный порт и управлять двумя проводами на входе, а на вызоде pcf8574 может управлять 8 пинами. получается одна pcf8574 может управлять двумя К155ид1. по-этому на плату было кстановлено 4 микросхемы pcf8574, которые полностью покрывали все потребности системы.

проблемы в работе
система вышла громоздкой но простой, а подкачало не знание матчасти.
суть проблемы в том что переодически по очереди выгорают высоковольтные дешифраторы К155ид1.
сначало удалил реостаты по аноду типа 22к (один специалист порекомендовал), плюс ву динамической индикации их нет. суть в том что при работе переодически начинают пробиваться две ноги управления катодами лампы, т.е. какой бы входной сигнал не приходил на вход на вызоде два контактка звонятся в КЗ. плюс выгорали рандомно ноги на pcf8574. спалил штуки три микросхемы pcf8574 и 2 К155ид1 начал копать и понял что реостат по аноду нужно вернуть. вернув реостаты всё стало хорого, правда один раз случайнозкаоротил один реостат и.... спалил ещё одну К155ид1... потом случайно отвалился провод питания К155ид1 (не помню толи + то ли -) и .... выгорела ещё одна К155ид1..... только теперь стало ясно зачем провода питания там дублируются...

после того как всё было надёжно запаяно, связано и прикручено всё работало норм, студнгт допиливал код, добовлял счётчик моточасов станка, термометр и прочие плюшки и тут.... похоже сдыхает ещё одна К155ид1.... симптом такой при подаче сигнала для цифры 2 или 3 горят оба електрода в лампе... проблема не в лампе...

что я делаю не так????

(фото с хемы будут позже)

Вложения

0-02-05-d912b3c65001eae68f201c1951f8ee285eb053153347d0ced1708bd016aa40a2_40b71218613c469a.jpg

(225.08 KiB) Скачиваний: 18

0-02-05-71d599b85add98a27cfe0df3dd5f8631edca77b8ca1cfb09ee89006d9aae7bc1_8493b9b50840de05.jpg

(234.58 KiB) Скачиваний: 16

[mickbell]

Прочитал я это послание, сразу скажу, по диагонали, и сразу припомнилось мне, что немало таких дешифраторов я поменял в телевизорах времён СССР с селекторами каналов, где индикаторами работали неонки. Там эти К155ИД1 дохли от косого взгляда на них, не говоря уже о статике при переключении каналов. И тут они дохнуть будут по своему обыкновению. Пожалуй, имеет смысл поставить между их выходами и индикаторами ключи на NPN транзисторах по схеме ОБ. Это ограничит напряжение на выходах дешифраторов, не меняя логику их работы, и, возможно, череда смертей прекратится.

[Cheshirski]

mickbell, они там не от косого взгляда дохли.
Просто в ТУ на них есть вот такая фраза, которую разработчики, похоже, не читали:
"При управлении работой газоразрядных индикаторов допускается эксплуатация ИС с напряжением на закрытых выходах более 60 В (на пробойных участках вольт-амперных характеристик внутренних ограничительных стабилитронов). При этом режиме эксплуатации наработка ИС составляет 500 ч."
Вот они нарабатывали... и умирали от усталости.
Причем, при напряжении питания ГРИ в 250 В 155ИД1 могла помереть часов так через 10-15...

[mickbell]

Значит, и здесь дохнуть будут, если мер не принять.

[Дмитрий М]

Что-то я сам как-то смутился...они же с ГРИ и были предназначены, что за 60 вольт? Везде же неонки через десятки ком к переменке 170..250 вольт были анодами подключены.

[mickbell]

На самой неонке падает вольт 60 - 80, сколько-то на балластном резисторе. Остальное достаётся выходному ключу дешифратора.
Насколько я помню, балластный резистор общий для всех, так что одна горящая неонка сама ограничивает подобно стабилитрону напряжения на неоткрытых выходах. Ибо всегда хотя бы одна из них должна гореть. (Во всяком случае, так оно предполагалось, как я себе подозреваю.)

[dreadfull]

Дмитрий М писал(а):

Что-то я сам как-то смутился...они же с ГРИ и были предназначены, что за 60 вольт? Везде же неонки через десятки ком к переменке 170..250 вольт были анодами подключены.

щабыл уточнить, я не нащел подходяшей индуктивности катушку для питания микросхемы MC34063 и питание изначально было 140В (лампы начинали светится со 130 в), потом увеличил индуктивность и сейчас пока что напруга 155в, еще не паспортное напряжение но пока ищу катушку.

[Cheshirski]

Не все ГРИ одинаково полезны.
У каких-то напряжение возникновения разряда составляет 60-90В, а напряжение поддержания разряда - 50 - 65В, а у каких-то - заметно больше. Скажем, у используемых вот в этой панели ИН-12 напряжение возникновения 170В, поддержания - 120 - 170 (ищем шит на них).
В целом.
Во многих устройствах возможна ситуация, когда не засвечена ни одна цифра. В одних это достиганется задержкой подачи анодного напряжения, в других (случайно или умышленно) на входы ИД1 подается комбинация >9; в этом случае все выходы дешифратора закрыты.
В цепи высокого напряжения оказываются балластный резистор, сам газоразрядный промежуток (неважно - одна из цифр какого-нибудь ИН, или лампочка в СВП-8) и выход ИД1. Вроде как ключ выхода ИД1 закрыт, тока нет и быть не может, но.. Но выход ИД1 - это не просто коллектор транзистора, он еще и зашунтирован к общему стабилитроном с напряжением пробоя 60 - 75 В. А стабилитрон - никак не переходы закрытого ключа. Через цепочку начинает течь небольшой ток, в газоразрядном приборе проскакивают "лидеры" (а иногда - даже возникает легкое "призрачное" свечение разряда).
Стабилитрон терпит-терпит некоторое время, а потом... тепловой пробой и привет. Выход замыкается на общий, микруха под замену.
Второй вариант помирания выходов ИД1 - когда конструктору хочется "поярче". Уменьшаем балластный резистор, увеличивая ток и, соответсвенно, яркость. Ток перегружает выход ИД1 (ибо превышает допустимый), а результат тот же - ИД1 умерла.
Не просто так от использования ИД1 со временем отказались. В поздних вариантах кассовых аппаратов или весов с использованием ГРИ дешифратором работал 155ИД6 с выходными транзисторными ключами на КТ940 вместо одного 155ИД1. Заманались, видимо, отвечать на рекламации и починять свою стремительно дохнущую продукцию.

[dreadfull]

вот действительно развернутый ответ.... Cheshirski спасибо вам.
я имел опыт сборки несколько часов на ГРИ (по инструкции с сайта лоботрясы), так там была динамическая индикация, работаю уже по 5 лет))))

хорошо, ув. форумчане, как быть в данной ситуации? порезать проект под корень и всё переделать под динамическую индикацию???

[mickbell]

Свой вариант, о котором я тут уже намекнул, предлагаю на критику общественности, потому как не делал такого. В разрыв каждой цепи от выхода ДШ до катода ГРИ ставится высоковольтный маломощный транзистор NPN: эмиттером к выходу ДШ, коллектором к катоду ГРИ, базу через последовательный резистор подключить к плюсу питания ДШ. Номинал резистора несколько килоомов.

[dreadfull]

т.е. вы предлагаете установить дополнительно 70 транзисторов и резистров к ним???

[Nowell75]

тогда меняйте ИД1...))...все карты - у вас...)

[Cheshirski]

dreadfull писал(а):

т.е. вы предлагаете установить дополнительно 70 транзисторов и резистров к ним???

В поздних версиях весов и кассовых аппаратов так и делали. только каскады там были не с ОБ, а обычные, с ОЭ. Но и дешифраторы были с выходами с активной 1.

[Дмитрий М]

Cheshirski, большое спасибо за объяснение! Про ток оно и так понятно было а вот про погашенные цифры я и не подумал... Действительно, когда они создавались о динамической индикации ещё не думали проектировщики, тем более применительно к ГРИ...
В теории можно внешними стабилитронами защитить выходы, по размерам оно вроде поменьше будет чем внешние транзисторы.

[Cheshirski]

Дмитрий М, не, в динамической норм должно быть - там же переключение разрядов осуществляют, как раз отключая высокое у неактивных в данный момент разрядов, а значит, и на ИД1 лишнего идти не будет.
А так-то - да, внешний стабилитрон можно. BZX55C-62V имеет максимальный ток стабилизации 8 мА, а ток индикации для (например) ИН-12 составляет 2,5 мА.

[akl]

Динамическая индикация более подходит для схем с ИД1, т.к. есть возможность коммутации логических входов при выключенном анодном. Правда, нужны анодные ключи. Поскольку речь не идет о мощности потребления вопрос решается NPN транзисторами шунтирующие неактивные в данный момент индикаторы.

...старый плоскошлифовальный станок (90 годиков) сейчас проходит полный ребилд и ему нужно устройство цифровой индикации (УЦИ) - устройство которое будет показывать линейное перемещений шпиндельной бабки (состоит из головки которая показывает циферки и линейка которая генерирует сигнал от перемещения). да, существуют готовые решения, но головки к УЦИ идет минимум для двух осей, плюс оно выглядит не по древнему...

Я бы отказался от идеи использования УЦИ на ГРИ тем более многоканального. Как вариант, графический дисплей с индикацией положения по двум координатам.

Спойлер

Вложения

Микро_025_1.jpg

(81.69 KiB) Скачиваний: 18

[dreadfull]

Я бы отказался от идеи использования УЦИ на ГРИ тем более многоканального. Как вариант, графический дисплей с индикацией положения по двум координатам.

не совсем понимаю что такое многоканальный уци? касательно дисплея с двумя осями, фокус в том что нам нужна ка раз таки одна ось!))))