Ce faisant, cela produisait un dégagement constant de chaleur de 1.3W et l'élévation de la température à 70°C.
Cet article va explorer d'autres options
Cascade de Villard
Etant donné que nous avons aussi un transformateur 230 V AC vers 2x 6V AC, il est possible d'envisager l'utilisation d'une Cascade de Villard... qui permet d'élever une tension alternative en employant des étages de Diode + Condensateur.
La tension de sortie Vout produite est une tension continue et relevée aux bornes du condensateur.
Ce qu'il y a de bien avec la cascade de Villard, c'est qu'il est possible de chaîner les étages.
Il n'est pas une absolu nécessité d'utiliser des condensateurs polarisés. Comme je tiens à produire une tension de -24V pour le VFD, j'ai préféré utiliser des condensateurs polarisés.
La seule condition imposée est que chaque condensateur et chaque diode doit être capables de supporter le double de la tension d'alimentation.
Je vous propose cette vidéo de "Ludic Science" qui donne des détails sur la réalisation d'une cascade de Villard.
Cas du transformateur 6V
Souvenez-vous, dans le précédent article, le transformateur 6V à vide produisait une tension de 10.44 Vrms à vide. La tension de pic est toujours de 14.74V (soit 10.44 x 1.41).
J'ai donc récupérer la tension alternative sur le premier étage 5V pour obtenir une tension de 25V DC.
L'utilisation d'un oscilloscope pour contrôler la tension aux bornes du condensateur révèle que celle-ci est parfaitement lissée (en l'absence d'un courant de charge).
Cependant, vu que les deux circuits partagent des diodes en commun, nous ne pouvons pas simplement imposer la masse du circuit 5V DC comme référence commune avec le +28V DC (de sorte à obtenir les -28V nécessaires).
Pour que cela puisse fonctionner, il faut que le circuit générant les 28V DC soit totalement isolé du premier. Il faut donc utiliser le 2ieme secondaire 6V sur premier transformateur. Il sera alors possible de créer du -28V DC avec la masse commune.
Si cela est fonctionnel, cela me prive aussi de mon 2ieme secondaire 6V destiné à la "chauffe" du filament.
Cela avance, au moins cette fois, il n'y a plus de dissipation de chaleur (compré au précédent article).
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Si vous avez l'occasion de vous pencher sur les derniers articles concernant les "Vaccum Fluorescent Display" (FVD) alors vous savez que trois tensions sont nécessaires:
5V pour la logique.
-24V pour les grilles.
5V isolée pour l'alimentation du filament.
Je me tourne donc vers la réalisation d'une alimentation à multiples tensions de sorties. Je recherche donc quelques transformateurs 220V AC...
Les transformateurs
Mon premier transformateur est un BV302D06023 de Zettler Magnetics.
BV302D06023 de Zettler Magnetics
Dont voici les caractéristiques principales:
Voltage - Primary: 230V
Voltage - Secondary (Full Load): 6V
Current - Output (Max): 383mA
Primary Winding(s): Single
Secondary Winding(s): Dual
Center Tap: No
Power - Max: 2.3VA
Mon second transformateur BV302S24012 toujours de Zettler Magnetics.
BV302S24012 de Zettler Magnetics
Dont voici les caractéristiques principales:
Voltage - Primary: 230V
Voltage - Secondary (Full Load):24V
Current - Output (Max): 50mA
Primary Winding(s): Single
Secondary Winding(s): Single
Center Tap: No
Power - Max: 1.2VA
Les premières mesures = surprise
C'est en commençant mon petit montage de test que je m’aperçois que la tension de sortie des transformateurs ne sont pas celles attendues.
Au lieu de 6V est de 10.44 V AC et de 13V DC après pont redresseur + condensateur (le double de la tension AC annoncée).
C'est encore pire pour la sortie 24V AC atteint 50V DC!!! Outch!
Que se passe t'il ?
Et bien c'est simple, la tension de sortie du transformateur varie en fonction du courant de charge. D'ailleurs, la tension secondaire est indiquée pour la plein charge (comme le mentionne l'indication "Full Load".
Etant donné qu'il n'y a pas de charge sur l'alimentation, il est normal d'avoir une tension de 10.44V AC supérieure aux 6V AC attendus. La tension de 13V DC s'explique parce que le condensateur lisse la tension à la tension de pic (Vpeak) de la sinusoïde.
10.44V AC est une tension Vrms. Pour obtenir la tension de pic, on applique la formule suivante:
Vpeak = Vrms * 1.41
Donc VPeak = 10.44 * 1.41 = 14.74 V auquel il faut soustraire 2 * 0.7V de chute de tension dans les diodes (0.7V par diode).
Donc, la tension de pic aux bornes du condensateur est donc de 14.74 V - 1.4 = 13.34V et sera la tension lissée par le condensateur.
Note:
Pour la régulation 5V avec un L7805, la tension d'entrée de 13V DC ne sera pas un problème!
La tension de 50V sera un problème car le régulateur MC79L24 accepte un maximum de -40V!
Réduire la tension de sortie du transfo 24V
Comme précisé, le transformateur 24V produit une tension redressée de 50V DC. C'est principalement parce que la tension de sortie à vide du transformateur est de 37V AC.
Une façon de réduire la tension de sortie est de mettre le transformateur en charge avant d'effectuer le redressement. Cela tombe bien, j'ai une résistance de 330 Ohms 5W sous la main.
Utiliser cette résistance fera circuler un courant dans le transformateur et abaissera la tension de sortie AC. Mais quel sera cette tension ?
Le transformateur dispose d'une puissance de 1.2 VA (Volt-Ampère).
Donc 1.2 VA = Usecondaire * Isecondaire
Or, comme la résistance sera branchée directement sur la sortie du transformateur on peut aussi écrire
Usecondaire = R * Isecondaire Usecondaire = 330 * Isecondaire
En substituant dans la Usecondaire dans la formule de la puissance nous obtenons:
1.2 = 330 * Isecondaire * Isecondaire
Donc Isecondaire = SQRT( 1.2 / 300 ) = 0.063 A ou 63 mA.
Maintenant que le courant est connu, il est aussi possible de déterminer la tension sur le circuit secondaire.
Après contrôle, la tension de sortie est mesurée à 21.8V... car la résistance ne vaut pas exactement 300 Ohms.
Tension redressée
La puissance de 1.2 VA se calcule sur des valeurs Vrms. Les 20.87 V AC déterminés par calcul seront donc en Vrms. Puisque la tension a été mesurée à 21.8V, la suite réutilisera cette dernière valeur.
La tension de pic sera Vpeak = Vrms * 1.41 = 21.87 * 1.41 = 30.73 Volts. Il faut y soustraire la chute de tension des diodes (2 * 0.7V), ce qui donne une tension Vpeak de 30.73-1.4 = 29.33 Volts aux bornes du condensateur.
La tension lissée sera de 29.33 V DC (mesuré à 29.7 VDC), pile dans les spécifications du régulateur -24V :-)
Puissance dissipée dans la résistance
Le courant circulant dans la résistance de 330 Ohms produit un échauffement. Puisqu'il s'agit d'une tension alternative, la puissance dissipée par une résistance se formule comme suit: P = R * I² = 330 * 0.063² = 1.3 W
La température de la résistance monte assez vite et se stabilise autour de 70°C~75°C à l'air libre (même pour une résistance de 5W).
Cela chauffe vraiment beaucoup... même si l'on reste dans les tolérances de puissance de la résistance.!!! Augmenter la surface d'échange ne serait pas du luxe.
Puissance consommée sur le transformateur 24V
La tension de -24 V produite sert principalement à la polarisation des grilles du VFD. Il n'y aura donc pas de courant significatif consommé sur ce circuit.
La résistance de charge de 330 Ohms reste donc un élément indispensable de ce circuit.
Cela représente quand même une puissance dissipée en chaleur de 1.3W ! Pas franchement idéal!
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Toujours dans la série des articles sur les tubes VFD (Vaccum Fluorescent Display), voici mon article de détente pour ce dimande.
Les VFD sont des tubes sous vide qui étaient utilisés pour afficher des informations sur nos appareils électroniques durant les années 1980 à 2000. Bien que largement remplacé par des afficheurs LEDs et autres technologies, les VFDs sont encore forts appréciés malgré leur anachronismes.
Il y a bien des années, je disposais d'un four à micro-ondes MT-267, un excellent appareil mais qui à rendu l'âme.
Four micro-ondes / multi-fonctions MT-267
Il utilisait un afficheur VFD (je ne le savait pas encore à l'époque)... et j'aimais beaucoup l'effet produit par ce type d'affichage. J'ai donc récupéré le panneau de commande.
Panneau de commande du MT-267
Panneau de commande du MT-267
Le panneau de commande ci-dessous peut être démonté pour accéder à l'électronique.
Panneau de commande du MT-267
La carte expose:
L'afficheur VFD complet
Un encodeur rotatif d'excellente qualité
Une EEPROM de 1K (sur la gauche de l'encodeur).
Ce qui serait le contrôleur VFD est collé sous l'afficheur.
Une belle série de bouton.
Afficheur VFD - mention FV731GN
Comme le montre l'image ci-dessus, l'afficheur propose:
des segments supplémentaires (pour afficher des lettres)
Nombre à 5 digits --OU-- 4 digits + 1 décimale
Affichage de l'heure
des tirets pouvant servir de barre de progression (au dessus et en dessous
Quelques symboles pouvant être fun à utiliser (comme "la tasse de café").
Après un peu de travail, il est possible d'accéder au contrôleur présent sous l'afficheur.
TOSHIBA TMP47C1670
Le contrôleur de cette carte n'est pas un simple Contrôleur VFD mais plutôt un microcontrôleur TMP47C1670 de Toshiba. Ce microcontrôleur est spécialisé pour les interface d'affichage VFD et saisie clavier. Etant donné que c'est un microcontrôleur, il dispose aussi d'entrées/sortie standard, de Timer, d'une horloge, d'un générateur PWM et même d'un convertisseur analogique/numérique.
Diagramme de bloc du TMP47C1670
Le TMP47C1670 est un peu trop complexe pour envisager sa reprogrammation. Par contre le diagramme nous apprend qu'il y a des broches réservées au contrôle des segments (les anodes) et des broches réservées au contrôles des digits (les grilles).
En utilisant ces informations, le brochage TMP47C1670 et la carte, il est possible de re-documenter le brochage de l'afficheur VFD.
Brochage du VFD - mention FV731GN
Il me faudra, bien entendu récupérer (ou acheter) un controleur VFD parmi ceux utilisables avec MicroPython (PT6302, M9202 / MSM9202, M66004) déjà abordés dans les quelques articles précédents.
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Poursuite du hacking
Après la prise en main de l'afficheur VFD, je veux maintenant prendre le contrôle du restant de la facade... cela concerne les LEDs, les encodeurs rotatifs et les boutons.
Sony compact disk player CDP-CX350
Interface Clavier
Le connecteur principal était déjà partiellement décodée pour l'afficheur VFD.
CDP-CX350 - détail de la carte principale
En poursuivant les investigations, j'ai découvert que les LEDs étaient contrôlées par un GPIO expander 16 bits (M66310). Pour leur part les boutons sont raccordés en grappe.
Voici donc le complément d'information concernant le connecteur principal (CON1) et le connecteur vers la carte fille (CON2).
On peut y voir que les broches DataIn, ShiftClk, Reset de l'afficheur VFD sont ici utilisées pour contrôler le GPIO Expander M66310 (plus le signal LatchClk).
Contrôler les LEDs
Pour prendre le contrôle des LEDs, il faut donc envoyer les 16 bits de données vers le M66310 puis activer le signal LatchClk pour mettre à jour les sorties sur le GPIO Expander.
Les données sont envoyés en utilisant les mêmes signaux DataIn, ShiftLck que l'afficheur VFD. Le contrôleur VFD a son ChipSelect désactivé durant la communication avec le M66310.
Comme déjà précisé, une fois les 16 bits de données envoyés vers le M66310, une impulsion est envoyé sur LatchClk pour envoyer les bits sur les sorties.
En suivant les traces, il est alors possible de relier LEDs et GPIOs du MF66310.
Une fois la bibliothèque m66310.py rédigée, le contrôle du GPIO expander est relativement simple.
from machine import Pin
from m66310 import M66310
import time
_reset = Pin(Pin.board.GP18, Pin.OUT, value=True ) # Reset désactivé
_cs = Pin( Pin.board.GP14, Pin.OUT, value=True ) # VFD désactivé
_sdata = Pin( Pin.board.GP13, Pin.OUT )
_sck = Pin( Pin.board.GP16, Pin.OUT, value=True )
# M66310 GPIO Expander, Latch on raising edge
_latch = Pin( Pin.board.GP20, Pin.OUT, value=True )
# Modifier tous les bits en un fois (sous forme de nombre)
leds = M66310( _sdata, _sck, _latch, _reset )
leds.data = data = 0b0000000000011100 # 16 bits.
leds.update()
time.sleep_ms( 500 )
leds.clear()
leds.update()
# Modification bit à bit
for bit_idx in range( 2, 16 ):
print( bit_idx )
leds[bit_idx]=True
leds.update()
time.sleep_ms(100)
leds[bit_idx]=False
leds.update()
leds.clear()
leds.update()
Détecter les boutons pressés
Dès le début de ce projet, je suis assez étonné de trouver deux entrées 5V et deux masses totalement distinctes sur le connecteur principal.
Il m'aura fallu attendre le décodage de la partie bouton pour me rendre compte que les boutons sont raccordés en grappe chacun avec une résistance d'une valeur différente.
En voici un exemple d'une série de boutons branché sur la broche "key1".
Raccordement des boutons en grappe
Il faut donc ajouter une résistance pour compléter un pont diviseur et ainsi obtenir une tension (qui dépend du bouton pressé).
Cela explique aussi la raison pour laquelle il existe deux masses et deux sources 5V. Un circuit est destiné à la lecture analogique et un autre circuit est destiné au circuits logiques et contrôleurs. Le circuit analogique ne peut pas être perturbé par des parasites, variation de tension ou courant qu'il est plus facile de rencontrer sur le circuit logique (surtout à cause du contrôleur VFD).
La quantité de boutons sur le panneau fait qu'ils sont regroupés sur différentes grappes indépendantes. C'est ainsi que la carte présente les sorties Key0, Key1, Key2, Key3, Key4. Les encodeurs étant également des boutons un peu spéciaux, ceux-cis sont également repris sur les grappes.
Je dois toujours réaliser un étage d'alimentation pour rendre un projet VFD autonome (j'avance sur ce point). Cela me facilitera aussi la vie lors du test d'autres VDF.
La réalisation d'une carte personnalité permettra d'interagir facilement avec les éléments de ce panneau.
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A la veille d'une sortie cruciale, c'est très agacé que j'écris cet article qui, une fois de plus, étale les conséquences d'un fondamental manque de réflexion chez Payconiq/Banksys!
En effet, une récente modification technique chez Payconiq créée la panique chez les clients du WebMarchand MC Hobby.
Depuis quelques jours, Payconiq : spécialiste du paiement sûr et facile, très apprécié des belges, a étendu sa fenêtre de réponse aux WebMarchands de 2 heures!
En gros, vous payez tout de suite... mais le WebMarchand n'aura confirmation du paiement que dans un intervalle de 2 heures (ce qui est confirmé, 2 heures, vraiment!).
Et puisque le WebShop ne reçoit pas de confirmation, le panier n'est pas transformé en commande. D'autant que le prélèvement sur le compte bancaire du client est immédiat! Pour une méthode de paiement instantané... "Ca la fout mal!".
Conséquence:
Nous avons des appels de clients débités sur leur compte bancaire qui ne comprennent pas pourquoi il n'ont pas la commande correspondante dans le web-shop après leur paiement!
Web-marchand prit au piège:
Comme la solution Payconiq est liée à Bancontact, il est impossible de désactiver l'un sans désactiver l'autre.
Si le WebMarchand veux garder le moyen de paiement Bancontact (c'est dans son intérêt), il présente de-facto les paiement PayConiq.
Le mot de la fin
Espérons que Payconiq/Banksys se rendra rapidement compte de leur erreur!
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