Ansteuerung von Vacuum Floureszenz Displays mit dem PC
(Dos, Windows und Winamp)

Auf dieser Page geht es darum Vakuum Floureszenz Displays mittels einer seriellen Schnittstelle am PC anzusteuern!

Für besseren Überblick wurde diese Seite komplett überarbeitet.
Hier erst mal eine kleine Übersicht:

1. Einführung
2. Ansteuerung über Dos und Windows
3. Ansteuerung mit dem Winamp Plugin
4. Verschiedene Anschlussdiagramme
5. Infrarot Zusatz (Winamp)
6. Weitere kompatible Displays
7. Fotos von Benutzerdisplays
8. Downloads
9. Schlusswort



1. Einführung:

VF Displays liegen auf vielen Elektronikflohmärkten rum. Verbaut werden sie vor allem in Kassensystemen und Automaten.
Die Vorteile dieser Technik sind eine lange Lebensdauer und Temperaturfestigkeit. Vakuum Floureszenz Displays sind selbstleuchtend und mit Farbfiltern auf viele tolle Farben zu bringen.


Grundsätzlich besteht das VFD aus einer luftleeren Röhre. Heizdrähte senden Elektronen über ein Gitter zu den Segmenten. Die Segmente selber sind mit einer Leuchtschicht beschichtet, die durch das auftreffen der Elektronen zum Leuchten angeregt wird.


Die in Kassen und Automaten verwendeten Displays besitzen oft eine kleine Controllerplatine. Dieser Controller kann Zeichen, die er über die serielle Schnittstelle empfängt auf dem Display darstellen. Der Eingang ist jeweils Invertiert das heißt das ein 5V Pegel als Logisch 0 interpretiert wird und andersrum 0V als Logisch 1.

Nachdem ich auf verschiedenen Elektronikflohmärkten jedes Jahr einige Displays gekauft hatte entstand zuerst ein Dos Programm danach sogar Windows Software und ein Winamp Plugin. Diese sollen auf den folgenden Punkten dieser Seite mal genauer erläutert werden.


2. Ansteuerung über Dos und Windows

Als Programm funktioniert eigendlich jedes einfache Terminalprogramm. Ich habe unter Q-Basic (für DOS) und Delphi (Windows) ein Programm geschrieben, womit man gleich alle Steuerfunktionen steuern kann. Text sowie Sonderzeichen können natürlich auch ausgegeben werden.
Neu: Jetzt gibt es auch ein Programm für die Windows Eingabeaufforderung um zB. per Batch Datei etwas auszugeben!

Dos Programm

Windows Programm

Programm für die Eingabeaufforderung


Diese können weiter unten auf der Page heruntergeladen werden.


3. Ansteuerung mit dem Winamp Plugin

Durch eine e-Mail kam ich auf die Idee, ein Winamp Plugin für das FC20x1SA Display zu programmieren.

Zur Zeit unterstützt das Programm alle seriellen VFDs mit FIPC8367 (oder kompatiblem) Controller mit 10-80 Zeichen sowie das Siemens BA63 Display.

Screenshots:

Hauptfenster


Konfiguration


Features:

Zusätzlich in Version 2.4.2
- BA63 kann mit Deutschem Zeichensatz Umlaute anzeigen
- Überarbeitete Displayinitialisierung
- Splashscreen abschaltbar
- Kleinere Bugfixes und Verbesserungen
- Funktion unter Windows Vista mit FT232 USB zu RS232 Konverter geprüft [OK]

Zusätzlich in Version 2.4 SE
- Screens per Hand wechselbar
- Neues Design und schönere Bilder / Schriften
- Kleinere Bugfixes und Verbesserungen

Zusätzlich in Version 2.4
- Bis zu 4 wechselnde Screens
- Kompatibilität zum Siemens BA63 hinzugefügt
- Ersetzen von Umlauten
- Schnittstelle bis COM9 möglich
- Neue Variablen

Zusätzlich in Version 2.3
- Überarbeiteter Quelltext
- Text frei definierbar (Variablen)
- Bis zu 8 Zeilen

Zusätzlich in Version 2.2
- In der letzten Zeile Status (Play/Stop/Pause) und Zeit einblendbar
- Zeilen und Zeichenanzahl besser einstellbar
- Übersichtlichere Konfiguration

Zusätzlich in Version 2.1
- Hauptfenster minimierbar
- VFD lässt sich ein und aus schalten

Features der Version 2.0:
- Einstellbare Displaygröße (10 bis 80 Zeichen)
- Einstellbare COM Schnittstelle (COM 1 - 4)
- Scrollfunktion wenn Text nicht Passt
- Scrollgeschwindigkeit einstellbar
- Trennzeichen einstellbar (Beim Scrollen zwischen Textende und Textanfang)
- Hauptfenster ein/ausblendbar

Um Das Plugin zu installieren genügt es, die Dateien in das Verzeichnis Winamp\Plugins zu kopieren!
Den Download findet ihr etwas weiter unten.



4. Verschiedene Anschlussdiagramme

Der nun folgende Teil der Anleitung sollte aufmerksam gelesen werden.
Jede Schaltung hat ihre Vor- und Nachteile. Die eine ist komplizierter, die andere leichter aufzubauen.

Fangen wir einfach mal mit der ursprünglichen Schaltung an, die ich als erstes für das FC20x1SA entworfen habe.

Diese Schaltung hat vor allem den Vorteil das sie einfach ist und von jedem Anfänger problemlos aufgebaut werden kann.
Im Ruhezustand wird der Datenpin des Displays über den 10K Widerstand auf +5V gezogen. Sobald ein Signal auf dem Port anliegt wird Über einen Optokoppler der Eingang auf Masse gelegt.
Die 5V Versorgungsspannung erzeugt ein Festspannungsregler, der durch seine je nach Eingangsspannung mehr oder weniger großen Verluste auf dem Kühlkörper verbrät. Der Kühlkörper sollte also möglichst groß ausgeführt sein.


Die Steigerung dieser Schaltung bildet eine kleine Erweiterung um das Display über ein Relais abzuschalten falls es nicht benötigt wird. Das spart Strom und schont das Display!

Ich denke mal das die Erweiterung soweit selbsterklärend ist, anmerken möchte ich noch das beim Hochfahren des PCs der DTR Pin über den das einschalten realisiert ist mehrfach schnell an und aus geht, was für das Display nicht unbedingt schonend ist. Deshalb ist am Relais ein Kondensator, der nach kurzem einschalten das Display noch zwei Sekunden eingeschaltet hält.


Die nächste Schaltung wurde für das KD2.1 Display entworfen, funktioniert aber auch ohne Probleme mit allen anderen VFDs.

Hier wurde der Optokoppler durch ein Pegelwandler IC (MAX232) ersetzt. Das ist ziemlich einfach aufzubauen und man braucht sich nicht mit den Optokopplern rumschlagen.


Die Schaltung entstand im Oktober 2006 bei einer neuen VFD Bastelaktion.
Sie ist zwar die komplizierteste aber auch beste und effizienteste Schaltung. Meiner Meinung nach empfehlenswert!

Störend war bei den vorhergehenden Schaltungen die Hitzeentwicklung und Größe des Kühlkörpers am Festspannungsregler. Deshalb wurde dieser durch einen Step Down Schaltregler ersetzt. Der Schaltregler hat einen Wirkungsgrad von ca 80% und erzeugt somit bei einem mini Kühlkörper kaum Abwärme. (Wird nach stundenlangen Betrieb lauwarm!)
Was mich außerdem schon immer gestört hat war das klicken des Relais. Deshalb wurde hier ein Logic Level Mosfet (Topfet) verbaut. Der Typ BUK100-50GL kann mehrere Ampere schalten und benötigt in unserem Fall nicht mal eine Kühlung. Der Transistor davor Invertiert das Signal, da aus dem MAX232 im Ruhezustand 5 Volt kommen.

Die Schaltung ist so klein das sie sich ohne Spannungsregler direkt ins Displaygehäuse des KD2.1 integrieren lässt!

Im Bild 2 ist die Platine zur Isolation mit Schrumpfschlauch verschrumpft. Step Down Spannungsregler ist extern im Netzteil.


Bild 1: Induktivität auf Eisenpulver Ringkern. Bild 2: Der externe Step Down Schaltregler.


Eine Ausnahme bildet das Siemens BA63 bzw FM20x2KB-100a. Es hat unten eine 6 polige MINI-Din Buchse und einen integrierten Pegelwandler, was die Beschaltung extrem vereinfacht.

Die Schaltung auf der rechten Seite kann das Display bei nichtgebrauch abschalten.


Belegung der Buchse.
Denkt bitte beim BA63 an die korrekte Einstellung der Steckbrücken für 9600baud 8N1: JP1 offen, JP2 offen, JP3 geschlossen, JP4 offen, JP5 offen.


5. Infrarot Zusatz (Winamp)

Durch diese kleine Erweiterung kann man die Titel mit Hilfe einer alten Infrarot Fernbedienung wechseln.
Den Empfänger bekommt man bei Reichelt Elektronik für weniger als einen Euro.

Hier die Schaltung:


Auf diesem Bild hängen Sensor und Display an einem Com Port. Meine Software unterstützt bislang leider noch keinen Sensor, und zwei Programme können nicht gleichzeitig auf eine Schnittstelle zugreifen. Deshalb wird noch ein kleiner Adapter benötigt:



Dann kann das VFD Plugin über Com1 an das Display senden, und das IR Plugin über Com2 den Sensor auslesen, und man spart sich 2 Kabel!


Einstellen der Software:

WinLIRC installieren, starten.
Auf Configure, Com2 einstellen, unten bei Config eine neue Konfigurations Datei eingeben.



Dann muss der Software noch die Fernbedienung einprogrammiert werden. Dazu einfach auf Lern klicken. Die Software verlangt, dass eine Taste 10 mal gedrückt wird um die Fernbedienung zu erkennen. Danach lässt sich jede Taste einzeln Programmieren. Tasten Namen eingeben, Enter drücken. Taste auf der Fernbedienung gedrückt halten, bis eine Meldung erscheint. Wenn alles OK ist speichern. Dann kann die nächste Taste programmiert werden. Wenn alle Tasten Programmiert sind, einfach keinen Tasten Namen eingeben und Enter drücken, Speichern bestätigen - fertig ;-)
Dann die gen_ir.dll aus der Plugin Zip Datei in den Winamp Ordner kopieren (Wie oben bei dem VFD Plugin.)

In den Winamp Plugin Optionen das IR Plugin wählen und auf Configure klicken.



Mit Add kann man eine Taste hinzufügen, wobei ins obere Feld der vorher eingegebene Tasten Name kommt. Unten kann man die Funktion der Taste wählen.

Das das ganze funktioniert, beweist dieses kleine Video! (MPEG4 ca 250kb)


6. Weitere kompatible Displays




Typ: CU20026SCPB-T
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: M37450 / SED2032 / SED2000
Testergebnis: Optokoppler Interface passt, Display lässt sich aber nicht löschen / Helligkeit einstellen. Winamp Plugin funktioniert problemlos. Es werden sogar Sonderzeichen angezeigt!






Typ: KD Rev 2.1
Displayaufbau: Chip on glass
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: Atmel AT90S4414 Mikrocontroller
Testergebnis: Optokoppler Interface passt wenn man einen 10K Widerstand von Data nach +5V schaltet. Ansonsten funktioniert auch der RS232 Konverter "MAX232". Steuer-Software funktioniert. Winamp Plugin funktioniert auch.





Typ: FM20X2KB
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: FIPC8367
Testergebnis: 100% Kompatibel, hat ja auch den gleichen Controller!





Typ: FC20X2JA
Displayaufbau: Chip on glass
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: FIPC8367
Testergebnis: 100% Kompatibel, da FIPC Controller.





Typ: M204SD01AA
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: 5P00A016
Testergebnis: Schönes großes Display, muss umgelötet werden (J1 und J3 verbinden.) Plugin Config: 4800Baud, 'Wagenrücklauf senden' ein.





Typ: 20M101DA1
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: TTL 5V
Controller: OKI M65P512A
Testergebnis: Kleines Display, muss umgelötet werden (B0 und P1 verbinden.) Funktioniert problemlos.
Vielen Dank übrigens an G. Kasten der mir das Display freundlicherweise geschenkt hat!




Typ: FM20x2KB-100a (Verbaut in Siemens BA63)
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: 12V VSS, +/-9V Daten RS232
Controller: OKI M80C31 Microcontroller
Testergebnis: Wird vom Winamp Plugin ab v2.4 unterstützt. Umlöten: JP3 muss verbunden werden.



Typ: Ältere Revision des BA63
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: 12V VSS, +/-9V Daten RS232
Controller: ??
Testergebniss: Die Pads für den Jumper stechen hier nicht ganz so gut heraus, sind allerdings an gewohnter Position (Pfeil). Sonst siehe oben.




Typ: NEC FIP20X2KA (Verbaut in Siemens BA63, noch ältere Revision)
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: 12V VSS, +/-9V Daten RS232
Controller: N80C31BH-2 µC, (OKI C1163 & OKI C1162 Treiber)
Testergebnis: Jumper befindet sich unten links zwischen Eprom und Anschlussbuchse. Sonst siehe oben.
(Dank an Tim K.!)





Typ: CU20045-T325A (Verbaut in Siemens BA66)
Displayaufbau: Chip on glass
Spannungsversorgung: 12V VSS, +/-9V Daten RS232
Controller: Toshiba TMP86FH47UG Microcontroller
Testergebnis: Treiber stabil. Wird im nächsten Release eingefügt.
(Dank an Wolfgang T. fürs Testen und die Fotos!)





Typ: M202LD08A (Verbaut in NCR 5972)
Displayaufbau: Multiplex
Spannungsversorgung: 12V VSS, +/-9V Daten RS232
Controller: Futaba 5P20A018-02
Testergebnis: Treiber stabil. Wird im nächsten Release eingefügt.


7. Fotos von Benutzerdisplays

FC20x1SA mit Winamp Plugin (Mein Display während dem Programmieren unter Delphi) und mein KD Rev 2.1



FC20x2JA-AB mit Winamp Plugin (Gebaut von Kai G. aus Berlin, der mich auf die Idee mit dem Plugin gebracht hat.)



FC20x1SA mit Winamp Plugin (Gebaut von Lutz H. aus Uelzen)



FM20X2KB mit Winamp Plugin (Auch von Lutz H. aus Uelzen)



FC40X2EA mit Winamp Plugin (Gebaut von Matthias W.)
Das Display stammt aus einer Feuermeldeanlage und hat eine rote Farbfilterscheibe davor!



Siemens BA63 mit Winamp Plugin (Gebaut von Jens K. aus Uelzen)
Mit Schaltnetzteil, Stromspar-Modus und Golf III Ein/Ausschalter!




Siemens BA63 mit Winamp Plugin (Gebaut von Walter H.)



Siemens BA66 mit Winamp Plugin (Gebaut von Wolfgang T.)



Diesen netten Gruß schickte mir Jörg aus Berlin! Das Display ist ein Siemens BA63.



Siemens BA63 mit Winamp Plugin (Gebaut von Tim K. aus Itzehoe)



ICD-2002 mit Winamp Plugin (Gebaut von Thomas S. aus Leipzig)



Dein Display hier? Kein Thema! Schick mir einfach ein paar Fotos, ich freue mich auf jeden Fall!
Die eMail Adresse steht weiter unten auf der Page.


8. Downloads

Datenblätter:
FC20X1SA-AB/AA: PDF Datenblatt Anderes PDF Datenblatt
FC20X2JA-AB: PDF Datenblatt
CU20026SCPB-T: Datenblatt von Noritake
KD rev 2.1: Pinbelegung   Genaue Anschlussanleitung
OKI 20M101DA1: Datenblatt
Siemens BA63: Original Siemens Datenblatt (Display FM20x2KB-100a)
Siemens BA63: Datenblatt
Siemens BA63: Zeichensatz Beschreibung
Siemens BA66: Original Siemens Datenblatt
NCR 5972: Original NCR Datenblatt (Display M202LD08A)
NCR 5972: Pinout und Beschreibung (Englisch)
ICD 2002: Handbuch und Beschreibung (Deutsch)

Programme Dos / Windows:
Programmsammlung (Stand: 13.09.2007)

Winamp Software:
>> Winamp VFD Plugin 2.4.2 Downloaden <<
Winamp VFD Plugin 2.4 SE Downloaden (alt)
Winamp VFD Plugin 2.4 Downloaden (alt)
Winamp VFD Plugin 2.3 Downloaden (alt)
Winamp VFD Plugin 2.2 Downloaden (alt)
Winamp VFD Plugin 2.1 Downloaden (alt)
Winamp VFD Plugin 2.0 Downloaden (alt)
VFD Plugin Demo Video (Animierte GIF, 150KB)

Benötigte Software Infrarot Zusatz Winamp:
WinLIRC
WinLirc Plugin


9. Schlusswort

Für alle Fragen und Anregungen stehe ich unter zur Verfügung.

Die hier veröffentlichte Software und Schaltungssammlung ist und bleibt Freeware. Natürlich habe ich viel Arbeit dafür inverstiert.
Deshalb möchte ich allen Benutzern hier die Möglichkeit geben mir als Dankeschön eine kleine Spende per Paypal zukommen zu lassen.
Außerdem nehme ich immer gerne Displays an, die ich noch nicht besitze. Natürlich freue ich mich auch über jede Mail und jedes Foto eures VFD's!

Selbstverständlich wird jede Spende hier aufgezählt:

- G. Kasten: Diverse Displays, Anzeigen und Elektronische Bauteile!

Vielen Dank!


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Letztes Update: 29.07.2010