Display VFD manejado por un microcontrolador

Muchos de nosotros habrá tenido la oportunidad de estar en contacto con un VFD. Pero... ¿Qué es un VFD? Pues nos referimos a un display, más especificamente a un display fluorescente al vacío o Vacuum Fluorescent Display de acuerdo a las siglas en inglés. Un VFD se ve como el de la figura siguiente:

Los displays de este tipo presentan ciertas y marcadas ventajas con respecto a los clásicos LCDs:

-Alta luminosidad y brillo: que permite utilizarlos en todo tipo de aplicaciones donde la cantidad de luz es crítica.
-Posibildad de controlar la luminosidad: característica conocida como dimmer.
-Buena estética y llamativo: obviamente un display VFD es más llamativo y da un toque más de elegancia a nuestros proyectos.

Existen algunas desventajas que dependen de según como  y quien las mire:

-Son más dificiles de manejar: generalmente se precisa de un driver que integra un sistema de comunicacion serial.
-Se alimentan de diferentes tensiones: a veces dificiles de conseguir desde una fuente común.
-Sufren un cierto desgaste con el tiempo: viendose algunos segmentos más iluminados que otros.

Sin embargo, ustedes podrán sacar sobre este sus propias conclusiones.

Ahora bien, si uds. poseen alguna videograbadora o reproductor de DVDs en desuso, seguramente tendrán disponible algún VFD para utilizar. En mi caso, luego de desguasar una videograbadora Philips VR370/7 pude identificar el siguiente VFD:

¿Cómo funciona basicamente el VFD?

Existen muchos links interesantes para aquellos que deseen investigar más a fondo acerca del funcionamiento de este dispositivo como la Guía Noritake para manejo de VFDs, aquí intentaré basicamente explicar la manera en la que los segmentos se pueden manejar:

A diferencia de los displays de 7 segmentos, en los cuales teniamos un pin para manejar cada segmento individualmente, aquí tenemos un display constituido por varios grupos de segmentos, indicadores de funciones como PLAY, PAUSE, REC y modos como SP, DVD, CD, etc. donde cada palabra se puede considerar como un segmento, ahora bien....

Entonces ¿como manejamos tantos segmentos?...

Pues si tuvieramos un pin por cada segmento deberíamos tener más de 80 pines! en este display por ejemplo. Ahí es cuando se recurre entonces a la utilización de matrices. Una matriz (desde el punto de vista electrónico) es un arreglo de leds o indicadores que comparten cierto grupo de pines en los que se puede encender uno de ellos especifico a través de un "1" lógico en un valor apropiado de "x" e "y"... pero ¿que representa x e y? en este caso representan grupos de segmentos y segmentos respectivamente.

Ahora bien para ser más concisos y claros, pongamos nombres. Llamaremos grillas a un grupo o conjunto de segmentos especifico y llamaremos segmentos a cada uno de los posibles indicadores que podemos encender dentro de ese grupo. La figura a continuación intenta explicar el concepto:

Por ejemplo, la penúltima grilla del display de arriba está constituida por 8 segmentos, por lo que para encender alguno de ellos se deberá poner en "1" lógico al pin de grilla correspondiente a ese grupo y además poner en "1" lógico al o a los segmentos que quieran encenderse. En aquel caso para encender todos los segmentos deberíamos poner en "1" lógico a todos los pines de segmentos y un "1" lógico solo en esa grilla.

Se reduce así el número de pines que salen del display, pues solo necesitamos 22 pines en lugar de 121!!!!

Todo este trabajo de controlar los pines lo realiza generalmente un FIP driver o Controlador de Panel Fluorescente que viene también integrado en la placa. A él se conectan todos los pines de segmentos y grillas y se alimenta a través de +5V y -12 a -35V. Estas tensiones son necesarias para poner en funcionamiento el VFD. Encontré en mi videograbadora un driver u16312 de la marca NEC que es la principal compañia fabricante de VFDs y drivers FIP.

Tengo el display y el driver, ¿cómo puedo manejarlo para mostrar datos?...
De acuerdo al datasheet de dicho driver, la comunicación se realiza vía serial (ver datasheet para más detalles) utilizando 4 pines a saber: un pin de clock, un pin STROBE, un pin de DATAIN o ingreso de datos al VFD, y un pin de DATAOUT o salida de datos desde el VFD a un microcontrolador. Propongo conectar estos 4 pines a un microcontrolador como el PIC16f84 o el 877 y con la rutina adecuada podemos mostrar información en la pantalla de nuestro VFD.

El próximo desafío es obtener desde una fuente AT (de acuerdo a mi proyecto) las tensiones necesarias para manejar el dispositivo. La programación del PIC para manejar al display requiere de un protocolo especial que deberemos diseñar de acuerdo a los datos del fabricante. En la próxima entrada acerca de VFDs publicaré más sobre esto.

Acepto sugerencias. Saludos a todos!