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Warnung:
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Under Construction: Die Informationen in diesem Artikel sind mit Sicherheit unvollständig und eventuell auch falsch.
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Flipdot
Wir haben ein Flip Dot Modul mit 20x16 schwarz/weissen Pixeln aus den Beständen des CCC München.
Die Displays stammen von der Parkplatzanzeige der Allianzarena auf der A9 bei München, in der 198 dieser Module zu einer großen Anzeigefläche verbunden waren.
Auf Google Streetview ist die Anzeige noch zu sehen.
Aufbau
Matrix
Flip Dot Matrix Schaltung
Rückseite mit Doppeldioden
Die Flip Dot Matrix besteht aus jeweils einer Spule pro Pixel, die über einen gemeinsamen Eingang pro Zeile und zwei Eingänge pro Spalte geschaltet werden. Je nach Polung dreht sich das mit einem Dauermagneten versehene Plättchen zur einen oder anderen Seite. Wenn Xn auf High und Cn gleichzeitig auf Low geschaltet werden, gibt es einen Kurzschluss in der Spalte. Das Display nimmt nur zum Umschalten der Pixel Strom auf, nicht aber im Ruhezustand.
Pinbelegung Pfostenleiste auf der Rückseite der Flip Dot Matrix
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32 |
31 |
30 |
29 |
28 |
27 |
26 |
25 |
24 |
23 |
22 |
21 |
20 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1
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| ST1
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N1 |
N1 |
? |
? |
Y14 |
Y12 |
Y10 |
Y8 |
Y6 |
Y4 |
Y2 |
Y0 |
C19 |
C18 |
C17 |
C16 |
C15 |
C14 |
C13 |
C12 |
C11 |
C10 |
C9 |
C8 |
C7 |
C6 |
C5 |
C4 |
C3 |
C2 |
C1 |
C0
|
| ST2
|
N1 |
? |
? |
? |
Y15 |
Y13 |
Y11 |
Y9 |
Y7 |
Y5 |
Y3 |
Y1 |
X19 |
X18 |
X17 |
X16 |
X15 |
X14 |
X13 |
X12 |
X11 |
X10 |
X9 |
X8 |
X7 |
X6 |
X5 |
X4 |
X3 |
X2 |
X1 |
X0
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N1: Verbunden
Schaltzustände der Flip Dot Matrix
| Xn |
Cn |
Yn |
|
| H |
Z/H |
L |
Flip
|
| Z/L |
L |
H |
Flop
|
| H |
L |
* |
Kurzschluss
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Die linke obere Ecke eines Moduls ist auf der Rückseite mit "X0 / Y0" markiert.
An unserem Display ist Pixel X15/Y15 defekt. Wir haben den Fehler noch nicht näher analysiert. Eventuell lässt es sich wiederbeleben. An Pixel X19/Y5 ist ein Teil des Plastiklagers abgebrochen und das Plättchen fehlt.
Treiberplatine
Flip Dot Treiberplatine mit identifizierten ICs
Flip Dot Treiberplatine Rückseite
In unserem Display wird die 20x16 Matrix über zwei Schieberegister (74HC4094) und eine Reihe von Transistoren auf der Treiberplatine gesteuert. Die genaue Verschaltung zwischen Register-Bits und X/Y/C-Anschlüssen ist noch unbekannt. Dazu müssen wir mal die Platine abschrauben (kleiner Torx) und genauer ansehen.
Das eine Schieberegister (ROW) ist je Modul 16 Bit lang und selektiert die Zeilen, in denen geschaltet werden soll. Das zweite Register (COL) enthält 24 Bit pro Modul und gibt den X-Zustand in den ausgewählten Zeilen vor. Die Strobe-Eingänge beider Register sind verbunden. Ob beide Output Enable (OE) Eingänge zu den Schieberegistern gehen, ist noch etwas unklar. Die OE-Signale werden nicht gleichzeitig aktiviert.
Bei einem Zusammenschluss mehrerer Module werden die Spaltenregister horizontal hintereinander geschaltet und die Zeilenregister vertikal.
Aufgrund der Zahl von 20 Pixeln pro Modulzeile endet bei einer ungeraden Anzahl an horizontalen Modulen eine Zeile nicht auf vollen Bytes. Das Spaltenregister enthält pro Modul 4 ungenutzte Bits, die beim Durchschieben berücksichtigt werden müssen.
Bauteile auf der Platine u.a:
- L7805CV (5V Spannungsregler) (7.5V - 35V MAX, 1.5A)
- versorgt die ICs
- eingangsseitig abgesichert mit 160mA Micro Fuse (sieht ähnlich aus)
- 2x 74HC08D (Quad 2-input AND gate) (= 8x 2-input AND)
- jeweils AND von Eingangssignal und VCC
- Signalregeneration zum Ausgleich der 1kΩ Widerstände am Eingang
- 10x 74HC4094 (8-stage shift register) (= 80 Bit)
- 2x ROW und 3x COL pro Registersatz
- 2. Registersatz wird vermutlich mit invertierten Daten parallel befüllt
- OE0 und OE1 schalten die Output Enable jeweils eines Registersatzes
- 6x ULN2003A (7x Darlington Array) (= 42x Darlington)
- zwischen Schieberegistern und MOSFETs
- 74HC74 (Dual D-Type Flip-Flop) (= 2x Flip-Flop)
- 74HC02 (Quad 2-input NOR gate) (= 4x 2-input NOR)
- 74HC14 (Hex Schmitt-Trigger Inverter) (= 6x Inverter)
- 40x MMFT2955E (P-Channel MOSFET) mit jeweils 1.5kΩ Vorwiderstand
- 32x MTD3055EL (N-Channel MOSFET)
- 10Ω (zwischen + und P-MOSFETs)
- Schmelzsicherung 2.5A
Anschluss
Stromversorgung
Das Display wird mit 24V DC betrieben. Zum Testen schliessen wir es an ein Labornetzteil mit 3A Strombegrenzung an. Für die feste Installation ist noch ein passendes Netzteil zu besorgen (z.B. dies, das oder jenes)
Daten
Pinbelegung am Flachbandstecker
| 1 |
? |
11 |
?
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| 2 |
COL Data |
12 |
GND
|
| 3 |
Strobe |
13 |
GND
|
| 4 |
OE0 (COL OE? |
14 |
GND
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| 5 |
OE1 (ROW OE?) |
15 |
GND
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| 6 |
ROW Clock |
16 |
GND
|
| 7 |
COL Clock |
17 |
GND
|
| 8 |
ROW Data |
18 |
GND
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| 9 |
ROW DO |
19 |
GND
|
| 10 |
? |
20 |
GND
|
Horizontale Kaskadierung
- Flachbandstecker des rechten Moduls auf die Buchse des linken Moduls stecken
Vertikale Kaskadierung
- ROW Data des unteren Moduls mit ROW DO des oberen Moduls verbinden
- Alle anderen Signale des unteren Moduls mit dem oberen Modul parallel schalten
Ansteuerung
- Zeilen im ROW Register auswählen
- COL Register mit Daten füllen
- OE0 flippt die 0-Bits in COL zur einen Seite
- OE1 flippt die 1-Bits zur anderen Seite
Software
Unklar / TODO
- Die AND-Gatter regenerieren die Eingangssignale
- Es gibt zwei Sätze an Schieberegistern, es wird aber nur die einfache Anzahl eingeschoben. Vermutlich sind die NOR und Inverter involviert
- Die OE-Signale schalten jeweils einen Registersatz
- Manche Registerbits gehen direkt auf die Matrix, andere über Darlingtons und MOSFETs
- Was macht das Flip-Flop da am Eingang?
- Was ist "0"? Schwarz oder weiss?
- Was passiert wenn beide OE gleichzeitig geschaltet werden? Vermutlich Kurzschluss.
