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Les afficheurs VFD sur les platines MD

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Je viens de tomber sur cette vidéo :



La personne se lamente comme quoi l'afficheur VFD est faiblard (faded). C'est ce qui arrive lorsque la platine à quelques centaines d'heures de vol au compteur. Du coup un petit article explicatif.

Un VFD, késako ?





Les afficheurs fluorescents dits VFD pour Vacuum Fluorescent Display sont des afficheurs sous vide, comme les tubes à vide. On en trouve dans beaucoup d'appareils électroniques. Leur fonctionnement est multiplexé. Il y a des grilles et des segments.






L'afficheur éclaire moins avec le temps



Bon ce n'est plus un secret pour personne, c'est un constat, les VFD ne sont pas éternels et c'est pareil pour toutes les marques même si certains s'en sortent mieux que d'autres. Wikipedia rappelle :

Citation:
Fading is sometimes a problem with VFD displays. Light output drops over time due to falling emission and reduction of phosphor efficiency. How quickly and how far this falls depends on the construction and operation of the VFD.


Mais avant de déclarer un VFD usé, il faut considérer une chose, souvent de la condensation amène de la suie sur la fenêtre de l'afficheur. Il se peut tout simplement que la partie transparente soit sale. La première chose à faire est donc de démonter la façade et de la nettoyer, souvent cela améliore les choses.



Mais il ne faut pas se faire d'illusion non plus.

Mais pourquoi donc ?



Deux composants s'usent à l'intérieur du VFD. D'une part le phosphore qui recouvre les électrodes (anodes) qui à force de briller s'estompe. Les segments les plus souvent allumés, à terme, brillent plus faiblement que ceux qui ne le sont jamais. Et pour cela il n'y a rien à faire, c'est mort. Exemple avec ce PCM7040 croisé sur le forum eevblog :



Certains segments sont plus faibles que d'autres car restés allumés en permanence longtemps. D'autre part il y a également les filaments qui eux rendent l'afficheur plus pâle globalement. Ceci en raison de l'évaporation de la couche d’oxyde de métal appliquée sur les filaments en tungstène. On aperçoit leur usure sous forme de bandes horizontales. Plus la tension des filaments est grande et plus l'usure sera rapide. Ce petit article traite uniquement des filaments.

Régénérer les filaments comme pour un tube cathodique ?





J'en ai déjà parlé dans quelques articles, appliquer une tension plus élevée permet de les faire rougir. C'est une technique assez rependue. Mais hélas cela ne fonctionne qu'un temps, au bout de quelques heures la luminosité re-baisse. Dommage. La seule solution étant d'augmenter la tension des filaments dans l'appareil en fonctionnement.

Des pièces détachées ?



Il est facile de trouver des afficheurs génériques comme celui-ci :



Mais dans les appareils grand public ils sont souvent faits sur mesure et personnalisés pour des marques et des modèles précis. Il faut donc trouver un appareil en panne pour le prélever, en espérant que le VFD donneur ne soit pas fatigué lui aussi. De temps en temps on en voit passer sur eBay.



Peut-être une re-fabrication un jour par les chinois ?

La conception des circuits



Venons-en maintenant au cœur du sujet. Les fabricants cherchent souvent un bon compromis entre la durée de vie de leur produit et le cout de fabrication. Il y a plusieurs moyens de driver (piloter) un afficheur VFD. Le plus courant dans les platines MD Sony est d'alimenter les filaments (cathodes) en courant alternatif (AC) directement depuis un bobinage secondaire du transformateur. Dans les manuels de service on trouve alors souvent le couples F1/F2 ou VF/VG ou tout simplement F ou AC.



Une tension de l'ordre de -32V est générée souvent par un M5293L à coté pour les cut-off grille et segments ainsi que le bias sur les filaments. Si vous avez des problèmes d'afficheur VFD il faut regarder de ce coté. Les condensateurs électrolytiques dans ce coin là sont souvent fautifs.



So what ?



Le problème avec ce montage c'est que les filaments sont toujours sous tension même si la platine est en Standby. Ce sont uniquement les tensions des grilles et des anodes qui sont coupées par le microprocesseur. Par conséquent ils s'usent (un peu) même si vous ne vous servez pas de la platine, du moment qu'elle est branchée au secteur.

La solution low-cost



Beaucoup de platines CD Sony n'ont pas de mode StandBy, l'interrupteur en façade coupe généralement l'arrivée secteur. Mais pour certaines ce n'était pas le cas, l'interrupteur en façade était double et permettait de couper la tension aux filaments du VFD quand c'était en Standby. Voici un exemple avec la CDP-M77. L'interrupteur POWER S640 est bien sur le trajet du signal F.



Dans le monde Minidisc Sony, comme on peut allumer la platine à distance avec la télécommande cela posait problème, la chose est simple : la tension des filaments est toujours présente en standby ou non. Problème réglé. 😁 Par conséquent il est normal de voir souvent ces platines avec un VFD faiblard même si elles n'ont pas été utilisées tant que ça.

Toutes les platines Minidisc ne sont pas égales



Mais voilà toutes les platines MD Sony ne fonctionnent pas comme cela. Il suffit d'éplucher les SM pour savoir quelle platine possède quoi. Voici la liste NON EXHAUSTIVE des platines dont la tension des filaments est coupée en mode Standby :

  • MDS-JE440
  • MDS-JE470
  • MDS-JE480
  • MDS-JE530
  • MDS-JE640
  • MDS-JB730
  • MDS-JE770
  • MDS-JE780
  • MDS-JB930
  • MDS-JB940
  • MDS-JB980
  • MDS-JA333ES
  • MDS-JA555ES


Ce n'est pas une science exacte mais si vous recherchez une platine MD, vous avez plus de chance de tomber sur des afficheurs en meilleur état parmi cette liste de modèles. Pour info, les modèles ES aux filaments toujours sous tension : MDS-JA3ES, MDS-JA20ES, MDS-JA30ES et MDS-JA50ES. Manuel de service introuvable pour les modèles JA22ES et JA33ES.

Conclusion





Débranchez donc votre platine lorsque vous ne vous en servez pas si vous voulez préserver le VFD à long terme.

Un espoir pour les modèles non-listés ? Des modifications sont possibles ?



Il y a moyen dans n'importe quel appareil de faire une modification avec quelques composants pour couper l'alimentation des filaments lorsque l'on ne s'en sert pas. Il suffit juste d'ouvrir le bobinage au secondaire (couper le circuit). Par exemple avec un relais mécanique activé depuis une tension de 5V commutée. On peut utiliser par exemple un petit module chinois pas cher. Il y a tout ce qu'il faut dessus : un transistor driver, une diode de roue libre et un relais 10A overkill pour notre usage. Tout ça pour environ 2€ port compris.



MAJ 22/04/2019



Opération réalisée avec succès sur une MDS-302. Le relais consomme quelques dizaines de mA largement supportables par l'alimentation.