いろいろ熟慮したニキシー管時計製作、ついに陽の目をみることに(その3 完了)
ますば、秒の桁に取り付けて動作させてみました。
正常に動作することを確認したので、6桁実装し、ネオン管も付けて動作させてみました。
ニキシー管時計は新品を購入すると5万円とか6万円とかとんでもない価格に釣り上がっています。
2025年1月 1日 (水)
いろいろ熟慮したニキシー管時計製作、ついに陽の目をみることに(その2)
届いた基板、配線図をネットで探したのですが見つかりません。そこで、現物の基板から回路を推測することにしました。
<マイコン>
STM8S005 という8ビットマイコンが使われていました。時計程度だったら8ビットで十分ってことなんでしょう。ソフトの書き換えは当然できませんが...
<RTCモジュール>
DS3231SN が使われていました。これは温度補償も内蔵した高精度なチップ、いわばTCXOで当たりです。ちなみに、DS3231 RTCモジュールとして安価に出回っているやつは DS3231M が使われていて、こちらはMEMS発振器を使っているようで精度が悪くズレが大きいです。ちなみに、VFDクロックで使ったのは DS3231M が付いていてどんどんズレていきます。GPSでの補正とか付ければ使えそうですが。
<昇圧回路>
ニキシー管は170V程度の高電圧が必要で、これが扱いづらくしています。この基板では、専用のフライバックコンバータICを使って昇圧していました。
<ニキシー管ドライバー>
シリアル転送が可能な定石、74HC595 と ULN2003G というダーリントントランジスタドライバーが大量に使われています。 多桁ニキシー管の駆動方式としてスタティック方式とダイナミック方式がありますが、予想外のスタティック方式を使っていました。不思議なのは ULN2003G は耐圧50Vです。そのままだとニキシー管の駆動電圧では壊れてしまいます。なぜ使えるのか、どうやって使っているのか不思議に思って同様な回路を調べていると...
COMMON 端子を47Vのツェナーダイオードでバイアス(クランプ?)して50V以下しか印加しないようにされているようです。ニキシー管には47Vがマイナスされた分、加わりますが放電開始電圧に達しないので点灯はしないというカラクリで良く考えられた回路です。
SN74141とかロシア製のK155ID1は入手難なのでこの方法はスタティック駆動に大変有効と思われます。
<つづく>
いろいろ熟慮したニキシー管時計製作、ついに陽の目をみることに(その1)
少なくとも40年以上不動在庫として所持していたニキシー管、CD66を使う時が来ました。定石の時計ですが、ArduinoやESP32、いやディスクリートのTTLで作ろうかとあれこれ思い描いていたのですが、基板製作やらスケッチの作成が重荷となって前に進まないので、安易な道Aliexpressで安価に売っている部品が乗った基板を使うことにしました。
ロシア製のIN-14を使うように指定されていますが、IN-14も枯渇してきたからなのか基板のみが安価に売られるようになっています。これにCD66を使えるかの検討から。
CD66は12pin, IN-14は13pinと違いますが、ほぼ同じ配列なので実装できると判断しました。
12月初旬に注文して年末に届きました。
<つづく>
2024年12月13日 (金)
VFD時計の単一電源化とケースへの組み込み
まずは完成した動画から。
ブレッドボードで作っただけでは、そのまま放置して忘れ去られる存在になるのでちゃんとカタチになって実用的なものにまで作り上げることにしました。
まずは5V単一電源化です。
Aliexpress で安いDC-DC昇圧モジュールと降圧モジュールを調達しました。いづれも50円とかそんな値段のやつ。
・5V ⇒ 20V
・5V ⇒ 1.5V
単一電源化に成功しました。
ケースの選定
フィギュア用のちょうど良い大きさのケースがAmazonで見つかりました。
なんとかうまく入りそうです。
後はスペーサやらを取り付けて、ドリルやヤスリやらを使って組み込み、最初の動画のように完成させました。24時間稼働させてますが、RTCモジュールDS1307 はあまり精度が良いとは言えず、ズレてきます。ESP32を使ってNTP時計にするとか、JJYモジュールを使うとか、はたまたGPSを使うとかできれば最高なんですがね。
2024年11月23日 (土)
不動在庫のVFD (蛍光表示管) を使って時計を作る
20年ぐらい前だったか、日本橋のデジットにて50円か100円で投げ売りされていたVFD LD8113 が6本が不動在庫になっているのを見つけ、なんとか使ってみたいなぁと考えていたら、今でも販売されている小さなVFD LD8035E を使ったキットを見つけました。
Kicadを使って基板を作るのは難易度高いのでこのキットを利用できないかと購入してみました。
LD8113とLD8035E はピン配列が異なりますが、クロスさせたりして強引に基板に取り付けてみます。
MT管ぐらいの大きさあるのではみ出してしまいますが、そこも強引に。
なんとか6本を取り付けることができました...
この状態でちゃんと動作するか、チェックです。
真ん中のセグメントは使いませんが、6桁ともに正常に点灯することを確認。
Arduino 用のスケッチを探したところ、良さそうのがみつかりました。ここです。
いろいろ苦労しましたがなんとか動作するようになりました。
ポイントとしては
・LD8113 のフィラメント電圧は2.5Vと添付されていた紙に書かれて
いましたが2.5Vでは赤熱し高すぎるようで1.5V程度で良さそうです。
・アノード電圧は12Vでは暗すぎ、18～25Vで使うのが良さそうです。
最後に動作中の動画、ニキシー管と並んでレトロ風で味があります。
2024年10月20日 (日)
FL-7000 10年ぶりの再修理、メーターランプLED化
YAESU FL-7000リニアアンプ、修理はもうやっていないのですが10年前に修理したオーナー様から相談が有ってトランジスターも準備してもらっていたのでアフターサービスのような感じでお受けしました。
200W程度しか出力が出ず、プロテクションがかかるとのことです。
この機種、10年前にも書きましたが25kgもあって、もう体力的に2階のシャックに一人で持ち上げることはできません。よって玄関で分解して部分ごとに診ていくことにしました。ただ、200V動作なので玄関には来ておらず、100Vに一旦変更して動作させる必要もありました。
ファイナル部のみ取り出してチェックです。50V動作させていますが、20V程度印加して各部の電圧をチェックしたところ片方のユニットにおいてベース電圧がおかしく、トランジスターが不良になっていると判断。10年前に交換した石とは違う方のユニットです。
テスターで診ても正常。しかし、トランジスターチェッカーで診ると増幅はしない単なるダイオードになってしまってました。もう片方は正常と出るものの、B <-> E 電圧が高くなっていたのでこちらも不良と判断、PushPullの両方交換です。
これでユニット単体でのチェックは正常となりました。
<メーターランプのLED化>
メーターランプが切れているので可能ならそちらも対応して欲しいとのご要望。
YAESU特有の横長電球です。これをLED化するのはちょっと工夫が必要...
これが正解っていうのはありませんが、私なりの方法で対応することに。
電球色チップLEDをふたつ使って横長に対応する措置を取りました。
オリジナルとは雰囲気が異なりますが、いい感じに仕上がりました。
リニアアンプの入手が困難になってしまったので、古い機種でも貴重です。
2024年8月 2日 (金)
初めてKiCADを使ってプリント基板を作成、発注する
自作するにはプリント基板を作るスキルをマスターすることが必要な時代ではあることは重々承知ですが、年を取ると共にそういったパソコンツールの使いこなしがネックとなってしまいます。重い腰を上げて、これではイカンとKiCADをインストールし、オリジナルプリント基板の発注に取り組んでみました。
まず、簡単なものとしてこれまでユニバーサル基板で実験してきたラダーフィルターを基板化するということで。
Youtubeの解説動画やら、説明ブログやらいろいろと見ながら、なんとか回路/アートワークを扱えるようになりました。膨大にあるパーツのフットプリントから合うものを探し出すのが大変だったです。
そしてガーバーデータ、ドリルデータを作って JLPCB へオンラインで発注・・・
10枚で$5、時間がかかるとこことですがOCSを選ぶと送料$2と非常に安価。これは利用すべきですね。
7月26日に発注して届いたのが8月2日、国内はヤマト運輸が配送してくれました。思った以上に早く到着しました。
さっそくXtal=14.318MHz (例の2000個あったやつ)、C=120pF (実験でSSBにちょうど良かった値)を取り付けてて測定してみました。
BW=約2.5kHzとばっちり特性を得ることができました。
今回は手始めでしたが、もう少し回路規模が大きいのにも挑戦していきたいと思います。
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