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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>

Nixe_02

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>

Nixe_03

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>

Nixe_05

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>

Nixe_04

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...

Nixie_sch
20250101-125915

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>

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