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IN-4(ИН-4)4桁 制作メモ


梱包箱 中身 OS5OAA5111A+白拡散キャップ DSM2DK5111A-UV+白拡散キャップ OS5OAA3131A+白拡散キャップ DSM54K3131A+白拡散キャップ OS5RKA3131A+黄色拡散キャップ OSK54K3131A+黄色拡散キャップ OSRGHC5B32A+白拡散キャップ OSRGHC3131A+白拡散キャップ OSRGHC3132A+白拡散キャップ 回路図 基板図 部品表 Elecrowからの荷物 アクリル板の塊 上面 側面1 側面2 底面 基板の塊 基板の表 基板の裏 ケース+基板 全体(ケース+基板) 表(ケース+基板) 裏(ケース+基板) 取説 IN-4 約15.5KHzピーク IN-16 約18KHzピーク 仮1000PF+680PF IN-4 約19KHzピーク 1800PFに交換 IN-4 約18KHzピーク モスキート音対策後回路図 モスキート音対策後部品表
  • 発想 2021年11月1日

    ソ連製のニキシー管を使った時計を作って来たが、IN-4はまだ作っていなかったので作ってみたいと思った。 他にも作っていない物は有るが、他のニキシー管は 価格が上がってしまって、ばからしいのでIN-4にした。 IN-4ならばソケットなので、保守も楽そう(IN-16の交換は困った)。

  • 構想 2021年11月1日

    普通に4桁の時計にする。コロンを3色LEDにして見たい。IN-8の時みたいに基板は2階建てを考える。

  • 実装についての考え
    • 11月3日

      まだ、具体的な事は考えていない。

    • 2022年2月10日

      基板とアクリル板(ケース)をElecrowに頼むとすると、 基板は1.6t、100mmx100mmで、アクリルは5mm厚、100mmx150mmに抑えたい。 基板に関しては100mmx150mmにすると、価格が1.5倍でなく、5倍以上するので 分割して2枚になっても100mmx100mmに抑えたい。

      ニキシー管にはソケットを使いたいが、今はTypeBもTypeAも売っている所が見つからない。 なので、「Mill-Max Manufacturing Corp. という会社の0341-0-15-15-30-27-10-0」がTypeBと似ているので これだとTypeBの基板寸法で使えそう。但し、100個で5000円位(マルツで)なのがネックだ。 今の所はTypeBでIN-4は作る事にする。

  • 現状
    • 11月3日

      IN-4(@$3.33)を6本 GSTubeに頼んだ。

    • 11月5日

      送料、PayPal手数料含めて$37.78で注文した。(PayPalで支払った)

    • 11月10日

      発送したとのメールが来た。トラッキング番号が来た。

    • 11月22日

      IN-4が6個到着した。 (外側中身)表示のチェックをして、全てOK。
      (1つだけ「1」表示の時、ちょっと網が光るが、OKとした)

    • 2022年2月5日

      3色LEDをネオン管の替りにする実験をしてみた。 今持っているる3色LEDは乳白色だが、秋月で売っている3色LEDは透明なので、LED光拡散キャッをかぶせなければならない。 今秋月で売っている物で実験をしないと、実際のニキシー管時計にそのままは使えないと思うので、秋月に頼むことにする。
      取りあえずは 半固定と三つ付けた実験したが、乳白色でも上から見ると光っている所が3つに分かれて見えてしまう。 それと赤が強くて、青が弱いので、調整が難しい。
      青を消して、赤と緑の2つで調整した方が、ネオンの色に近づけるのが楽みたい。 なので、秋月には3色LEDだけでなく、赤緑LEDも頼んでみたい。
      3Φなのだが手持ちのオレンジ色LED(OS50AA3131A)を暗くすると結構近い色になる。 これに拡散キャップを付ければ使えるかもしれない。
      別の物だが 秋月ではウォームホワイト・キャンドル色LED(OSM2DK5111A-UV)と言うのを売っている。

      色々考えると、
      1. 出来れば3Φと5Φと両方出来る様にしたい。(秋月は3色LEDが5Φのみ)
      2. 追加する抵抗はなるべく少ない方が良い。(3色だと2個、2色だと2個、1色は1個となる)
      秋月にLEDを頼むとして、何を頼むか?
      1. 5Φの3色LED
        (OSTA5131A-R/PG/B)
      2. 5Φの2色LED(赤緑)
        (OSRGHC5B32A<--他にも有るが、これが使いやすそう)
      3. 5Φのウォームホワイト・キャンドル色LED
        (OSM2DK5111A-UV<--こっちが良さそう)と
        (OSWC5111A-VW<--こっちはちょっと白っぽいみたい)
      4. 5Φのオレンジ色LED
        (OS5OAA5111A)
      5. 3Φの2色LED(赤緑)
        (OSRGHC3132A 乳白色)
        (OSRGHC3131A クリア)
      6. 3Φのウォームホワイト・キャンドル色LED
        (OSM54K3131A ちょっと白っぽいみたい)
      7. 3Φのオレンジ色LED
        (OS5OAA3131A)
      8. 5Φの拡散キャップ
        (A-48068L-KC-D2 日本製)
        (OS-CAP-5MK-1 OptoSupply)
      9. 3Φの拡散キャップ
        (OS-CAP-3MK-1 OptoSupply)
    • 2022年2月6日

      秋月に以下の物を注文した。

      1. 5Φの3色LED (OSTA5131A-R/PG/B)@50x2=100
      2. 5Φの2色LED(赤緑) (OSRGHC5B32A)150 1袋
      3. 5Φのウォームホワイト・キャンドル色LED (OSM2DK5111A-UV) 120 1袋
      4. 5Φのオレンジ色LED (OS5OAA5111A)200 1袋
      5. 3Φの2色LED(赤緑)(OSRGHC3132A 乳白色)150 1袋と(OSRGHC3131A クリア)150 1袋 計 300
      6. 3Φのウォームホワイト・キャンドル色LED (OSM54K3131A) 200 1袋
      7. 5Φの拡散キャップ (A-48068L-KC-D2 日本製)@30x2=60 と(OS-CAP-5MK-1 OptoSupply)200 1袋 計 360
      8. 3Φの拡散キャップ
         (OS-CAP-3MK-1 OptoSupply) 100 1袋
      9. 3Φの黄色拡散キャップ
         (OS-CAP-3YL-1) 200 1袋
      10. 汎用スイッチングダイオード(1SS355VMTE-17) 200 1袋

      混んでいるみたいなので、水曜日か、木曜日ぐらいかな?

    • 2022年2月9日

      秋月から注文した物が届いた。思った通り水曜日だった。

      まず最初に拡散キャップを、今までの3色LED(2色発行時)にかぶせた。
      良い感じ、光っている所が何となくわかかるように見えていたのが、ほとんどわからない。
      日本製でも中国製でも見え方は変わらない。但し加工精度(バリなど)は日本の方が良いみたい。 上から見る時では違いが判らない。

      肝心の色だが、
      ・5Φの1色の物に関しては、
       OS5OAA5111A に白拡散キャップを付けると、
       ネオン管(IN3)に結構近い感じ。
       OSM2DK5111A-UV に白拡散キャップを付けると、
       OS5OAA5111A よりは白に近い感じ。

      ・3Φの1色は
       OS5OAA3131A に白拡散キャップを付けると、結構近い感じ
       OSM54K3131A に白拡散キャップを付けると、
       OS5OAA3131A よりは白に近い黄色の感じ。
       OS5RKA3131A(赤)に黄色拡散キャップを付けると、
       OS5OAA3131Aに近い黄色の感じになる。
       OSK54K3131A(ピンク)に黄色拡散キャップを付けると、
       OS5OAA3131Aより 少し赤みが強くなる。

      ・5Φ1色の物に関しては、
       OS5OAA5111A に白拡散キャップを付けるのが良いと思う。
       赤に黄色拡散キャップと言うのも有るかもしれないが、
       キャップが無いのでわからない。

      ・3Φ1色の物に関しては、
       OS5OAA3131A に白拡散キャップを付ける物と、
       OS5RKA3131A(赤)に黄色拡散キャップを付ける物と、
       OSK54K3131A(ピンク)に黄色拡散キャップを付ける物と、
       結構近い色だが、微妙に違う。どれにするかは今は決められない

      ・2色の物に関しては、
       5Φも3Φも抵抗値を変える事により、ネオン管(IN3)に結構近い感じになる。
       乳白色の物も白拡散キャップを付けた方が見栄えが良い。
       OSRGHC5B32AOSRGHC3131AOSRGHC3132A

      ・3色の物に関しては、
       白拡散キャップを付ける事になるが、3つの抵抗の調整が難しい。
       青は無くても良い感じなので、ネオン管色には3色はいらない。

      1色と2色と3色を比べた時、
      1. 3色の必要はない。
      2. 簡単にしたければ、1色でも我慢出来る色にはなる。
      3. 細かく色近づけたい時は、2色(赤緑)で抵抗を調整する。

      と言う事で、取りあえずは2色(赤緑、白拡散キャップ付き)と抵抗2本とする。

    • 2022年2月10日

      LEDのめど着いたので、 IN-4のライブラリーを作る所から始めたい。

      数字の表示位置(頭の向きがどの角度になるか)の図面が見つからない。 実物を見ると7ピンが上になるみたい(top of digits)なので、これで進める。

      ニキシー管動作チェックで一つの管で「1」を表示した時、網の端が光った件を少し調べてみた。 アノードを奇数用アノードにしたら、その様な事は無くなった。
      そして、そのアノードのままでも、偶数も他の奇数も正常に表示出来た。 偶数用アノードにすると、「1」の表示が出来なかった。
      なぜ、そうなるのかはわからないが、ライブラリーを作る時には、端子として奇数用アノード 偶数用アノードの端子も設けて、接続できるようにする。アノードが3つ有るように見える事になる。

    • 2022年2月11日

      回路図はIN-8を元にして、ニキシー管をIN-4に、ネオン管を2色LEDに変更して、周辺も合わせた。 これで回路図が出来上がった訳では無く、この後は、100mmに収める為に表示基板を2つに分ける必要が有る。 それに伴い、何処で分割するか、接続はどうするか、コネクタはどれにするか、など考える事は残っている。

      ケースをアクリルで作るとしても、100mmx150mmにしても、1.5倍ぐらいなので、十分使えると思う。 2mm厚ならば、200x200mmでも2倍ぐらいなので使えると思う。(大体面積に比例する)

    • 2022年2月12日 基板の検討をした。

      どう分割するか?
      100mmでは3個しか入らないので、どうしても2枚に分ける必要が有る。 どの様に分けるかだが、普通に考えると2個2個に分ける事になるが、 片方にコントロール部(ニキシー管ドライバ等)をのせるならば、 3個1個の構成も有りだと思う。

      斜めの対角線に配置すると4個がそのまま入るので、もう少し考えると分割しないで済むかもしれない。 もしかしたら、2階建てにしないで、平屋の1枚の基板と言うのも出来るかもしれない。

      繋ぎをどうするか?
      普通に考えるとコネクタを使う事になるが、2枚を繋げて1枚にすると言う考えならば、 コネクタでなく、コの字形のジャンパーで繋げるのも良いかもしれない。
      また、ジャンパー線でつなぎ、構造的な結合は別考えるのも良いかもしれない。 動作、CPU部とは2回だけになると思うので構造的な結合はCPU部の取り付けに任すの様かもしれない。
      結合にジャンパーとか線を使わずに、 基板を使って上下で挟みスルーホールのピンで繋げれば、電気的にも構造的にも結合が出来そう。

      ---- 方針が決まった ----
      ニキシー管を対角線に配置し、大体三角形の基板にする。
      2枚の基板の2階建てとして、 ベース(1階部分)にニキシー管、高圧回路、ニキシー管ドライバ関係、5V入力コネクタを配置する。
      2階部分にはCPU関連、赤外線リモコン、スイッチ類、ドット用2色LEDを配置する。
      上下の繋ぎは2.54ピッチでも1.27ピッチでも良いように5V信号で繋ぐ事にする。
      基板面積的に100mmx100mmが1枚ではきつそうなので、2枚でも良しとする。

      トップビューニキシー管なので、平たく机に置くのではなく、 壁に掛けるイメージで考えると三角形はちょうど良いと思う。
      アクリルケースを作る時の設計が三角形は難しそう。 どうすれば良いかまだ思いつかないので、今は気にしない事にする。

    • 2022年2月13日

      このIN-4は bi-quinary 接続も出来るみたいなので、それを試してみるのも面白いと思う。
      以前のテスト(2月10日)で、1を表示した時に網が光る件は、bi-quinary と関係が有るように思える。
      それも有るので、もう少し bi-quinary で動かす為の事柄を調べたり、テストしたりしてみたい。

      bi-quinary接続のニキシー管は ZM1030、ZM1032、B5025などが有るみたい。
      ZM1030のデータシートを見ると回路例が有る。 これを見るとスクリーンを10kΩで50V(min40V,max80V)に接続するみたい。
      Z1030で時計を作っているページが有ったが、ここではスクリーンの処理をしていないように見える。 何もしなくても良いのか?

      Z1030とかは元々が bi-quinary接続なので、その様な動作しかできないが、 このIN-4が bi-quinary接続をするメリットが有るのか? どうも釈然としない。
      スタティック点灯ならばドライバの数が半分になるので、メリットは有るかもしれないが、 ダイナミック点灯では、ドライバが10個が5個になって、 奇数偶数切り替えドライブが桁分増えるので、全体で見たらそれ程の削減にならないと思おうし、 桁数が多いとかえって増えるのではないか。
      bi-quinary接続の実験だけはしても、今この時計に bi-quinary接続を使う事は無い。

      実験としては 1を表示した時に網が光る所を直したい。
      4ピンのアノードと13ピンの奇数アノードを一緒にしても状態は変わらず、網が光る
      4ピンのアノードと10ピンの偶数アノードを一緒にすると、1が表示出来なくなる
      4ピンのアノードと他のピンは普通の接続をした時、偶数アノードを60VツェナーでGNDの落とすと 1と網が表示する時が有り、その時は網も光る。
      13ピンの奇数アノードだけにアノード電圧をかけて、 4ピン(スクリーンと考える)に60V(190Vから470kΩと60Vツェナーで作る)を接続すると
      1を表示する時は変わらず、網が光る。
      2を表示する時は2は表示せず、下側のアノード部分(偶数アノード)の端が光る。
      どうも、この管の動作はおかしいみたい。不良品だったみたいだが、諦める事にする。 この1個を使う時は、奇数アノードをアノードとすると、奇数も偶数も正常に表示するので、誤魔化して使うしかないだろう。

    • 2022年2月14日

      三角形の基板で、2階建てを考えていたが、それを止めて、 ニキシー管の下方にも部品を付けて、ひし形(正方形を45度回転)の基板にする。 そして、基板を入れた箱をひし形として、吊り下げるか、立てるか、の アクリル板を考えれば良いと思う。

      ぶら下げるか、立てるか、を決めないと電源コネクタの位置が決まらない。
      ぶら下げるのならば上側に、立てるならば下側に、配置しないと使い難い。
      アクリルの加工的には立てる方が簡単だし、量的にも少なくて済むだろう。
      一方、ぶら下げる方は加工的にも面倒そうだし、量的にも多くなると思う。 しかし、ぶら下げて、ブラブラした時計と言うのもデザイン的には面白いと思う。

      三角形の時はぶら下げで行こうと思ったので、やはりぶら下げる方が面白い形になりそう。 なので、ぶら下げると言う事で進める。ぶら下げ方は、アクリルを作る時にもう少し詰める事にする。

      ひし形の基板に部品は乗っかった。 配線はまだ出来るかは不明だが、部品が全て表面に入ったので、何とかはなるだろう。

    • 2022年2月15日

      一応配線は出来たが、すっきりしない所がまだ有るので、もう少し時間をかけて修正するつもり。

    • 2022年2月16日

      ソフト的に影響のある変更点

      1. 6桁分内、2桁分のアノードドライブ信号を削除した。 CPUからは信号線が出ていたが、 今までも(IN-8で)ソフトでは制御していなかったはず
      2. 青色LED(PB0)を追加した。何に使うかは未定
      3. ドットを2色LEDに変更した。
      4. 2色LEDはCPUポートから直接ドライブで赤(PD2)緑(PD1)別々する様に変更した。 他基板に行かないのでバッファは必要なしとして省略する
      5. 1秒割込みをINT0からINT1に変更した。配線引き回しの関係から

      まだ、アノードドライブの所が上手くない。 190Vの沿面が危ないので、190Vラインは裏を通したい。
      -->全部裏面では無いが、裏面も使った。沿面も完全では無いが、5Vよりは広くした。
         パターン的には、今の所は良いと思う。後はNAME、VALUEをきれいにする。

    • 2022年2月17日

      NAME、VALUEをきれいに揃えた。
      これで良いかと思ったら、電源用のUSBコネクタがマイクロBだった。Type-Cにしたい。 aitendoの物はライブラリに有るが、今後の部品入手の事を考えると、秋月の物にしたい。 寸法的にほとんど同じなのだが、微妙に違う。(0.1mm~0.2mm) aitendoのパターンで秋月の物も入りそうな気がするが、 基板が出来て入らないとまずいので秋月のライブラリーを作る事にする。
      -->ライブラリを作って、回路図と基板図を変更した。

    • 2022年2月18日

      基板の設計は出来たが、アクリルで箱を作る時を考えると、基板が100mm角なので箱をそれより大きくなる。 そうなると、アクリルは最低の金額では間に合わなくなる。基板の大きくなる事ほど違いは無いが....。
      5mm厚のアクリルを考えると10mm小さくして90mm角になると箱の作りが楽になる。 ニキシー管の頭を出すとすると、どうしても上1枚、下1枚、横4枚の違うデザインのアクリルが必要になる。 その中で横の2枚は共通になるだろうから、デザイン的には3種類が必要になる。 横の3種類はうまく高さを30mm位にすれば、100mm角のアクリルに3つ入れられるかもしれない。 そうすると3種類の100mm角を作る事になる。

      今できた物は生かして、別に90mm角に挑戦することとする
      問題はニキシー管で斜めに配置してやっと入った状態なので、どうなるかわからない。 IN-4を6つの外径を測ってみたら、29.5~30.1位の間に入っていた。 データシートで31Φと書いて有るのは納得だが、今回ギリギリまで追い込むこととして、 30Φでも良いのではないか。少なくとも外径線が隣と重なってもぶつからないと言う事は、確認できた。 この線で、ギリギリまで詰めてみる事にする。
      ちなみに、回路図名は「four_nixie_clock_in41.sch」、基板図名は「four_nixie_clock_in41.brd」とした。

      90mm角に入れるのはどう見ても無理なので、側面を3mm厚にして、止めビスを1.4Mを使う事にして、 94mm角で考えてみたが、ピッタリ隣同士が当たる感じならば、IN-4は何とか入る。 30.1Φの物同士だと入らないかもしれない。ドットも5Φは難しいので3Φを使う事になるだろう。
      他の部品はまだ確認していないが、ちょっとずつ詰めれば入りそうな気がする。 しかし、デザイン的にどうなるだろう。4つが殆ど等間隔で並んだ感じになるので、時分が把握しにくいのではないか? ドットが有るからそうでもないのか?

      小さくするのは 止めた。「four_nixie_clock_in41.sch」、「four_nixie_clock_in41.brd」も消した。
      但し、周りのアクリルと接触すると嫌だから、0.2mmずつ狭める。つまり99.6mm角にする。

      回路図基板図ガーバーファイルが完成したとする。
      まだ、部品表が出来ていない。

      どの様な箱にするか考える。
      底面アクリルは3~5mm厚100mm角とし、11mmのスペーサーで基板を取り付ける。 底面アクリルの4辺の外側に3mm厚の側板を1.4Mで取り付ける。(囲う感じ) 長さは2辺は3mm厚の106mm長で、後の2辺は3mm厚の100mm長になる。 上面は3mm厚106mm角で、ニキシー管とドットLEDの穴があく。 この上面は側板に乗せる様に1.4Mで取り付けが、基板とは接触しない。
      つまり、3mm厚の板で、内側100mm角で、外側106mm角で、内側高さ20mm、の箱を作り、 底面にスペーサを立てて、基板を取り付ける事になる。
      3mm厚の200mmx2000mmが1枚($16.55)と 3~5mm厚の100mmx100mmが1枚($5.8)の アクリルを2枚で、出来ると思う。

    • 2022年2月19日

      アクリルを考える。
      基板の裏側で一番出っ張るのは、IN-4の7.7Φのガラスで11mm有るが、 基板表面からなので11mm-1.6mmで9.4mm出っ張る事になる。 なので、アクリル底面から基板裏までは10mm(0.6mm余裕)を考える。
      一方、基板表面からで一番背が高いのは電解コンデンサ(15uF250V)で 10mm+1mmで11mmになる。(ニキシー管とLEDは穴をあけるので考えない) なのでアクリル底面からは10+1.6+12=23.6mmなので24mmとする。(0.4mm余裕)
      そうすると昨日の箱の大きさが変わり、 3mm厚の板で、内側100mm角で、外側106mm角で、内側高さ24mm、の箱を作り、 底面に10mmスペーサを立てて、基板を取り付ける事になる。

    • 2022年2月20日

      再度、アクリルを考える。
      表に背の高い部品を取り付けたので、表側の分の箱高さが必要になるが、 裏に付ければ、IN-4のガラスのでっぱりと同じ(電解コンデンサ:11mm)なので  全体の箱高さは低く出来る。 なので、基板を少し変更して、電解コンデンサ、インダクタ、タクトスイッチを裏側に実装する事にする。
      赤外線受光器は背が高いが、裏に持って行くことは出来ないのと、 正面を向けるために実際は足をまげて取り付ける事になるので、高さは約5.3mmになるので6mm程度に収まると思う。
      あらためてアクリルの寸法を考えると なので、アクリル底面から基板裏までは12mm(0.6mm余裕)を考える。
      一方、基板表面からで一番背が高いのは赤外線受光器でで 6mmになる。(ニキシー管とLEDは穴をあけるので考えない) なのでアクリル底面からは12+1.6+6=19.6mmなので20mmとする。(0.4mm余裕)
      そうすると また、昨日と箱の大きさが変わり、 3mm厚の板で、内側100mm角で、外側106mm角で、内側高さ20mm、の箱を作り、 底面に12mmスペーサを立てて、基板を取り付ける事になる。

      但し、吊り下げる事が前提なので、アクリルのどこかに穴をあける事になると思うが、 その位置が、重心から大きく外れるとうまく吊り下げられなくなると思う。 ある程度、大雑把でも重心を調べる必要が有ると思う。
      単純に考えるとニキシー管が一番重いと思うので、 それの重心を基準にして他の物(基板、電池等の電気部品とアクリル箱)がどの位影響するかを考えれば良いと思う。

      IN-4は6個で88gなので4個使うので58.67g:59gとする。
      他の物で基板に取り付ける物を細かく調べるのは大変なので、以前作ったニキシー管チェッカーの基板(部品取り付け済み)の 重さを測る。51g有った。今回の物とはついている部品が少し違うが、取りあえず回路も似ているのでこの重さに少しプラスして 55gとする。
      スペーサは2Mの細い6角の12mm高は今無いので、13mm高を測ると10個で6gなので、4個では2.4gとなり、 取り付けビスも有るので3gとする。
      アクリル3mm厚の重さは比重が1.19なので「縦(cm)×横(cm)× 板厚(cm)×1.19 = 重量(g)」となる。
      底板は、10(cm) x 10(cm) x 0.3(cm) x 1.19 = 35.7(g) となる。 上板は、10.6(cm) x 10.6(cm) x 0.3(cm) x 1.19 = 40.1(g) となるが、 ニキシー管とLEDの穴を空けるので、3/4と考えると、約30gとなる。
      側板は4枚の合計で、2.3(cm) x (10.6(cm) + 10.6(cm) + 10.0(cm) + 10.0(cm)) x 0.3(cm) x 1.19 = 33.8(g) となるが、 スイッチとコネクタの穴が有るので、30gとする
      基板中心を重心の基準として、それぞれの重心位置の距離を考えると、
      スペーサは +6。8mm離れて3g、IN-4は正確には測れなかったが、大体ガラスの底から13mm上になるので -13mm。
      アクリルは 底板が14.3mm、上板が -8.7mm、側板は中心が 23mm÷2=11.5mmで、 その位置は底板の外側から11.5mm上がった所になるので 12mm+3mm-11.5mm=3.5mmとなる。
      横方向の重心は今は考えない。(部品の位置を変更しない真ん中に持ってこられないので) 縦方向は釣り下げなのでどうでも良い。
      奥行き方向だけを考えるとして、重心は それぞれの重さ掛ける距離を足して、全重量で割る。
      (59x -13(IN-4)) +(55x0(基板)) +(2.4x6.8(スペーサ)) +(35.7x14.3(底板)) +(30x -8.7(上板)) +(30x 3.5(側板))= -396.17(掛けて足した物)
      (59+55+2.4+35.7+30+30)=212.2(全重量)
      -396.17÷212.2=1.87(基板位置からのズレ mm)
      となった。基板位置から約2ミリ手前になると言う事は、アクリルの箱の中に有ると言う事なので アクリルに穴を空ければ、吊り下げてもおかしな角度にならないと言う事になる。

      基板図を変更して、電解コンデンサ、インダクタ、タクトスイッチを裏側に移動する必要が有る
      -->基板図変更した。
         当然ガーバーファイルも変更した。

      アクリル図も有る程度描けた。 上板と、底板の立て掛け用足の穴が まだ出来ていない。 上手くすれば 200x200の一枚に全部のアクリルが収まらないか?

    • 2022年2月21日

      上板を考えていたら、ニキシー管の径が大きいので 上板が2つに分割されてしまう。 しかもニキシー管近くの角は落ちてしまう。
      今は106mm角で考えているが、110mm角にして、縁を残す大きさにしないとまずい。 その時は、ニキシー管の穴もギリギリになるので、 基板を底板に止めるのではなく、上板に止める形にしないと止め穴のガタなどが何か所も有ると 上板の穴に入らなくなるかもしてない。
      また、上板だけを大きくすると、箱の形が少しおかしくなる。(蓋だけ大きいような形) 底板も大きくすると、100mmx100mmに入らないので、アクリルの価格に影響する。 全てが200mmx200mmに入るのなら問題は無い。
      何にしても、上板の分割は無しで考える。(デザイン的にするなら別だが)
      底板は、200mmx200mmに全て入るなら上板と同じ寸法にするが、 別になるのなら、今の大きさのままにしたい。

      上板に基板を取り付ける時は、取付穴をもっと外側にしないとニキシー管に当たってしまう。 なので、今までの考えをあまり変えずに、底板に基板を取り付ける方式にしたい。但し 200mmx200mmの1枚に入らない時は、どうするか?。底板を2枚に分割するか? どうせ5枚できるのだから、分割した大きさが同じならば、値段的のは問題ないはず。

    • 2022年2月22日

      底板は2枚分割でも100mmx100mmに入らない。3枚なら入るかも知れない。 また、3枚分割なら200mmx200mmに入るかも知れない。 3枚分割でも2種類の形状にしないと、まず、入らないだろう。
      3分割で 200mmx200mmの1枚に入れる事にした。

      すこし、余裕が有ったので、以前作ったスピナーの蓋みたいなアクリルを追加した。
      これで アクリルケースは良しとする。 (注文する時はdxfファイルを使う)

    • 2022年2月23日

      部品表を作った。

    • 2022年2月25日

      基板図を手直しした。
      当然ガーバーファイルも変更した。

      Elecrowに注文した。

    • 2022年2月26日

      Elecrowの状態は製造中になったので、あと10日位かな?

      プログラムをIN-8を元に作り始める。ZM1020と共通のプログラムにする。
      コピーして名称を変更して、コロンを2色LEDに、1秒割込みをINT1に、した物は コンパイル(ビルド)が通った。動くかはわからないが、大外れにはならないと思う。

    • 2022年2月27日

      2色LEDの抵抗を22kΩから10kΩに変更した。 部品表を変更した。

    • 2022年3月5日

      Elecrowに注文した物の状態(Status画面)を見たら「Shipped」になっていた。 しかし、伝票番号がわからない。発送したとのメールにしか書いていないみたいだ。 前のOCSの配送の時は荷物が届いてから、発送しましたメールが来た事も有った。 土日が入るから、今回もそれに近いかも。

    • 2022年3月9日

      Elecrowから発送した旨メールが3月7日に来たのだが、 なかなか日本に来なくてやっと今日到着して、さがわにわたされたみたい。 土日が入ったからなのか、パラリンピックの為なのか、ロシアの関連なのか? よくわからないが、向こうから飛行機の乗るのが数日遅れた感じ。 明日来るかな?

    • 2022年3月10日

      Elecrowからの荷物が来た。 やっと来たと言う感じがしているが、 3月25日に注文なので 土日が2度入って 2週間で来たと言う事になる。 作成時間+配送時間なので普通に考えれば、速い位、少なくとも遅くはない。 今までが速すぎたと言う事なのだろう。 アクリル板は固まって入っていたが種類が多くて、 ちょっと見分からなくなるものもある。 (上面底面側面1側面2
      基板は5枚頼んだのだが、10枚入っていた。 (

    • 2022年3月12日

      不足部品を注文する為に、部品を確認していたら、250V330uFの形が2012になっていた。
      これだと沿面が取れないので、以前のニキシー管時計で3216に変更したつもりでいたが、 変更していない回路図を元にした見たい。取りあえず今回は2012で組む事にする。

      購入する部品が決まったが、ニキシー管のコネクタピンが一番高い。半分ぐらいを占める。
      どこかに安い物は無いのか?

    • 2022年3月14日

      「ATMega328P_AU」を秋月に注文しようとしたら在庫切れで注文できなかった。
      マルツ(DigKey)、共立、RSも在庫切れで注文できない。 取りあえず 1個は有るので、このIN-4はそれで組むしかない。
      モノタロウに有ったので4個頼んだが、写真が無い。文章を見るとATmega328P-AU だと思うので頼んだ。 5日以内の発送だが、どうなるか?2220円を捨てる事になるかな。
      モノタロウから納期が未定なのでキャンセルとの連絡が有った。ヤッパリね。

    • 2022年3月19日

      「0341-0-15-15-30-27-10-0」がTypeBの替りに使えると思って注文したが、使えない。
      下側の開口部穴径は1.1mm弱(データシートも実測も)で使えそうなのだが、 上側の開口部の寸法は明記していなかった。
      そしてその上側開口部穴径は実測で0.65mm位、適応ピン径が0.64mmまでなので、 これで良いと言う事になる。
      下側からは、ニキシー管のピンが入るが、ちょっと入った所で止まってしまう。 バネで挟まれたと言う感触も無い。
      結局、インターネットで見た記事が間違いなのか、 上側の径が明記していないので、途中で小さくしたかと言う事になる。
      もう少しmill-maxのカタログをよく見たら、 使えそうなのは「9354-0-15-15-18-27-10-0」(マルツ100個で5557円)か、 「7406-0-15-15-18-27-10-0」(マルツ100個で5296円)か、 「0327-0-15-01-34-27-10-0」(マルツ100個で4788円)になりそう。
      普通に考えれば、「0327-0-15-01-34-27-10-0」を110個頼む事になるが、 マルツで5266円になるので、よく考えよう。ここの所ちょっと使い過ぎになっている。
      このピン以外は間違いと言う訳では無いが、すぐに全部は使わないが、 今後の、入手困難の事を考えて頼んでいるので、在庫になる物が多い。 特にATMEGA。
      姑息な手段かもしれないが、今回間違えた物の上部開口径をドリルで1,1mmに出来ないか? 手間だが、金は出て行かない。基本的に暇は有るのだから、簡単に出来るならばやっても良いだろう。

    • 2022年3月20日

      上部開口部を1.1mmのドリルで大きくしてみた。
      数mm掘れば、ニキシー管の足が入るようにはなったが、 バネガ効かずに下からバネ材が出てきてしまう様になった。 つまり、使えない。

      今回は「0327-0-15-01-34-27-10-0」を頼む事になるだろう。
      今後は何か良い方法がないか考えないと、 このピンレセプタクルがニキシー管より高いか、近い値段になってしまう。

      タイプBと殆ど同じもので「Harwin H3183-01」(ピン径1.05mmまで)が有った。
      RS(20個単位で@39.75円)でも Dig-Key(マルツ 1個:@79.11円、10個:@68.96円、25個:@60.78円、50個:@53.85)でも売っている。
      RSで買うのが良さそうだが、本当に使えるかを試しを考えたら、数個買う方が良いだろうか? とするとマルツで数個(7個または10個)買って確認してからRSに頼むのが良さそうだが、
      マルツに10個頼むと送料込みの税込みで1074円、20個頼むと送料込みの税込みで1764円になる。
      RSに20個頼むと送料込みの税込みで1590円になる。
      20個頼むとタイプBが29個有るのでそれと合わせると49個になり、ニキシー管のピン全てには間に合わないが、 接続しないピン以外にこの物を使うとすれば、間に合う。恰好は悪いが動作確認は出来る事になる。
      リスクを最小ににするか? ある程度リスクをとるか、と言う事で、どの程度が妥当だろうか。

      リスクゼロでは無いが、確実なのは「0327-0-15-01-34-27-10-0」又は 「9354-0-15-15-18-27-10-0」又は「7406-0-15-15-18-27-10-0」で、 これなら110個頼んでも良いだろう。 が、一番安い「7406-0-15-15-18-27-10-0」で110個頼むと送料込みの税込みで6407円になる。
      リスクが一番大きいのが「Harwin H3183-01」を100個RSに頼むと送料込みの税込みで5087円になるが、 トータルでは一番安い。 無駄な物を一番買わないのが、 1個づつ、マルツに頼んでから、 どれにするかを実際に見て決めてから必要な個数を一番安い所に頼むとする。
      これだと、最初に「0327-0-15-01-34-27-10-0」76.12円+「9354-0-15-15-18-27-10-0」80.6円+ 「7406-0-15-15-18-27-10-0」83.59円+「Harwin H3183-01」79.11円で 送料込みの税込みで736円が余分な出費で、時間(1週間位)も余分にかかる。

      1個づつ買うのならば、この際、タイプAの替りの物も探して、候補を1つは頼んでみたい。

    • 2022年3月21日

      今回のIN-4には関係が無いが、ついでと言う事で、タイプAの替りの物も候補を決めて 1個づつでも頼んでみたい。
      ニキシー管側が1.09mmで、基板側が1.0mm位(基板の穴は1.1mm)の物が候補になる。 mill-max「4119-0-15-15-47-27-04-0」が1個104.48円
      mill-max「4401-0-15-80-18-27-04-0」が1個86.57円
      mill-max「8369-0-15-15-34-27-04-0」が1個122.39円
      結構いい値段だ。但し100個買う時はDig-Keyの値段も参考にしてょうが良い。6000円を超えると 送料が無料になる筈。

      マルツに上記7種類の物を1個づつ注文した。製品画面では5日位で発送(到着?)と書いて有ったが、 実際の納期は後で連絡が来るとの事。

    • 2022年3月23日

      3月15日と16日にRSに頼んだ部品が、今日届いた。
      残るはピンレセプタクルをどうするか?マルツからは連絡が来ない。

    • 2022年3月24日

      3月15日と16日にRSに頼んだ部品が、今日届いた。
      各種ピンレセプタクルを今日発送するとマルツから連絡が来た。明日には届くだろう。

    • 2022年3月25日

      各種ピンレセプタクルが届いたので、ニキシー管(IN-2)と基板でチェックした。

      タイプBに相当する物
      • mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」
        -->ピンは入る。基板にも入るがちょっとガタガタ
      • mill-max「9354-0-15-15-18-27-10-0」
        -->ピンは入る。基板にも入るがちょっとガタガタ。
           下が空いているので半田付けに注意が必要だが出来るだろう
      • mill-max「7406-0-15-15-18-27-10-0」
        -->ピンは入る。基板にも入るがちょっとガタガタ。
           下が空いていて、小さいので半田付け出来なくは無いが難しい
      • Harwin 「H3183-01」
        -->ピンは入る。基板にも入るがちょっとガタガタ

      タイプAに相当する物
      • mill-max「4119-0-15-15-47-27-04-0」
        -->ピンが入らない。
           基板には入るが、ずいぶんと径は違う感じで、ライブラリを作り直す感じ
      • mill-max「4401-0-15-80-18-27-04-0」
        -->ピンは入る。基板にも上手く入る
      • mill-max「8369-0-15-15-34-27-04-0」
        -->ピンは入る。
           基板には入るが、ずいぶんと径は違う感じで、ライブラリを作り直す感じ

      チェックの結果、タイプAに相当するものは
      mill-max「4401-0-15-80-18-27-04-0」が良い

      タイプBに相当するものは
      mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」か、Harwin 「H3183-01」が良い。
      価格、入手性で判断する事になると思う。
      タイプBとは外側のメッキが違うだけで、混在して使う事も出来る様に思う。

    • 2022年3月28日

      Harwin 「H3183-01」の外側メッキが金の物「H3183-05」がRSにはある(ちょっと高いが10個単位で買える)。
      mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」は マルツで買うと110個で5267円
      Harwin 「H3183-01」はマルツで買うと110個で5531円、RSで買うと100個で3975+650=4625円、 120個で4770+650=5420円。
      Harwin 「H3183-05」はRSで買うと110個で5203+650=5853円。

      今回の最低必要数(IN-4用とZM1020用)110個で上記の金額から、
       タイプBと同じ形色とするならば、
       ・Harwin 「H3183-05」は、RSで 5853円で 買う事になる。
       色は違っても良いならば
       ・Harwin 「H3183-01」はマルツで5531円で買うか、
        RSで5420円で買う 事になる。
       ・mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」は マルツで5267円で買う事になる。

      必要数が110個で色は違っても良いとして
      mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」をマルツで5267円で買う事にする。
      値段も有るが、規格上1.09mmがOKと言うのも一因である。
      Harwin 「H3183-01」は規格上 1.09mmが外れるのが痛い。(使えるのだが)

      マルツにmill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」を110個 5793円(税込)で注文した。

      基板の組立を始めた。ICとType-Cコネクタを取り付けた。 秋月のType-Cは初めてなので 5Vが入る事を確認した。

    • 2022年3月29日

      基板に部品を取り付けた。ニキシー管のピンレセプタクルは、まだ来ないので取り付けていない。
      タイプBを取り付けても良いのだが、出来れば同じ物だけにして、混在させたくないので mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」が来るまで待つ事にした。

    • 2022年4月1日

      アクリルにM1.4用の下穴を空け、タップを切った。

      ニキシー管のピンレセプタクルが今日来たが、 アクリルの加工、組立が途中なので取り付けるのは明日以降にする。

    • 2022年4月2日

      アクリルケースを組み上げ、基板(IN-4無)を組付けてみた。
      思った通りに出来上がっている。
      が、USBのType-C用の穴が小さかった。上下が少し狭いのか、中心がズレたか? すこしヤスれば良い
      よく考えてみたら、基板取り付けスペーサを12mmにしないといけない。今使ったのは11mm。なので中心(高さ)がズレている。 そして、アクリルケースの寸法が縦横4mmほど大きい。 アクリル板厚を5mmから3mmにした時に寸法を小さくすると、ニキシー管用の切り欠きが離れてしまうので敢えて小さくしなかった。 なのでUSBコネクタが引っ込んだようになり、コネクタを奥まで挿す必要が出来てしまった為、 コネクタの大きな所までケース内に入れる事になってしまった。本来はUSBの先っぽの細い所だけを入れる予定だったが、 5mm厚と同じに戻した時にUSBの穴を大きくするのを忘れてしまった。
      でも、簡単な修正で済むようなので、まあ良かった。
      これで、今後のケースは3mm厚アクリルでM1.4で組み立てれば、スペースも金額も抑えられる。

      基板の動作は、5Vを入れれば、(突入が大きいので電流制限は500mA)
      緑LEDが点灯する(OK)
      半固定抵抗の調整で無負荷だが190Vが出る。(OK)

      今日はここまで
    • 2022年4月3日

      ソフトを書き込んだ。ニキシー管はまだ付けていないが、 LEDが点滅したので、CPUへの書き込みは出来たと判断する。

      ニキシー管を取り付けて、動作をさせると問題点がある
      1. 上(左)から2桁目が表示しない。いつでも設定の時も時計表示の時も。
      2. 時分表示のコロンが点滅しない。月日の点灯はする
      3. 赤外線リモコンが動かない。LEDは点灯するので何かデータは受けているみたい
      4. Cdsを暗くしても表示が暗くならない
      5. 時計が進まない。時刻設定は出来るのだが、進まない。

      問題点を考えてみると
      • 上から2桁目の表示に関しては、ソフトなのか、ハードなのか、現時点ではわからない。
      • 時計が進まない件は多分1秒割込みが入っていないか、ソフトが受けていないかだろう。 コロンの点滅の問題も同じ理由だろう。
      • Cdsの件はハードか、ソフトか?現時点ではわからない。
      • 赤外線リモコンの件は、ソフトの確立が高いと思う。

      USBの穴を大きくする必要が有るが、その前に12mmスペーサーにしたいが、 購入するまでは無いので 6mmを2つ繋げて代用する事にした。
      あらためて穴をどの位大きくするかを確認したら、 上側がギリギリなので穴でなく上側からの切り欠きにする事にした。

      ニキシー管を取り付けた時に気が付いたのだが、
      mill-max「0327-0-15-01-34-27-10-0」はニキシー管のピンに挿す時は 結構強い力で押さないと入らない。指の腹で押すと痛くなる位。
      Harwin 「H3183-01」はそれ程でもない。タイプBもそれ程でもない。(同じ物の色違いかも) なので、今度頼む時は Harwin 「H3183-01」を頼んでみたい。

    • 2022年4月4日

      問題点の解決

      1. 上(左)から2桁目が表示しない。
        -->CPUの24ピン(PC1)の半田付け不良。
           半田付けをやり直して解決。
      2. 時分表示のコロンが点滅しない。
        -->外部割込みの設定がINT0の物になっていたので、
           1秒割込みが入らなかった。INT1の設定でOK
           (元にしたプログラムがINT0だった。修正忘れ)
      3. 赤外線リモコンが動かない。LEDは点灯するので何かデータは受けているみたい
        -->CPUの発振周波数の誤差で、データとして受けていなかった。
           600BPSの周波数較正を行った。
           その後は、正常にSELECT、SELECT動作は出来た。
      4. Cdsを暗くしても表示が暗くならない
        -->Cds電圧は明るさで変化はしている。
           表示を暗くする値がもっと暗いポイントだったので、
           周囲をもっと暗くしたら表示も暗くなった。
      5. 時計が進まない。
        -->上記コロンの点滅と同じ原因。
           1秒割込みが入らないのでRTCの読み込みが無かっため、
           時計が進まない様に見えた。

      別の問題として、コロンLEDの色が良くない。赤によっている。
      -->緑の出力ビット(PD2,32ピン)が2.5Vぐらいしか出ていない。
         (テスターなので波形としては見ていない)
         PD2が入力ビットになっていた。修正したら5Vが出る様になった。
         しかし、色的にはまだ赤が強いので、緑の抵抗を3.3kΩにした。
         ニキシー管の色とはちょっと違うが良しとする。(赤10kΩ、緑3.3kΩ)
         拡散キャップを付けると暗いので止める。

      もう一つの別の問題(と言う程でもないが)として、 コロンLEDの高さを合わせる為と絶縁の為、エンパイヤチューブ的な物(長さ20mm)が必要になる。 取りあえずはビニール線の皮膜を使った。

      時計の電池バックアップのチェックの為のCR1220が無かった。ヨドバシに頼んだ。

    • 2022年4月5日

      USBの穴を大きくする件は、上側からの切り欠きにするのは止めて、 単純に広げてコネクタがぶつからないようにした。

      CR1220が来たので、入れてみた。30分以上電源を切っていても、 時計は狂わなかったので、バックアップはされていると確認が出来た。

      廣杉計器に12mmのスペーサーを頼んだので、
      後は、12mmのスペーサーがが来て、取り付ければ、現状は完成の筈。
      通信コマンドに 年月日時分秒の全てを一度にセットする物を追加したい と言う希望は有るが、 それはいずれと言う事で、取りあえず完成としたい。(プログラム

    • 2022年4月6日

      12mmのスペーサーが来たので、組み立てた。釣り下げでは無く、平面に置く方式で組み立てた。 (全体
      この平面に置く方式は安定が悪い。使えない事は無いが、ちょっとしたはずみで転がってしまう。足の幅をもっと広げる必要がある。
      IN-4の特徴なのだろうが、表示が手前の数字から奥の数字まで結構な距離が有る。 なので、正面から見ればきれいに見えるのだが、ちょっと斜めになると 奥の数字が歪んだり、欠けたりする。これは諦めるしかないだろう。

      回路図(後日更新された)と 部品表(後日更新された)の修正は終わったので、 取説の作成が残っている

    • 2022年4月7日

      取扱説明書を作った。

    • 2022年4月17日

      この機器のモスキート音がうるさいと言われた。私は全然聞こえないのだが若い人には良く聞こえる様だ。 何とかする必要が有る。
      「WS」で見ると約15KHz辺りにピークが有る。これの問題だろうか?
      高圧電源回路が同じの「IN-16 6桁」を調べると約17.5kHzにピークが有る(レベルとしては同じ位)。コンデンサの誤差か? こちらはモスキート音は聞こえないと言われた。しかし、小さい子には聞こえる様だ。

      昔はテレビの水平同期周波数が聞こえるかどうかで、年寄りと言われたが、その辺りの周波数だ。 もちろん、私も昔は聞こえたが、今は全然聞こえない。

      対策としては、高圧電源の発振周波数を高くするのが簡単だが、スイッチング時のロスが増えるので、むやみに上げられない。 コンデンサの誤差を考えれば、倍ぐらいにしたいが、FETが熱くなりそうな気がする。20kHzを目標と言う所だろう。 今の2200PFを1800PFにするぐらいかな....。
      1800PFピッタリのが無いので、仮に(1000P+680PFに交換した。 約19kHzのピークになった。いずれは、正式な1800PF(±5%)を取り付けたい。
      千石で100V1800PF SMD(2012)が10個150円で売っている。
      マルツ(digkey)で50V1800PFを 10個298.3円で売っている。
      RSでも売っているが、最低でも100個や200個になるので買うのは難しい。(ここしか無ければ考えるが)

    • 2022年4月18日

      千石に1800PF(±5%)と1500PF(±5%)を注文した。

    • 2022年4月19日

      1800PF(±5%)が来たので付け替えた約18kHzのピークになった。高圧もテスタで見る限り190Vが出ている。
      回路図部品表を更新した。

    • 2022年5月7日

      最下位桁が点灯しなくなった。他の桁の管と入れ替えたが、そこが点灯しないので管がダメになったと判断した。
      予備の管と交換して、正常な動作になった。下から1桁目(分の10の桁)に予備の管を入れた。
      これで予備が無くなった。

  • 参考資料
    • 部品表
    • ガーバーファイル
      基板に関してはこのガーバーファイルファイルを直接使う事は止めてください。
      なお、基板(生基板)は 現在の手持ち分に限り 無料で差上げます。
      こちらの連絡先へメールをお送り下さい。

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