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VFD LD8035E時計 制作メモ


  • 発想 2015年12月3日
    • IV-18も良いが 真空管みたいなバラのVFDでも作りたい。

  • 構想 2015年12月3日
    • 12月3日
      とりあえず 共立エレショップで「LD8035E」を8本頼む
    • 12月5日
      「LD8035E」が来た

  • 実装についての考え
    • 12月7日
      IV-18の回路を元にVFDを置き換える
      電源をどうするか? 5Vにするか? 12V(15V)にするか?。
      ヒーターが4本で0.8V100mAなので5V電源の方が楽みたい。
      12Vから5Vを作ると三端子レギュレータでは喪失が大きくて放熱器が入りそう。
      5Vから12Vを作った方が熱的には楽だろう。
    • 12月10日
      サンケンのステップダウンの5Vレギュレータを使うと回路が楽なのでそれを使って、外部電源は12Vにする。
    • 12月11日
      ヒーター電圧よりグリッドのOFF電圧をマイナスにする必要が有るのか?
      つまり、ヒーター電圧をGNDレベルより少し上げる必要が有るのか?
      VFDの動作を真空管として考えると、 昔真空管のグリッドにプラス電圧を加えてプレートが真っ赤になってしまったような状態 ではないかと 思える。 その考え方で行けば グリッドはある程度のマイナス電位にしないと電子の流れは止まらない様に思える。 しかし ヒーター電位を上げると相対的なプレートとの電圧が下がるので輝度も下がるだろう。
      現在の所 外部電源12V CPU、RTC動作電源5V ヒーターは5Vから抵抗シリーズで0.8Vにする (GND側にダイオード一個入れる。0.6V上げる為)、RTCバッテリバックアップはCR1220、ICは基本的にDIPを使う。
      プログラムはまだできていないが、以前のダイナミック7セグLEDとRTCで時計にしたプログラムをちょっと焼き直せば 行けるのではないか。
    • 12月13日
      グリッドにマイナスを掛ける件だが、グリッドの抵抗を忘れていた。 またインターネットで調べるとプレートにも抵抗を入れているが、必要かどうか?  ダイナミック点灯の周期は1mS位で、250uSは全消灯時間にしている物が有った。 全消灯時間は回路に影響されるだろうが、周期は1mS位を考えれば良いだろう。 ダイナミック点灯時のプレート電圧とグリッド電圧は20~30V必要みたいなので 24V外部電源にすれば良いだろう。
    • 12月24日
      グリッドとプレートに抵抗を入れ、表面実装品を使うことにして 30x100の基板とする。

  • 現状
    • 12月11日
      基板を発注できる程度の回路図は書いた。プログラムはまだできていない。
    • 12月13日
      グリッドの抵抗を忘れていたので、このままでは発注できない。書き換えたいが仕事が入ったのでどうするか?
    • 12月24日
      表面実装で 30x100の基板図面を書いた。
    • 1月12日
      IV-18のプログラムを元に これ用のプログラムを作成した。コンパイルは通った。
    • 1月17日
      ブレッドボードでVFD部分を組んだが、動かないのでIV-18のユニバーサル基板にLD8035E部分を追加する。動作確認はまだやっていない
    • 1月18日
      スタティック的な動作(表示)は出来たので 配線は良いだろう。まだダイナミック表示が出来ない
    • 1月19日
      ダイナミック表示が出来た。やはり暗くなるので室内で使うとしても最低15Vぐらいは掛けないと見ずらい。20V以上掛ければスタティック表示に近くなるが、 正式な規格表が見つからないのでちょっと怖い。表示に個体差が有り、各セグメントのバラつきの大きなものも有る。ダイナミック表示の時の前桁の洩れは少し有るように思うが これも個体差が有るように思える。取りあえず見られる表示は出来た。
    • 1月26日
      5Vをプレート電圧(15~24V)から作る様にMPM82を回路に入れて動作確認する。出来た。
    • 1月28日
      ダイナミック表示のプレート電圧=15Vの時 200uSを1単位として1桁を25周期(5mSなので4桁で20mS)で、そのうちOFF時間は 1/25をOFFすれば良い。 カソード(フィラメント)をダイオード分上げているが、これは無くても前桁の洩れには関係ない。(無い方が少し明るい。12Vでも良い位))なので160Ω1/4Wを一つ入れれば良い。
    • 2月12日
      何種類かの回路図を書いた。50x50も有り、84x25も有るが、両方ともフラットパッケージを使う様になる。DIPだと100x45辺りが最小になる。 どれを作るか おいおい決める。
    • 2月14日
      セグメントのバラつきの大きな1本は交換する。
      ブレッドボードに全点灯する回路を組んで、他の3本をチェックする。他の三本はどれもセグメント毎に明るさが違うことは無い。スタティック表示だがたぶんダイナミックでも大丈夫だろう。  ダメな物はスタティックでもバラつくので。
    • 2月15日
      clock4をElecrowに頼んだ(約16ドル、1888円)。しかし、再度Log-inしようと思ったら入れなかった。アドレスが違うのか、パスワードが違うのか、入れない。  メールも来ないのでメールアドレスを間違ったように思うが、どうしようもないのでどうしたらよいのか Contactus画面から質問を出した。最悪 1888円を捨てることになる。
    • 2月16日
      Elecrowから返事が来て 登録時のメールアドレスが違っていた。違ったアドレスでlog-inして 本当のアドレスに書き直した。取りあえずは一安心。  送ったガーバーファイルを見て悪い所が無かったら製作に入るとの事。
    • 3月10日
      Elecrowから基板が届いた。見た目は良いみたい。基板だけ見ると思ったより小さい。今有る部品を取り付け、足りない部品をRSに頼む。
      届いた荷物の外観と基板
    • 3月11日
      RSから部品が届いた。日本に在庫の無い物は3月16日になるとの事。来た物だけを取り付ける。
    • 3月15日
      RSから部品が残り3点中2点が届いた。
    • 3月17日
      RSに残り1点の問い合わせをしたら3月24日になるとの事。
    • 3月18日
      残り1点を秋葉原の千石で購入し組み立てる。
      不具合箇所は 基板印刷の名称がclock3になっている。 4すみの基板取付穴のうち一つが CR2032のホルダに近い。穴はかぶらないが、ナットが使えない。表面にスタッドを立てる必要が 有るので ホルダに完全にぶつかる。取りあえず下側にスタッドを取り付けられるようにちょっと長穴にして組立を進める。「clock4-1」で修正をする。
      VFD半田付けが難しい。12本のリード線を穴に入れるのが大変。1番のリード線に印と赤チューブを入れ、予め各リード線の長さを変えて切って置き一本づつ順番に入れていく。
      半田付けもパターンの間隔が狭いので隣とくっつきやすい。くっついた時は焦らずにリード線を切った後に網線で吸い取ってから半田付けをする。
    • 3月19日
      スイッチ付DCジャックの回路が間違い。
      ライブラリーが間違っている。取りあえずジャンパーで逃げる。「MJ-R02」のライブラリーを修正をする。
      「MJ-R02」のスイッチ操作は使いにくい。今回基板を小さくする為に使ったが、使い勝手は良くない。スイッチの無いただのDCジャックで電源スイッチ無し仕様でも良いかもしれない。
      上位桁、下位桁の並びが逆になっている。ソフトを修正をする。
      明るさとコントラストが低いので 15V電源を使い 青色セロファンを巻く事にする。
      VFDとしては セグメント毎の明るさのバラつきも有り、数字の大きさからも IV-18に劣る感じがする。但し 回路設計的には楽
    • 3月20日
      青色セロファンの巻き方を変更する。プログラムに 特別な表示チェックモード(目ではチラつかない)を追加する。 表示の動画(目ではチラつかない)
    • 4月8日
      透明塩ビでカバーを作って被せた。これで箱入りと言えるだろう。
  • 参考資料
    • 部品表基板(ガーバーファイル)
      基板に関してはこの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。 こちら連絡先へメールをお送り下さい。

ホーム          カメラと写真        2016年4月12日更新 Taishi