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IN-16(ИН-16)6桁 制作メモ


TC7S32F NJU7600 アノード抵抗短絡(表) アノード抵抗短絡(裏) カソード抵抗挿入(コネクタ) 回路図 基板図 梱包箱 個別プチプチ 基板表 基板裏 スペーサー削る 完成
  • 発想 2019年6月10日
    • 15桁のIN17を使ったニキシー管時計を考えていたが、トップビューはスタイル的にうまく出来ないので  サイドビューのIN16を使って6桁時計ならば スタイル的には良くなるのではないかと思ったのきっかけになった。

  • 構想 2019年6月10日
    • 6月10日
      基本は4桁のニキシー管時計で 6桁に変更して 表面実装部品を使って小さくしたい

  • 実装についての考え
    • 6月10日

      回路的にはドットが二つニキシー管に有るのでそれを生かして形、動作を決めたい。

    • 6月26日

      回路は 6桁IN-17時計と4桁IN-14時計の折衷した物になると思うが、 高圧生成をCPUがやるか、別ICでやるかどうするか?
      電源は出来れば5Vにしたいが、デバッグや動作の安定性から考えると別ICの方が良い。 別ICで「NJM2360」を使うと12Vが必要になる。他の5Vから190Vが作れるICは無いだろうか? 或いは 小さなCPUを電源専用に使っても良いかもしれない。 NJM2369で作れそうだ。DIP8がデータシート上は有るのだが 購入できそうな物はSMDしかない
      (RSで一つ122円 5個単位購入)

    • 8月17日

      高圧生成をNJM2369(SMD)+CMOSロジック(1ゲート)+FET(2SK4021)とする。
      電源は出来れば5Vにしたいが、デバッグや動作の安定性から考えると別ICの方が良い。 別ICで「NJM2360」を使うと12Vが必要になる。他の5Vから190Vが作れるICは無いだろうか? 或いは 小さなCPUを電源専用に使っても良いかもしれない。 NJM2369で作れそうだ。DIP8がデータシート上は有るのだが 購入できそうな物はSMDしかない
      (RSで一つ122円 5個単位購入)

    • 8月23日

      5V電源の昨日までのの実験から考えると パワーFETを駆動する時にバイポーラではギリギリ駆動できる事も有るが、 ON抵抗などを考えるとCMOS駆動にしないと使える物は出来そうもない。 実験ではCMOSICを間に入れて対処したが、元々出力がCMOSの物はないのだろうか? 単純に言えばNJM2369の駆動部がCMOSになったような物はないのだろうか?

      インターネットで探すと「リコーのR1215D」と「NJU7600」と「NJU7601」と「NJU7631」が有った。
      NJU7600で実験をしてみたいが、動作周波数が数100KHz動作なので FETがきついのではないだろうか?

    • 8月26日

      NJM2360が保守品種と言う事なので、単純な代替品を探す。
      「NJM2374A」と「NJM2392」が有る。周りの部品の値は考え直す必要が有るかもしれないが、 基本的にはピンコンパチになる。

    • 9月4日

      5V電源で動かせれば好ましいと思っているが、その要因としてはUSBーC用のACアダプタを使いたい為。 しかし、そのアダプタの出力制度とか、ケーブルの電圧降下とかを考えると5V動作ではなく、4.5V動作を考える必要が有るだろう

    • 10月16日

      「NJM2360」、「NJM2369」、「NJU7600」と「NJM2374A」の実験結果から、 NJM2374A+CMOSを使って5V電源で動かす事にする。電源入力のコネクタはUSB-Cを使う。 但し、190Vのセンス抵抗に流す電流は約0.5mAで設計する。そうすればニキシー管に流す電流は2.5mAまで流しても 190Vを保証できる。(実験値から)FETは今まで通り「2SK4021」を使う。(価格と大きさから) 但し、暇を見て、購入した他のFETで実験をしてみたいとは思っている。
      当然だが5V入力なのでCPU回りはそのまま5Vを使う。(100uF程度のコンデンサは入れる)

    • 10月18日

      実装上の考察として、基板寸法を小さくしたいので、IN-16を実装する基板(表示基板)とCPU関連を実装する基板(制御基板)に 分けたい。そうすれば高さは高くなるかもしれないが、底面積は小さく出来る。二枚の基板にして スリットを入れるか、Vカットで 製造は1枚相当で作りたい。

    • 11月27日

      実装上の考察として、40Φのパイプに入れ、ニキシー管が飛び出るデザインにしたい。 パイプそのままでは入らないので縦割りにして組み込む方法が良いだろうが、150mm位を真っすぐに縦に切るにはどうしたらよいか? コロンはニキシー管のドットではなく別にIN-3を付けたい。 IN-3は二本足なのでブラブラする。固定を考える必要が有る。外になるのでIN-18の時みたいな止め方はダメだろう。 基板の大きさだが、単純にIN-16(13Φ)が6本、IN-3(約7Φ)が2本を横に並べると、13x6+7x2=92になる  実際の基板は横幅100mmで、縦はパイプに入れるとすると36mmが最大になる。 パイプを縦に切るので、切り代を考えると30mm位に抑えたい。パイプで無く、アクリルで作るならば、40mm位でも良いだろう。

    • 2020年4月20日

      パイプに入れる方式はデザイン上バランスが悪い。表示する数字をパイプの真ん中にするには50Φのパイプでも苦しそう。 かといって、パイプの上に出すとバランスが悪い。
      そこで秋月のABS樹脂箱(112-TM-ABS)に入れる方式か、アクリル板を切って箱型にして入れるかのどちらかにしたい。 アクリル板を切るならば、基本的に大きさは自由なのでパターン設計は楽だろう。 秋月の箱だと制約は有るが、表示部と制御部に基板を分けて作れば、スペース的には入るだろう。

    • 4月30日

      箱に入れるとして、ネオンを使わない方式にしたい。どうもネオンの安定性に疑問がある。どうもダイナミック点灯の時にチラツキが出ることが多い なので コロンにネオンを使うのは止めてIN16の「カンマ」を使う事にしたい。但し数字と違うタイミングで点灯すると見かけ上桁数が3倍になるので 数字と「カンマ」は同じタイミングで点灯する事にしたい。その為には電流制限抵抗をコモンに入れないで、各数字、各カンマに入れる事にする。 この方式は今までやっていないので 上手くダイナミック点灯が出来るかちょっと心配。消費電流としてもカンマ分が増えるので高圧電源がどうなるか? 数字は2mAでカンマは0.3mAとなっているので、合計はカンマ2つと数字一つ分で2.6mAを考える必要が有る。これは何とかなるだろう。

    • 5月5日

      ニキシー管の電流制限抵抗をカソード側に入れる方式がうまくいくかわからない(自信がない)。 表示ゴースト対策用のダイオードで60~70Vのクランプダイオードの動作が抵抗によって遅れるのではないか? 実験をしてみたいが簡単に出来る基板が有るか?

    • 6月7日

      高圧PNPトランジスタをMMBTA92にする。(今まで回路図に書いていた物は入手できない。)
      62Vツェナーを3端子の物に変更する。(2端子の物は入手困難)。

    • 9月16日

      8x8ドット時計と同じ様に 5V入力をマイクロUSBコネクタにした。 大きな理由はAC電源が普通に売っているスマホ用が使える事と12V電源と間違える事が無いの2つ。 しかし 現在の世の中ではUSBの主流がTYPE-Cに移行しているみたいで、 今後 このマイクロUSBが使われ続けるか ちょっと不安になる。 一見便利だが 継続性を考えると今までの円筒形のプラグ・ジャック(2.1mm標準プラグ)を使う方が良いのかも知れない。 或いは マイクロでなく 普通のUSBコネクタにすれば良いのかもしれない。 なぜなら SDカードみたいに ミニSDは殆んど流通していないが 標準SDは今でも マイクロSDと同じくらい流通しているので そう思っても良いのではないか。
      今回 作った基板に対してはもう変更できないが、今後の検討事項になりそう。

  • 現状
    • 2019年6月10日

      IN-16を8本 Tubes Store に頼んだ

    • 6月23日

      IN-16が来た。約二週間なので普通かな。
      早速 動作をチェックした。7本は正常に 0から9の数字 と ドットも2つ が点灯した。1本はなにも点灯しない。
      Tubes Store に連絡するかな、面倒だと言う感じが先に立ってしまう。(6桁なので2本はよびのつもり)
      チェック回路は アノード電圧:約189V、アノード直列抵抗:33Kohm カソード:0Vにした。

    • 6月24日

      Tubes Storeに「一本ダメなので補償をして欲しい」旨のメールを チェックの動画を添付して出した。

    • 6月26日

      昨日 「10ドルの払い戻しで良いか」の旨の返答が来たので 今日「それで良い」の旨を返信した。 どの様な払い戻し方法になるかわからない。
      PayPalに入るのではないかと思っているがどうなるか?
      (ある意味楽しみ)

    • 6月27日

      Tubes-Storeから 「返金した」の旨のメールが来た。 PayPalからも「10ドルの返金が有った」の旨をメールが来た。これでニキシー管については終了

      RSに「NJM2369」を5個頼んだ。SMDしかないが、実験は出来るだろう。多分明日来るはず。 うまく高圧が出来れば、途中になっている14桁IN17にも使いたい。

    • 6月28日

      RSから「NJM2369」が届いた。8ピンDIPのソケットに半田付けした。ブレッドボードで実験をするつもり。

    • 7月1日

      NJM2369の実験用回路図を書いた。

    • 7月8日

      ブレッドボードを組んだ。どうもうまく動かない。周波数を下げたり、比較器のゲインを下げたりしたが、出力電圧が高圧まで行かず、すぐにFETがoffしっぱなしみたい。

    • 7月24日

      出力電圧を低くして(220kΩを47kにして50V位)もダメ。

    • 7月26日

      ICソケットへの半田付けが良くないかもしれないので、8ピンのプラットホームへICをはんだ付けした。これでもう一度実験をしてみるつもり。

    • 7月27日

      プラットホームの物に変更したが、変わらず。17~18Vが一瞬出るが5Vになってします。もう一度配線を確認するのと、回路図の値が正しいか再度考え直す(再計算)必要が有るだろう。

    • 7月30日

      配線をチェックすると6ピン、7ピン辺りの配線が間違っていた。R6の220kΩを33kΩにした時、VRを回すと40V位は出た。
      然し、220kΩに戻すと思った様に電圧が出ない。なぜか? 値を再検討しないとダメだろう

    • 8月7日

      短絡保護機能を無効にするため、R4を47kΩ、R5を24kΩにする。6ピン(CS)を1.2Vを越えなくする為。 これで130~140Vの出力にはなったが、まだどこか悪い所が有るみたい。 130から140Vにする時のVRを回す感じがリニアではないので、どこかがサチュレーションしているのかもしれない。 コイルインダクタンスが足りないのかもしれない。大きくするか、周波数を上げるか、....?

    • 8月8日

      インダクタ(コイル)を交換してみる。
      大きく(470uH0.9A))すると電圧が取れない(ダメ)。小さく(100uH2A)するとギリギリ180~190V位は出る(良い?) もっと小さくしてみたいが47uHは電流容量の小さな物しかないのでどうするか? とりあえず実験はしてみても良いだろう。
      元々付けていた220uHも電流容量の低い物(970mA)だった(電流容量の多い物(1.3A)にしても出力電圧は同じだった)
      上記の事から考えると 周波数を合わせてインダクタンスを小さくするか、周波数を下げる必要が有りそう。現在はFETが暖まる訳ではないので このままの周波数でインダクタンスを下げる方が良いだろう。(コイルも小さいのが使えるだろう) 47uH(1.2A)の小さい物にすると100V位しか出ない。100uHでも一回り小さい物(1.5Aの物)だと電圧が出ない。
      なぜだろう。抵抗分が効いてQが上がらないのかも?そうなるとインダクタンスは小さくても抵抗の小さい物(電流容量の多い物)が良いのだろう。
      NJM2360の時(電源が12V)は コイルによってこれ程に動作が違う事はなかった。なにか他の原因が有るのかもしれない
      取りあえず、周波数を変更してみる事にする
      抵抗R3を100kΩにして、周波数を約40kHzにすると
      抵抗は100kΩのまま、コンデンサC2を2000PFにして約20kHzの周波数にすると
      100uH2Aで240V、220uH1.3Aで240V、470uH0.9Aで230Vの出力になる
      負荷電流を2mAにする為、100kΩの抵抗を追加すると 220uH1.3Aでは195Vがやっと出る。100uH2Aでは230Vでる。 出力190Vにした時 5Vは200~300mA流れている。FETが熱くなる。熱くなると少し出力電圧が落ちる。 大きなFETにするか、実装を考えるか、帰還電圧の抵抗値を大きくするか等、もう少し考える必要が有りそう。
      回路的には周波数はR3が100kΩでC2が2000PFの20kHzで、 コイルは100uH2Aで、R4は47kΩ、R5は24kΩ、C3は4.7uF、R1は150kΩでC1は0.01uFとするので良いだろう。

    • 8月10日

      今気が付いたが、FETのドライブに直列にダンピング抵抗(数10Ω)を入れている回路図が有ったので、33Ωを入れてみた。
      それでもFETは熱くなる。OFF側を速くする為にショットキーダイオードを入れたが、同じように熱くなる。 やはり、オシロで波形をチェックする必要が有るだろう。
      CPUのPWMでパタパタやって高圧を作った回路では、箱に入れた状態でコイルもFETも暖かくはなるが、 熱いと言う程にはなっていないので 何が原因だろう? ON電圧が低くてON抵抗が高くなっているのでないか....?
      やはりオシロで見ないといけないようだ。

    • 8月16日

      出力約190Vの時、オシロでFETのドライブ波形を見た。
      周波数は約23kHz(周期は約43uS)、ON時間は約26uSなのでデューティー約60%で、ON電圧が最終的には約4Vになるが、 立ち上がりエッジは3.5V位から遅くなり、6~7uS経過後約4Vになる。 下がりエッジはマイナス側にバウンスは有るが400nS程度で下がりきっているので、まあ良いだろう。
      FETが熱くなる原因としては ON電圧が低くてON抵抗は下がりきらない。増してや立ち上がりエッジ鈍さでもよりON抵抗が高い状態が残る。
      このICの規格表を見ると出力電圧は標準で4V、最低で3.5Vなので規格通りと言う事になる。 2SK4021のスレッショルド電圧は1.5~3.5Vなので良さそうだが、その時の条件はVDSが10Vなので現在の動作状況の5Vとは違うだろう。 グラフを見てもVGSが4Vの時からしか書いていないので3.5Vは不明。VDS5VでVGS4Vならばグラフが有り、1Aは確実に流せる(標準値だが)。
      どうすれば良いか? CMOSのバッファを入れて出力を5Vに近づけると共に波形整形をする。(ICが余分に必要になる)
      RSで東芝の1ゲートNon-InverterCMOSの TC7SET34FUが5個入りで273円、TC7SH34FEが5個入りで179円で、売っている。
      マルツで東芝の1ゲートNon-InverterCMOSの TC7SZ34Fが1個で約64円、TC7SH34Fが1個で約64円、TC7SET34Fが1個で約64円で、売っている。
      秋月で東芝の1ゲートORCMOSの TC7S32Fが5個で150円で、売っている。
      RSでは TIの1ゲートも有るみたいなので 1ゲートを使う設計をしても良いだろう。 なので、実験としては74HCか74ACのNon-Inverter使ってやるのが良いだろう。何が有ったかな?
      74HC04が有ったので2エレメント直列にして使ってみる。良くなっている。FETは暖かくなるが、 暖かくなるという感じでいつまででも触っていられる。
      波形を見ると立ち上がりエッジで約4.8V、下がる直前で約4.3Vなので ON電圧は確実に4V以上になっている。
      周波数は約24KHz(周期は41uS)でON時間は約18uSでデューティーは約44%なる時と 周波数は約20KHz(周期は49uS)でON時間は約28uSでデューティーは約57%になる時が有るが、効率は良くなっているみたいで、 CMOSを入れた方が良い。ダンピング抵抗は入れても入れなくても変わらないので止めることにする。
      この時の5Vの消費電流は約300mAなので消費電力は1500mWになる。 出力は190Vで約3mAなので570mWになる。効率は38%で すごく悪いが njm2369も消費しているので実際のFETのロスはどのくらいかわからない。コイルなども変更するとよくなるかもしれない。

      もしかして、NJM2360の時も FETドライブにCMOSを入れれば 5V電源でも190Vが作れると言う事か?

    • 8月17日

      コイルを 220uHに変更しても悪くなる感じで出力が上がらない(同じ出力電圧でもON幅が広いみたい) また、100uHでも小さな物にしてもやはり良くない。 47uHは小さな物(1.2A-LHL08NB470K)しかなかったのでそれに入れ替えても良くない。
      とりあえず、ここまでとする。

      部品を買うついでが有ったら47uHの大きな物を買いたい。 47uH2.8A(LHL13NB470K)秋月で60円、 FETを2SK2382にしてみたい(耐圧が200Vでギリギリだが、ON抵抗が低い)秋月 FETをTK13A60Dにしてみたい(ON抵抗が低い)秋月 FETをTK8A25DA(TK8P25DA)にしてみたい(ON抵抗が低い)共立129円、RS143円、千石105円 FETをTK13E25Dにしてみたい(ON抵抗が低い)共立200円

    • 8月18日

      FETではなくバイポーラトランジスタにしたらどうだろうか? 以前NJM2360の時はなぜだか忘れたが、ダメだったのでそれっきり考えなかった。 本当ならばNJM2368を使うべきなのだろうが、ちょっと調べたところ少量の購入は難しかった。
      なので NJM2369にベース抵抗を直列に入れて電流制限して動かしたらどうだろうか?

    • 8月19日

      バイポーラトランジスタ(2SC3631)で試してみた。ベース抵抗470Ωで 他はFETの時と同じ条件にした。 出力が約40Vしかでない。デューティーは目いっぱいの64%みたい。
      あきらめる。

      後は FETで FETを交換するか、他の部品の定数を変えて、最適値を求めるぐらいだろう。 候補に挙げたFETを手に入れる事と コイルをもう少し手に入れるぐらいか。
      諦めることにする。

      NJM2360で FETを使ってCMOS駆動が出来ないか? 出来たら効率はどうなるか? NJM2360の方がDIPも有るし、入手も簡単にできるので 使えればメリットは大

    • 8月20日

      マルツに 1ゲートのロジックCMOSを頼んだ。
      共立に FET TK8A25DAとTK13E25Dを頼んだ
      秋月に コイル 47uH2.8A(LHL13NB470K)と FET 2SK2382とTK13A60Dを頼んだ

    • 8月22日

      NJM2360で FETを使ってCMOS駆動が出来ないか、実験を行った。
      結論から言うと発振周波数を下げ、30KHzぐらいにすれば 約200Vは出る。
      ON電圧は約4.7V、OFF電圧は約0,24Vで、ON時間は5uS、OFF時間は26uSになっている。 5Vの電流は約250mA(1250mW)で負荷側は190Vで2.85mA(541mW)とすると、効率は43%でかなり低いが FET、コイル等はは熱くならない。
      なお、周波数は下げないと出力が取れない。今の約50KHzだと140V位が最大。なので周波数は2000PFで約30KHzにする。 コイルは100uHでも190Vは出るが、ギリギリ出る感じ。220uHだと202V位が最大。 470uHでは187Vが最大なのでダメ。
      NJM2369より効率が良いし、入手も簡単にできるので こちらの方が良いだろう。 但し、負荷電流が多くなるとこれでは苦しくなるので12Vの入力電圧が必要となる。

    • 8月23日

      昨日 共立に注文してあったFETのTK8A25DAとTK13E25Dが届いた。
      今日 秋月に頼んだ物が届いた。

      5V電源の昨日までのの実験から考えると パワーFETを駆動する時にバイポーラではギリギリ駆動できる事も有るが、 ON抵抗などを考えるとCMOS駆動にしないと使える物は出来そうもない。 実験ではCMOSICを間に入れて対処したが、元々出力がCMOSの物はないのだろうか? 単純に言えばNJM2369の駆動部がCMOSになったような物はないのだろうか?

      インターネットで探すと

      • リコーのR1215Dが有った。
        チップワンストップで160円で売っている。他は見つからない。 試してみたい気はするが 売っている所が一つだけでは実際に使えるかわからない。
      • NJU7600が有った。
        MOUSERで売っているがリール単位。チップワンストップで166円で売っている。RSで142円で売っている。マルツで159円で売っている。
        試してみたい
      • NJU7601が有った。
        MOUSERで売っているがリール単位。使えない
      • NJU7631が有った。
        MOUSERで売っているがリール単位。使えない

      NJU7600で実験をしてみたいが、 上記のICは動作周波数が数100KHz動作なので FETがきついのではないだろうか? 結構限定されるだろう。 どうするか?動作周波数をせめて100KHz以下に出来ないだろうか?-->出来ない。300KHz以上と規定されている。取りあえず買ってみて実験してみたい。
      RSに注文をした。
    • 8月24日

      秋月からの 1ゲートのロジックCMOS「TC7S32F」はプラットホームが無いので 6ピンのICソケットに半田付けした。
      マルツから 1ゲートのロジックCMOS「TC7SZ86F」が来た。
      RSに注文した「NJU7600」も来た。
       8ピンのプラットホームに乗っけた。

    • 8月25日

      CMOS駆動を「TC7S32F」にしてみた。
      今までと同様な感じで動いているが、急に動かなくなった。出力が無い。 NJM2360の出力波形を見るとHiが3.12VでLoが0.24Vになっている。 以前と大差ないようだ。
      改めて「TC7S32F」のデータを見ると、 Hiの入力レベルは最小値3.15V(電源4.5V)で、 Loの入力レベルは最大値1.35V(電源4.5V)になっていた。
      Loは規格内だが、Hiが規格から外れるようだ。 この入力レベルでは Hiは出るかもしれないし、出ないかもしれないという不安定な状態になる。 推測だが電源電圧に比例すると考えると5Vの時の入力Hi電圧は3.5Vになる
      元々NJM2360の出力は低いので、Hiの入力レベルの低い物(TTLコンパチみたいなもの)を使わないといけなかった様だ。 「TC7SET32F(マルツで80円)」ならば良さそう。
      4ピン(ES)の1kΩを20kΩにすればHiは3.9V位出るが、下がりがトロっとしてしまう。 4.7kΩだと3.7V位で下がりもまあまあになる。 「TC7S32F」の配線で入力を共通にせず、1ピンは信号入力で、2ピンはGNDに接続した方が良いみたい。 これで何とか使えそう。FETも熱くはなるが触れない程にはならはい。本当は「TC7SET32F」にすべきだろう。
      データシートをwebで見にいった時に気が付いたのだが、NJM2360はすでに保守品種になっている。 これだけ色々な所に使われていれば直ぐ無くなることはないだろうが、他のICも考えて行かないと不味いだろう。
      今の所はここまでで、NJU7600を動かしてみたい。
      マルツに「TC7SET32F」を頼む。

    • 8月26日

      NJM2360が保守品種と言う事なので、NJM2360の替りにNJM2369を使う事にしたいが、 その為には12Vの時の動作を確認する必要が有る。
      NJM2360の替りはNJM2374とかNJM2392が有る。周りの部品の値は考え直す必要が有るかもしれないが、 基本的にはピンコンパチになる。

      12VはNJM2369で、5VはNJU7600を使うように出来れば良いと思うが、5VのNJU7600の動作が まだ全然わからない。その為にも早く動作確認をする必要が有る。

    • 8月27日

      NJU7600の実験用回路図を書いた。

    • 8月28日

      ブレッドボードで回路を組んで実験をした。 47uHの時、無負荷で70~80V位出た。電流容量の多い物でも大体同じに出た。 100uHにすると40V位しか出ない。 4.7uH0.6Aにすると130V位出た。 その後、何処かが触ったみたいで煙が出て動かなくなった。どこから煙が出たかわからない。 ダイオード、FETを交換しても動かない。抵抗は黒くなっていない。後はICかな?

      今後、これが動いたとして使えるか? VFDの24V位なら使えそうだが、NJM2360ならFETなしで済むので NJU7600のメリットは無い。
      200V近いニキシー管に使えるかどうか?
      安定性から行くと 5V電源は NJM2360+CMOS+FETが良さそう。
      12V電源は NJM2360+FET(CMOSは無し)で動作できる。結局NJM2360を使うのが良いのかもしれない。

      とりあえず NJU7600を動かしてある程度の目安を付けたい。
      NJU7600と2SK4021を交換したら動くようになった。
      何とか200V辺りまで出したい。そうしないとこれを使う意味がない。コイルを22uH辺りにしたいが今無いので パラで対応するか?
      NJM2360+CMOS+FETのコイルを47uHでどうなるか試したい。
      今の所 確実なのはバイポーラICでCMOSドライバーを入れてFETを使う方式になる。 取りあえず今日はここまでとする。

    • 8月29日

      どうもニキシー管の時は12V電源で動かした方が楽みたいだが、5V電源だとUSBコネクタから電源が取れそうなので捨てがたい。 今の所 NJM2360+CMOS+FETか、CPU(タイマーのPWM)でパタパタやって190Vを作るかになるだろう。 NJM2360の替りにNJM2392になるかもしれないが....。

      NJU7600でコイルを約23uH(47uH二つパラ)にすると110V位は出る。 しかし 半固定で調整できない。フィードバックの入力電圧が最大でも0.83V位で1Vに達していないからで、190V位出れば調整が出来るはず。 と言う事は もっと出力電圧が上がるようにしないとダメと言う事になる。
      実際の動作には使えないがアキシャル型の4.7uHを付けてみるが、95V位しか出ない(電流容量が足りない為かもしれない) 47uHを4つパラに付けて約11uHにしたら良いかと思ったが、95V位しか出ない。但し、この時はリード線が長くなっているのでその影響もあるみたい。 同じようにリード線が長い時の47uHパラ(23uH)では100V位しか出ない。こうなると何の実験をしているかわからなくなる。300KHzだからなのか? だとしたらHJU7600は使えないと言う事になる。 やはり 5VはNJM2360(NJM2392)+CMOS+FET、 12VはNJM2360(NJM2392)+FETになるか。

      マルツから今日 IC(TC7SET32F)を発送するとのメールが来た。

    • 8月30日

      マルツから荷物が届いたが、用事があってすぐに実験が出来ない。

    • 9月4日

      NJM2360の回路で電圧を4.5Vにした時190Vは出なかったが、185V位は出たので実用上は大丈夫だろう。

      TC7SET32Fを6PのICソケットに半田付けした。NJM2360の回路のCMOS(TC7S32F)と交換してみた。 34Vしか出ない。ICその物のスタティックの動作はOKだった。何が原因だろう? オシロで見ないとわからない。 今日の所はここまでとする。

    • 9月11日

      TC7SET32Fで190V出ない原因はNJM2360の下がり出力波形に寄生発振みたいな物が乗っている。 ダンピング抵抗として直列に100Ωを入れてみたがほとんど変わらない。グランド間に入れる抵抗を1kΩに戻しても変わらない。 TC7SET32Fは諦めて、「TC7S32F」で動かす事を考える。今のままだとHiレベルが足りないのでNJM2360内部のコレクタに繋がる抵抗をなし(0Ω)にする。 1ピン、8ピンを7ピンと直結にすることになる。これで出力は3.6Vになった。この電圧ならば「TC7S32F」の最小Hi入力電圧をクリアできる。 NJM2360の時はこの回路とする。

    • 9月12日

      TC7SET32Fの時、NJM2360の下がり出力波形に寄生発振みたいな物が乗っている件だが、もしかしたら下がりは抵抗になるので スパっと下がらず、中間レベルの所でTC7SET32Fがおかしな動きをするのかもしれない。但し、入力波形にも出るのは解せないが...。 シュミット入力のTC7SET34Fを使えば良いかもしれない。
      マルツで頼んだ。

    • 9月14日

      MC34063Aで寄生発振が出た時に 6-7ピン間にコンデンサを入れると収まると言う記事が有ったので470PFを入れたが変化ない。

    • 9月16日

      取りあえず「NJM2374A」の回路図を書いた。

    • 9月23日

      12日にマルツに頼んだ「TC7SET34F」は 18日に来ていたが、今まで実験が出来なかった。今 良くデータシートを確認したら、 このICはシュミットでは無く、普通のバッファだった。東芝のワンゲートのシュミットは「TC7SZ17F」が有る。 これを頼むべきだった。改めて「TC7SZ17F」と「TC7SET17F」をマルツに頼んだ。

    • 9月24日

      取りあえず「TC7SET34F」も動かす事にして DILの連結ソケットに半田付けした。 動かしてみたが、やはり80V位しか出なくて、波形も下がりエッジの所が発振みたいになる。他に下がる少し前の所にも発信波形が乗っている。 駄目である。

    • 9月27日

      23日にマルツに頼んだ「TC7SZ17F」と「TC7SET17F」が来た。まだ動作確認は出来ない。

    • 9月28日

      「TC7SZ17F」を動かす事にして DILの連結ソケットに半田付けした。 動かしてみたが、100V位しか出ない。波形も下がりエッジの所が発振みたいになる。下がる少し前の所には発振波形は乗っていないが、 やはり駄目である。
      結局「TC7S32F」を使う事にする。

    • 10月9日

      「NJM2374」の回路をブレッドボードで作った。電源5Vを入れたが動かない。出力が0Vのまま。なぜだろう?
      過電流検出の抵抗(0.47Ω)が入ると1,7,8ピンは約4.1Vになっているが、電源装置の出力電流は0Aのまま。どうして?
      0.47Ωの配線が間違っていた。直したら出力が出たが、250V位になって、半固定を回しても変化しない。なぜ?

    • 10月10日

      5ピン(INV)の配線が間違っていた。直したら出力が出た。出力電流が1mAならば余裕で190Vは出る。(コイルは220uH) 3mAにすると188Vしか出ない。4.5Vにすると182V位になる。(NJM2360では4.5Vで185V出たのでこちらの方が悪いみたい) その時の入力側の電流は290mAなので1450mW、出力側は約180Vで約3mAなので540mW、なので効率は約37%になる。 FETもコイルも触れないほど熱くなる事は無い。
      コイルを470uHにすると3mAでも余裕で190Vは出る。4.5Vにした時も187Vは出る。 入力側5Vで250mAなので1250mW、主力側は190Vで約3mAなので570mW、なので効率は約45%になる。 FETもコイルも触れないほど熱くなる事は無い。
      コイルを680uHにしても3mAでも余裕で190Vは出る。しかし、4.5Vにした時は173Vになる。 入力側5Vで200mAなので1000mW、主力側は178Vしか出ないのが約3mAなので534mW、なので効率は約53%になる。 FETもコイルも触れないほど熱くなる事は無い。
      動作周波数は約16kHzになっている。設計では20kHzと思っていたが、まあ良しとするか。 コイルは470uHを使う事にする。これならばNJM2360よりもちょっと良くなっている。
      効率を考えると周波数をもっと低くして、コイルをもっと大きくするとよくなりそうだが、可聴帯域にどんどん入り込むので実用上まずいだろう。 年寄り向けならば半分ぐらいでも10kHz以下でも大丈夫だろうが、それは難しいだろう。なので今のままとする。

    • 10月11日

      TC7S32FをTC7SZ17Fに交換する。
      この回路では変な発振波形は重畳していない。正常に190Vが出る(3mA出力、コイルは470uH)。  周波数は約15.9kHzで63uS周期になっている。ON時間は42uSになっているのでデューティーは約3分の2となる。 余裕が有るように思える。FETもコイルも暖かい程度。
      入力側5Vで225mAでだんだん下がって205mA位になり1025mAW、 主力側は190Vで約3mAなので570mW、なので効率は約55%になる。 4.5Vにした時も約190Vは出る。
      この回路でTC7SZ17Fをなくして、NJM2374Aで直接FETドライブでは181Vしか出ない。 FETのゲート波形を見ると3.6Vから3.8V位なのでON抵抗が大きくなっているのだろう。 FETもだんだん熱くなるのでCMOSは必要と考える。
      回路図としては「TC7S32F」で1ピン入力をGNDに落として、2ピン入力を使えば、「TC7SZ17F」もそのまま実装できる。
      入力が12Vの時はCMOSは無くても大丈夫だろう。

    • 10月24日

      インダクターを太陽誘電の「LHL13NB471K(スルーホール)」から「CDRH127/LDNP-471MC(SMD)」に交換する。
      同じ様に190Vは出るので表面実装の時もこのインダクターを使えばよい。実装時、SMDにする必要が有りそう。
      インダクターをスルーホールに戻して、CMOSをやめて、入力電圧を9Vにした。これでも190Vはでる。 この回路でCMOSをやめれば、12Vの時も使える。

    • 12月2日

      40Φのパイプに入れつもりで、実装図を描きながら、アクリル図面も書きながら、基板設計を進める。

    • 12月4日

      一般的な沿面距離は稼げないが、出来る限り距離を取るとすると、40Φのパイプに入れる基板が出来そうな目星がついた。 但し、パイプへの実装をどうするか? 縦割りが出来るか等の問題は残る。実際に切ってみてどの様な方法なら出来るか試すのが速そうだ。

    • 2020年5月5日

      ニキシー管の電流制限抵抗をカソード側に入れる方式の実験をIN-2の基板を使ってやってみたい。 プログラムは現在の物で良いはずなので、ハードの改造として  アノードの抵抗をショートして、カソードの線に抵抗を直列に追加すれば良いはず。

    • 2020年5月7日

      カソード側抵抗は接続コネクタの途中に入れた。 アノード側抵抗の基板表側R25、R40基板裏側のR30、R35をショートした。 IN-2のニキシー管表示は正常に出来たので 電流制限抵抗をカソード側に入れる事に問題は無い。

    • 6月7日

      高圧PNPトランジスタをMMBTA92に変更した。
      62Vツェナーを3端子の物に変更するのは 回路図は変更したが、 基板図は難しいのでまだ途中。

    • 6月8日

      基板図も変更した。 ガーバーファイル部品表も出来た。

    • 7月16日

      Elecrowに  簡易スペアナ、ブレッドボード用ATmega328基板2種、4桁IN-8時計、8x8ドット時計と一緒に注文した。 現在の中国の状態がわからないので いつ頃出来上がるかわからないが、注文画面上には以前と同じ様な工程(日時)の説明が出ていた。 なので、うまく行けば(以前と同じなら)来週中には手元に来るかな? と言う感じ。

    • 7月22日

      Elecrowから 基板が出来上がって来た。配送含めて一週間で出来上がった。以前より速いぐらい。(なぜか、Elecrowの状態は「In production」)
      新型コロナが怖いので まず受け取った袋ごと紫外線殺菌をした。 こんな箱に6種類の基板が入っていた。 個々の包装はプチプチで、上下に捨て板で保護されていた。 (基板表基板裏

    • 7月23日

      Elecrowから 基板を送ったとメールが来た。基板を受け取ってから送ったと言われても 困ってしまう。

    • 7月25日

      RS、秋月、廣杉、マルツに足りない部品を注文した。 直ぐには いつ入るかわからないが、RSだけは 予定日の入った受注した旨のメールが来た。

    • 7月28日

      秋月からは注文した物全てが届いた。RSからは注文した物の内3品が届いた。廣杉からは来なかったが、ホームページを見たら メールシステムの不具合で即日発送が出来ない様な事が書いた有ったので、遅れているのだろう。マルツからは時間のかかる物が有るので 追って連絡する旨のメールが来ていた。
      まずは基板の切り離しから始める事になるだろう。

    • 7月29日

      今日 廣杉から注文した物が届いた。いつもより1日遅れだが、この位の遅れは問題無し。 基板の切り離しは行った。思った様に繋ぎ部分の穴を3mmのドリルで大きくすると 分離で来た。 その後残った出っ張りをちょっとヤスリ掛けのするだけ

    • 7月30日

      RSから 31日に届くはずの物が 新型コロナで航空便減便の為 3日遅れる旨の 連絡が来た。 基板(Elecrow)はOCSで以前と同じ様に来ていたので 以前と同じぐらいに運送事情は戻っているのか と  思ったがそうでは無いみたいだ。 OCSだけ大丈夫なのか、中国だけ大丈夫なのか、。
      マルツに頼んだ物もDigkeyなので多分何処からか航空便で来るのだろうから遅れるかもしれない。

    • 7月31日

      ICソケットを注文するのを忘れていた。 SN74141(K155)用の16ピンの物が一個必要になる。 直接半田付けでも良いのだが、何か有った時を考えるとソケット使いたい。

    • 9月14日

      やっと組み立てを始めた。気が付いた事として 以下が有る。

      • U3「NJM2374」の向きがわからない。シルクで線が入っているのだが、ICパターンに掛かって殆ど消えている。 ピン番号でも、丸印でも ICパターンと被らない所に 何か印を描く必要が有る。 -->基板図図修正済(six_nixie_in163_clock.brd 2020/09/18)
      • C12の電圧が450Vになっている。使っている物は250Vの物。
        -->回路図修正済(six_nixie_in163_clock.sch 2020/09/18)
        それと 普通の2012のパターンでは沿面距離が極端に足りないののではないかと思われる。 もうちょっとパターンが離れている特別な2012を作らないとダメなのではないかと思うが 今はこのまま進める。 3216の物を使った方が簡単かもしれない。 RSで「AVX 積層セラミックコンデンサ(MLCC) 330pF 500V dc ±5%  メーカー型番 12067A331JAT2A 」が10個で272円で売っている。
      • ZD1とZD2の部品名が「SZBZX84C62」Vになっているが、「BZX84C62」を使う。
        -->回路図修正済(six_nixie_in163_clock.sch 2020/09/18)
      • GNDと5Vのテストピンの穴径が大きい。もう少し小さいほうが良い
        -->回路図修正済(six_nixie_in163_clock.sch 2020/09/18)
      • 上下基板を固定するビスの頭が 上側基板のパターンに触りそうになるので絶縁ワッシャーを入れる必要が有る。  スチロールビスにしたいが 長いビスしかないので 今はスチロールビスで止められない。
        -->ウィルコに RENY絶縁ビス2M3mmを50個注文した(2020/09/18)
    • 9月17日

      表面実装品を取り付けているが、手ハンダは疲れる。 いずれは クリームはんだを使ってオーブンで取り付ける事も考えないとやってられなくなるだろう。
      IN-16以外は基板に取り付けた。

      下の基板(CPU基板)に5Vを入れてチェックした。 190Vは無負荷だが出力していて、半固定抵抗で調整が出来る。但し回転方向が逆で右回しで電圧が低くなる。 緑LEDが点灯する事は確認した。

      まだ プログラムが無いので作る必要が有る。14桁IN17時計を元にする。

    • 9月18日

      LEDは動いた。
      スイッチが2つ共入力できない
      -->CPUの足の半田付けがうまくなかった。浮いていた。直してたらスイッチ入力が確認できた。

      ニキシー管のチェックの為 スタティックテストだけを動かす様に プログラムを修正した。 コンパイルは通ったが まだ書き込んではいないし、まだ ニキシー管を取り付けていない。

    • 9月20日
      • ニキシー管は仮に一つだけ取り付けた。数字は0~9まで点灯したが、左ドットが8と9の時も点灯してしまった。 右ドットは良いみたい。
        -->CN4の4ピンと5ピンがハンダブリッジしていた。除去して正常表示。
        後は ニキシー管を全てつけてチェック
      • ニキシー管を6個付けた。5番目が点灯しない。 4番目の次が5番目でなく6番目が表示する(5番目が飛ばされる)。6の次は何も表示しない。
        -->最初に5番目の表示にしたら、6番目が表示された。おかしい。 強制的に桁指定を数字に表示したら「4」(0からなので5番目になる)。
        ポートCにセットする値を表示したら上が「1」で下が「0」。思った通りの値になっている。
        改めてポートCの値を読んで表示させても同じように「1」と「0」になっている。
        ソフトは良いのか....? ハードがダメなのか....?
        上側基板(ニキシー管側)のCN10の5ピンと6ピンがくっついていたので直したが、まだおかしい。
        5番目は点灯しない
        -->CN10のコネクタの所で5番目を表示する時は5ピンがHighになっているが表示しない。 R4とR5の位置が間違っている。縦並びが横並びに付けてしまった。直したら点灯した。
        6番目も点灯しなくなった。なぜ? 
        -->CN10のコネクタの所で6番目を表示する時はHighにならず1V位にしかならない。 但し上側基板を外してからCN9側で見るとHighになっているがちょっと電圧が低い。 他の物はテスター読みで5V出ているが、6番目は4.2Vになる。なぜ?
        A/Dの所でADC5を使うようになっていた。それで出力になってななかった。
        ADC6を使うように修正したら6番目も表示できるようになった。
      • 「3」の時に左ドットが、左ドットを表示すると「3」が一緒に点灯する。(1~4番目と6番目の物)
         -->ニキシー管の足、4ピン(3)と5ピン(左ドット)が互い違いになっている所が有った。それは修正した。 それと別と所で ニキシー管の足、4ピン(3)と5ピン(左ドット)が触っていた。離したらOK
      • 「8」の時に右ドットが、右ドットを表示すると「8」が一緒に表示される。(1~4番目と6番目の物)
        -->ニキシー管の足、11ピン(8)と10ピン(右ドット)が触っていた。離したらOK
    • 9月21日

      スタティック点灯のチェックと ダイナミック点灯のチェックは 動いたのでニキシー管の表示は良い。

      通常動作とEEPの変更部分を修正した。コンパイルが通った所までで今日は終わり。

    • 9月22日

      一通りの動作は確認できた。BPSの調整も 明るさを変えるポイントの調整も 確認できた。バックアップ電池の動作も確認した
      今はニキシー管が仮付けなのでこれを正規に取り付ける事になるが、箱が決まっていないので高さが決められない。
      見た目だが ドットが数字に比べて明るいので抵抗を調整する必要が有りそう。
      -->電流値は 数字が2mAで ドットが0.3mAなので 抵抗の電圧降下を同じにするには 2/0.3倍の抵抗値で良いはず。 今、数字は22kΩなので計算すると147kΩだがピッタリのが無いので150kΩを付けてみる。R63とR64の二つ
      取り替えて表示させた感じは良いので150kΩとする。部品表回路図も変更した。 数字の明るさは室内ならば問題なく使えそう。直射日光はダメだが。

      スイッチが押しにくい。 元々の考えがパイプに入れたいと思っていたので 左右の狭い所からピンみたいな物を使って押す事にしていた為。 今は箱にするつもりなので押しにくくなってしまった。 リモコンを使えば取りあえずは問題ない。 リモコンが一つと言うのは壊れる時有るのでもう一つ必要だろう。

    • 9月26日

      連続のテストをしたら時計が遅れる。1時間で30秒ぐらい遅れる。 割込みを取りはぐれても表示が飛ぶだけで時刻その物が遅れる事はないので 多分RTCの問題だと思う。調整レジスタが有ったかどうか? 最悪はIC交換になるだろう。案外交換の方が速い(楽)かも....。 -->0.8%の誤差(8000ppm)なので 微調整と言うレベルではない。多分IC不良なのでIC交換をしよう。
      交換した。一時間動かしたが他の時計と差がわからないので良しとする。

    • 9月30日

      IN-16を正式な取り付けとする。高さを合わせぴったりと付ける。 高さを合わせる為に白いスペーサーをそのまま利用したが、元はそれを使うつもりが無かったので スペーサーを付けると部品等と干渉したのでやすりでスペーサーを削る必要が有った。 今後の設計はニキシー管の外径を厳密に守った方が良い。

      アニメの動作が奥から手前の順番になっていない。修正の必要が有る。 -->修正したプログラムが出来た。

    • 10月1日

      この時点で取りあえず完成とする。いずれ箱には入れるつもりだが、ここで一段落とする。

    • 10月2日

      取説も出来た。

  • 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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