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- 発想 ２０１６年１月１４日
- 構想 ２０１６年１月１４日
- １月１４日
ニキシー管ＩＮ－１２Ｂが２本残っているのでこれで２桁の時計が作れるのではないか
新たに買うと現在日本円にすると５０００円位は掛りそうなのでちょっと敬遠する
- 実装についての考え
- １月１４日
具体的には何もない。出来れば５０ｘ５０の基板に入れたい
- ２月３日
ニキシー管はソケットも有るので 基板に重ねる方式として、基板寸法を５０ｍｍｘ５０ｍｍに収まらないか？
時計の精度から行くとＤＳ３２２４だが、もっと簡単で小さい物は無いか？
シー管のドライブはダイナミックにするか？スタティックにするか？ プログラムはスタティックが簡単だが、部品面積で行くとどちら？
ＩＣは基本的にＤＩＰにしたい。が、基板面積で入らない時はどうするか？
- ２月１１日
基本方針を決める
ＤＣＤ－ＤＣコンバータのトランジスタは、ＴＴＣ００８ ６００Ｖ１．５Ａ ３５円 を使う
ｄｐのドライブは２ＳＣ５１２２を使う
２００Ｖ部分のパターンは １ｍｍ程度あける
ＲＴＣはＤＳ３２２４を使う
ニキシー管はスタティック駆動で７４１４１を二個使う。ソケットを使うが基板の上にビス止めをする
１００ｘ５０までに収める
ＲＴＣ以外表面実装は使わない
通常表示は時と分を続けて表示し、分から時の間に特別な表示と表示しない時間を入れる
スイッチを押された時に月と日を 時と分の時と同じように表示し、小数点を２つ点灯する
年は 常に下２桁（２０１６年なら１６）を常に表示する
年月日時分の設定は いまは未定
- ２月１２日
回路図を書いたが、入力電源を１２Ｖにしたが、５Ｖではどうか？ 効率が悪いかも？ 発熱が大きいかも？
実験をしてみたい
- ３月３日
５Ｖの回路図を書いた。これをユニバーサルで組む予定
- ４月４日
５Ｖの回路で プロフラムも動いた。
この２桁の回路で基板化するか？、４桁の回路にして基板化するか？思案中
ＩＮ－１７を６個注文した。ウクライナなので今月中に来れば良い方だろう。
- ４月７日
ＩＮ－１７は発送したというメールが来た。
- ４月８日
ＩＮ－１７の４桁まだは６桁を作る時は 表面実装になると思うがニキシードライブに７４１４１を使わなければならないのは面白くない。
ＣＰＵの信号を高耐圧トランジスタにいれてニキシー管をドライブできないか？
スルーホール部品ではかえって場所を食いそうだが、表面実装部品なら両面使えるのでこの方が基板が小さくなると思うが、どうか？ 実験をする必要が有る
- ４月１４日
ＩＮ－１７が来た。１週間で到着した。
ウクライナは中国より近いみたいだ。
- ４月１５日
ＩＮ－１７の４桁の件は別にしたので この２桁の物の基板をつくるかを考えるが、今の所保留。
- ７月１８日
ＩＶ－２１時計、パルス出力と一緒に基板を作る事にした。
今後ニキシー管回路では ＣＰＵが２００Ｖを作る回路にしたいので その検証をしたい。
- １２月２０日
ＩＮ－１４一つの時計の所で７４１４１の替りにトランジスタでドライブする回路を考えたが、
ダイナミック動作で確認をする必要が有るのでこの２個のニキシー管を使った基板でチェックをしたい。
- １２月２４日
トランジスタドライブ回路は出来たが、スペース的には７４１４１よりも大きくなるのであまりメリットは無いと思う。
しかし、７４１４１（相当品も含む）が手に入らなくなった時、基板のレイアウトで７４１４１が入らないが細かい部品に分ければ入る時などに使えるだろう。
- 現状
- １月１４日
まだなにもない
- ２月１１日
１００ｘ５０で回路図を書く
- ２月１３日
秋葉原で昇圧回路の足りない部品を買ってきた。これで実験が出来る
- ２月１９日
ブレッドボードで回路を組んだが電圧が出ない。オシロで当たりずらいのでユニバーサルで作り直す。状況は変わらず。これからオシロで波形観察になる
- ２月２３日
発振周期は良さそう。トランジスタはＯＮしているが、電圧が上がらないのでＯＮ時間がフルになっている。そのうちトランジスタが熱くなる
- ２月２４日
ドライブをＦＥＴにして 動作確認をする。問題なく２００Ｖが出る。（トランジスタＴＴＣ００８をＰＱＰＦ３Ｎ９０＋２ＳＡ１０１５＋１Ｎ４１４８にするだけ）
１次側１２Ｖ５０ｍＡ（６００ｍＷ）、二次側無負荷だが電圧検出回路で約２ｍＡ食う。なので１次側６００ｍＷ、２次側４００ｍＷ６６．６％効率（各部品の発熱は無し）
１次側を５Ｖにすると動作しない。動かす為にはＦＥＴの問題と抵抗値の問題が有るので 後回し。
１次側を９Ｖにすると９Ｖ１５０ｍＡ（１３５０ｍＷ）なので効率が３０％位に落ちる。（ただし 各部品の発熱は無し）
１次側を２４Ｖにすると２４Ｖ２５ｍＡなので効率は変わらない。（各部品の発熱は無し）
やはり １次側１２Ｖ辺りが使い良さそう。
インダクターを１ｍＨにするが 変わらず。（電流が１～２ｍＡ減ったかもしれないが．．．？ 波形は見ていない） ２２０ｕＨに戻す
ＦＥＴを２ＳＫ３２３４（￥２００）にする１次側が１２Ｖ４３ｍＡ（５１６ｍＷ）。なので 効率が７７％。（各部品の発熱は無し）
９Ｖで６０ｍＡ（５４０ｍＷ）。なので効率は少し落ちる７４％。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴをＴＫ６Ｑ６０Ｗ（￥５０）にする１次側が１２Ｖ４３ｍＡ（５１６ｍＷ）。なので 効率が７７％。（各部品の発熱は無し）
９Ｖで６６ｍＡ（５９４ｍＷ）。なので効率は少し落ちる６７％。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴを２ＳＫ４０２１（￥４０）にする１次側が１２Ｖ４３ｍＡ（５１６ｍＷ）。なので 効率が７７％。（各部品の発熱は無し）
９Ｖで６３ｍＡ（５６７ｍＷ）。なので効率は少し落ちる７０％。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴを２ＳＫ４０２１のままで、１次側が５Ｖに挑戦するが、１ピンの抵抗をパラに３３０Ωを付けても、コイルを１００ｕＨにしてもダメ。電圧が全然でない。４７０ＰＦに＋１０００ＰＦにしてもダメ
取りあえず 諦めて 抵抗値、インダクタ、コンデンサを元に戻す。
負荷に１００ｋΩをパラに追加して、負荷電流４ｍＡ（８００ｍＷ）にする。
ＦＥＴを２ＳＫ４０２１（￥４０）で１２Ｖ８０ｍＡ（９６０ｍＷ）効率は８３％になる。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴをＴＫ６Ｑ６０Ｗ（￥５０）で１２Ｖ８３ｍＡ（９９６ｍＷ）効率は８０％になる。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴを２ＳＫ３２３４（￥２００）にする１次側が１２Ｖ８３ｍＡ（８９６ｍＷ）。なので 効率が８０％。（各部品の発熱は無し）
ＦＥＴをＰＱＰＦ３Ｎ９０（￥１００今は売っていない）にする１次側が１２Ｖ９３ｍＡ（１１１６ｍＷ）なので効率が７１％（各部品の発熱は無し）
取りあえずは１２Ｖ電源で２ＳＫ４０２１＋２ＳＡ１０１５＋１Ｎ４１４８にする。１００ｋΩを止めて、４７ｋΩ＋ニキシー管で点灯した。
ＮＪＭ２３６０を使わないで ＡＴｍｅｇａ３２８のＰＷＭ出力とＡ／Ｄ入力で２００Ｖ４ｍＡが作れないか 実験してみたい。
最初は ガイガーカウンタの４００Ｖを元に電圧を下げた時電流が４ｍＡ取れるか
- ３月２日
ＣＰＵのＴｉｍｅｒ１のＰＷＭでＦＥＴをドライブにして 動作確認をする。２００Ｖ２ｍＡは出る。
（ＦＥＴは２ＳＫ３２３４か２ＳＫ４０２１がＴＫ６Ｑ６０Ｗよりちょっと効率が良い（発熱も少ない） インダクタは４７０ｕＨ０．９Ａを使う。
ｔｉｍｅｒ１の値は １クロック１２８ｎＳ（８ＭＨｚ）で周期が１０００（８ｋＨｚ）、ＯＮ時間が４００位で１００ｋΩ負荷で２１０Ｖ出る。１次側は５Ｖ１１０ｍＡなので効率は８０％
５０ｋΩ負荷では周期１０００でＯＮ時間５００で１８０Ｖ出る。１次側は５Ｖ１６５ｍＡなので効率は７８％
Ａ／Ｄの値でフィードバックを掛ければよいだろう。２００Ｖに上がるまでが数秒かかるので 点灯するまで少し待つ必要が有りそう。
安全のためにポリスイッチを入れる必要が有るだろう。
ＮＪＭ３２６０よりＣＰＵ制御で行きたい。
- ３月５日
２００Ｖ４ｍＡの出力をする為 最大ＯＮカウントを６５０にする。５Ｖ２１５ｍＡぐらいで出る。
- ３月７日
ポリスイッチ（ＲＸＥＦ０２０、２００ｍＡ定格、４００ｍＡ遮断）を一次側に追加すると出力２００Ｖ３ｍＡまでは出るが、２００Ｖ４ｍＡでは２００Ｖまで上がらない。
なので ＲＸＥＦ０２５、又はＲＸＥＦ０３０辺りが必要だろう。
半固定の故障時のＡ／Ｄ入力の保護に ツェナー（１Ｎ５２２６Ｂ ３．３Ｖ０．５Ｗ）を入れる。
- ３月１２日
ＰＷＭの周波数が８ｋＨｚ（１２５ｎＳ＊１０００）だと 普通の人には「シーー」と聞こえるみたい。なので ２０ｋＨｚ（１２５ｎＳ＊４００）に変更する。
４７０ｕＨだと２００Ｖ２ｍＡの時 ＯＮカウント約２００だが、２００Ｖ４ｍＡ負荷で ＯＮカウント数は約３８０になり、余裕が無いので、２２０ｕＨにすると
２００Ｖ２ｍＡで約１８０カウント、２００Ｖ４ｍＡで約２５０カウントになる。余裕はまだ有りそうなので２２０ｕＨを使うことにする。
- ３月３１日
以前作った「４桁７セグＬＥＤとＲＴＣ」の基板に追加して ５Ｖの回路の電源部とニキシー部をユニバーサルに組んだ。
チェックプログラムでニキシーの表示部分の確認はした。アノードの抵抗が４７ｋΩでは大きいみたい。
スタティック表示なら良いのだが ダイナミックだとちょっと暗いので２２ｋΩにしたい。
- ４月４日
プロフラムも動いた。まだ 整理が必要だが、基本的な動きは出来た。
この回路で基板化するか？、４桁の回路にして基板化するか？
- ４月７日
プロフラムも整理した。抵抗も２２ｋΩ（４７ｋパラ）に変更した。
チェックモードのおかしな動きも修正した。日時設定時２００Ｖのフィードバックがかかるようにした。
最初の構想の２桁ニキシー管時計は出来たと思う。
- ４月１１日
＊＊＊＊ ７４１４１を止めて トランジスタドライブの実験 ＊＊＊＊
スタティック動作でも隣の桁に表示が漏れる。－－＞選ばれていない桁のアノードをオープンコレクタで強制的に落としても 数字の有る一点が光る。なぜか？テスタで測ると０Ｖになっている。
クリップコードでＧＮＤに落としても同じ。どういうことなのか？わからない。
７４１４１と同じ様にツェナーを入れた方が良いのか？
選ばれていない桁のアノードをオープンコレクタで強制的に落とすのは止める
- ４月１３日
７４１４１の動作はＯＦＦにして（入力＝ｆＨ）、出力のツェナーだけ入る様にするとスタティックの動作は良い。
ダイナミック動作では他の桁も、他の数字も薄く点灯する。ツェナーは有効だが、まだ他の要因でおかしな事が有るみたいだ。
良くわからないが、ツェナーまで入れなければならないと スペース的に７４１４１を入れるより大きくなりそうな感じなので ７４１４１が手に入らない時に考えれば良いだろう。
今はトランジスタドライブ考えずに７４１４１を使うことにする。
- ７月１８日
朝にＥｌｅｃｒｏｗにＩＶ－２１時計、パルス出力と一緒に基板を頼んだ。今回配送はＯＣＳにした。
- ７月２３日
昼ごろに佐川急便から届いた。すごく速い。基板を作るのは３～４日、配送は集荷日から中１日で私の所に着いた。
日本は祝日が入ったが合計日数はＰ板．ＣＯＭと同じ。
Ｅｌｅｃｒｏｗは４種類、Ｐ板．ＣＯＭは１種類。
値段は送料込みで 大体Ｅｌｅｃｒｏｗが６千円、Ｐ板．ＣＯＭが３万円。
出来はＰ板．ＣＯＭの方がきれいで、レジストも厚い感じ、端面処理もきれい、など Ｐ板．ＣＯＭの方が良い。
でも 実質１桁値段が違うとなると 仕事以外ではＰ板．ＣＯＭにはなかなか頼めないと思う。
まだ 仕事が終わらないので組立には入れない。
- ８月１日
仕事が一段落したのでＩＶ－２１時計、パルス出力と合わせて不足部品を頼んだ。
- ８月３日
部品が揃い始めたので基板に部品をＩＶ－２１時計、パルス出力と一緒に付け始める。まだ全部は付かない。
- ８月４日
部品が揃ったので組み上げたが まだ電源ＯＮしていない。
- ８月７日
電源ＯＮして、プログラムを書き込んだ。動作チェック用の部分はうまく動かないので取りあえず削除した。高圧は ２００Ｖ出した時にブランク状態でもニキシー管が薄く光るので
１８０Ｖから１９０Ｖ辺りにした。
- １２月２１日
７４１４１の替りにトランジスタでドライブする回路（置き換え部分だけ）を書いた。
基板図も書いたので、それを元にユニバーサルで組む予定。
- １２月２３日
ユニバーサルが組みあがった（表、裏）ので
この基板に接続（表、裏）して、プログラムもちょっと修正して動作を確認する。
チェックルーチンのスタティック動作はＯＫ。通常動作のダイナミックがうまくない（点灯しない）。プログラムを確認する必要が有りそう。もしかしたらトランジスタが遅いのか？
オシロで見た限りでは波形的にはおかしくないと思われる。が、 高圧がダイナミック動作の時に１４０Ｖ位に落ちてしまう。強引にあげる（１６０Ｖ位）と点灯はするが、本来の数字以外の数字も表示してしまう。
なぜ、こうなるのかわからない。
- １２月２４日
ダイナミック表示がおかしい件は プログラムが間違っていた。元のプログラムをこのトランジスタドライブ用と７４１４１を切り替えられる（#defineで再コンパイルする）様にした。
また、チェック用のスタティックで１文字づつ表示のルーチンも動く様にした。（現在トランジスタドライブ用になっているプログラム）
- 参考資料
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