ホーム -> 電気工作 -> 実験用、治具用基板 -> ニキシー管チェッカー

ニキシー管チェッカー 制作メモ


旧回路図 旧基板図 回路図 基板図 荷物 段ボール箱 基板10枚 基板表 基板裏 基板組立 IN-2 IN-12 IN-18 ZM2020 IN-16 IN-8 IN-16 AUTO動作 追加プルアップ抵抗 基板説明書
  • 発想 2021年1月27日
    • ニキシー管を買った時に点灯チェックをするのだが、いつも適当なニキシー時計を動かして、 その基板の高圧を使い、一本一本ミノムシで触りながら確認をしていた。面倒だし、触るのが難しくて時間が掛かってしまう。 もっと簡単に出来ないか と思ったのが発端だが、頻繁にある訳では無いので 専用の物を作るまで行かなかった。

  • 構想 2021年1月27日
    • ニキシー管にはソケットが使える物と、直接半田付けする物とが有る。直接半田付けする物もIC用のソケットならホールド出来そうなので 基本はソケットを使う方向で考えたい。ソケットと言っても寸法が色々有るので、アダプタ基板みたいな形で対処したい。 CPUは使わずに、スイッチ+トランジスタ程度で点灯をさせたい。高圧は今までのニキシー管時計を流用して、アノードに掛ける。 カソードはネオン管ドライブの回路にツェナーをパラに入れ、12個を作れば良いだろう。

  • 実装についての考え
    • 1月27日

      電源は5VでUSBType-Cで貰いたい。スイッチはタクトスイッチを12個並べる。ニキシー管を取り付ける所は、ソケットなしの物様に ICソケットの1ピン分を丸く並べれば良いだろう。ソケット有り用には2.54ピッチのソケット1x7を左右に1つづつ用意して、その上に アダプタ基板を挿せばよいだろう

      ソケットを使う物は 今持っている物では IN-1、IN-2、IN-8、IN-12、IN-18、ZM1020になる。 ソケット無は 今持っている物では IN-14、IN-16、IN-17、Z573M(これは動作中の物だけなのでチェックは出来ない)になる。 左右のドットの無い物と有る物とが 存在する。

  • 現状
    • 1月27日

      回路図を書き始めたが、5V入力の時はコイルが470uHになる。スルーホールの物が秋月では売っていない。 しようがないから基本的にはSMDにする。スイッチ、コネクタ等はスルーホールになるだろう。

    • 1月30日

      回路図を書き終わった。基板図は まだ手付かず。

    • 1月31日

      基板図を検討しているが、管によって結構ピン配置が違っている。 大きさが違うだけなら良いのだが、アノードの場所とか、dpの場所とかが違っている。 カソードが1から0まで並んでいて欲しいのだが、間にアノードが入ったり、dpが入ったりする物もある。 パターンは繋げられると思うが、沿面距離が取れそうもない。 なので、今後買う可能性のある管としては ZM1020、IN-8、IN-8-2、IN-16、IN-17、IN-18位だろう。 IN-8-2、IN-16、IN-17などのソケット無の管は コネクタからのミノムシクリップ(ICクリップ?)で対処するとして、 今回のソケット対応は ZM1020、IN-8、IN-18の三つを考えたい。(IN-12Bも入りそうだが無理はしない事とする)

    • 2月4日

      基板図(IN-12Bも入った)も書き終わった。ガーバーファイルも出来た。

    • 2月5日

      電源コネクタにUSBのType-Cを使ったが、組立の時に穴を大きくしたりの細工が有るので、出来れば何もしないで組み立てたい。 なので、今日 SMDのaitendoのコネクタを2種類頼んだので これが来て良さそうだったらコネクタは変更するかもしれない。

    • 2月6日

      まだ 頼んだUSBのType-Cは来ないが、6端子の平型を回路図に追加した。 基板図ガーバーファイルも出来た。 縦型と平型と2つ回路上は有るが、実際はどちらか1つを実装する予定。

    • 2月7日

      基板の空きが結構ある(裏面)ので CPUを入れて自動で表示する機能を付けてみたい。 自動と手動の切替、出来たら自動の表示速度変更も入れたい。
      「自動と手動の切り替え」はCPUの電源ON/OFFでも良いだろう。 「表示速度変更」は1ビット必要。 出力は12ビット必要。
      となると 最低13ビット、出来れば14ビット必要。書き込み時の信号と共用出来ないようであればプラス3ビットになる。 多分PIC 16F1827 I/SOで出来ると思う。
      回路図は書いたが、基板図はまだ出来ていない。結構きつい。

    • 2月8日

      基板図が結構きついので回路を再検討した。
      リセットスイッチは小さな表面実装の物にしても良いと思う。-->変更した。
      12個のトグルスイッチを表面実装の物にすると裏面にパターンが這わないからCPU周りが楽になりそう。-->これはやらないで済んだ。
      CPUのポートから出るパターンが右左交差する物が結構有るので、接続するポート(ビット)を変更すると少し楽になるだろう。-->変更した。

      まだ 基板図は描き上がらないが、何となく出来そうな感じになった。

    • 2月9日

      回路図を修正しながら、基板図を描き上げた。 ガーバーファイルも出来た。

    • 6月15日

      基板図のライブラリをちょっと変更した(見た目はほとんどわからない)ので ガーバーファイルを新しくした。
      部品表を作った。

    • 2021年6月16日

      他のデカトロンスピナー、テレビ用リモコン、Z563m時計用アクリルと一緒に、elecrowに注文した

    • 2021年6月25日

      昼頃、佐川で荷物が届いた。いつもながらOCSは速い。
      中を見たら、段ボール箱が有り、 その中の基板は全て10枚づつ有った。デカトロンのだけ10枚で頼んだのだが、 他の基板も10枚になっていた。 まあ 値段は同じか。

    • 2021年6月26日

      一枚の基板(

    • 2021年7月5日

      デカトロンスピナー、テレビ用リモコンと一緒に、不足部品を注文した

    • 2021年7月6日

      千石に頼んだ部品(タクトスイッチ)、RSに頼んだ部品の一部(モレックス、チップ抵抗)が入った。

    • 2021年7月7日

      ウィルコに頼んだ部品(ビス類)、廣杉計器に頼んだ部品(スペーサー、コネクタ)、秋月に頼んだ部品(B6B-ZR以外)が入った。 残りは マルツとRSの海外在庫品とJPセミコンのICになる。いつになるか?来週中には入るだろう。

    • 2021年7月8日

      JPセミコンのICと、後から秋月に頼んだ部品(B6B-ZR)が入った。 RSの海外在庫品内 2点は明日届きそう。残り一点は来週初めになるとの連絡が来た。 マルツはいつになるか?来週中には入るだろう。

    • 2021年7月9日

      RSの海外在庫品内 2点が届いた。

    • 2021年7月12日

      RSの残っていた海外在庫品内 1点(16F1827-I/SO)が届いた。
      マルツは納期回答もまだ無い

    • 2021年7月15日

      手始めに IC(16F1827-I/SO、NJM2374AE)とType-Cの横型のコネクタを半田付けした。 その後、殆どの部品を半田付けしたが、ニキシー管のソケットだけは残してある。
      コネクタは 結構付けやすい。これで動作が問題無ければ立型よりも こちらの方が スペースが有るならば良さそう。

    • 2021年7月16日

      ニキシー管ソケットも取り付けた
      190Vが出ない。数V(5Vから6V位)しか出ない。何が悪いのか?
      半田付けを見直したが、悪い所な無いように思える。部品を間違えたか?
      セラコンだと部品に名称が無いので正確には判別できない。交換するしかないか?
      その前に、オシロで信号を見る必要が有るだろう。と 回路図の再確認。

    • 2021年8月22日
      190Vが出ない件を検討する。
      • 回路図としては Z583Mの電源回路と同じになっている。
      • 半導体は、NJM2374と2SK4021と整流ダイオードは間違っていない。TC7S32Fは記号なのでハッキリしない
      • 固定抵抗、半固定抵抗は間違っていない
      • セラミックコンデンサは値が書いていないのでハッキリしない
      • 電解コンデンサは間違っていない
      • インダクターは間違っていない
      • 電源部分の半田付けは悪くないと思う。
      • パターンの断線、パターンにショートはわからない

      電圧として5Vが出ていると言う事は インダクターを通して電源の5Vが入っていると言う事だろう。 となるとインダクターと整流ダイオードは壊れていないだろう。 電解コンデンサとC51(330PF)はしていない。 2SK4021(FET)は壊れているか、ゲートの信号がOFFだろう。

      FETが壊れていないとすれば、TC7S32Fから信号が出ていない事になるのでこれが壊れているか、入力信号が無いと言う事になる。 TC7S32Fが壊れていないとすれば、NJM2374から正常な信号が出ていない事になる。 NJM2374から正常な信号が出ないのは、NJM2374が壊れているか、 発振周波数を決めるC54(2200PF)が壊れているか、値が違っている事になる。 それと半固定抵抗が壊れていて、NJM2374のセンス端子に高い電圧が入って、NJM2374から正常な信号が出ないのかもしれない。 又は R55が壊れていてここの電圧降下が大きくなって、NJM2374が過電流が流れたとして、動作を停止したかもしれない。

      上記の事から、調べる事は
      • センス端子の電圧値
      • R55の両端電位差(電圧値)
      • FETのゲート信号をオシロで観察する
      • TC7S32Fの入力信号をオシロで観察する
      取りあえず、こんな所か....。
    • 2021年8月23日
      • センス端子の電圧値-->0.02Vなのですごく低い。190Vが5Vならば低いのはしようがない。或る意味この値は納得できる値
      • R55の両端電位差(電圧値)-->0.0Vなのでこの値は正常だろう
      • FETのゲート信号をオシロで観察する-->デジボルで測ると2.2V。パルスかもしれないのでこれではわからない
      • TC7S32Fの入力信号をオシロで観察する-->デジボルで見ると電圧は出ているが、正確に端子に充てる事が出来ない。端子にチェック用のメッキ線を付ける必要が有りそう。

      TC7S32Fの2ピン(入力)を触っていた時に、190Vに197V出たことが有った。 しかし、一度5Vを切ってもう一度入れたらば、もうでなくなった。 どうもこのICの周辺がおかしいみたい。半田付け不良か? ICが壊れているか?

      TC7S32Fの2ピン(入力)を重点に 全てのピン(1~5)を半田ごてを当てて、付いているはんだをもう一度溶かすみたいな事をやってみた。 結果、高圧が出て 190Vに調整出来た。半田付け不良だったと言う事。

      後は その他の部分の動作確認とプログラム作成になる。

    • 2021年8月24日

      IN-2IN-12IN-18ZM1020をチェックしたので、K1~K9、K0、DP-Lがチェック出来た事になり、OK。 TOP-VIEWの物の数字の向きが逆さまだったが、ここでは点灯チェックなので良しとする。
      後は、ソケットでない物と DP-Rのチェックが残っている。

      ソケットで無い物用を調べるのに、ICクリップを使いたい。
      以前買って置いた秋月のZEROPLUSのICクリップを使いたいが、 これは端子に直接半田付けは出来ないし、合うコネクタも見つからなかったので、そのまま置きっ放しになっていた。 今回あらためて調べた所、以前使っていたIL用のピン(線をカシメる所)が合うようなので、 これをICクリップの端子に挿して使う事にする。

    • 2021年8月25日

      ソケットで無い物用のICクリップが付いた物を作った。
      IN-16で動作は確認した。 しかし、ニキシー管のピンがK1から順番になっていないので、接続に苦労をする。
      繋ぐ時は、基板のK1~K9、K0、DP-R、DP-L、ANODEと ニキシー管のk1~K9、K0、DP-R、DP-L、ANODEを見比べながら、 線をたどってICクリップを見つけて それを繋ぐので手間がかかる。 なので、ICクリップにK1~K9、K0、DP-R、DP-L、ANODEのシールを張りたい。 少しは楽になる筈。

    • 2021年8月26日

      ソケットの物でIN-8をチェックした。 動作はOKなのだが向きが逆。操作する押しボタンスイッチ側からは表示が見えない。
      と言う事は、IN-18以外は向きは全て逆と言う事になる。(点灯の動作確認は向こう側から見ればよい)。
      以前にも書いたが、動作チェックなので今回は良しとする。何かこれを本格的に使う時には向きを変えて、基板を作り直せばよい

      まだ出来ていないCPUのプログラムだが、どの様な動きにするか....。
      スイッチが押されたら自動で1~9、0、DP-R、DP-L、を約1秒に表示を変えて行き、DP-Lの次は1に戻れば良い。 途中でスイッチが押されたらばその時の表示で止まり、また押されたら表示を自動で変更して行く ので良いと思う。

    • 2021年8月27日

      以前作った 16F1827のLED点滅のプログラムを元に、今回のプログラムを作り始めた。
      設定はしているつもりなのだが、実際には内部プルアップが設定できないので、 取りあえず外部にプルアップ抵抗を追加して、プログラム作成を続ける事にする。
      AUTOスイッチは読めた。K1は出力出来た。
      今日は ここまで。

    • 2021年8月28日

      プログラムを作成した。コンパイルはエラーなしでビルド出来た。
      CPUに書き込み、動作はIN-16で確認できた。後はプルアップの問題が残っている。

      データシートを確認したら、PA1にはプルアップの機能が無い。ポートAはPA5のみ、ポートBは全てのビット(端子)に有る。 PICの罠にはまってしまった。外部に抵抗を付けるしかない と言う事。 後はどうやってスマートに抵抗を追加するかと言う事で、プログラムは完成。
      AVRにすれば良かったと後悔したが、MEGA328ではスペース的に苦しかったのでしようが無い。データシートをよく見てポートBにすれば良かった。

    • 2021年8月29日

      プルアップ抵抗は22kΩで基板の裏面に追加した。

    • 2021年8月30日

      動作は単純なので、取説は止めて基板の説明書を書いた。

  • 参考資料

ホーム          カメラと写真        2021年8月29日更新 Taishi