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ZM1020 4桁 制作メモ


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 LEDを曲げる 接続線 上2桁をIN-2と接続 基板接続部分 IN-2接続部分 ケース入表面 ケース入裏面 ケース入側面1 ケース入側面2 ケース入側面3 ケース入側面4 上2桁無し 2200PFの時 1800PFの時 1800PF回路図 1800PF部品表
  • 発想 2022年2月24日

    IN-4の4桁時計を設計したが、ニキシー管としてはほとんど同じ形で、
    ピン配置が違う物でZM1020が有り、2個は所有していたので 少ない変更で設計できると思った。

  • 構想 2022年2月24日

    普通に4桁の時計にする。ニキシー管を IN-4からZM1020にする変更だけで考える。
    ZM1020は、2個所有しているが、買い増しするかはまだ未定で 基板だけでも組み立ててる事にする。
    コネクタを使うので、2個を差し替えれば、動作確認は出来るはず。

  • 実装についての考え
    • 2月24日

      ニキシー管だけを変更した回路にする。アクリルケースの図面はそのまま流用したい。

  • 現状
    • 2月24日

      回路図(次バージョンが有る)と 基板図は書いた。

    • 2月25日

      ガーバーファイルも作った。
      後は部品表が必要だが、IN-4のニキシー管を変更するぐらいの筈。
      部品表(次バージョンが有る)を作った。

      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。IN-4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(次バージョンが有る)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?

      ロシアのウクライナ侵攻で当分はZM1020は買えないだろう。 今まで買っていた所は、ウクライナか、ロシアだったので、ダメだろう。 イギリス、オランダ、デンマーク、ドイツ、辺りにも有りそうだが、 今まで買ったことが無いのでどうするか....。

    • 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。 今は1個は有るが、IN-4で使うので、どうするか?CPU以外の所だけ組むか?
      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。 「ATMega328P_AU」だったと言う事だが、ヤッパリ物は無い様だ。

      組立をどうするか?
      いつCPUが入るのかわからないのでは、他の所を組んでも無意味になる。 取りあえず、CPUの目途がつくまで組立は行わない事にする。
      RSに注文するつもりだったSMDの電解コンデンサも在庫なしになっている。 高さが少し高い物なら有るのでケースに入れないで動作だけ見るなら買っても良いと思うが、 どうせ CPUが無いので動かせないのだから急ぐ必要はない。
      但し、今後の設計の為なら、ATMEGA1284-AUと一緒に頼んでも良いだろう。

    • 2022年3月16日

      秋月には”ATMEGA48-AU”が有る。 48で動くように出来ないか、調べてみる。 取りあえず、プロジェクトを作ってソースをコピーしてビルドしてみた。 プログラム領域が170%位になる。 どの位減らせるか? 何もしないで70%は減らせないだろう。 通信機能とか、減光機能を無くす位で何とかならないか?

      赤外線通信と減光機能(A/D関係)を外したら、131%にはなった。後は何をしたら31%減らせるか?
      今の機能で30%減らすの相当きつい(無理?)
      今回減らそうとしてわかったのは、ATMEGA48でも結構なことが出来そう。 4Kのプログラム領域で、出来る物は有りそう。今まではPICを使っていた物でも この48を使っても良いかもしれない。入出力のビットが多いし、タイマーの使い方も簡単だし、 専有面積も殆ど変わらない。問題なのは内部発振の精度が悪い事。PICのLFバージョンを使う所では 消費電流が比べると多いので使えない。 プログラムを書くのはAVRの方が全然楽なので、この48も頭に入れて全体の設計をする時に 選択肢を増やした方が良い。

      RSを見ていたら、”ATMEGA328P-AN”10個 と言うのが有った。 ”-AU”では無いが、データシートでパッケージを見たら同じなので、頼んだ。 1週間ぐらいで来るみたい。(イギリスから)
      上手くすれば、組立が出来るかもしれない。
      これが手に入れば、”48”で動かすとか、無理をしないで済む。 今後の他の設計も、無理をしないで良くなる。

    • 2022年3月21日

      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。
      ”ATMEGA328P-AN”10個 も来たので、
      ”ATMEGA48”で動かすとか、無理をしないで済む。
      今後の他の設計も、無理をしないで良くなる。

      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。

    • 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。

    • 2022年3月30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

      ニキシー管のピンレセプタクルが今日来たが、 取り付けるのは明日以降にする。

    • 2022年4月4日

      IN-4の時に修正した事をこちらにも反映させる必要が有る。
      ソフトは共通なので、特別にこちら用として修正する事はない。
      ・2色LEDの抵抗値が変更になったので同じ様に変更する。
       R15(赤用):10kΩ、R14(緑用):3.3kΩ
       まだ、修正していない。
      ・2色LEDの足に長さ20mmのエンパイヤチューブ(相当品)をかぶせる。
       まだ、修正していない。

      250V15uFのコンデンサが手に入らないので、250V22uFを取り付けた。
      その為、基板下側のスペースが14mm必要(14mmのスペーサを使う)になり、 今のアクリル側板では高さが足りなくなった。
      なので、上面で一番高い部品が赤外線受光器でこれの所に穴を空けて、 上面アクリル板に当たらない様な加工が必要になった。
      まだ、加工はしていない。

    • 2022年4月8日

      基板の190Vを調整した。
      プログラムも書き込んだ。 LEDが点滅をし、コロン(ドット)が1秒間隔(見た目)で点滅しだしたのでプログラムは正常に書き込めたと判断する。

      取りあえず右側(下位側)2つのピンレセプタクルを取り付けて、ZM1020を挿して動かした。
      大きな問題が有る。ZM1020の表示が上下逆になる。 アクリルケースに取り付ける時に逆さに取り付ければ、ニキシー管の上下逆さは何とかなるが、 アクリルケースの穴(電源とスイッチ)が合わなくなってしまう。
      吊り下げを考えずに、平面置き(テーブルにちょっと斜めに置く)ならば、 通気孔がおかしな所にあるぐらいの感じで済むだろう。
      つまり、今までの考えでケースに取り付けて、置く時に180度回転させると言う事。 そうなると、コロン(ドット)が上側になってしまうので、 見た目はおかしいが、使えない訳では無い(我慢出来るだろう)。
      上位下位が逆になるがそれはソフトで何とかなる。がIN-4との共通は面倒になる。 eeprom設定に上位下位の入替を追加すれば出来るが、 そこまでしなくても、ZM1020専用にすれば良いだろう。

      今日の所は、後の2個分のピンレセプタクルは取り付けないで置く。ZM1020が無いのに、このプログラムの確認の為だけに ピンレセプタクルを付ける必要が有るか? ピンレセプタクルは一度半田付けしたら、外して他の物に使うのは難しいだろう。(外すのは何とか出来ると思うが) やるとしたら、IN-4で間違って買ってしまった「0341-0-15-15-30-27-10-0」を取り付けて、 強引にIN-17を信号を合わせながら挿して 動作させるぐらいだろう。簡単にさせるか? ピンの並び順が似ていれば出来なくはないと思うが、裏面からみて、ZM1020は左回りでK1...K9,K0になるが、 IN-17もIN-2も 右回りでK1...K9,K0になるので、難しいだろう。 IN-12は左回りなので並びは近いが、ソケットを使わないとならないのでダメだろう。

      今後、ZM1020を使うかどうかわからないが、ライブラリーは修正しないとまずいだろう。

    • 2022年4月9日

      コロン(ドット)が上側になってしまう件は、LEDの足を曲げて向きを変えれば(水平にしてから上に向ける) 何とか下側に持っていける。
      ZM1020がそろわないのに、無理して完成まで持って行く必要が有るか? (ZM1020を2個購入すれば使える状態まで)
      ここまで作ったのだから、使える状態までにしたい気持ちはある。

      やはり 4個分のピンレセプタクルを取り付けた。 もったいない気はするが、出来る事はやって置き、 ニキシー管が無いだけの状態にする事にした。
      プログラムもZM1020専用にして修正を行う予定で、 アクリルケースもぶら下げるのは考えずに平面置きにするとして組立て、 コネクタの穴、スイッチの穴等も合わせこむ事つもり。

      ライブラリーは修正した。
      今回作った基板のライブラリーが無いと基板図がおかしくなるので、 今までの物はWRONGとして残し、新しい正しい向きの物をTRUEとした。

      ソフトは修正して、上桁と下桁を入れ替えたので、表示は良いと思う。
      その確認をするのに、ニキシー管を差し替えていたのでは大変なので何とかしたい
      IN-1は3つ有るし、ソケットはいっぱい有るから、 ソケットに線材を半田付けして、線材の先に1Φのピンを半田付けして それをZM1020用のピンレセプタクルに挿せば使えそうな気がする。
      (IN-1も左回りなので線材を使わないと無理。)
      IN-2もタイプAの一度使った物が有るのでそれを使えば同じ様に表示させれると思う。 IN-2の方が小さくてやりやすそう。
      組み上がっている物から外す必要が有るが、IN-12は信号ピンの順番(回り方)が同じなので繋ぐ時に間違いが少なそう。
      1Φのピンが見つからない。2.54のピンヘッダーのピンが近いのだが、角なので 角度が合わないとしっくりと接触しない。スカスカの角度が有る。丸の1Φが欲しい。
      マルツに1mmのスズメッキ線10m長(609円)が有る。ヨドバシには1mmx400mmの真鍮棒(161円)が有る。
      10m有る方が余裕が有ってよいのだが、銅線なのですこし柔らかいと思う。ピンレセプタクルにさせるか心配がある
      真鍮の方は銅線より硬いので挿せると思う。ヨドバシに頼んでみる事にする。

    • 2022年4月11日

      真鍮棒が来た。1本だと思っていたが、1袋で5本入っていた。ずいぶんと余りそうだが、足りないよりは良いだろう。
      ピンレセプタクルに挿してみた。いい感じ。使えそう。

    • 2022年4月12日

      真鍮棒と一度使ったタイプAで接続線を作って
      上2桁をIN-2と接続して、表示の確認をした。
      基板接続部分IN-2接続部分

    • 2022年4月13日

      ニキシー管チェッカーに250V15uFを使っていたので、この基板の250V22uFと交換をした。
      こちらは高さが厳しいが、ニキシー管チェッカーは殆ど高さは関係ないので交換をした。
      これで、12mmのスペーサーが使えるので、表面板の追加工が要らなくなる。

      側板にタップ下穴を空け、M1.4のタップを立て、ケースを組み立て、基板を入れた
      恰好は付いたが、上2桁の管が無いのでさみしい。
      裏面側面1側面2側面3側面4

      これで完成(未完成?)として、アップロードして、終わりにするか?
      取説は作れないが、電気的には完成しているし、ニキシー管が2個無いだけなので、 区切りとしてアップロードしたい。

    • 2022年4月20日

      IN-4と同じ様にモスキート音の軽減対策をする事にした。
      今は、WSで周波数を見ると約15kHzの所にピークが有る。
      2200PFを1800PF(±5%)に付け替えた。 約17.5kHz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。

  • 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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