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- 発想 ２０１５年１１月８日
- 試験管みたいな物に入ったＶＦＤで電波時計を作りたい。
- 構想
- １１月＊＊日
ＶＦＤは「ＩＶ－１８」電波時計はａｉｔｅｎｄｏのバーアンテナと基板が付いた物を使いたい
ＣＰＵは何を使うかこれから考える
- 実装についての考え
- １１月＊＊日
電源は２０Ｖから３０Ｖと５Ｖが必要だが、どうするか？
２４Ｖの外部電源で それから５Ｖを作るのが簡単そう。
でも電波時計が３．５Ｖまでなのでどうしよう？
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１１月＊＊日
「ＩＶ－１８」は長さが有るので、５０（３０？）ｘ１５０で作る事になりそう。
２４Ｖでダイナミック点灯で明るさは大丈夫か？
電波時計は無くても良いかな。
ドライブ回路は？
ＭＡＸＩＭのＶＦＤ用を使うか？
ｍａｘｉｍ(MAX6921)はレオコムで見つかったが１０００円以上するので使えない。
デジトラを使うか？
ＮＰＮ＋ＰＮＰの物は６ピンでしかも１リール単位の販売なので使えない。
バラでＮＰＮとＰＮＰを組み合わせるのは面倒なので使えない。
８個入りのドライバ(TD62783)を使うか？
秋月でDIPが100円、SOICが60円なので２つ使えば良いのでこれにする。
１回路足りないのでトランジスタ（ＮＰＮ＋ＰＮＰ）で作る。
ＩＶ－１８の実装をデザイン的にどうするか。制御基板との位置関係は？
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１１月＊＊日
ＣＰＵは何にするか？
Ｉ／Ｏとしては、ＩＶ１８で１７本、ＲＴＣではＩＮＴを含め５本、
ＣｄｓでＡＤ１本、電波時計で１本、リセットで１本、スイッチで２本
合計 ２７本必要になる。 ２８ピンＤＩＰでは無理。
４０ピンＤＩＰか ４４ピンか６４ピンのフラットパッケージになる。
順当にはＡＶＲｍｅｇａ６４Ａのフラットパッケージ(３００円）辺りのなるだろう。
桁に１０進デコーダを使えば、ＩＶ１８で１２本になるので２８ピンではどうか？
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１１月＊＊日
ＣＰＵは何にするか？の続き
以前作った「４桁７セグＬＥＤとＲＴＣ」の回路の桁選択の所を
４－１０デコーダ＋ドライバを追加すれば、ＩＶ１８を使えそう。
電波時計はシリアル信号用に２本信号が有るのでそれの１本を使えば良い
スイッチにもそのシリアルのもう１本を使えば良い
デザイン的にどうするかは別にして、回路としてはこれが良さそう
基板実装をどうするか？
全て表面実装にすれば５０ｘ５０の中にＩＶ１８のパターンも含めて入らないか？
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１２月＊＊日
電源は？
２４Ｖと思ったが、カソード（ヒータ）よりグリッド（桁の信号）をマイナスにしないと
ダイナミック表示の時 前の桁の表示が残る事有るみたいなので
カソードをＧＮＤから数ボルト上げて相対的にＯＦＦのグリッド電圧を
マイナスにする必要が有る。
そうすると数ボルト分グリッド電圧が低くなるので２４Ｖでなく、３０Ｖにした方が良い。
そうなるとＤＣ－ＤＣコンバータで３０Ｖを作る事になる。
外部からは５Ｖを入れて ＣＰＵとカソード（ヒーター）に使う
本当にカソードを数ボルト上げるないとダメか、実験する必要が有る
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１２月＊＊日
電波時計は止める
精度的にＤＳ３２３４Ｓを使えば１年位時刻合わせをしなくても問題が無いだろう
実際の表示をする時の問題を調べる事にする
- 現状
- １１月＊＊日
ａｉｔｅｎｄｏの電波時計の基板に３Ｖ（単三２本）を接続したが オシロで見ても信号が出てこない。
アマゾンでＩＶ－１８を頼んだ。
- １１月＊＊日
アマゾンからＩＶ－１８が届いた。
「ＩＶ－１８」を一度点灯させてみたい 足はブレッドボードで接続するか。
英語のデータシートは有るが寸法が解らないので寸法図の入ったロシア語のデータシートを見つけてダウンロードした
- １２月＊＊日
回路図を書いた。
実験回路を作る為に ＣＤ４０２８とＴＤ６２７８３を共立エレショップに頼んだ
- １２月＊＊日
部品が届いたが、仕事が入りそうなので実験はちょっと待つ
- １２月＊＊日
基板を作る為の回路図を書いた。
仕事が入ったので 取りあえずこの段階で中断する。プログラムはまだ作っていない。表題、フォルダ名を「ＶＦＤ ＩＶ－１８時計」に変更する
- １２月＊＊日
５Ｖ－３０Ｖの回路実験を行う。
３０Ｖで１ｋΩ負荷（３０ｍＡ）で動作確認をするが、設計上の部品が無いので相当品と思われる物でブレッドボード上に回路を組んでみた。
入力コンデンサは２５Ｖ３３０ｕＦ、出力のコンデンサは２５０Ｖ４７ｕＦ、ダイオードは１Ｎ４００７で動かした。２４Ｖ位までで３０Ｖが出ない。
コイルを２００ｕＦ９Ａの物にしてもダメ、周波数を決めるコンデンサを４７０ＰＦにしてもダメ、ダイオードを１Ｓ３（耐圧がギリギリだがショットキー）にしたら３０Ｖまで出力した。
半固定とダイオードの関係で３０．５Ｖぐらいまでしか確認できていないが、たぶんもう少し上まで大丈夫だろう。
一次側の電力は５Ｖ２２０ｍＡ（１．１Ｗ）なので約８２％の効率になっている。結構良いのでは．．．．。
- １２月＊＊日
ブレッドボード上でＴＤ６２７８３にＩＶ－１８を接続した。
この後、ＣＤ４０２８とＣＰＵボードを接続する必要が有る
ＣＰＵのプログラムをＲＴＣ－７ｓｅｇを流用して ７セグ表示部分だけを変更して作成。
４桁表示のまま表示が出来た後、８ケタの時計に変更する必要が有る
- １２月＊＊日
ブレッドボード上で配線を完了して電気を入れたが表示が何もしない。
線が外れている所も有り、直しても無理に引っ張られる所がある
ブレッドボードは諦めて 今現在の回路の基板作成を発注した。基板が来るまで中断する。早くて半月へたすると１か月位かかるがブレッドボードで
この回路をチェックする気が起きない。ブレッドボードはＩＣが１個、せいぜい２個ぐらいまででないと配線がごちゃごちゃして何をチェックしているか分からなくなる
- １月＊＊日
ユニバーサル基板でＣＤ４０２８、ＴＤ６２７８３の部分を組んで（外部電源で３０Ｖ）ＩＶ－１８につなげたら、スタティック的な表示は出来る事を確認できた。
２４Ｖでも３０Ｖでも現在の表示方法ではあまり代わり映えしない（電流は１０ｍＡ～２０ｍＡ）
今日はここまで。３０Ｖの回路を組むかどうかは 基板の出来上がり時期との兼ね合い
- １月＊＊日
ユニバーサル基板のスタティック的な表示で電流計をつないで ３０Ｖ時の電流を測ると８＋ｄｐで２１～２２ｍＡぐらいになる。２４Ｖの時は８＋ｄｐで１８～１９ｍＡになる。
なので５Ｖ－３０Ｖ回路で十分と思われる。
- １月＊＊日
ユニバーサル基板のダイナミック表示でも３０Ｖ時１～８＋ｄｐで２１～２２ｍＡぐらいになる。但し 明るさは結構暗い。室内なら使えるだろう。左側と右側の明るさの違いが気になる。左が暗くて右が明るい
５Ｖ－３０Ｖ回路の３０Ｖを上げる必要が有るかもしれない。
ヒーター回路に入れたダイオードは表示に影響は無いみたい。次に桁の洩れ、明るさに変化は見られないのでなくてもよさそうだが、個体差が有るかもしれないので入れておく。
ロシア語のデータシートを見るとパルスの時の電圧は５０Ｖまで良いみたいなので５０Ｖにすると 明るい室内でも十分見られる明るさになった。４０Ｖぐらいでもまあ使えるだろう。
明るくすると左右の差はあまり気にならなくなる
プログラムは「４桁７セグＬＥＤとＲＴＣ」を８ケタ対応にして 同レベルの動作は確認した。
ダイナミック点灯方式も同様で 特別な休み時間などは入れていない。但し桁数が多くなった為ちらつくので２００ｕＳごとに桁移動する
- １月＊＊日
最左桁のドライバをトランジスタで組み、動作を確認した。２ｓｃ１８１５のコレクタと２ｓａ１０１５のベース間に抵抗４．７ｋΩを挿入する必要が有る（注１）。
最左桁の丸はｄｐセグメント、横棒はＧセグメントである事を確認できた。
- １月＊＊日
基板がやっと昨日到着した。発送（Traceable）から日本に入るまでが２週間ぐらいで、日本に着いてからは３日目で手元に来た。外国が遅いのか、日本が速すぎるのか？
組立を始めるが、全体の入れ物のイメージが決まっていないので動作を確認するまでで、ＶＦＤの足は長いままにするつもり。
ＩＮ４００７の足間が狭かった。７．５でなく１０にする必要が有った（注２）。シルクの０．０２は０．２が正しい（注３）。部品が全部は揃わないので有る物までで止める。
- １月＊＊日
部品が全て届いたので 基板を組み上げる。プレート電圧（３０Ｖ位）の調整半固定抵抗の回す方向が逆になっている。（今は時計方向で電圧が下がる）（注４）
ＩＶ－１８を基板に挿すのは苦労する。２２本の線が穴に入りにくい。ハードのチェックプログラムは動いたので組立はＯＫ。ＶＦＤはもう少し左に寄せた方が見やすい（注５）
- １月＊＊日
時計のプログラムが動いた
組み上げてみると全体としては大きい。但し 表示部分はこのくらいあった方が見やすい。
ＬＥＤ表示よりもクッキリしているので見た目はこちらの方が良い。
次は基板をもっと小さくしたい。２段にしても４０ｘ４０に収めたい。出来れば５０φ位のアクリル管に入れてみたい。
以前の不具合箇所（注１～５）は次バージョンの回路「ＡＴｍｅｇａ３２８＿ｉｖ１８＿ｃｌｏｃｋ２」で修正した。
- 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 へメールをお送り下さい。
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