このサイトは楠 昌浩が興味をもったことに対して広く浅くネタ集めしております。
先日、IN-12 ニシキー管のマウント基板のガーバーデータ出来たというのをつぶやきました。その後、基板屋さんにオーダー出したものが届いた次第。ということで、早速基板に IN-12 を差してみたところが上の写真です。これを真っ直ぐにハンダ付けするのは慎重にやらんといけません。一般に頒布して良いものかちょっと心配になってくる。
とりあえず、スルーホールのランドの大きさも大きめにしておいて正解。最初は私の動作確認用ニシキー管8個を数少ない在庫から拾うとしましょう。しかしながら8桁もありますとアプリケーションどうしたものか悩みますなぁ。
5月に一度描いたニキシー管のドライブ側回路図。回路図中央付近の TLP627 のフォトカプラ、日本橋の共立さんで1回路のやつが 105円でありますが 4回路の入りのが通販で出てません。他の通販サイトでも地味にお高い状況だったりしてます。ということでトランジスタに置き換えするかと。
とりあえず、NPN, PNP のトランジスタを組合せてスイッチを組んでみます。Q1 のベース電圧を上げて行って、Q2 が ON になることを確認です。理想トランジスタでのシミュレーションですが、 Q1 のベース電圧が 0.6V あたりで赤色の線(47kΩの電圧)が 0V から 180V に上がっているので大丈夫でしょう。47kは適当に決めたニキシー管の電流制限抵抗で、180V / 47k = 3.8mA 程度というやつですが、ダイナミック点灯の関係でここらへんはトライ＆トライで値が来まっていくものと思います。
ただし、この回路のままだと PNP の エミッタ – ベース電圧が高電圧になるので現実問題としては壊れそうです。
PNP のエミッタ – ベースの間に 10k 程度の抵抗入れてみます。470k / (470k + 10k) * 180V = 176.25V。 180V から引くと3.75V なので PNP の ON 出来そうです。
Q1, Q2 のトランジスタのコレクタ – エミッタ間はニキシー管ドライブ用の高電圧がかかりますのでトランジスタの型番は選ぶ必要がありますが、定番の MPSA42, MPSA92 の組合せでいこうかと思っています。MPSA42 は一袋あるけど、MPSA92 だけ無いと、これだけ通販するのもなんだかなぁ。
КM155ИД1(KM155ID1) を少しですけれど頒布出来そうなので準備中なのです。この IC は 74141 互換 К155ИД1(K155ID1) のプラスチックパッケージじゃなくてセラミックパッケージになっております。一般民生用途のものに比べて動作保証温度範囲が広いなどインダストリアル仕様なものになっています。上の写真でいうと手前が一般的な K155ID1 で奥が KM155ID1 です。
これらの部品にかぎらずニシキー管も製造されてからの年数の経過は年ではなく10年単位になります。従いまして、IC の不良や、ニキシー管の不良品を送付してしまうことは後々面倒なので事前チェックのためのテスターを作成しました。左はニキシー管はじめたときに買ったキットの DC/DC です。これのテストを行なうときは 150V にしてテストをします。ちなみに IN-9 のネオン管の出荷前確認にもこの電源を流用していまして、そのときは 120V にあわせてます。
テストは基板上のゼロプレッシャーソケットに IC を差して、右上のニキシー管ソケットに IN-12B ニキシー管差して、電源投入。基板左下のスイッチをドライバで回すと 0 ～ 9 まで表示されるのと、タクトスイッチ押すとカンマ点灯しますので、確認出来たら IC もニキシー管も大丈夫という次第
前回の記事で大雑把な形を決めたあと、
などの修正をしましてガーバー出力しまして発注しました。制御基板に着手せんといけませんね。
ロシア製ニシキー管 IN-12B を使用した 8桁表示ユニットのニキシー管を載せる基板のアートワークがほぼ終りました。基板の大きさは横200mm高さ40mmで、20ピンのコネクタ1個で接続するようにしました。内訳は、ニキシー管のアノード8本分と、0～9のセグメントとカンマで11本、合計19本です。
KiCad で作ったパターンを紙に印刷し、そこにニキシー管を数本刺してみます。ニシキー管の形状ライブラリなんてありませんから新規作製しているわけですが、ピンの位置などがズレてるとえらい目にあいます故大丈夫かどうか確認は必須であります。
確認の結果大丈夫と思います。ニシキー管の間隔を1mmづつ詰めた修正をしてから基板の発注したいと思います。
このニキシー管を使用して表示ユニットを作ろうかなと思っているのですが、手持ちは IN-12B というやつです。IN-12A というのもありますが違いはカンマ表示があるか無いかです。上の写真の左下にカンマの形した金属板入っているのがわかります。
ニキシー管の数字 0 ～ 9 を点灯させるのはアノード側に電流制限抵抗入れといて、カソード側を制御してやれば表示出来ます。このカンマは表示の面積はかなり小さいため、電流も減らさないといけないようです。
ということで、140V の電源を用意しまして、アノード側 10k、カソード側 47k と 100k 入れてみて点灯確認。
データシートでコンマの桁は 150V DC なら 0.3～0.7mA ,AC は0.15～0.2mA となっております。カソード側に抵抗追加でいいようです。ダイナミック点灯するので、今回の抵抗値は参考までというところですが確認にはなりました。にしても「カンマ」には見えないなぁ