IN-9 バーグラフネオン管のマウント1号が納入された その2

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IN-9 のアクリルマウントを下から LED で照らすのですが、LED 4個で十分なのか確証がなかったためテスト。先日日本橋行ったときに購入してあった青色 LED (130mcd) をハンダ付け。

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アクリルと LED は密着していなくて 3mm くらい離れた状態で、蛍光灯点けても照らされているのはわかるのでこれいいかなと。

IN-9 バーグラフネオン管使用簡易VUメーターキットの部品表作成

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ちょっとまとめ中ですけど、使う部品はざっとこれくらいです。すでに買えない部品とかの代替品選びに時間食ってましたがそれも今日ガンバッタおかげで解消したはずです。今後は、基板のアートワークに着手です。

IN-9 バーグラフネオン管のマウント1号が納入された。

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IN-9 のネオン管をマウントするために、アクリル切断と彫刻をセットでやっていただけるところに見積依頼してました。その後発注させていただき作成依頼したものが本日到着です。うれしいです。

キット的には部品のセットで十分なのですが、IN-9 のマウントないと多分後からいろいろ言われそうなので簡易マウントを作った次第。

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かなり妥協というか簡便な方式を採用しています。ネオン管の固定はナイロンクリップ。アクリル板を立てるための固定金具は山崎教育システム株式会社の特殊万能金具。この金具はペンチで曲げられるので角度調整出来るしいいかなと採用。この金具でアクリル板固定すると予定ではプリント基板との間に最大 3.5mm 程度のスキマが作れるので、チップLED を入れて照らすことが出来ます。

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普通の砲弾型 LED 2個で照らした感じは上のようになります。青色、黄色で照らしてみました。どっちもいいんだけど、何色にしよう。

とにかく使用する部品(特にジャックとかスイッチなど)を確定させて KiCad でプリント基板のアートワーク引くフェーズに移行したい。

IN-9 バーグラフネオン管 の電源部分の MOSFET 変更するので動作確認

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IN-9 バーグラフネオン管使った工作の続きです。資料に書く部品表を書き始めたところ速攻で入手不可部品が数点。その中で一番影響度大きいのが、DC/DC に使用している MOSFET です。もともとデータシートにもディスコン注意の表示がしてある品でしたがあっさり店頭から消えてたのはまいりました。

ということで、日本橋の千石電商さん行きまして代りの MOSFET を入手。上の写真はネオン管 1 本 barn-in している感じで点灯させて、30 分程度経過してもヒートシンク無くても大丈夫か通電テスト中という図。DC/DC 120V 出力で負荷抵抗 1k。 テスタで抵抗の電圧測ると 20V あったので IN-9 100V と抵抗 20V と。抵抗のところ割り算して 20mA 流れてる計算。

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基板起したときは TO-220 ヒートシンクは付けるよう場所の確保と、付けるように資料化もしますが多少なりともマージンはあるという確認はしときたかったのです。結果は 16℃の室温で 26℃程度の値ですが、大雑把な測定のため、+5℃見て 31℃あたり。代替の部品問題なしですね。

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日本橋行ったついでに、いくつか部品の補充もしました。VF 2V 前後の格安 LED 黄色と赤色。抵抗やコネクタなどです。

IN-9 バーグラフネオン管のマウント1個目作ってみた

IN-9 ネオン管のマウントどうしようかと思い、ひとつ作ってみることにしました。

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長方形のアクリル板にネオン管くくりつけるのでいいや、と最初思っていたのですが、一応、中心部くり抜きでどんな雰囲気になるのか実際に見てみたかったので、jwcad で大雑把な外観を引いて現物合せ。

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穴開ける大きさが確認出来たら、糸鋸で地道に外側のカットと中を抜きます。曲るところは糸鋸スキルが足りないのでどうしようもありません。段差がついてしまいます。

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そして、ネオン管をナイロン紐でしばってみた結果。結構いい感じにはなっています。ただ、この紐はきつくしばらないと緩くなることがるので透明プラ板で押さえるような方式にしたいと思います。また下のほうは曲げてみて雰囲気良くなるかも見てみようと。

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ということで、片付け前ちらかってるついでだったので曲げてみました。結果これはこれで自立しますが、footprint 小さいので地震とかきたら倒れます。なので、設置場所にもよりますがこのまま使うなら両面テープは必要でしょう。土台らしきものを追加で作るとなると本体基板とセット。本体基板のユニットとこの表示部分をセパレートにするなら、どうでしょうかねぇ

IN-9 バーグラフネオン管 疑似VU メーターのメモリ打つ範囲の検討

以前に IN-9 のドライバ段の確認で 100mm 全部光らすのにどれくらいの電圧が必要だったか測っています。そのときは 2.5V 程度の電圧でフル発光となったわけです。ブレッドボードに作成しているテスト回路には対数圧縮が入っていなくリニア表示となっているので、どこらへんを 0db としたときにどんな感じかなぁということで、表計算でいくつかのパターンで db 値の範囲を確認しました。

とりあえずですね、70mm あたりのところを 0db とすればリニア表示でも -30 ~ +3 まで目盛打てそうなのでこのへんかなぁとは思っていますが、もうちょっと手前にするかも知れません。別記事にも書きましたが今後は

  • 透明シートに目盛を印刷し、アクリルに貼ってみる
  • ケガキ針で一生懸命溝掘ってみて、LED の光あててみる
  • 上記ミゾに赤や青の塗料を流し込んでみる

というあたりをやってみたいと思います。

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IN-9 バーグラフネオン管 VUメータ(もどき)の製作1

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以前から IN-9 バーグラフネオン管の動作確認などをしていました。この週末に日本橋で三端子レギュレータなどの補充が出来たので回路いじりを続けたいと思います。今回いじった内容は以下のとおりです。

  • DC/DC(MC34063A) のタイミングコンデンサを 1800p に変更
  • 整流回路と増幅に使用する OPAMP を LMC662 に差し替えとボリュームで増幅率変更するようにした → LM358 のままでいきます(2013/02/04修正)
  • OPAMP まわりの電源電圧を 9V に設定
  • ネオン管ドライバの電流制限抵抗に半固定抵抗追加(片チャネルだけ)して、無信号時のバランス調整

アンプの増幅度調整で携帯オーディオプレーヤのイヤホン出力でもほぼそれらしく表示出来るようになりました。しかしながら、この変更でパネルなどに印刷した目盛りとネオン管が表示するシグナル強度には一貫した関係が保てないため、VU メーターみたいな表示が出来るインテリアのようなものとなります。

このネオン管は見た目よかったら正解だよなということで、ほぼ仕様確定とさせていただき今後ケースに入れていくフェーズへ移行していきます。いい感じに仕上れば数量限定になりますがこれをベースにキット化出来ればいいなと思います。

IN-9 バーグラフネオン管 OPAMPの電源検討

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思い付いた時に遊んでる状態ですので一気に進捗するとかはありませんがぼちぼちやってます。実際今の状態でもそれなりに動作するので結構楽しいのですが、もう少しばかりモヤモヤ取っておきたいので少し回路をいじって動作確認です。

目先で気になっているのは、ネオン管用の DC/DC と、オーディオ入力からネオン管ドライバの OPAMP が 12V の AC アダプタから電源供給されますが、フィルタなどで分離されていないので、DC/DC のスイッチングノイズが回り込んできます。コモンモードフィルタで防ぐのも一つの手ですが、今回は手っ取り早く三端子レギュレータで除去しようと。家には 5V 以上の三端子が無いので仕方なく 7805 で実験。LM358 はレール・ツー・レールじゃないので 5V だとクリップしてネオン管が途中までしか振れませんという問題はありますが確認は出来ます。これで駄目なら、ネオン管用の電源はどうしましょ。倍電圧回路を何段か重ねてやってみましょうかという代替案に切り替えないといけません。

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12V から三端子レギュレータ通過後の 5V は安定化されていましたので良しとしましょう。回路的にはどうかなぁ、5V のままにして、レール・ツー・レールの OPAMP 例えば LMC662 とかに差し替えるか、今の回路のままで 9V 程度の三端子にしちゃうかですね。

それにしても、最初テストしたとき 78M05 でやってたらネオン管の半分もドライブ出来ず。ここまで悪くなる?と思いつつテスタで電圧測ると 4.2V しか出てなかった。 7805 差し替えで 5V 出たんでなんでしょう。壊れてた?

IN-9 バーグラフネオン管の表示具合をテスト その3

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以前の Blog 記事で、DC/DC の電圧が足らんというポストをしていました。今日の夕食後ちょっとやろうということで、ブレッドボードの DC/DC 部分を組み直ししました。インダクタをちょっと買いに行くというのも面倒だったので以下2点修正

  • 電流制限抵抗取り外し
  • タイミングコンデンサの容量変更
  • スイッチングの FET にヒートシンク取り付け

タイミングコンデンサの容量変更は確認のためもう一回検算しましょうということです。

ton(μs) toff(μs) f(kHz)
2000p 35 6.3 21
1680p 27 5.5 26
1000p 22 5 32
500p 13 3 51

↑ ton/toff/f の表はデータシートのグラフから取ってますがかなり大雑把です。

Vin = 12V, Vout=140V, Iout = 0.05A でインダクタの計算。ただし手持ちのインダクタはデジットで買った 220μH 電流は確か1.7Aくらいのやつなので、ipk はこれで計算

500p 1000p 1680p 2000p
Lmin(μH) 89 159 195 265
ipk(A) 0.7 1.2 1.5 1.7

結果的にはタイミングコンデンサはやっぱり、1000p か 1680p(手持ちの関係で1000+680です)あたりかなと。前回 1000p での実験では、FET の発熱が心配でしたが、1680p に変更してみようというものです。

今回、テストの段取りを簡素化するためマイコンボードを外しまして、入力された音声をそのまま IN-9 のドライバへ渡すよう配線を変更。PC から音楽再生しながら経過を観察。で、その結果は

  • IN-9 2本ドライブ可能
  • インダクタの発熱は人肌以下
  • FET の発熱はほとんど無し(IN-9 のバーンイン時少しあたたかくなる程度)

と、少しづつですがあたりがついてきた感じはします。あとは、IN-9 の表示のバランスを取る回路とレベル調整が必要ですね。ぶっちゃけ、これで、対数目盛印刷した透明な板に IN-9 着けてしまえばいいんじゃないか?と思うようになってきました。まぁ、試作1号という意味ではいいかも

IN-9 バーグラフネオン管の表示具合をテスト その2

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ちょっとバイオリンやプラモや別件ありまして、これ置いてました。表示具合の確認ということで今回はステレオにしてみて表示出来るかの確認作業です。

結果、12V – 140V DC/DC の出力電圧が変動して、バーの表示がほぼある所で止まるという事象が発生。原因は DC/DC の容量不足ですね。MC34063A の昇圧で、Ipk が 3.5A (後日計算違いでもっと少ないのが判明) なんですが、インダクタは1.7A程度のものですしね。ACアダプタも1Aです。トロイダルで実験したらとか思いつつも入力12Vの10倍以上の電圧を出す磁力と必要な電流で結構発熱しそうですねぇ。パーツボックスにある絶縁トランス出してしまえばある意味即解決ですが、もうちょっと電流ひっぱれるようにならないかやってみましょう。タイミングコンデンサの容量見直すか?う~ん、やっぱキモはインダクタだよなぁ。白目