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、オペアンプの絶対値回路の基本部分が出来て、それ以前に出来ていた IN-9 のドライブ回路を Arduino にて接続しまして、Analog 入力と PWM 出力を 1ms 毎に行なうようプログラムしてみました。これでそれっぽく表示出来るの？ ということで確認一回目というやつです。まだステレオのうち片一方しか組んでないのでネオン管1本だけになっております。
レベル調整など無い状態ですが、まぁ、見た目はそれっぽくいけてますな。ということで、今後はレベル調整など少しづつハードとソフトの調整をかけていきたいと思います。
3連休の終わりの日ですが、雨降りのためこちらの作業を少しだけ。今回は先日計算してみた全波整流回路をブレッドボードで組んでみて波形確認するところまでです。オペアンプの回路は普段作らないので素直に動くとは思えませんがやってみましょうということで。先日引いた回路の2段目の出力バッファの帰還抵抗を 10k : 10k で2倍の増幅。入力47kの受けでは入力がプラス側に振れちゃったので、2.2kの抵抗に変更と入れる場所を変えました。
テスト環境は、雑誌 Stereo誌付録の USB オーディオI/F を使って、PC から 1kHz のトーン出力したものをテスト回路に入れて波形見ました。
これで、だいたい収まったかなという感じ。2段目は増幅度可変で調整出来るようにしましょう。それよりも、140 DC/DC に負荷かけるとノイズが飛び込んできてるのが判明したので要検討ですね。DC/DC の電源入力から戻ってきてるか。まぁブレッドボードのハリガネ配線というのもつらいのはつらいけど。
前回までの Blog 記事で、バーグラフネオン管の表示テストやオペアンプの全波整流回路の事前確認を行ないました。VUメータみたいなものを作成するのあたっては、対数変換して表示を圧縮させたほうが人間の比率感覚とあうのでやるのがいいと。AVR マイコンで計算したらどうなるのか気になったのでちょっと検討。ATmega328 の A/D コンバータは10bitの分解能ですが、データシート見ますとリファレンス電圧にチップ内蔵 1.1V を選択することが出来ます。なんかいい電圧値ですね。今回は小型オーディオなどの出力で使えればいいと思いますので 0dBv = 0.775V で見てみました。
Wordpress でテーブルタグ使うのは面倒臭いので表計算の画面のコピペですいません。電圧だけで見てますが -40 から 3デシベルまでいけそうです。ということで
の構成で出来そうな目処がついてきました。簡易的にレベル調整するところと、IN-9 の表示バラツキの吸収をどっかでしないといけませんが、悩むところは減りました。よかった。
先日、Arduino のボードから IN-9 のバーグラフネオン管を点灯させました。マイコンには A/D 変換機能が付いているのでそれに信号入れられるよう、オペアンプの整流回路を LTspice で事前確認。入力に 1Vpp の AC 入力を入れて整流とバッファ兼増幅です。LM358 のモデルを使用し、単電源で回路を動かしてみました。なお LM358 の理由はたまたま手元にあったからです。
結果的には、ちゃんと整流出来ていますね。出力にコンデンサ入れて少し平滑してマイコンの A/D 端子に入れたら以外と使えそうです。
マイコンを使ったアプリケーションは
なんかが簡単に思いつくとこでわな。マイコン入ると楽になるかな。
とりあえず、動作確認を手っ取り早くするために、Arduino UNO R3 を使いまして点灯試験。
というのを実施しましたが、ランダムパターンで表示が根本から出ないですね。リニアに変化させる分には速度上げても問題ないでしょうと思いますがね。放電用の抵抗付けて経過見てみる感じかなぁ。また、PWM 出力の積分回路も手持ちの 10μ 使ってて大きいので 1μ くらいの適当なのを買ったらもう一回やってみる感じかな。
こういう時に Arduino は便利やね。USB 差して 5分もあれば動作確認出来る。ありがたい
正直なところ、放置モードになりつつあるこの IN-9。VU メーターは使わんわなぁというのが理由なんですが、こないだ買った雑誌 Stereo 付録の USB-DAC 基板とセットでなんかするかね。という程度。なんにせよドライバはある程度再現ある方法を手元に残しておきたいのでブレッドボードに部品搭載してテスト。LM358 のオペアンプに MPSA42 のトランジスタを接続して IN-9 をドライブします。で、下の写真が測定中のところですが、ものさしで光ってる長さを遠目に見ながらオペアンプの入力電圧テスターで読むという誤差の多いやりかたですが、傾向がつかめれば良いのでこの方法です。
で、上のグラフが光っている長さに対するドライバの入力電圧。まぁだいたいリニア。10cm のところで電圧高いのは、これ以上表示伸びないけど明るさ増す形で電流は増えて行ってしまうため、止めどころが難しいのでした。なんにせよ、0～2.5Vあたりで、うまいこと光らせそうです。
ということで、以前の記事で対数変換の回路の試算してますが、あれの出力にバイアスかけて反転増幅したらほぼほぼ VU メーターっぽいのは出来ますなぁ。あ、前段に全波整流付けんといかんか。
先日仮組みした、MC34063A / NJM2360A の昇圧回路で使用している部品を交換して確認。ダイオードが耐圧 100V の普通のをさしてたというオチがありまして、これを 1NU41 の SBD に交換。電流制限抵抗は 0.3Ω で。この状態で無負荷 140V の設定で 125V の出力となりますが、各パーツの発熱は無いと言っていいくらいになりました。電流制限抵抗外すと出力電圧は少し負荷が重くなっても変動しなくなりますが、スイッチも負荷がかかるので実際には 2A 相当を目処に 0.15Ω あたりで電流制限しつつ、FET に小さなヒートシンクを付けて十分安定させる感じが一番いいように思います。
これが、IN-9 のネオン管じゃなくて、IN-13 のニキシー管ならほぼ 1/3 の電流で駆動出来るのでもっと楽チンなのですが、さすがにありません。
作成と言っても、とりあえずテストしてみようということで、衆議院選挙の投票のあとに日本橋行きましてパーツ購入。
電流制限なし、FETの保護回路もない手抜きですがブレッドボードに一度組んでみまして、こんなんで 140V くらい出せるかなと動作確認。結果は動くんですけど、FET が熱持つなぁ。ヒートシンク必要な感じなので、付けたら問題にはならないと思いますがゲートの抵抗小さくしてみるのと、違うの差して見ますかね。という程度。といっても日本橋で普通に買えるのも知れてるし。という状態。秋月あたりで安いFET 通販してみましょかね。どっちにしても、140Vで30mAだと5W弱なので、そんなもんかなぁという感じはしてます。
とりあえず、IN-9のネオン管は普通に点灯出来ますので、急ぎではないです。MC34063 のDC/DC なんてSPICEで事前チェック出来るんかな？アナログオシロ捨ててからオシロ無しでしたが、ゲート電圧見たいので3万ちょいの低スペオシロを手配しました。むむ
このあと、ゲートに2SA1015付けてゲートの電荷を流すように変えたら発熱はほぼいいでしょうという状態に改善したので、定番の回路が勝ちでしたな。
ラジオモジュールの工作が煮詰まっているので違うお話。写真は前に購入して積み上げたまま放置されているパーツです。IN-9 というネオン管で、流す電流によってバーグラフのように光る部分が伸び縮みするというやつです。これのニキシー管タイプは IN-13 というのがありますが、最近なかなか見つかりません。
電子工作関係でもこれらの管を使って、オーディオの VU メーターやオーディオスペアナなどを作成されているすごいお方も見ます。しかしながらこっちがノーアイデアのため積んでるんですねぇ。
売るほど在庫は無いので使ってしまいたいところですがなんか活用出来んかなぁ。