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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
IN-12 ニキシー管をマウントする基板から着手。今回は IN-12 を取り付ける基板とマイコンボードは別で考えてみます。IN-12 は Top View なニキシー管なので、この基板は縦向きになります。マイコンボードとケーブルで接続するようにするか、マイコンボードもこの基板と同じ大きさにして一体型になるよう設計するか。大変悩ましいところです。
回路図は検討中のスケッチです。定数など未決ですのでこのままでは動きません。
IN-12 をマウントする基板と、ATMEGA328P を載せたボードと2枚構成。I/O ピンの残りも3つなので 28ピン AVR マイコン確定で良いと思います。あとは、プログラムの容量で ATMEGA328P / ATMEGA168 などを選択します。
アノード側は TLP627。カソード側は 74141 互換チップで受けます。ニキシー管が消灯しているときの電荷逃がす 100k の抵抗必要か否かなど、ニキシー管のドライブまわりはゴースト除去などやってみないとわからないこともあるためトライ&トライです。
あとは、通信のフォーマット決めつつ、試作を始めていきたいと思います。
IN-12b というニキシー管が少しだけあるので8桁表示ユニットを作成してみようと思っている次第。この球も IN-14 などと同様に数字の 5 は 2 をひっくり返したやつのタイプとなります。が、手元にあるのはこれくらいなのも実情なのです。あとは、カンマ表示はあるけどドットが無いもの実に微妙なところですなぁ。
前回は LD8113 の6桁表示キットというのを出したのですが、これはマイコン側でダイナミック点灯のプログラム必須ということで実は人気ありません。(サンプルの時計プログラムはもうちょっとまともなものをリリースさせていただきたいとは思っています) という反省も踏まえて、インタフェースはわかりやすい方法も用意するのがいいかなと考えます。と言いましてもパッと思いつくのは
ですね。シリアルは簡単なので必須かなと思っています。伝送フォーマットにあわせた形でデータ流してもらったらユニット側で表示しますよというスタイル。
ユニット側の回路構成はまだ検討開始といったところなので具体的に来まっているわけではありません。8管を普通にダイナミック点灯する。 74141 互換の K155ID1 が激安で手にはいるなら、HC595 のシフトレジスタ組合せでスタティック点灯もありかと。まぁ、部品減らしたいのでダイナミック点灯になると思いますが… 8管でやるか4管×2で制御するかなどはもうちょっと検討かとは思います。
アノード側 TLP627 で、カソード側は K155ID1 が手に入ればそれを使い、無理だったらトランジスタで組みます。なのでドライブ部はほぼ一般的な回路に落ち着きそうです。
問題は試作時のソケットをどうするか。パネル用ソケットは6個だけありますがニキシー用コンタクトピンなんて物持ってないし。この IN-12b ってリード線タイプじゃないのです…