電子工作 | ページ 36 | 趣味関係のメモ帳

IN-9 バーグラフネオン管の表示具合をテストその3

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

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

IN-9 バーグラフネオン管の表示具合をテスト

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。

LM358 全波整流(絶対値)回路の動作テスト

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。

IN-9 バーグラフネオン管で VU メーター出来るか事前検討

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

オーディオ入力を全波整流
ボルテージフォロア
マイコン A/D 入力
マイコンで対数計算
ネオン管出力(時定数持った振れ方を工夫)

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。

LM358 全波整流(絶対値)回路の事前確認

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

USB 接続して、PC の負荷などを表示する(PC側ホストアプリも必要)
A/D 変換して VU メーター表示(A/Dは100usで変換出来るのでいけそう)
表示はリニアなので、例えば時分秒の各桁を伸び縮みで表現する変な時計
インテリア的に、ランダムな光を出す

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。

IN-9 バーグラフネオン管点灯テストを Arduino UNO PWM出力でちょっと確認してみた

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。

PWM 出力を 0～255 まで上げていき、IN-9 の表示を伸ばす
逆に255～0 へ下げて縮める
PWM 出力を 0～255 のランダム値に設定して急な変化を表示させる

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

IN-9 バーグラフネオン管のドライバテスト

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。

IN-9 バーグラフネオン管で何しよかと思いつつ、対数回路を計算

IN-9 のバーグラフ管で、何しようと思いつつもやっぱり普通は VU メーターもどき？と思いつつというやつであります。しかしながら IN-9 は流す電流に対してリニア表示となりますので、入力を対数変換して表示上はそれっぽい振れ方するようにしたほうがいいです。ということで、定本でしたか、入門本に載っていた簡易的に変換する回路例を LTSPICE に入れてみました。opamp は標準モデルで一旦処理しています。入力を0から3Vまで変化させて、出力を見ます。今回は10℃、25℃、45℃の3パターンで計算です。

結果、温度変化の影響は見られますが、それなりの表示出来るレベルならなんとかなるかなという感じの状態。ただしトランジスタの熱結合なども必要なのでダイオード一本のログ変換にくらべればかなり良いとは言えちょっと微妙か。R4 にサーミスタも入れて温度補償している例もありますのでさらに良くしたいならそういう検討もしましょうということで。

実際には、IN-9 のドライバの入力電圧の設定がどうなるかなど、変化する要素はまだありますが、今回この回路は採用するかなぁ。もうちょっと検討します。

Si4735 ラジオモジュール、ダイソーのカードスタンドに付けてみた

100円ショップのダイソーで購入した「カードスタンド – V 3」でいいのかな、に先日作成したラジオモジュールの部品を付けてみました。このカードスタンドの材質はメタクリル樹脂と書いてありまして、ググるとアクリル材のことでした。今回の加工ではネジ穴などは数が少ないため、ピンバイスに 3mm の刃を付けてゆっくりと。タクトスイッチの四角穴はホットナイフで穴開けてヤスリで修正しました。

とりあえずなんとか付けた状態です。液晶面とボタンの高さをあわせたら少しはスッキリするかなというのもありますが、液晶は上の返しに挟み込んでるだけの固定なので移動出来ず。今回はこれで良しとしておきましょう。