LD8113 VFD(蛍光表示管)で増幅できるかやってみた

2016-08-15 20.42.31

KORG の 6P1 (Nutube) がぼちぼち流通しはじめて、一部の方は現物を入手されたりしている模様。なのですが、積極的にお出かけしないと入手できない状況なので私はまだ持っていません。この真空管は蛍光表示管と同じような構造をしています。

あれが増幅するんやったら家にある蛍光表示管でも増幅するんじゃね?的考えで LD8113 と IV-27 をひっぱりだしてきました。今回の実験は LD8113 さんに犠牲になってもらうことにしました。

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ブレッドボードに適当に組んだ回路に 100mV 入れて出力電圧を測定。アノード側で使用した電極(セグメント)は 8 の字として、真ん中の縦棒とドットは使用しないこととしました。

LD8113_50

トライ & トライで、300mV 程度取れました。

LD8113_51

裸特性もついでに撮っておきました。一応増幅していることは確認できました。バッファ付けてヘッドホン鳴らしてみたいですね。

LD8113 蛍光表示管の基板動作確認

2日に基板届きまして、部品実装と動作確認を行なっていました。

動作確認で判明した問題点は、LD8113 用のアノード、グリッド用の電圧を作る DC/DC の出力に平滑用のコンデンサ入れ忘れたことです。過去記事でブレッドボードに組んであれこれいじっていたときには付けていたのですが、回路図に起すときにモレました。ブレッドボードに物を落下させて LD8113 割ったあとに回路図書いてます。

頒布品の説明ページでは、この修正についてもお願いという形で記述です。

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LD8113 のヒーターは管あたり約 100mA 弱も食うのでヒーター用電源回路の温度は測ります。MC34063A の温度で一番高かったのは 4番ピンあたりでした。40℃手前で落ち着いているようです。基板裏はベタアースにしていますが、MC34063A のピン2本はサーマルランド経由でベタアースに接続されているので、抵抗は大きいですが多少は放熱に役立っているのかなと思います。

LD8113 蛍光表示管の基板が届きました。

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と、言いましても最初のテストなので枚数は最小限で注文しています。基板手前に「G」のようなものがありますが木材のふしなので気にしないで下さい。

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基板の大きさは 150mm x 50mm です

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で、ブレッドボードで試作していたときのプログラムを Arduino UNO に書き込みしまして表示のテスト。動いたので OK ですね。

カソード(ヒーター)は 1V ~ 1.2V あたりを目安に設定。アノード、グリッドは半固定抵抗の調整で 30V ~ 36V くらいの調整範囲になります。頒布品として準備させていただきます。

久しぶりにデジット行きましたが、 LD8113 の箱が無くなっていた

ゴールデンウィークなのに旅行にも行かず。行くのはポンバシばかりなり。

まぁ、お安い戦車プラモなどもついでにということで、キッズランドとボークス立ち寄りますも最近の戦車プラモも 5,000 円くらいするのが多い。店頭でむむ~と唸りながらも購入に至らず。ということで、いつもの電子部品屋さんへ定期巡回と。なんの書籍かはわかりませんが電子工作の記事を出しながら部品集めされている学生さんグループなど。結構混んでましたね。お会計はバラバラのタイミングで頼みますよと。

デジットさんでは、 LD8113 の箱が無くなってましたね。これで打ち切りなのか、たまたまかは確認していません。以前からずっと販売されている VFD 表示ユニットなどにおきかっわてました。

LD8113 蛍光表示管のキットはテストで基板 10 枚だけ準備中なのですが、オーダー入るようであれば追加も検討かなぁ。デジットさんところで放出された球数が少ないのでほどほどにしとかないとね。Max 50枚想定かなぁ

LD8113 VFD 6桁ボードのイメージ完成

LD8113_201304161508

LD8113 蛍光表示管用 6 桁ボードの案がほぼまとまりました。今回は面実装部品ございません。大きさは 150mm × 50mm です。ドリルホールは基板外形から 5mm 内側です。

  • LD8113 蛍光表示管用 6桁ドライブ基板です
  • 74HC595 のシフトレジスタにデータを流し込む方式です
  • AVR マイコンなどでは SPI のデータレジスタに値をストアするだけでシフトレジスタにデータを送れます
  • ダイナミック点灯のため、上記データ送出は一定のタイミングで行う必要があります
  • 電源は 5V, 2A 以上の AC アダプタをご使用下さい(10W クラスでもアダプタによっては発熱します)
  • 電源のジャックは 2.1φ センタープラスです

もうちょっとしたら基板のガーバー出して準備します。

LD8113 VFD 表示基板の概要検討

自分頭の中だけでブレスト中というステータスです。 www 意味ねぇ。

プログラミング済みマイコンチップ付けるのは面倒臭いの極みがヒシヒシ伝わってくるので、現状はシフトレジスタに流し込んで終り。でいいのではないかと思うようになってきています。LD8113 の VFD も 6 管なら 74HC595, TD62783 2セットで十分です。8本ドライブなら、シフトレジスタとドライバ一緒になってる HV5812 を乗せましょうというところです。カソードの電源も考えんといけませんが…

個人の在庫は2本割ってしまったのでね、VFD 付きのセットで10セット、基板 + 部品だけなら必要な数出しまっせ。というところですが実際問題どんだけ需要あるのかねぇ。ここの割り切りがなかなか付かないので保留。

LD8113 の PCB 案を検討中

LD8113PCB20130328001

ということで、パターンを引いてみたらなんとかなるんじゃね? 的に線を引っ張りますが、なんかね、ちょっと違うんだよねぇ。表示と電源関係は2枚に分けたほうがいいのかぁ。むむ~

ちなみに、今回のは横 150mm 奥行 75mm の大きさです。ブレッドボードの奥行長くなったパターンという感じです。花粉でボーッとしてるのでなんかひらめかないです。

LD8113 蛍光表示管の点灯回路試作

2013-03-18 12.17.46

先週の金、土曜日で単体での点灯をやってみまして。日曜は墓参りのためほとんど手つかず。月曜の午前中である程度まとまってきたかなという感じです。

Arduiono から SPI 通信で HC595 のシフトレジスタへ表示させるデータを送ります。蛍光管のアノードのビットと、グリッドのビットを流し込みしまして、シフトレジスタの出力が TD62783 のソースドライバに接続されます。TD62783 の先は蛍光管の各アノード、グリッドに接続。回路的には必要最低限の状態ですね。

2013-03-18 12.09.15

とりあえず、時計っぽい表示だけするプログラムを Arduino に入れまして、ダイナミック点灯させてみたというやつです。

今回は、カソードのバイアスもかけていないしドライバ側も素で接続しているだけのため、。1ms のブランキングタイムを経過した後に必要な桁を 1ms 点灯させる方法で実験しています。ブランキングタイムを設けることでゴーストは改善されます。

タイマ割り込みを 1ms でプログラムしちゃった関係で今はこれが精度の限界。タイマ割り込みを 100μs 毎にすれば、点灯させるデューティー比の設定範囲広げられるので、もうちょっとやってみましょう。

#include

/* ————————————————————
— Class instance
———————————————————— */

/* ————————————————————
— Grobal Variables
———————————————————— */
unsigned int msCount = 0;
boolean msCountOVF;
int hh = 11;
int mm = 58;
int ss = 0;
int vfdDigit = 0;
unsigned char a = 0;
unsigned char b = 0;

/* ————————————————————
— Interrupt hundler
———————————————————— */
ISR(TIMER2_COMPA_vect) {

// inclement millisecond counter
msCount++;
if(msCount >= 1000) {
msCount = 0;
msCountOVF = true;
}
// Reset interrupt flag and counter.
TCNT2 = 0;
TIFR2 &= ~(1< 5) {
vfdDigit = 0;
}
}

if(msCountOVF == true) {
ss++;
if(ss == 60) {
ss = 0;
mm++;
}
if(mm == 60) {
mm = 0;
hh++;
}
if(hh == 25) {
hh = 0;
}
msCountOVF = false;
}
}

/* ————————————————————
— Send vfd
———————————————————— */
void sendVfd(int digit, int num, int dot) {

// HC595 SCLR(shift register clear)
digitalWrite(3,LOW);
digitalWrite(3,HIGH);
// RCK positive edge data latch
digitalWrite(2,LOW);
digitalWrite(2,HIGH);
delay(1);

a = (1<

LD8113 蛍光表示管の動作確認

2013-03-16 10.27.01

とりあえず 28V の DC/DC を準備して、点灯試験。アノードに 28V、グリッドに 12V かかってる状態。あれ、グリッドって、アノードと同じ電圧だっけ?あとで調べよう。ダイナミック点灯させるなら電圧このへん中心にさぐる型かなぁと思うところ。今はスタティックに点けてるので、分圧の抵抗変えて 20V くらいにしておきたいと思います。ブレッドボード上は万能 DC/DC チップの MC34063(A)ですが、NJM2360A では動きませんでした。というオチがありまして、これで1時間くらい無駄にあれこれやってました。

2013-03-16 10.27.32

あとは、MC34063(A)が熱くなっていないか確認。電流制限抵抗とか入れてないので素のまま動くはずなのですが、無駄に熱くなっていないことを温度計で確認出来ました。

ヒーターの電源が問題ですな

2013-03-16 15.27.38

ということで、追記です。写真のようにヒーター用の DC/DC も追加して 6 本動かしても大丈夫か確認です。DC/DC の出力は 1.5V 弱です。それで、 0.22Ω の両端で 87.1mV だったのでおよそ 400mA 弱の電流となりました。30分程経過した時の MC34063(A)の温度がおよそ 30℃(室温22℃)でしたので問題ない感じです。

手頃なソースドライバあれば、Arduino などでちょちょっと遊べるんですが、ここから先はあらためてかな