CPU実験室

誰も見向きもしない古いCPUをいじって動かしてみようというプロジェクトです

表示器

ニキシー管電源

寄せ集め基板で最後に残っていたニキシー管用電源基板にやっと着手しました。 回路はDCDCコンバータ用NJM2360に外付けFETを付けた昇圧回路でネットでよく見かけるものです。FETのターンOFFを早めるためゲートに電荷引き抜きのPNPトランジスタが追加されてま…

VFDモジュール完成

VFDモジュールへの電源の実装はこんな感じになっています 真横から見たところ。わかりにくいですがPICの真裏に47uFの電解コンをパスコンとして追加、基板自体はピンヘッダを使ってプラグイン方式にしました。トランスが最適化できれば容易に交換できます。な…

VFD電源いちおう完成

トランスを少し巻きなおしました。2次出力を26Vにするとその時点でヒータ巻線の3次出力が3Vrmsくらいになったのでこのまま2次を27~28VになるようにDUTYを上げるとヒータ電圧が定格を越えるかもしれません。12回巻×2を10回巻×2にしました。 巻き直し後のト…

ソフトスタート

2次出力は+23~24V出ていますが、さらに電圧を上げるためVOUT設定値を増やすと起動と同時に出力がブレークダウンし1次側がショート状態になることがあります。おそらく起動時、2次側のコンデンサ充電などで過渡的に大電流が流れスイッチングのDUTY比が増大…

出力電圧変更

蛍光表示管はアノードとグリッドに印加した高電圧でヒータから飛び出た熱電子を加速してアノードを光らせるわけですが、桁丸ごと消灯させるにはグリッド電位を0にして熱電子を阻止します。ところがそれでも勢い余った電子がアノードに到達して弱く発光するの…

動作不良

VFD電源は基板を起こしてしまったのですがいざVFDモジュールにつないでみると表示が暗くていまいちでした。回路定数の改善をしてみます。 せっかく組み立てたのですがトランスの差し替えができるよういったん引っこ抜いてリード線で外付けにしました。 この…

VFD電源交換

LD8118を使ったVFDモジュールの電源部を今回のものに交換しました。ピン位置、アサインはコンパチにしてあります ところが思ったより表示が明るくなりません。まだ加速電圧がたらないのか、と思いグリッドドライブ波形をみると23Vくらいのパルスが出ていてこ…

コイル巻き

今回入手したコアとボビンですが、コアに関しては材質、特性についての記述は何もありませんでした。でもまあそんなに種類はないだろうとTDKのカタログから同一寸法EE19コアのデータを拾ってみると、 これとほぼ同等品でしょう。ギャップ無し時のAL値は1250(…

基板到着

DC-DCコンバータ用の基板が出来上がってきました。指定したV-CUT処理もちゃんとできています。V-CUTというよりほとんどI-CUT。薄い砥石で両面から厚さの1/3くらいまできれいにすり割りされていて手で簡単に折り取れました。 もう一つの不安要素がトランスの…

基板発注

他の基板と面付けしようとしていましたが他のネタもすぐにはなく、1種類面付け、V-CUT指定で発注しました。指定通り出来上がるかがちょっと心配です。 他に細かい部品類も発注。 ぎりぎり夏休みの自由研究完了しました

基板設計

このトランスが載るドライブ回路を基板化してみます。トランス部分は巻線構成、巻線比で変更してもドライブ回路は共通なのでシンボルはブラックボックス化しておきます。 パタンは非常に単純。自作でもいけそうです サイズが30×40mmしかないので他の回路と寄…

コア検討(2)

トロイダルコアもいいんですが、とにかくコイルを巻きにくい、基板への実装が面倒そう(リード線がどこに出てくるか予想つかない)のでEEコア付のボビンを買ってみました。 10個セット(Eコア×20個とボビン×10個)で送料込み¥900で結構安いです。 これ注文…

コア検討

磁気飽和させないためにはギャップを設けられるEIコアやEEコアが良いようです。コイルも巻き易いですし。ただ軽負荷では問題はなさそうだしそれより巻数や巻数比はもう少し検討した方がよさそうです。 手持ちのトロイダルコアがまだあるので新たに巻いてみる…

磁気飽和

この回路でヒータ出力の波形を観察してみました。 3次巻線(ヒータ出力)定抵抗負荷80Ω 上から2次負荷:無負荷、50mA、100mA(5V/div) やはり2次負荷が軽いときは3次出力も小さいですが適度な負荷50mA(DUTY=50%)ではきれいな波形になっています。さらに負…

特性比較

最初の回路:1次2次単巻でFET-ON時にエネルギー移動(フォワード型)と、今回の回路:1次2次逆相でFET-OFF時にエネルギー移動(フライバック型)の出力特性を比べてみました。 負荷に対する出力電圧の安定性でいうとフライバック型が多少良さそうです 2次出…

PWM波形

PICからのPWM出力が、負荷を変化させたときどう変化するか見てみました。 PIC5ピンPWM出力(2V/div) 上から2次出力無負荷、50mA負荷、100mA負荷 無負荷では非常に細いパルス、100mAも負荷をかけてもDUTYは40%くらいにしかなりません。 これによって3次巻線…

出力特性

電子負荷で取り出す電流を自由に可変できるようになったので早速測定してみました。配線がぐちゃぐちゃですが。 内部設定値VOUT=436としたFWを書き込み起動。負荷をかけていくと100mAまで1V以内の降下でかなり安定しています。VFDに必要な電流は10~20mA程度…

電子負荷

VFD電源がどれくらいの負荷までいけるか、ざっくり抵抗では確認していましたがもう少し詳細にみておきます。抵抗だと離散的な値(今のところ2.4kΩ1本(10mA)と2本パラの1.2kΩ(20mA))でやってますが、電圧降下すると電流も下がってしまうし、小電力とはいえ抵…

フィードバック制御

出力電圧をADCで読取りDUTYを変える制御を組み込んでみました。 目標値VOUTに対して出力電圧が高い場合はpwm値をデクリメントしてDUTYを下げ低いときはpwm値をインクリメントしてDUTYを上げるという単純な処理です。pwm値は有効な制御ができる2~600の間に収…

PWM出力

PICによるパルス出力ですが、手持ちがあったPIC12F675でやってみたのですがデジタル汎用出力をON/OFFでパタパタやるので数kHzしか得られません。さらにこのループにAD変換結果によるモジュレーションを組み込むとますます遅くなって数100Hzとなり全く使い物…

ドライブ回路

このトランスをドライブするドライブ回路を作ってみました。8ピンPICでパルスを発生させMOSFETによるメインスイッチQ2を駆動します。Q1,C3,R4は1次コイルの逆起電圧を吸収するスナバですが、Q1は内蔵ダイオードしか使ってないので単体のショットキダイオード…

コイル巻き終わり

使ったコアですが買ったときの袋にはこれしか説明が無く・・ もういちどアミドンのカタログを調べてみると寸法的にはほぼこれと同じではないかとおもわれます。ただし同じ形状でも材質で#61,#43,#67,#68,#75,#77とシリーズ化されていてそのどれかはわかりま…

トランス構成

今回作ろうとしているトランスの構成です。1-2間はドライブ巻線で5Vのパルスを印加します。2-3間は高圧のアノード電圧を発生する2次巻線ですがここは単巻で1-3間を一気に巻いてしまいます。ドライブ巻線をとりあえず25T(0.2V/turn)とした時、高圧端に損失…

VFD電源見直し

LD8118蛍光表示管の明るさがいまいちなので昇圧回路を作り直してみようとしてます。せっかくVFD用トランスを入手したのですがどうも管の特性と合わなかっらたしくもういっそトランスを巻きなおしてみようかと。 DCDCコンバータ用のトランスは厳密に設計する…

LED基板

寄せ集め基板から切り出した8桁LED基板も組み立ててみます 使うLEDはHP5082-7760。1個の幅が12.7mm(0.5inch)なのでこれを8個並べると101.6mmで100mm幅の基板にギリギリ乗っかりました。というか両側が少しはみ出るのですが、そのためにこのユニットを左右…

グリッドドライブ

蛍光表示管LD8118のボードですが7セグ8桁であれば、セグメントドライブ8回路(7セグ+小数点)とグリッドドライブ8回路なので8チャンネルのトランジスタアレイを2個使えばカバーできます。 ・・数字を7セグメントで表現するのを考えた人はほんとエライ。小数…

ACV測定

7セグメントVFD:LD8118を使った基板の方も制御ファームを書き込んで動かしてみました。表示がちょっと暗いかな フィルタをかけるとこういう感じ。カウントアップテストで最下位桁はちらついてます この基板は自作のVFD電源が載っていますがアノード、グリッ…

両用設計

VFD制御基板は14セグ蛍光管での動作が確認できたので7セグ蛍光管LD8118のものも組み立てました(下側) 同じ基板でどちらも使える両用設計になってます 基板の裏側には制御用のPICと電源基板が付いてます。電源基板も両用設計で7セグ蛍光管の方には今回一緒…

回路修正

これの直しはコントローラのPICをUSB非対応のものに張替えればRC4/RC5は出力に設定できパタンの修正もしなくて済みます。44ピンTQFPで入手しやすいものであればPIC16F887やPIC16F1939でいけます。 ただQFPを剥がすのは取付け以上に大変なわけで、もう一つの…

セグメント出力ピン

この2セグメント、下の図でいうとHセグメントとLセグメントなのですが先ずハード的な導通を確認しましたがそれは問題なし。 信号線はSD11とSD12という名称でトランジスタアレイを通してPIC18F4550のPORTC、RC4とRC5に接続してあります このピンはUSB信号と…