タカシラボ

電子工作とかDIYの趣味を広く浅く、子育てにも活かしながら。

VFD管IV-18を使って時計を作る ①構想編

ニキシー管の時計を作ったばかりなので、私の部屋の時計は足りているのですが、これまた死蔵していたデバイスがあるので、使ってみたいと思います。

蛍光表示管と呼ばれるデバイスです。

Wikipediaによると、蛍光表示管は1966年に発明された日本オリジナルの技術で、良好なコントラスト、使用可能な温度の幅が広い、温度差による機能の影響が出づらい、といった特徴があるとのこと。

しかも、その高級感のある表示と温度特性を活かして、現役で使用されているデバイスということです。知らなかった。

今度、どこで使われているのか探してみよう。

 

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蛍光表示管は日本オリジナルの技術ということですが、我が家にあるのはロシア製のIV-18です。

これも5年以上前に、ebayで買っていたものです。

当時いくらだったかあまり覚えていませんが、送料込みでも、おそらく1本500円はしなかったような記憶があります。

安いと思って2本買っているので、多分そんなものだったのでしょう。

現在でも、Amazon等で入手可能のようですね。

VFD管 IV-18

VFD管 IV-18

  • メディア: エレクトロニクス
 

 完成品の時計になると、けっこう高い。

2万円前後もします。(2020.6)

 

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円柱型のスポンジにくるまれて、我が家にやってきました。

ニキシー管も美しい表示デバイスだと思いますが、こちらも負けていません。

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透明度の高いガラス管の中に表示ユニットが封入されており、空中配線のような形で配線されているため、数字が浮いたように見えます。

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これでIV-18と読むようです。
9004というのは、1990年4月ということでしょうか。

真空管とかで工作をしていると、30年前のデバイスが新しいものに思えてくるので不思議です。

 

さて、このVFD管ですが、ニキシー管と比べるとドライブはずいぶん簡単で、フィラメントに5V、ドライブに20~30Vをかければ良いようです。

電源回路はずいぶん簡単にできそうですね。

ニキシー管の時計の時は、esp32を使ってNTPにアクセスすることで、時刻合わせ機能とか、RTCによる時間の保持とか、そういうのを一切省略してお気楽に作ってしまったのであまり勉強にならなかった部分もあります。

今回はその辺手を抜かずに、正攻法で攻めてみたいと思います。

というわけで、

  • RTCモジュールによる時間の管理
  • 時刻補正のための入力回路を搭載
  • 電源は5v(USBからの給電に対応)
  • 5V電源を切った時も、RTCは電池で時間を保持

以上のような仕様で計画します。

 

 RTCは、DS3231を使ったモジュールがそこそこ精度もよく、コストパフォーマンスに優れていそうです。

ボタン電池で、時刻を保持しておくのも簡単そうに見えます。

 

 マイコンは、arduino Nano の互換品がまだ余っているので、これを使います。

USB端子もついているので、ここから5Vを給電するようにしたいと思います。

こうすれば、使い道もなく転がっている、USB出力のACアダプタを有効活用することができるでしょう。(5V1Aのやつって、あんまり使い道がなくなってきました。)

データシートによると、フィラメントが5V 85mA、数字部分が1桁に対し、20~30V 8mAということなので、消費電力は1Wもいかないでしょう。

バイスのピン配置上、ダイナミック点灯しかできません。

 

5Vから30Vへの昇圧も、DCDC昇圧モジュールを使えば簡単です。

10mA以下であれば、ちょっと怪しい激安モジュールでも問題ないと期待します。

 

ドライブ回路は、割と簡単に設計できそうですが、配線量はそこそこ多くなりそうです。

ニキシー管の時もプリント基板にするか、手配線でいくか深く迷った結果、手配線で頑張ったのですが、いよいよプリント基板を発注する練習をしても良いかもしれません。

arduinoNanoだと多分GPIOが足りなくなるので、適当なデコーダICを使う必要も出てきそうです。

 

また、どのような外観で仕上げるのかが最も悩ましいところですが、できればコンパクトに仕上げて、ちょうどよい大きさのアクリルボックスにいれてあげたいところです。

ニキシー管の時計を作ってみて、アクリルボックスに封入されている雰囲気が好きになってしまったのです。

まずは、既製品でちょうどよい大きさのアクリルボックスを探すところから始めたいと思います。