国産ニキシー管 CD43 を使った時計キットに「秒」の表示を追加

ビット・トレード・ワン(Bit Trade One)から2014年頃に発売されたニキシー管CD43を使った時計キットのオールドストック品を入手して組み立てましたが、その表示桁数を拡張する同社のキットも入手できたので「秒」の表示を追加しました。

ニキシー菅CD43を点灯
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ニキシー管CD43を使った表示を4桁増やすキットの組み立て

秋葉原で入手したビット・トレード・ワン(Bit Trade One)の表示拡張キットは、本体キットを構成する4つのユニットのうち、「ドライブユニット」と「表示ユニット」のみの構成で、岡谷電機産業製の国産ニキシー管 CD43を使って表示桁数を4桁増やすことができます。
本体キットの「アップボルテージユニット(200Vの電圧発生)」と「制御ユニット(時計機能、USB I/F)」は、拡張キットからも共通で利用します。

ニキシー管CD43を使って表示桁数をさらに4桁増やすキット
ニキシー管CD43を使って表示桁数をさらに4桁増やすキット、ドライブユニットと表示ユニットの2枚の基板構成です。

「アップボルテージユニット」と「制御ユニット」には、2つの「ドライブユニット」から接続できるようにプリント基板上にはんだ付け用パターンがあります(最大4つ)。表示ユニットにはニキシー管4個を実装できますが、今回は「秒」表示のみを拡張するので2個のみを使っています。

Windows版の制御プログラム「Configuration Tool」で拡張した表示ユニットの表示パターン(西暦、月日、時分、分秒など)を設定できます。本体の表示ユニットには「時.分」を、拡張した表示ユニットには「分.秒」を設定します。
拡張キットの「分」表示用のニキシー管は取り外しているので表示されません。

Windows版の制御プログラム「Configuration Tool」
Windows版の制御プログラム「Configuration Tool」

五合枡を使った木製ケースへの組み込み

五合枡に本体キット(4枚の基板)と拡張キット(2枚の基板)の合計6枚のプリント基板を組み込みます。コンパクトに実装するため、表示ユニットとドライブユニットの接続はフラットケーブル(10P x 2列)によるコネクタ接続でなく、細い単線ケーブル20本を基板端子にはんだ付けしました。

狭い空間に実装するために、表示ユニットは、下側の基板の配線端子部分が上の基板に重なるように配置したので、秒の表示位置が時分より5mmほど高いです。

アップボルテージユニットは拡張キットで取り付けなかったニキシー管CD43の空きスペース(左下、赤いLEDが点灯)に、制御ユニットは最上段(天井部分)に固定しています。ドライブユニットの基板は表示ユニットの真下に2枚隠れています。

シャーシに実装した本体キットと表示拡張キット
シャーシに実装した本体キットと表示拡張キット。合計6枚のプリント基板を実装。

I2C信号ケーブルをノイズ対策して完成(2021/10/31追記)

「ニキシー管表示ユニットとドライブユニットをつなぐケーブル(200V、ダイナミック点灯)」と「制御ユニットとドライブユニット間のI2C信号ケーブル」が密着すると、ノイズの影響で時刻表示が止まる場合がありました。I2Cケーブルは、2本の1芯シールドケーブルで接続しています。

五合枡に基板を実装したシャーシを組み込んで完成です。ニキシー菅CD43の点灯をビデオ撮影(mp4、1024 x 768、10秒)しました(2021/10/31追記)。赤橙色の発光色は趣のある暖かい光です。

ニキシー菅CD43を点灯

ニキシー管を扱った機器は内部で高電圧が使用されています。内部のシャーシや配線に触ると感電するなど非常に危険ですので注意しましょう

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