74HC161A版 デジタル時計 / バイナリ表示器をつくる

4bit 同期カウンタIC 74HC161A をつかった時計モジュール基板ができましたので、今回は、こいつのための表示器をつくろうと思います。

74HC161A版 デジタル時計 / カウンタ部を基板に組む

回路ができた 74HC161A 版デジタル時計のカウンタ部分を、ユニバーサル基板に組んでみました。 現在つくっているデジタル時計については、以下より過去記事を参照ください。 カウンタ部の構成 図1.　デジタル時計 全体ブロック図 デジタル時...

meyon.gonna.jp

2023.05.15

バイナリ表示式の時計

表示部回路

表示部の回路図です。

見てのとおり、LEDをひとつずつトランジスタ 2SC1815で駆動しているだけです。LEDは、ダイソーで購入したテープ LEDライト (白色)。電源は 5V。150Ωの抵抗がついていますので、1灯あたりの電流値は 13.3mAです。(V_F=3V 実測値)
エミッタのラインを BrightnessControl としていますが、GND につなげば輝度 100%で点灯します。でも、それだと明るすぎるので、後述する輝度調整回路につなぐことにしました。
RESET のラインにつながっている LEDは、コロン表示用です。

輝度調整回路

LEDの輝度調整回路です。

毎度々々の PWM発生回路 (過去記事) で、ボリュームでデューティ比を調整しています。ボリュームのかわりに 0~3.5Vの電圧でも制御できるので、光センサとかつけてもいいです。

発振周波数は 25KHzぐらい。表示回路のトランジスタのエミッタ側に 2SC2120 (35V 0.8A) を挿入してオンオフするという形です。ダーリントン接続なので、コレクタエミッタ飽和電圧が 0.7V。LEDが 22個、V_F を 3Vとすると、コレクタ電流 I_C は、

IC = 22 x (5 - 3 - 0.7) / 150 = 191 [mA]

h_FEを 1600 としてベース抵抗 R7 は、

R7 = (5 - 0.7 - 0.7) / (191 / 1600) = 30 [KΩ]

なんですけど、LEDの総電流として 300mAほど見込んで 15KΩにしてあります。まぁ、気分です。

適当な容量の FETがあれば、そっちがベターっすね。

各部のようす

LEDの取り付けのようすです。

まいどの牛乳パックをつかった工作です。各セルに、切り離したテープ LEDを貼り付けてあります。

テープ LEDはダイソーで買ったものなので、1個ずつ点灯させるとか、そんな高度なことはできません。切り離したら、抵抗付きの LEDってことです。

LEDの裏側の配線。

いきあたりばったりにつくっているので、まぁ、こんな感じです。
上にずらっと並んでいるのがドライバのトランジスタ。
うーん、レトロな雰囲気だ (；´Д｀)

できあがりを前からみた感じ。

牛乳パックなので、となりのセルの光がもれてます。
けど、完全に消灯せずに、ボンヤリ点灯してるほうが、表示器としてはよいかもしれないと、思ったりもする。
どっちにしても、フィルタ的なものをつける必要はあります。

デザインは、まったく才能がないので、こんな程度です。でも、わりと気に入ってます。

輝度調整回路は、あとから追加したのでブレッドボードです。試作なので、これが基板に載ることはないです、たぶん。

この PWM発生回路は、けっこう気に入っていて、これまでいろいろつかってます。たぶん、今後も、PWM発生はこの回路になると思いますね。

製作後記

今回は、時計モジュールの BCD出力をそのまま表示するバイナリ時計をつくってみました。

基本的に、BCD出力どおりに LEDを点灯させるだけなので、とっても簡単です。簡単だからつくってみたんですけど、これ、表示のパターンをちゃんとデザインすると、視覚的に楽しめるんじゃないかと思ってます。

さてと、次はですねぇ、やっぱりフツーに 7セグメントLED の表示器をつくってみようかと考えてます。もちろんロジックICをつかって、ダイナミック点灯させる、と。前に試作してますんで、たぶん問題はないと思います。