時計を作ってみています(4)

あいかわらず毎日少しずつ時間を作り、時計の精度を測っています。

トリマーの調整具合で個体差はありますが、最近は年差1分程度(月差5秒程度)で
推移しています。

時計用水晶発振子は温度特性があり、梅雨も明けここ最近の30度を超える気温
(私の部屋は昼間は37度くらい)だと特に進むようです。
もうこれ以上昼間の温度上昇はないのではないかと思います。
冬になると遅れると思われるので、トータルではもう少し精度良いものになるのでは
ないかと思っています。

先日時間があったので、いつもの組織で置いて使うための新たな時計基板5号機と、
電源供給可能なディスプレイ用の箱の2号機も作りました。

基板はリフローでSMD部品をハンダ付けしていますが、メタルマスクやソルダーペースト
の塗布も季節を問わずなかなか良い精度でできています。
また、基板の裏に塗って色が変わってしまっているのは、ハヤコートです。
これがないとすぐにパターン面が黒ずんでいしまいます。



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時計を作ってみています(USBのおもちゃ)

前回の記事「時計を作ってみています(3)」で思いついたRL78/G13時計ボードの応用として、
USB接続のPC-98起動音&PC使用時間計を作ってみました。

PCの電源SWを押してUSBの電源が入ると「ピコッ」音がして、その後時間経過を表示します。
PCの再起動ではUSBの電源が切れないので音はなりません。

意外と冗談製品として売れるかも・・・


PC-98シリーズの起動音は、コンピュータが年々ものすごい勢いで性能が向上していったあの時代、
訳が分からずも一生懸命あれこれ使っていた頃のノスタルジーを感じます。

夏にかけてアラーム機能を考えるかな。





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時計を作ってみています(3)

RL78/G13を使った時計を以前から作っていましたが、先日やっと時刻修正
機能のプログラムが完成し、時計として使えるようになりました。

完成してちょっとうれしかったので、動画を撮ってみました。
動画にもある、基板の電源を入れた直後に鳴る「ピポッ音」は懐かしの
NEC PC-98シリーズの起動音(2kHz→1kHz)を再現。

完成した時計の基板は小さく、机の上に水平に置いただけでは実用的に
見づらいので、飾っておくための電源供給可能なディスプレイ用の箱も
作ってみました。
箱自体の構造は以前の記事「生基板でケース作り」で試した方法を応用し、
基板同士を組み合わせる構造にしました。
時計基板のDCジャックの部分で支える構造としましたが、表面実装部品
を多く使ったこの時計基板はとにかく軽いので問題なさそうです。

かなりカッチリとした良い精度の箱が作れましたが、やはりいまさらながら
自分のデザインセンスの無さを感じざるを得ません。

DCプラグの電源をUSBから供給するケーブルが売っているので、コンピュータ
の電源を入れたらPC98の起動音がして、さらに電源投入時からの使用時間
も表示するようなオモチャも作れそうです。

ここ数日でさらに数台の時計基板を量産したので、今はそれぞれの時計の精度調整を
行っています。
今後はアラーム機能を追加してみよう。





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時計を作ってみています(2)

今取り組んでいる時計基板をひと月連続で動かし、差を測定してみました。
家にある電波時計を毎日リセットし、ストップウォッチで差を測ったところ、
いまのところだいたい、日差0.085秒・月差2.5秒・年差30秒くらいで推移
しているようです。初めての割には、なかなか良い精度に調整できました。

我が家の有名某社のデジタル電波時計、手動受信のスイッチを押して毎日
時刻修正していたつもりでしたが、自動で時計合わせをしてから一定時間内
(数日?)に手動受信をおこなった場合、失敗しても電波受信マークは点いた
ままなのではないかということに気づきました。(取説にはあるかも・・・)

グラフの日差が激しく動いている部分はおそらく、一定間隔で自動受信には成功
しているものの手動受信には失敗していた時期であり、電波時計は日差±0.5秒
(月差±15秒)で動いているので、結果的にそれよりも誤差の少ない今作って
いる基板の誤差が乱高下しているように見えてしまっているのではないかと
思われます。

このことに気づいたあとは毎日測定直前にまずは時計を完全リセット
(1月1日 0:00)し、その後手動受信して時計が日時に合ったことを確認
した後に誤差を測定しました。結果はグラフ後半部分、毎日だいたい安定
しているようです。

測定のはじめ数日が安定していないのは、ほとんど誤差がなく(短すぎて)
ストップウォッチではうまく測れなかったのが原因?

取り付けた水晶振動子のデータシートによると、年間を通じての温度変化で発振
誤差にもそれなりに大きな変化があるようです。
あとはプログラムが完成したら連続して動かして年間の変化を調べたいと思います。
初めて作ってみた時計としては、現在のところ充分に実用性のある時計に
仕上げられそうです。

ここ最近も相変わらずあまり力を入れてじっくり取り組めないのですが、それでも
細々と時計の時刻調整をおこなうプログラムを作っていて、先日やっと0秒ぴったりに
時計修正ができるようになりました。



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時計を作ってみています(1)

今年に入ってからRL78の新しいテスト基板を作ってみています。

マイコンを含む29個の各種チップ部品をリフローし、基板は以前の記事(生基板でケース作り)
で試した方法
を使って基板裏が下に触れないように高さを出してみました。

I2Cの液晶はRL78の簡易I2Cで制御、リアルタイムクロックを使い時計を作るつもりです。
マイコンのサブクロック用の水晶振動子32.768kHzの負荷容量は12.5pFなので、振動子に
つけるコンデンサは2つとも25pFにすると良いのですが、微調整できるよう一方をトリマに
する必要があります。
RL78には時刻補正機能がありますが、今回はアナログチックにやってみようかと・・・

トリマは20pFのものが手に入りやすく安いため、一方は47pFの積層セラミックコンデンサ、
もう一方を20pFのトリマにしてこれを約17pFに調整すると、和分の積で12.5pFになり、多少
寄生容量があっても塩梅よく調整できそうです。

秋月で売っているI2C接続小型キャラクタLCDモジュールのバックライトLEDにつながっている
端子は一見すると全部金属でできてそうなのですが、ハンダを弾いてしまい全体に回りませんでした。
よく見てみると裏に飛び出している電極のように見えた部分は実は両面基板でできていて、
厚み方向の部分には金属の部分がないことがわかりました。(基板でできていれば当たり前か・・・)


今はI2Cで液晶表示させる関数を作り、時計の精度を調整・確認しています。
プログラムはまだ途中なので、しばらく楽しめそうです。




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