ちょっと昔のレトロな時計をニキシー管でさらにレトロにかつ最新のNTP時計に改造してみた

先日の実験で、ニキシー管をESP32で制御できることがわかったので、応用して時計を作ろうと思います。

ちょっと昔のレトロな時計

ニキシー管IN-12Bが収まるサイズの、いい感じの時計がないかと探していると、BRUNOブランドのLCDレトロアラームクロックが目にとまりました。

BRUNO LCDレトロアラームクロック S レッド BCR003-RD

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ちょっと昔のレトロな感じのデザインと、パタパタ時計のように液晶がアニメーションするところが特徴です。

パタパタっと変わるところが、可愛いですね。

で、この時計をケースとして利用して、数字の部分をニキシー管にしてよりレトロにしたいと思います。時刻はNTPから取得するようにして、レトロなのですが時間は正確な時計にしたいと思います。

まずは分解

時計が届いたので、早速分解します。この時計は電波時計となっていて、自動で時刻を合わせてくれます。中にバーアンテナが見えますね。

全ての基板を取り外しました。

電池ボックスが邪魔なので、リューターでカットしました。これで、この後作るニキシー管の基板が入るスペースができました。

ニキシー管のはんだ付け

前回はニキシー管２つを使った２桁の表示実験をしました。もう一組作って4桁に拡張します。

基板は専用に作りました。こちらよりご購入できます。

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回路図

全体の回路図です。先日の回路に、ニキシー管とフォトカプラの回路を2つ追加しただけです。ダイナミック点灯なので、配線がシンプルです。

この図にはありませんが、この他にESP32のボードと、180Vの昇圧回路があります。ESP32のボードはこれを使っています。

昇圧回路はこちらより購入いただけます。

ニキシー管用電源モジュール NixeDCDC | kohacraftのshop

5Vから175Vを生成できるニキシー管用の電源モジュールです

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ユニバーサル基板に配線

それほど複雑ではないので、ユニバーサル基板にポリウレタン線で配線していきます。

電源以外は電流がほとんど流れないので、ポリウレタン線の0.2mmで配線しています。細くて取り回しが良く、被覆もはんだごてですぐに溶けてむきやすいです。0.2mmのポリウレタン線は、配線が多い時にとても作業が捗ります。

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配線完了。

組み立て

電池ボックスを取り外したLCDレトロアラームクロックの抜け殻に、先ほど作った回路を収めていきます。

こんな感じに、収まります。

いいんじゃないでしょうか。

試しに0000を表示してみます。

おおおぉぉぉ！テンション上がりますね。

時計のプログラム

Arduinoでプログラムを作っていきます。仕組みは簡単で

1. 無線LANに接続する
2. NTPサーバーに接続する
3. NTPサーバーから時間を取得する
4. 時間を表示する

これだけです。で、こちらが完成したプログラムです。

//ネットワーク関係#include <WiFi.h>const char* WifiSSID = "WIFISSID";const char* WifiPassword = "WIFIPASSWORD";//時刻const long JST = 3600*9;  //Japan Standard Time GMT+9struct tm timeInfo;//時刻を格納する//ポート設定const int D0 = 26;const int D1 = 25;const int D2 = 33;const int D3 = 32;const int NixieA1 = 13;const int NixieA2 = 12;const int NixieA3 = 14;const int NixieA4 = 27;void setup() {  pinMode( NixieA1, OUTPUT );  digitalWrite( NixieA1, LOW );  pinMode( NixieA2, OUTPUT );  digitalWrite( NixieA2, LOW );  pinMode( NixieA3, OUTPUT );  digitalWrite( NixieA3, LOW );  pinMode( NixieA4, OUTPUT );  digitalWrite( NixieA4, LOW );  pinMode( D0, OUTPUT );  digitalWrite( D0, HIGH );  pinMode( D1, OUTPUT );  digitalWrite( D1, HIGH );  pinMode( D2, OUTPUT );  digitalWrite( D2, HIGH );  pinMode( D3, OUTPUT );  digitalWrite( D3, HIGH );  Serial.begin(115200);  Serial.println("start");    //アクセスポイントに接続.できなかったらリスタート  if(connectAP() == false)  {    Serial.println("Can not connect. Restert.");    delay(1000);    ESP.restart();  }  Serial.print("WiFi connectedrnIP address: ");  Serial.println(WiFi.localIP());  //NTPサーバの設定と時刻の取得  configTime(JST, 0, "ntp.nict.jp", "time.google.com", "ntp.jst.mfeed.ad.jp");//NTPの設定  getLocalTime(&timeInfo);  Serial.printf("%d:%dn", timeInfo.tm_hour , timeInfo.tm_min );}void loop() {  //毎時アクセスポイントに接続していなかったら接続を試みる  if(WiFi.status() != WL_CONNECTED && timeInfo.tm_min == 0)    connectAP();  //時刻の取得  getLocalTime(&timeInfo);  //時刻の表示  dispTime( timeInfo.tm_hour , timeInfo.tm_min );}//アクセスポイントに接続するbool connectAP(){    //アクセスポイントに接続  if(WiFi.status() != WL_CONNECTED)  {    Serial.printf("Connecting to %s.n",WifiSSID);    WiFi.mode(WIFI_STA);    WiFi.begin(WifiSSID, WifiPassword);    //60秒試行する.接続までステータスバーを表示    for( int j=0 ; j<600 ; j++ )    {      if( j%10 == 0)      {      Serial.print("*");      dispStatusBar();            }      delay(100);      if(WiFi.status() == WL_CONNECTED)        break;    }  }  return WiFi.status();}//ステータスバーをニキシー管で表示する//この関数が呼ばれる度に0の位置がずれていくvoid dispStatusBar(){  static int count;  digitalWrite( NixieA1, LOW );  digitalWrite( NixieA2, LOW );  digitalWrite( NixieA3, LOW );  digitalWrite( NixieA4, LOW );  numOut( 0 );  switch(count)  {    case 0 :      digitalWrite( NixieA1, HIGH );      break;    case 1 :      digitalWrite( NixieA2, HIGH );      break;    case 2 :      digitalWrite( NixieA3, HIGH );      break;    case 3 :      digitalWrite( NixieA4, HIGH );      break;    default :      digitalWrite( NixieA1, HIGH );      break;      }    if( ++count >= 4 )    count = 0;}//時刻をニキシー管に表示void dispTime( int hour , int minute ){  for( int j=0 ; j<10 ; j++ )  {     //1桁目表示    numOut( minute%10 );    digitalWrite( NixieA1, HIGH );    delayMicroseconds(2400);    digitalWrite( NixieA1, LOW );    delayMicroseconds(100);      //2桁目表示    numOut( (minute/10)%10 );    digitalWrite( NixieA2, HIGH );    delayMicroseconds(2400);    digitalWrite( NixieA2, LOW );    delayMicroseconds(100);    //3桁目表示    numOut( hour%10 );    digitalWrite( NixieA3, HIGH );    delayMicroseconds(2400);    digitalWrite( NixieA3, LOW );    delayMicroseconds(100);      //4桁目表示    if( (hour/10)%10 != 0 ) //0だったら表示しない    {      numOut( (hour/10)%10 );      digitalWrite( NixieA4, HIGH );      delayMicroseconds(2400);      digitalWrite( NixieA4, LOW );      delayMicroseconds(100);         }else{      delayMicroseconds(2500);    } }}//指定した数字のバイナリを出力void numOut( int num ){  digitalWrite( D0, !( num & ( 1 << 0 ) ) != 0 );  digitalWrite( D1, !( num & ( 1 << 1 ) ) != 0 );  digitalWrite( D2, !( num & ( 1 << 2 ) ) != 0 );  digitalWrite( D3, !( num & ( 1 << 3 ) ) != 0 );}

こんな感じです。

さてプログラムができたので、ESP32にプログラムを書き込みます。

完成!!

時計になりました！！

ニキシー管の構造のため、表示が凸凹してます。ニキシー管らしいですね。

暗いと、よりニキシー管らしさを感じますね。

レトロな外見の時計がよりレトロに最新になりました

レトロなニキシー管NTP時計が完成しました。

消費電流はESP32とニキシー管合わせて250mA程度でした。USB電源で動作します。

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追加終わり

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とってもかわいい目覚まし時計風のニキシー管時計が完成しました☺️
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