DG12G VFD
1970年代のシャープの電卓です。当時のシャープの電卓には7セグメントではなく、特徴的はフォントのVFDが使われていました。
1桁あたり、ドットやシングルコーテーションを含めると13セグメントあります。人が書いたようなこのフォント、とても魅力的な形状をしていますね。
4なんて、右側に飛び出した小さい点のためだけに、1セグメント用意しているんですよ。
LED時計にするために
オリジナル7セグメントLED時計の応用
以前、オリジナル7セグメントのLED時計を制作しました。
MFDを7セグメントの形状にカットして遮光板を作り、LEDを配置した基板に貼り付けることで、オリジナルの7セグメントLEDとなりました。
この仕組みを応用して、DG12Bの形状のセグメントの遮光板を制作し、DG12BフォントのLED時計にしようと思います。
VFD色LED
LEDには、以前タオバオで購入したVFD色のLEDを使いたいと思います。
フォントのトレース
DG12BのVFDのフォントを見ながら、輪郭をトレースします。だいたいいい感じになったのではないでしょうか。
セグメントの中にLEDを入れないといけないので、あまりに細い線はLEDの幅に太くする必要があります。今回は1005MのLEDを使おうと思っています。幅は0.5mmなのですが実装のずれを考慮し、1mm幅とします。そこで、1mmに満たない左側の矢印の部分を、1mmに太くしました。
シャープさがなくなって、やぼったい感じになってしまいましたが、LEDを入れるためなので仕方がありません。
時計のセグメント
4桁並べてコロンを入れれば、時計のセグメントが完成です。コロンの丸の大きさは、ドットの丸の大きさと同じにしました。
基板の作成
回路図
時計全体の回路図です。マイコンにはESP32 C3を使いNTP時計にします。
LEDドライバには74HC595A(データシート)を使います。この74HC595Aは型番に74HC595が入っていますが、74HC595とは全くの別物です。
シリアルパラレル変換部分は74HC595に近い機能が実装されていますが、13番ピンの/OEと、10番ピンの/SRCLKがありません。
パラレル出力はオープンコレクタかオープンドレインになっていて、70mA程度吸い込むことができます。
このため、74HC595のシリアルパラレル変換機能の一部を持った、シンク型のLEDドライバとして使えます。
ESP32 C3は3.3V、74HC595Aは5Vで動作させるので、レベル変換ICでロジックレベルを3.3Vから5Vに変換します。
基板の設計
イラストレータで作成したセグメントをSVGファイルに保存して、KiCadでUser.Eco1レイヤー(緑色の線)に読み込みます。
セグメントの中にLEDを配置します。
こちらが基板の表面です。LEDのみが実装されます。
こちらが基板の裏面です。配線は自動配線を使いました。
基板の発注
それではPCBgogoに基板を発注しましょう。基板のサイズ、枚数を入力します。今回の基板は面付けした基板なので「面付け方法」は「面付け」にします。
あとはレジストの色を「白」に設定します。
基板のパラメータ設定は以上です。
続いてメタルマスクの設定をします。機械で印刷しないので「枠なし」を選択します。また、今回の基板は表と裏の両方に部品があるので、「刷り側」を「両面(面付けなしで2シート)」を選択します。
そのままではサイズが大きいので、「ご要望」の欄にカット指示を書いておきます。PCBgogoは全てのやり取りが日本語でOKです。
以上でパラメータの設定が完了。ガーバーファイルをアップロードして支払いし発注します。
基板の発注完了!
設計と基板の発注が完了しました。DG12Bのフォント、うまくいくでしょうか。届いたら組み立てたいと思います。
2025.8.18追加 つづきはこちらです。
追加終わり
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