LD8035E六桁時計 - phktech_tips @ ウィキ

LD8035Eを用いた時計の製作

共立電子や若松でLD8035EというVFD管が安価に出回っている｡
見た目が可愛いので時計にしてみた｡

コンセプト

• 実用になるものを→ケースにちゃんといれる
• VFD管は古いものなので､ノスタルジックさを感じられるものに→DIP部品だけで作ってみる
• 電源確保がめんどい(ACアダプタはどっか行ってしまう)→USB-C一本で動くものに
• 部品を少なく→モジュールを活用

構成

項目	値	コメント
マイコン	AE-RP2040	秋月で扱っているラズピコ｡USB-Cコネクタであることと､安価なのがポイント
点灯方式	ダイナミック点灯	部品を少なくしたいので
電源系統	VFD駆動電源生成:NJM2374を用いて､USBバスパワー5Vから､昇圧回路で20Vを生成する	単電源化のため
計時方法	電気二重層コンデンサバックアップのRTC搭載	実用にするため

回路

回路図https://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/11/LD8035_VFD_CLOCK.pdf
Kicadプロジェクトアーカイブhttps://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/12/LD8035_VFD_CLOCK.zip
部品一覧https://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/13/LD8035Clock_%E9%83%A8%E5%93%81%E4%B8%80%E8%A6%A7.xlsx

基板設計

両面基板で作成｡
発注先はElecrowとした｡アクリル板のレーザーカットサービスを同時に利用したかったため｡
10枚製造して$35.09であった(送料別)｡
提出ガーバー:https://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/19/GERBER.zip

基板設計上はVカットを上下に2本入れたが､試作はVカットなしで実施(追加費用をケチったため)｡特に問題なく基板を割ることができた｡
基板の分割を容易にするため､"Mouse bit"を配置している｡程よい強度を実現できた｡
Mouse bitの利点は､単なるドリルのため､追加コストが要求されないこと｡

メカ設計

3Dプリンタによるガワ+透明アクリルによる前後カバーの構成とした｡

締結に用いるネジは､低頭のタッピングネジとした｡ひとえにタップを立てるのがめんどいからである｡
型式:FLAB-0306E
タップタイトの下穴はΦ2.4とした｡下穴径は3Dプリンタによって異なってくると思うので､適宜調整されたい｡

3DCADファイルとSTLファイル:https://img.atwiki.jp/phktech_tips/pub/LD8035_Mecha.zip

3Dプリンタを用いた設計の備忘録:
基板を二段重ねにする場合､多くの場合は六角スペーサを用いる｡
3Dプリンタを用いる場合､スペーサの機能を部品に持たせることが容易である｡これにより六角スペーサの調達の手間を省くことができる｡

カバーアクリル板の手配:
ELECROWのレーザーカットサービスを活用した｡
t=2の透明アクリル板で10枚作成し､$8.8である｡自分で切るよりきれいで安価である｡
オーダー時にアップロードしたファイル:https://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/18/CoverPlate.zip
2D図面とstepファイルをzipで固めたもので注文を請けてくれた｡

ファームウエア

RP2040をArduino環境で開発した｡
完成していない(未実装機能:タクトスイッチ入力)が､まあ一応実用になるのでアップロードしておく｡
https://img.atwiki.jp/phktech_tips/attach/50/20/VFDClock.zip
ターミナルで時刻設定が可能｡
teratermで接続し"HELP"コマンドを実行して雰囲気でつかんでほしい｡
※開業コードは"CR+LF"にしてください｡送受信とも｡

時刻設定コマンド"SETDATE hh mm ss"で時刻設定が可能｡

バックアップ付きのRTCを搭載しているため､電源を切っても時刻は失われない｡

実用になる?

普段使いの時計としては､表示が小さく､見やすいとは言えない｡
机の上のアクセサリ的な使い方が良いと思われる｡
USBケーブル一本だけで動くのはやはり便利である｡ACアダプタだと電圧を確認したりで面倒だが、USBだとこれがない｡