発想 ２０１５年３月２９日
石川英輔の大江戸神仙伝を読んで、江戸時代の時刻は現在でも便利なのではないかと思い、その時刻を示す時計を作りたいと思った。
作者の石川英輔も目盛を付け替える方式の時計を作ったみたいなので、私はＣＰＵを使い 目盛は同じで針の動く速さを変える方式で
作りたいと思った。
構想
今の時計の短針のみで 一周で１日を示す方法にしたい。めもりは固定で 上が昼間の九つ、下が夜の九つ、にする。
電池駆動で約１年間は交換なしで動き続ける。フォトスタンド風のアクリルで作りたい。
ガラス瓶の中に入れるのも洒落ていて良いと思う。どちらにするかはおいおい考える。
実装
ＰＩＣ 又はＡＶＲを使う。針はステッピングモータで動かす。現在時刻はＲＴＣより読み込む。調整用にＬＣＤ表示とスイッチを裏側に持つ。
電池はコネクタを介して 基板外に取付ける。ステッピングモーターも基板外に持つ
６Ｖからドロッパーレギュレータで３．３Ｖを作る（ＳＩＩのＳ８１２ｘｘ又はＳ８１７ｘｘ辺り）。モータは電池に直接つなぐ。ＲＴＣ（Ｉ２Ｃ）は精度の良いものにするかＮＸＰの安い物を使うか？
電池駆動で１年間とすると２０００ｍＡｈではちょっときつい。つまり単三ではきつい。単二が必要になる。（又は単三リチウムにするか？）出来れば単一にしたい。
となると ケースが大きくなるので電池は別箱にするか。その時のコネクタはどうするか？ ＬＣＤは付けるとして、グラフィックにするかキャラクタにするか？設定だけならＩ２Ｃの物で良いだろうが
現在時刻表示するとなるとグラフィックの方が良い。グラフィックは電流を食いそう。キャラクタならば２００ｕＡ以下で有りそうで、設定時だけ電源を入れれば良いだろう。
電池を外付けにするとＲＴＣ用のバックアップボタン電池が必要だろう。
現状
１パルス１度のギヤ付ステッピングモータを購入した。３Ｖぐらいでも短針程度なら動かせそう。（でもＣＰＵ電圧との関係から４．５Ｖか６Ｖ欲しい）
ＰＩＣ１６Ｆ１８２７の基板にモータドライブ回路と押しボタンスイッチを追加してステッピングモータを動かす。１パルス１度で動かすと思っていたより荒い感じなので１－２相励磁で０．５度ステップで進める
プログラムはＧＬＣＤと ＮＸＰのＲＴＣのプログラムを１６Ｆ１８２４で作った物から持ってきてちょっと修正してコンパイルは通った段階。実際に動くかは不明。ハードを作らないとチェックが出来ない
ハードを追加したが、１８２７ではプログラム領域が足りないので、時計調整と、位置調整を別々に入れて確認した。その他ハードに関連するプログラムの動作は確認した。
現状ではプログラム領域の問題と消費電流の問題が残っている。消費電流を少なくするためのスリープはまだ入れていないので、常時ＬＥＤ点灯を止めた後にプログラムを修正して電流を測る必要が有る。
プログラム領域の大きな１８４７をＲＳに頼んだ。
スリープ命令を追加すると、止まっている時は１００ｕＡ～１５０ｕＡ位（メータの左隅でハッキリしない）になっている。なので 連続の電流は１５０ｕＡとして、２分に一回１０ｍＳ位１００ｍＡ流れるとすると
連続は１時間に１５０ｕＡで 駆動時の時間平均は（１０ｍＳ／６０Ｓ）ｘ１０００００ｕＡｘ３０回＝５００ｕＡなり、合計６５０ｕＡと考える。これで １年持たせる為には １年が８７６０Ｈなので
８７６０Ｈｘ６５０ｕＡ＝５．６９４ＡＨ（約５７００ｍＡＨ）の電池が必要になる。単三では無理だろう。現在７２０ステップにしたが、これを１相励磁の３６０ステップにすれば、４分に一回なので１時間当たりの平均電流は
２５０ｕＡになり、連続との合計は５００ｕＡとなる。８７６０Ｈｘ５００ｕＡは約４４００ｍＡで単三リチウムでも無理だろう。従って単二電池で考える。
現在時刻から昼９刻～４刻、夜９刻～４刻の変換方法の考え方は、２４節気ごとの夜明けと日暮れの時刻を記したテーブルを使って 現在月日からどの節季テーブルかを求め、夜明けから日暮れまで、又は日暮れから夜明けまでの
分の数を求め、その分の数が３６０ステップとして、現在の時刻からステップ位置を求める。そのステップ位置を使ってステッピングモータを駆動する。
テーブルとしては月日［ＢＣＤ４桁］、夜明け時刻［ＢＣＤ４桁］、日暮れ［ＢＣＤ４桁］の計６バイト［ＢＣＤ１２ケタ］の２４節気分になる。（１４４バイト）テーブルの切り替えポイントは明六つ（夜明け時刻）とする。
テーブルの探し方としては、（最後のテーブルから探すとして）現在月日時分の値が テーブルの月日夜明け時刻未満かを見てそれ以下だったら一つ前のテーブルにして行くのを繰り返し、
以上になったらそのテーブルの夜明け時刻と日暮れ時刻を使い、現在時刻がその日暮れ時刻未満で夜明け時刻以上だったら昼間と判断して 夜明け時刻からの経過分数を求める。夜だったら日暮れ時刻からの分数を求める。
３６０ステップが昼または夜フルスパンのステップなので昼、夜の総分数を求めて（３６０／総分数）ｘ経過分数（夜はこれに＋３６０）からステップ位置を求める（ｌｏｎｇ計算）
１相励磁、２相励磁の駆動時の電流を測ったら、１相励磁が６５ｍＡ、２相励磁が１４０ｍＡになった。１-２相励磁はその中間と考えればよいだろう（約１００ｍＡ）。駆動していない時のスリープ状態の電流は１００ｕＡより
ちょっと多い程度（１１０ｕＡぐらい？）なおＬＣＤを外した時は２０ｕＡなのでＬＣＤで９０ｕＡ位使っていると言う事になる
モーターの電流計算に間違いが有った。「（１０ｍＳ／６０Ｓ）ｘ１０００００ｕＡｘ３０回＝５００ｕＡ」の計算の６０Ｓは間違いで３６００Ｓでした。
（１０ｍＳ／３６００）ｘ１０００００ｕＡｘ３０回＝８．３ｕＡが正解。なので １時間に当りの電流は１２０ｕＡとして計算すると１２０ｕＡｘ８７６０ｈ＝１０５１ｍＡｈ（約１０００ｍＡｈ）になる。
単三電池で十分まかなえることになります。スペースの問題から考えると２ＣＲ５（６Ｖ、１４００ｍＡｈ）又はＣＲ１２３Ａ（３Ｖ、１４００ｍＡ）２本を検討してもよさそう。
制作時の具体的な事柄
ケースはキャンドゥのアクリルフタのガラス容器（小）を使い、アクリルの蓋に基板を取り付ける。その基板の表にステッピングモーター、主な部品、裏に電池、スイッチなど全てを取り付ける。
文字盤は円筒形とし、プリンターで印刷した紙を切り抜いて作る。文字盤の取付は３φ用のツマミを加工（高さを低く）して使う。
ＣＰＵは１６Ｆ１８４７を使い、電池はＣＲ１２３Ａを２本、ステッピングモーターは一周７２０ステップの物を１－２相励磁で１４４０ステップにして使う。
モータの取付は１８ｍｍのスタッド２本、基板の取付は２０ｍｍのスタッド３本を使い、基板に取り付けるビス、ナット、スタッドは絶縁物の物を使う。なければ 片方（ビスかナット）は最低でも絶縁物にする
調整用スイッチは基板に付けたタクトスイッチとし、アクリルフタに開けた小さな穴から爪楊枝みたいな物で操作する。電源スイッチはジャンパーピンにして、簡単にＯＦＦにならない様にする。
ＬＣＤはグラフィックの１２８ｘ４８ドットの物をソケット使い取付ける。スペースの関係から少し足を曲げて斜めにする必要が有る。
基板は円形７０ｍｍとし、ＩＣＳＰ部分はＰＩＣＫｉｔ３が入る様に切り欠く。
スイッチ、コネクタ以外は基本的に表面実装品を使う。
次回への改良点
タクトスイッチは電池側に実装する。
電源ジャンパーピンは電池側に実装する。
電池の＋－表示はわかりにくいので バッテリに隠れない所に別に表示する。
表面実装にＬＥＤは向きのシルクが消えてしまうので 少し離れた所に別に表示する。
電池のＢＡ１を０．５ｍｍでも良いから外側に移動する。（モーター取付穴のナットと干渉する）
ＣＮ１は使えない事が有るので 直付けをする為に 線の色をピン毎に表示する
ＣＮ２の所の切欠きは１～２ｍｍ位増やす。（ＰＩＣＫｉｔ３が当たって奥まで入らない）
出来れば ＣＮ３を電池と干渉しない所に移動する。（動作確認の時に外部電源を使いたいので）
半田面の基板名称が鏡文字になっているので修正する。
江戸時刻指針用のパターン（穴）を追加する。
参考資料
部品表、表示板、基板（ガーバーファイル）
基板に関してはこのファイルを直接使う事は止めてください。なお、基板（生基板）は 現在の手持ち分に限り 無料で差上げます。
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