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- 発想 ２０１７年５月９日
- 構想 ２０１７年５月９日
- ５月９日
以前作った明六つ時計はステッピングモータを使ったが、これはグラフィックＬＣＤで表示する
- 実装についての考え
- ５月９日
以前作った明六つ時計のステッピングモータを止め、グラフィックＬＣＤに明六つ、暮六つなどの時刻を表示する。
取りあえず以前の明六つ時計の基板でプログラムが作れないか？
ＬＣＤは１２８ｘ４８なのでその幅で一刻＋αを表示し、真ん中に矢印を表示する。時刻が進むと後の文字盤（一刻＋α）が動くみたいに表示する
- ５月１０日
消費電流について
ＣＰＵはＡＶＲｍｅｇａ３２８を使い、パワーダウンモードにすると ３Ｖで２ｕＡ（最大）
ＲＴＣはＲＸ８０２５ＳＡを使い、３Ｖで１．２ｕＡ（最大）
ＬＣＤは１２８ｘ４８は以前の明六つ時計を作った時の実験値で９０ｕＡ位
１分毎に割り込む事にして、割込み処理時間は０．１秒、（８ＭＨｚ ３Ｖ ３ｍＡ）で 等価的な消費電流は３ｍＡの１／６００となるので５ｕＡと考える。
これを加えても平均の消費電流は１００ｕＡと考えれば良いだろう。
ＣＲ１２３Ａ（３Ｖ１４００ｍＡＨ）を使えば１４０００Ｈ（約１年半）動作できる。
- ５月１５日
回路について
以前作った「グラフィックＬＣＤ表示とＲＴＣ」の回路でっ実現できるのではないか？
－－＞これを元にして「江戸 明六つ時計」を作ったので
プログラムの容量、ＲＡＭ等が問題なければこの回路で動くはず
消費電流もクリア出来るハズ。
- ５月２５日
ＡＶＲｍｅｇａ３２８でＴｉｍｅｒ２に３２．７６８ｋＨｚのクリスタルを使ったらＲＴＣは無くても良いだろう。
これに電波時計を組み合わせれば精度はそれ程必要が無いだろう。
電波時計が無くても以前の明六つ時計レベルの精度は出せるのではないか？
できるか？
- ５月３０日
取りあえず実験が出来る程度の回路は書いた。
- ７月４日
ハード的には決まったと考えるので 基板図を書きたい。５０ｘ５０に出来るか？ スルーホール部品だときつい。表面実装にするか？ 電池を基板外に置くか？
- ７月２０日
電池の高さが結構高いのでＣＲ２４７７（１０００ｍＡｈ）を使ってこじんまり出来ないか？ 規制のケースＰＳ６５辺りでは？それが無理ならＰＳ８５辺りでは？
- ８月５日
ＣＲ２４７７（１０００ｍＡｈ）でＰＳ８５は高さ的に不可。ＰＳ１００にするか？
或いは 秋月の透明プラスチックケースの７５ｘ５０ｘ２０辺りにするか？
ＣＲ２４５０を並列にしてＰＳ８５にするか？ その時はダイオード保護が必要になるだろう。電圧降下はどの位になるか？０．３Ｖも有ったら使えない。０．１Ｖ以下ならば使えるかも
- ８月６日
ＣＲ２４７７（１０００ｍＡｈ）でＰＳ８５は高さ的に不可。ＰＳ１００の高さ的に不可
秋月の透明プラスチックケースの７５ｘ５０ｘ２０はＣＲ２４７７は入る可能性あり。
ＣＲ１２３Ａの時は電池ケースを別にしてプラスチックケースに張り付ければ入りそう
ＰＳ８５或いはＰＳ１００に入れるにはＣＲ２４５０を並列にするしかない。電池高は入る筈だが、パターンが入るかは不明。
ＰＳ１００は入りそうな気がするが．．．．。６Ｐコネクタ高がＰＳ８５もＰＳ１００もダメなので他のコネクタにする必要が有る。
その前にダイオードを使って並列が実用になるかを確認する必要がある。ＣＲ２４５０で無くても ＣＲ２０３２、ＣＲ２０１６辺りで実験をする必要がある。
７５ｘ５０ｘ２０ケースでＣＲ２４７７を基板上に入れ、基板の外にＣＲ１２３Ａコネクタが入る大きさで基板設計が出来れば、その辺が一番良さそう（５０ｘ４７）
- ８月７日
ＣＲ２４５０、ＣＲ２４７７は表面積が大きいので基板図が難しい。今迄通り５０ｘ５０にするか、ＣＲ１２３Ａを基板外にして５０ｘ４７で作るのが良さそう
- ８月２１日
ＣＲ２４５０が一つの時は容量が少ないので、見たい時だけＬＣＤを動作させる工夫が必要だろう。ＬＣＤコマンドにスタンバイが有るがそれで電流が減るか？
減らなかったらＬＣＤ電源をＯＮ／ＯＦＦする事になる。
電源ＯＮ後の待ち時間とか、初期化のタイミングとか、面倒になるので 出来ればスタンバイが使えるのが好ましい。
- ８月２２日
消費電流を再度検討したが、６月６日に測定した後の計算はおかしい。１秒ごとに２０ｍＳ間１５０ｍＡ流れると平均は３ｍＡになるハズ。
そうなると必要な電池容量は、一日動かすのには３ｍＡｘ２４ｈ＝７２ｍＡｈ、 １年動かすのには７２ｍＡｘ３６５＝２６２８０ｍＡｈになる。現実的ではない。
１分間に一回２０ｍＳ間１５０ｍＡ流れるとすると 平均電流の３ｍＡが６０分の１の５０ｕＡになり、殆どの時間の電流値５０ｕＡを足すと１００ｕＡになる。
これならば 大体１００ｕＡｘ２４ｈｘ３６５＝８７６ｍＡｈになり、ＣＲ１２３Ａまたは ＣＲ２４７７で一年使える計算になる。再度１分間に１回２０ｍＳ間１５０ｍＡで有る事を確認する必要が有る。
- 現状
- ５月１５日
以前作った「グラフィックＬＣＤ表示とＲＴＣ」の基板を使ってＬＣＤの表示位はやりたい。
- ５月１６日
以前作った「グラフィックＬＣＤ表示とＲＴＣ」のプログラムは１６Ｆ１８２４を使っていて、プログラム領域が１００％なので 明け六つ用の表示が入らない。
なので １６Ｆ１８２５にする必要が有る。そうすればプログラム領域が２倍になり、データ領域も余裕が出来る。
１６Ｆ１８２４で明六つの表示だけでも作ろうと思ったが、Ａ／Ｄ、ＵＡＲＴを外しても８７％位にしかならないので作るのは難しそう。
１６Ｆ１８２５を購入してからプログラムを作ることにする。
- ５月１７日
表示だけの作成なら ＡＶＲｍｅｇａ３２８にグラフィックＬＣＤがついている基板
「グラフィックＬＣＤ表示とＲＳ２３２Ｃ通信 」で行った方が簡単だろう。
論理的な所はＡＶＲだろうがＰＩＣだろうが関係ないはず。
ステッピングモータの明六つ時計の刻時刻部分のファイルを１６Ｆ１８２４のプロジェクトに追加した。プログラム領域は９０．９％になった。表示までしたらどの位になるだろう
- ５月２６日
ＡＶＲｍｅｇａ３２８でＴｉｍｅｒ２に３２．７６８ｋＨｚクリスタルを使った時の動作として１秒毎の割り込みで 日付計算、明六つの計算、表示を行うとして
３Ｖで内部発振１ＭＨｚ動作を使い、パワーセーブ動作を行う。消費電流はパワーセーブ動作で消費電流０．９ｕＡを考える。割込み後の動作は１００ｍＳと仮定し、消費電流は５００ｕＡなので実効値として５０ｕＡと考える。
なので ＣＰＵ消費電流としては５０．９ｕＡ（約５０ｕＡ）とする。ＬＣＤが約９０ｕＡなので合計１４０ｕＡになる。
ＣＲ１２３Ａ（３Ｖ１４００ｍＡＨ）を使えば１００００Ｈ（約１．１４年）動作できる。
- ５月２９日
ＡＶＲｍｅｇａ３２８でＴｉｍｅｒ２に３２．７６８ｋＨｚクリスタルを使った時の並列コンデンサは
Ｃｅ＋Ｃｌ＝２ｘＣＬ－Ｃｓなので
ＣＬ（クリスタルの負荷容量）＝４．５～１２．５ＰＦ、 Ｃｓ（浮遊容量）＝２ＰＦとする、 Ｃｌ（発振器内の容量）＝６ＰＦ、
計算で求めるとＣｅ（外部容量）＝７～２３ＰＦとなる。１０ＰＦを付けることにする
（インターネットで調べるとコンデンサを付けない物も有るみたい）
- ５月３０日
ブレッドボードで実験回路を組んだ。
- ５月３１日
ブレッドボードの基本的な動作確認はした。（スイッチはまだ）
- ６月３日
プログラムを書き込んだがタイマ２（コンペア動作）の割り込みが入らない
タイマ０の割り込みは入っている。
- ６月４日
タイマ２の動作をオーバーフローに変更したが割り込みが入らない
クリスタルの１０ＰＦを外してもダメ。
カウンター値を調べるといつも０になっている。－－＞動いていないのかも
初期化で１２３を書き込んだ時も読み出すと０なので 書けていないか、動作がおかしいのか。
非同期動作なので書き込んだビットを見てから、レジスタは書き込んでも やはりダメ。
- ６月５日
タイマ２の初期化をコメントアウトしたまま忘れていた。
初期化を呼び出したら割込みが入りだした。（オーバーフロー割り込みのまま）
クリスタルの１０ＰＦを外しても同じなので回路図は活かし、実装しない。
スリープをパワーセーブモードにして電流を測るが、アナログテスターだと小さすぎるレンジと大きすぎるレンジで値が分からない
デジタルテスターでは割込みが入った時に値が上がるのだがその値が正しいかわからない。上がった時は数十ｕＡになっている。
取りあえずＲＴＣ動作とスリープは大丈夫みたい。
- ６月６日
消費電流を測定した。通常は約５０ｕＡで１秒ごとに２０ｍＳ間約１５０ｍＡになる。
平均すると約８０ｕＡとなるので 大体１００ｕＡと考え１年間で８７６ｍＡｈとなる。
なのでＣＲ１２３Ａ（１４００ｍＡｈ）で一年間の使用は大丈夫と考える。
なお、電流測定は電源とＧＮＤ間に１００Ωを直列に挿入し、その両端の電圧（オシロで測定）から計算をした。
- ６月７日
時計設定モードのプログラムを追加した。時計設定モードに入るのはＳＷ－１（左側スイッチ）を１秒以上長押しする
- ６月２８日
明六つ時計の江戸時代の時刻表示を追加した。デザイン的にはもう少し考える必要が有るだろうが、動作は確認できた。
- ７月４日
操作とデザインを変更し、普通のデジタル時計の表示を明六つ時計の表示を右側スイッチの操作で切り替えるようにした。（明六つ時計のデザインはもっと考える必要が有る）時間を合わせる為に一時間ごとに数秒プラスマイナスする微調整機能を追加した。
以前の明六つ時計の経験から考えると十日ごとに数秒プラスマイナスする機能を追加すると年の誤差を１分以内に出来ると思うが、どうするか？
- ７月７日
明六つ時計のデザインを変更して２４ｘ２４フォントを使う様にした。プログラム
十日ごとに数秒プラスマイナスする機能はまだ付けないことにする。基板が出来て動かした時に必要が有れば追加する。
最終的な回路図で ５０ｘ５０でＤＩＰを使って基板図を書いた。ＬＣＤと押しボタンスイッチとＬＥＤは裏面に実装する事にした。
- ８月１５日
ＣＲ２４７７で表面実装部品を使って ５０ｘ４７の大きさで回路図、基板図を書いた。
- ８月２０日
ＣＲ２４５０一つでで表面実装部品を使って ＰＳ－８５用の回路図、基板図を書いた。
- １１月１日
ｅｌｅｃｒｏｗにＣＲ２４７７の基板を注文した。他の基板も頼んだのでＦｕｓｉｏｎは送料が高くて総額はほとんど変わらないのでｅｌｅｃｒｏｗにした。
- １１月２日
ｅｌｅｃｒｏｗからｚｉｐファイルに２つのガーバーファイルが有る旨のメールが届いた。ｚｉｐファイルを作る時に余分なファイルまで入れたしまったみたいなので、このＣＲ２４７７を作ってほしい旨の返事をした。
- １１月９日
基板が来た。いつも驚くが速い。注文した日から土曜日曜が入って８日で到着した。（今回はｚｉｐファイルがおかしかったので実質７日）
基板の表側、基板の裏側
- １１月１５日
基板を組み立てた。完成基板の表側、完成基板の裏側プログラムを書き込んだが、ＬＣＤ表示がダメ。動作初めのＬＥＤ点滅はしているのでＣＰＵは動いていると思う。
- １１月１６日
ＬＣＤ端子１ピンと２ピンの半田ブリッジが有った。修正したらＬＣＤ表示は正常になった。他の動作も基本的には良さそう。時間精度、消費電流などは今後調べる。
ＣＲ２４７７が無いのでヨドバシに頼んだ。来るまで待ち
- １１月１８日
ＣＲ２４７７が来た。電池での動作は確認したが、時間精度、消費電流などは今後調べる。（現在 連続動作中）
- １２月１日
電流は直列に１００Ωを入れて約８．６ｍＶ（デジボル）、なので８６ｕＡになる。これが２４時間ｘ３６５日で７５３ｍＡｈとなる。ＣＲ２４７７で１年間は使えるだろう。良しとする。
精度はこれまでの期間では１分以内みたいなので月差１～２分として１年で２４分以内。調整値はもう少し正確に誤差を測ってからセットする事にする。
- １２月４日
１２月２日２１時５７分から１２月４日１８時０５分までに５秒ぐらい進んだ。計算すると２４時間で２．７２７秒になる。約３秒とすると８時間ごとに１秒遅らせれば良い。
１時、９時、１７時のＲＯＭ上の補正値を－１にした。これで様子を見る。一週間ごとの調整が必要かもしれない。
電源ＯＮ時（リセット時）に時刻設定から入る様にした。
- １２月１５日
１２月４日１８時３０分から１２月１５日１４時５０分までに１６秒ぐらい遅れた。計算すると２４時間で１．４５秒に遅れになる。４日の３秒／１日は補正のやりすぎみたい。
なので、２秒／１日として １２時間にごとに１秒遅らるとして、１時、１３時の補正値を－１にした。これで様子を見る。
１５時００分にＩＮ－１７の時計と合わせた。
- １２月１７日
秋月のケース（１１７－ＴＳＳ）に入れた。（ 表側、裏側）
その時 動作を止めたので改めて １２月１７日１３時４３にＩＮ－１７の時計と合わせた。
電源ＯＮ時の時刻設定からの戻りで表示に不具合が有ったのでプログラムを修正した。
- １２月２２日
時計の精度は１２月２２日１４時５０分で 約―２秒になっている。この程度なら月差１５秒ぐらいなので良しとする。このまま連続動作をする。
- 参考資料
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部品表
ガーバーファイル
基板に関してはこのガーバー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。
こちら へメールをお送り下さい。
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