デジタルアラームクロック...page.2/10

部品リスト

特殊なパーツは秋月電子で揃えられます。その他は中央通りを何度も往復して安く揃えましょう。
特に高価なパーツに限ってよく調べるといいでしょう。抵抗やコンデンサなど元々安いものはどのお店でも大差が無いからです。
スイッチについては金額差が大きくなる傾向があります。
頑張れば昼食ランチ分の差は出てきましょう（デフォルトのカレー1皿と缶ジュース程度）。
「部品の概要」もよく読んでおいて下さい。

部品の概要

マイクロコントローラー：PIC16F873A

マイクロチップテクノロジーのワンチップマイコンです。特に解説する必要もないほど知られたワンチップマイコンです。
ワンチップマイコンはプログラムを書き込まなければOSが無いパソコンと同じですから、プログラムを書き込むことが出来ない場合はPIC16F873Aを送付して頂ければ、プログラムを書き込んで返信致しますので、その旨メール下さい。

丸ピンICソケット：スリム28ピン用

ICソケットの接触不良は私は経験しています。信頼が高いことで知られる「丸ピンICソケット」を奨めます。
もし、板バネタイプのICソケットを選ぶ場合は、ICのリード線の内側、又は外側だけしか接触しないタイプは避けるべきでしょう。
板バネタイプのICソケットではICのリード線の内側・外側共に接触するタイプを選ぶことです。

今回はPIC16F873Aの取り付けに用います。プログラム書き換えで抜き差しする必要があるかも知れないためです。

トランジスタアレイ：TD62003AP

TD62003APはパワーNOTゲートが7回路分封入されたICです。内部はダーリントン接続されたトランジスタ回路で構成され、入力には抵抗も内蔵されているのでロジックレベルを直接接続できて便利です。出力はオープンコレクタとなっています。電流は約500mA流せてパワフルです。
尚、TD62003**の末尾のサフィックスによって抵抗が内蔵されていないタイプも存在するので購入時は注意して下さい。
このようなICを「トランジスタアレイ」と呼びます。
TD62003APの他、μPA2003Cも同等に扱えます。

これらをディスクリート（1個1個の部品で作る）で構成するよりも低コストで成功率もグッとアップします。
ここでは7セグメントLEDのCOM端子をドライブ（駆動）するために使います。時計は4桁ですから3回路分が余ります。

3端子レギュレーターIC：TA4805S

3端子レギュレーターとは一般に定電圧を得るためのIC（集積回路）です。
内部は基準電圧生成回路、差動増幅回路、制御回路が集積されています。
3端子レギュレーターでは特に7800シリーズが有名で、7809は9Vの、7812は12Vの定電圧を得るICとなります。
ここで用いる東芝のTA4805Sはロードロップアウト型の3端子レギュレーターです。

7800シリーズでは入出力電圧差が約2.5V以上でなければ安定した定電圧を得る事は出来ません。
例えば5V用の7805で安定して5Vの電圧を得るには7.5V以上の入力電圧を与える必要があるということです。

東芝のTA4800Sはロードロップアウト型といい、入出力電圧差が0.5V以上であれば安定した定電圧を得ることが出来るタイプです。
例えば5V用のTA4805Sでは5.5V以上の入力電圧があれば安定して5Vの定電圧が得られるという事です。
是非、ロードロップアウト型の3端子レギュレーターを用いることを奨めます。

尚、3端子レギュレーターの入出力電圧差の最大は約30V〜35Vとなっていますが、ここでは6V（厳密には5.5V）〜最大9V程度のACアダプターで入力して下さい。
最大9V程度の理由は、3端子レギュレーターICにヒートシンクを取り付けないで使うためです。ヒートシンクを使わない場合の許容損失は2Wですから、9VのACアダプターですと入出力電圧差は4Vとなり、流せる電流は0.5A程度となります。
ここで常に熱を持たせるのは精神上好ましくないので0.5W（125mA）までにしたいところです。

今回用いた東芝：TA4805Sは形状の違いでTA4805Fがありますが、多少許容損失が大きいTA4805Sを奨めます。
下図にTA4805Sの端子名と、3端子レギュレーターの一般的な使い方を記します。

FET（電解効果トランジスタ）：2SK2231

2SK2231はMOS-FETでエンハンスメントモードのFETです。エンハンスメントモードですからトランジスタと同様な使い方になります。
2SK2231は小さなボディの割に大きな電流（5A程度まで）を扱えますからブザーの他、リレー等も駆動できます。
MOS-FETではゲート端子がフロート状態（どこにも接続されていない状態）ですと周囲のノイズの影響を受け易くなります。
トランジスタでも同じですが...
このために念のためゲートとソース間に10KΩを接続しました。この抵抗は10KΩ〜470KΩの範囲であれば何ら問題ありません。

尚、当回路でゲート端子がフロート状態になる時とは、プログラムのI/O設定が完了する、ほんの一瞬でしかありません。

下図に2SK2231の端子名を記しておきます。

ブルー7セグメントLED：PARALIGHT：C-551UB

7セグメントLEDとは「8」の字をしたもので主に数字を表現するときに使われます。
両替機やスロットマシンのクレジット枚数表示などに多く使われています。
今回は秋月電子で販売されているブルーLEDを用いた7セグメントLEDを使ってみました。
LEDには極性があり、アノード極とカソード極があることは既に承知のことと思いますが、7セグメントLEDではいずれかの極性を統一して構成されています。
内部でアノード極を共通にしているものを「アノードコモン」、カソード極を共通にしているものを「カソードコモン」と呼びます。
また、「8」の字の7個の各LEDにはA〜Gという記号があり、これはどのメーカーでも同じ表現です。

今回はカソードコモンタイプを使います。これを間違えるとソフトもハードも変更する必要があるので要注意です。

尚、秋月電子で販売されているPARALIGTH：C-551UBは大変に高輝度なためブリーダ抵抗を330Ωと高めにしましたが、これでも十分な輝度です。このままの定数で赤色の7セグメントLEDでも対応できます。
好みの色の7セグメントLEDを使って下さい。当然ながらカソードコモンタイプを使います。

下図にPARALIGHT：C-551UBについての端子名を記します。上下関係は小数点を示す「DP」の発光位置で判断します。

超高精度クリスタルモジュール：KTXO-18S 12.8MHz

秋月電子で販売されている超高精度クリスタルモジュールです。
これは相当な精度であり、月誤差は数秒に収まるはずです。
内部にはクリスタルの源発振の他にアンプ等が封入してあり、電源を接続して使うようになっています。

モジュールとは複数のパーツで構成されて1個の部品として扱うものを差します。

高輝度LED

発光ダイオード：LEDはアノード極とカソード極の2極から成り、アノードからカソード方向に電流を流すと発光します。
ここではPM表示、コロン表示、アラーム設定表示に使います。
新品時はリード線が長い方がアノード極です。
7セグメントLED：PARALIGTH：C-551UBが高輝度なため、ここで使うLEDも高輝度を選択することを奨めます。
現在では多くの発光色のLEDがありますので貴方のセンスで決めて下さい。
高輝度タイプであれば発光色に関係なくブリーダ抵抗を変更しなくても対応できます。

白色LEDを使いますと、とんでもなく明るくなり夜になると照明代わりとなって眠れなくなりますので注意です。

私はPM表示にΦ3mmの黄色（東芝：TLYH160）、コロン表示にΦ3mmの赤色（東芝：TLRH160）、アラーム設定表示にΦ5mmの緑色（東芝：TLGE183P）を使いました。
ここに記した型番の東芝のLEDでは高輝度とは言え、ブルー7セグメントLED：C-551UBとの明るさのバランスが丁度良いです。

尚、透明クリアーなLEDを購入した場合は、持ち帰っても発光色が判るようにしてもらいましょう。又は下図のように電池で光らせて確認します。

パネル取付用LEDホルダー

アラーム設定表示（Φ5mm）のLEDは基板に取付けずに、フロントパネルに取付けます。このため別途LED用ホルダーを購入しておきます。
このブラケットは写真のようなもので「5ミリの単品のLEDをパネルなどに取付けるためのホルダーを下さい」と言えば通じるでしょう。
使い方は購入したお店で確認しておきましょう。それは扱いが異なる物が数種類あるために、ここで紹介できないからです。
1個が数十円と安いので、これだけを買うより、LEDを購入したお店で一緒に買った方がいいです。また、使い方も親切に教えてくれることでしょう。

抵抗アレイ（集合抵抗）：10KΩ8素子9ピン

抵抗数本を1個の部品として成るものです。
デジタル回路において入出力のプルアップや、プルダウン抵抗として使うことで抵抗1本1本接続するよりも実装スペースが少なく済みます。

10KΩ8素子9ピンとは、10KΩの抵抗が8本内蔵され、共通端子と合わせて9本のリード線があるというものです。下図に様子を示します。
現物には共通端子を示すマークが付いており、取り付ける向きがあるので注意して下さい。
尚、製造メーカーにより現物の色や共通端子のマークの付け方、抵抗値の表し方は様々です。
共通端子は型番が印字されている面に向って左側が多いでしょう。

1/4W炭素皮膜抵抗

安価な1/4Wの炭素皮膜抵抗で充分です。
今回使うのは、下記の3種類、計14本です。

330Ω（橙橙茶金）を7本、
1KΩ（茶黒赤金）を4本、
10KΩ（茶黒橙金）を3本

カラー抵抗表示についてはここを参考にして下さい。

電解コンデンサ：耐圧50V 47μF

電解コンデンサは化学で作られる部品ですからケミカルコンデンサとも呼ばれます。プラスマイナスの極性が有り（有極性）、極性を間違えると性能低下や高電圧のものになると化学反応により破裂に至るので注意です。今回の回路は5Vと大変低く、逆に接続しても破裂はしませんが性能低下となるので注意して下さい。
電気回路で常に電位が高い側にプラス極側として使うのが正しい使い方です。
現物にはスリープ（覆っているビニル）に極性が記してあります。また、新品時はリード線が長い方がプラス極です。
ここでは耐圧50Vで47μFを使いましたが、耐圧は16V〜50Vで容量は33μF〜47μFあればいいでしょう。

尚、電解コンデンサの多くは極性が有る「有極性」ですが、スピーカーのネットワークなどに使う無極性もあります。

積層セラミックコンデンサ：耐圧50V 0.1μF

高周波特性が優れたコンデンサです。
ここでは電源のデカップリングとして使い、要所要所に接続しました。
静電容量は0.1μFで耐圧は50Vのもので入手は容易です。
0.1μFでは現物に「104」と小さく記されています。

ユニバーサル基板：ICB-293GU／ICB-97(B)

今回はクロックコントロール部と7セグメント表示部で分けて作るので2枚使います。
サンハヤト社のユニバーサル基板です。

クロックコントロール部にはICB-293GUを用います。
ICB-293GUは72*95mmの大きさで、電源パターンが施されているもので、今回の製作では大変に重宝します。
電源パターンのタテ・ヨコ方向の違いでICB-293GVが存在するので購入時は注意です。特に通販を利用する場合は「U」と「V」の違いを明確にしておきましょう。

7セグメント表示部にはICB-97を用います。
ICB-97は138*95mmの大きさであり、半分程度にカットして使います。
友達と作る場合は分けることが出来ます。
ICB-97は材質：ガラスコンポジット、ICB-97Bは材質：グリーンエポキシとなっており、どちらを使っても構いません。
ICB-97Bが若干安いです。私はICB-97を使いました。

ICB-97、ICB-97Bの他、ICB-97U、ICB-97GHD、ICB-97CK、ICB-97CK2が存在するので注意して下さい。

尚、手持ちにユニバーサル基板があれば是非、活用して下さい。

プッシュスイッチ

当デジタルアラームクロックには5個のプッシュスイッチを使います。
うち2個は現在時刻調整用と、プラスマイナス10分以内の誤差を00分にセットするボタンです。
残る3個はアラームON/OFFスイッチ、時加算・加算タイマースイッチ、分加算・12/24時間表示スイッチになります。

前者2個のスイッチは普段使わないのでリアパネルに設置しますので見た目はどうでもよく安価なスイッチで結構です。
後者3個のスイッチについては日常よく使うスイッチとなるので完成後のデザインを想像して購入しましょう。

プッシュスイッチでは押下の度にON/OFFが切り替わるオルタネートタイプと、押下している間だけONするモーメンタリタイプがありますが、ここで使うプッシュスイッチは全てモーメンタリタイプです。
これを間違えるとサブルーチンから抜けなくなるので注意して下さい。

高級なプッシュスイッチでは3端子のものがあります。
その内訳は「COM（共通端子）」、「NO（ノーマリーオープン端子）」、「NC（ノーマリークローズ端子）」となっていて、このようなプッシュスイッチを使う場合はCOM端子とNO端子を使います。判らない場合はテスターのオームレンジで押下している間だけ導通する端子を探して下さい。

尚、アラームON/OFFスイッチにLED自照式スイッチ（スイッチ内部にLEDが内蔵されたもの）を使うと、より使い勝手がよくなります。

写真に写っているスイッチの内、大きく見える3つのスイッチは今回私が使ったもので、高価なタイプですから真似する必要はありません。

ホロホロブザー（6V用）：EB2136

ブザーとして有名なものです。松下電工の製品です。
回路は5Vで稼動していますが、6V用のブザーも充分鳴ります。
赤にプラス、黒にマイナスを接続します。
ガード下を何度も行かれる方は、何処かで記憶のある音でしょう。
「ホロホロ・・・」という音よりも「ピョロロロロロ・・・」という音です。

DCジャック

DCジャックは内蔵電池とACアダプターによる外部電源を切り替えられるようにした3端子（スイッチ付き）と、ACアダプターと単に接続するだけの2端子のものがあります。
今回は2端子のものを使います。私は写真のように極性が判断しやすいメタルタイプを好んで使っています。

尚、DCジャック、DCプラグは形状により種類が多く存在しますから、必ずACアダプターのプラグに合ったものを購入しましょう。

ACアダプター

6V〜9Vで、250mA以上の電流が取り出せるACアダプターを用意して下さい。
私は秋月電子オリジナルの6V1.8Aのものを購入しました。
尚、プラグで周囲がマイナス、中心がプラスになっているものを購入した方がいいでしょう。上の写真の右を参照。

ACアダプターにはスイッチングタイプのものが出回っており、小型でお薦めです。

アルミケース：MB-5

タカチのアルミケースでMB-5という型番を使います。
大きさは120*75*175mmで、当回路を作るには丁度良い大きさです。内部のスペースも充分あるので作りやすいでしょう。
アルミの厚さは1mmで穴あけ加工もラクです。

ゴム足

タカチのアルミケース：MB-5にはゴム足が付いていませんので別途、ゴム足を4個用意します。
ゴム足が無いとビスでテーブル等にキズを付ける恐れがありますので是非ご用意下さい。
粘着テープで取付けるタイプが簡単でいいでしょう。

アクリル板

7セグメントLED部を保護する目的で使います。厚みは2mmのものが加工しやすいです。
コントラストを高くするためスモーク透明を奨めます。
無色透明のアクリル板では夜になると眠れないほどブルー色に明るいです。
ただし、無色透明のアクリルでもブルー7セグメントLEDは意外にコントラストが高いです。
常夜灯まで消さないと落ち着いて寝れない場合は、必ずスモーク透明のアクリル板を用いて下さい。
逆に明るくないと怖くて眠れない場合は、無色透明のアクリル板を用いて下さい。

右の写真は、スモーク透明のアクリル板を通して写真を撮ったものです。

大きさは5cm*15cmもあれば充分ですが、もう少し大きめで販売されているでしょう。友達と作る場合は分けることが出来ます。
アクリル板はアルミケースを購入したお店か、DIYショップで購入出来ます。

ブルーLEDですから赤、ブラウン、パープルなど赤系のアクリルは奨めません。また、表示部にはPM表示やコロンなど赤色LEDも使うので青やスカイなど青系のアクリルも奨めません。これは色フィルターとなって見えにくくなってしまうからです。

通常は、全てのLEDをブルーLEDにする場合は青系のアクリルを使い、全て赤色LEDにする場合は赤系のアクリルを使います。しかし、今回のように色々な色のLEDを混在する場合はスモーク透明が最適といえましょう。

ビス・ナット・スペーサ類

全てISO：3ミリのものを使います。
スペーサは写真（左）で見るようなタイプがお奨めです。
このスペーサは長さ10mmのもので6個使います。
ビスは6mm〜8mmの長さを使います。
ビスは「トラスネジ」を奨めます。よくある「なべネジ」はみっともないです。外から見える箇所にはトラスネジを使った方がいいでしょう。
更に、トラスネジは締付け面積が広いので平ワッシャを省くことができます。

その他、ワッシャやナットは適量用意します。

配線材料

ラジオの工作で用いるような配線コードを使います。10メートルあれば充分です。
協和電線産業の耐熱電子ワイヤー「UL3265：AWG24」が私のお奨めです。