デジタル時計の作り方

デジタル時計は、一目で時間を知ることができる。デジタル時計は、現在アナログ時計として知られている旧式のスイープハンドクロックよりも急速に普及した。アナログ時計は振り子かゼンマイで時間を刻んでいた。振り子は船のような動くプラットフォームでは使用できず、ゼンマイは蓄積された張力を解放するにつれてますますゆっくりと巻き戻される。スイープハンドを使用することで、これらの機械的な時間基準を機械的に駆動するディスプレイで表示することが可能になった。マルチバイブレーター・チップの完成により、さまざまな条件下で正確に時を刻む電気回路を作ることができるようになった。タイムベースが機械式から電気式に変わったため、時刻表示もそれに追随する必要があった。7セグメント・ディスプレイと呼ばれる表示装置が設計され、時刻を数値で表示できるようになった。多くのデジタル時計が市販されているが、部品から自作することもできる。以下のヒントを参考に、デジタル時計の作り方を学んでみよう。

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電子部品サプライヤーを探す。多くの業者がインターネットや電子部品カタログで入手できます。一般的な74xxや40xxファミリーの基本的な集積回路や、抵抗やコンデンサなどのディスクリート部品を扱っている業者を選ぶ。

2

電子機器のプロトタイピング用ブレッドボードを入手する。ブレッドボードにクリップ（集積回路を接続するためにブレッドボードに差し込むワイヤー）が付属していない場合は、必要なクリップを購入する。

3

7805レギュレータのデータシートを入手する。データシートには、7805とサポートするディスクリート部品の配線接続方法が記載されています。

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5V電源を作る。7805とサポート部品を入手し、ブレッドボードの片隅に組み立てます。7805のメーカーのデータシートを参照して、この回路に必要なピンとピンの配線接続を確認してください。部品をブレッドボードに差し込み、物理的にサポートします。

5

1 Hzのタイムベースを定義する。4060マルチバイブレータ集積回路(IC)のデータシートを探してください。4060を4013フリップフロップICと組み合わせてタイムジェネレーターとして動作させるための配線方法が記載されています。サポート・ディスクリート部品とサポート・ディスクリート部品の配線は、データ・シートに記載されています。

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1 Hzのタイムベースを生成します。4060、4013、これらの部品用のブレッドボード・ソケット、およびデータ・シートで特定されたすべてのディスクリート・サポート部品を入手してください。ブレッドボードの一角に1Hzのタイムベースを作ります。4060のメーカーのデータシートを参照して、この回路に必要なピンとピンの配線接続を確認してください。部品をブレッドボードに差し込んでサポートします。

7

クロックの物理部品を準備する。6個の7490カウンタICをブレッドボード上に一列に並べて実装する。7447表示ドライバICを6個、7490ICの横に並べて実装する。発光ダイオード(LED)ディスプレイを6個、デジタル時計の桁と同じように横に並ぶように、別の列に実装する。これらのデバイスはすべてブレッドボード・ソケットに差し込まなければならない。

8

ディスプレイドライバーを接続する。デバイスのデータシートに示されているように、7447をLEDディスプレイに、7490に配線する。

9

カウンタ部を作成する。7490 のデータシートを参照してください。右端のデバイスから左端のデバイスへ配線し、最初の 4 つの 7490 を 10 カウント、6 カウント、10 カウント、6 カウントとして配線する。24 時間時計の場合、5 番目の 7490 を 4 カウント、6 番目の 7490 を 2 カウントとして配線する。

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時間クロック信号をシーケンスする。

• クロック入力の1Hzタイムベース（Bの14番ピン）を最初の7490のクロック入力に接続する。この7490は秒カウンターです。
• 最初の 7490 のピン 11 を 2 番目の 7490 のクロック入力に配線する。この 7490 は数十秒カウンタである。
• カウンターの分セクションを設定する機能を提供する。第2の7490のピン8からの出力を単極両投スイッチの常閉接点に配線する。スイッチの常開接点を1Hzタイムベースに配線する。スイッチのワイパーを3番目の7490のクロック入力に配線する。この7490は分カウンターである。
• 第3の7490のピン11を第4の7490のクロック入力として配線する。この7490は数十分カウンタである。
• カウンターの時セクションを設定する機能を提供する。第4の7490のピン8からの出力を単極両投スイッチの常閉接点に配線する。スイッチの常開接点を1Hzタイムベースに配線する。スイッチのワイパーを5番目の7490のクロック入力に配線する。5番目の7490は時間カウンターである。
• 第5の7490の6番ピンまたは7番ピンを第6の7490のクロック入力として接続する。この7490は数十時間カウンタである。第5の7490の6番ピンをアメリカの12時間計に使用する。ヨーロッパの24時間時計には、5番目の7490の7番ピンを使用する。

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12Vバッテリーソケットを使って12Vバッテリーを7805レギュレーターに取り付けます。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開されている " How to Make a Digital Clock " を改変して作成しました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。