ニキシー管時計の製作 (5) 夜間自動電源OFFと秒表示消灯

試験点灯で動作を確認した後、しばらくの間バラックの状態で時計を動かしていたのですが、そのうちに追加機能を二つ入れたくなりました。

① 夜間、時計の周囲が暗いときは自動的に電源をOFFにする。見る必要のないときはニキシー管の表示を消して、できるだけ管の寿命を延ばすためです。

② 必要に応じて秒表示を消灯する。いつも秒表示されていると、何となくせかされているように感じることがあるので・・・。

どちらの機能も、ニキシー管駆動回路を一部改造する必要があります。

まず、明るさ(暗さ)の検出にはCdS(硫化カドミウム)セルを使います。CdSセルは昔から多用されてきた光センサーで、センサーに入る光の量が多い と抵抗値が下がり、少ないと抵抗値が上がる性質があります。したがって、CdSセルの両端に一定の電圧を加えると、明るさに応じて流れる電流を変化させる ことができます。

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この電流の変化をトランジスタを用いて高い増幅率で増幅すると、ある一定の明るさを基準としてトランジスタの動作をON-OFFさせることができます (これをスイッチング動作と呼びます)。CdSセルに加える電圧を可変抵抗で変化させれば、明るさの基準(感度)を調整することが可能です。

電源のON-OFFにはリレーを使います。通常よく使われるリレーは、電磁石で接点を機械的に動かすタイプのものですが、ON-OFFが切り替わるたび にカチ、カチと音がします。今回製作する時計は静粛性を重視したいので、音のしないソリッドステートリレーを使うことにします。ここでは松下のフォト MOSリレーAQY272を使います。

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次に秒表示の消灯ですが、これは駆動回路の1ヶ所を遮断するだけで実現できます。

このニキシー管時計キットの回路には、ダイナミック点灯と呼ばれる方式が用いられています。この方式は、時間-分-秒の順番でニキシー管を点滅させるも のです。これにより、すべてのニキシー管を同時に点灯させるのに比べて、点灯を制御するための配線が3分の1で済みます。点滅のスピードは非常に速いの で、人間の目には連続的に点灯しているように見えます。

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キットの回路図をよく見ると、PICマイコンの出力ピンとして時間・分・秒の駆動信号がそれぞれ出ているのがわかります。このうちの秒の駆動信号ラインの開閉を切り替えられれば良いわけです。具体的には、プリント基板のパターンを1ヶ所カットして、その両端から切り替え用の配線を出します。

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