自分で作る時計 第2回：Nixie FunKlock Kit
カテゴリー「自分で作る時計」の第1回ではMaison AlcéeのPerséeを取り上げましたが、今回はPV ElectronicsのFunKlock Kitで戻ってきました。
準備はいいですか、ナードな電子工作ファン、そして時計を愛する皆さん！PV Electronicsが手がけるFunklock時計の驚くべき組み立てキットとともに、エレクトロニクス時計の世界へ胸躍る旅に出る時がやってきました。このキットは、ほかにはない夢中になれる体験に乗り出したいテクノロジー好きや時計愛好家にとって、まさに宝物です。IPRではこの時計を1台組み立て、その体験を一人称でお伝えします。はんだごてと想像力を用意してください。ニキシー管時計の製作を通して、エレクトロニクスの秘密を探っていきます！
エレクトロニクス時計におけるニキシー管の魅力
ニキシー管は、エレクトロニクスの世界の正真正銘のヴィンテージの宝石であり、電子時計のデザインにレトロな魅力とノスタルジーを添えてくれます。ここでは、ニキシー管の魅力的な歴史と仕組み、そしてエレクトロニクス時計における役割を探ります。
ニキシー管は、1950年代から1960年代にかけて、主に計数や数値表示の用途で広く使われた電子表示デバイスです。陰極フィラメントと管状の陽極の数字で構成され、独特で魅力的な外観を持っています。内部にはネオンが封入されており、数字や、ときには特殊文字を表示することができます。
ネオン
ネオンガスは貴ガスに属する化学元素で、周期表では「Ne」という記号で表されます。常温常圧では無色・無臭・無味です。しかし、放電や電離を受けると、特徴的な赤みがかったオレンジ色の光を放ちます。
どのように動くのか？
ニキシー管の動作は、気体放電の原理に基づいています。電極に電圧をかけると、陰極のフィラメントが加熱されて電子を放出します。この電子は、数字の形をした陽極に向かって加速されます。管内のネオンガスが電子によって電離され、明るい光が生じて該当する数字を照らし出すのです。簡単でしょう？
なぜNIXIEなのか？
ニキシー管という名前は、それを開発した企業「Burroughs Corporation」にちなんで付けられました。同社は1954年頃、当時使われていた陰極線管（CRT）ディスプレイに代わるものとして、真空表示管を生み出しました。「Nixie」という名前は、「Numeric Indicator Experimental-1」（意訳すると「実験用数値表示器1号」）の略です。Burroughsは番号付きの表示管のシリーズを作り、その最初のものが「NIXIE-1」でした。やがて「Nixie」という名前は、メーカーを問わず、あらゆる種類の真空表示管を指す呼び名として広く定着しました。
時計組み立てキット：Funklock
PV Electronicsが開発した時計組み立てキットFunklockは、時計愛好家にとってまさに宝物です。完全に動作する電子時計を自分で作るという貴重な機会を与えてくれ、エレクトロニクスを楽しむ人にとって、夢中になれる学びの多い体験となります。
キットには、ケースから内部部品まで、ニキシー管の置き時計を完成させるのに必要な部品がすべて含まれています。以下が部品の内容です：
Hobby Clock Kit：部品を互いにはんだ付けして組み立てる
4本のIN-12管で時と分を表示
数字の高さ0.71" / 18mm
管のバックライトは複数の色から選択可能
分の終わりに秒を表示（プログラム可能）
アクリル製ケースは別売り
12時間／24時間モード
水晶発振器を使用
Blanking：先頭のゼロの消灯をプログラム可能
バックアップ用スーパーキャパシタ。短時間の停電中も時刻を保持
2つのボタンで簡単に時刻合わせ
先頭ゼロの消灯をプログラム可能
ネオンのコロン（2点）の設定をプログラム可能（AM/PM点滅表示、AM/PM点灯表示、点滅、点灯、消灯）
秒をゼロにリセットして、設定した時刻にぴったり合わせることが可能
プログラム可能なナイトモード：管の寿命を延ばしたり睡眠を妨げないよう、表示を消灯または減光。
ナイトモード中のネオンのコロン用に個別のモード
標準表示またはスクロールバック表示モード
カソード被毒を防ぐ「Slot Machine」ルーティン
交流電源の周波数に依存しないため、どの国でも動作
ユーザー設定はすべて不揮発性メモリに保存
12V DC電源は付属しないが、必要に応じて購入可能
時計のサイズは110 mm X 40 mm。「サンドイッチ」構造で、2枚のプリント基板が11 mmの間隔で重なっています。
中身の例として、部品リストを紹介します：
回路記号、部品の説明 抵抗
抵抗
R1 4.7K、¼ Watt R2 390K、¼ Watt
R3、R4、R5 4.7K、¼ Watt R6 -
R9 1Kまたは1.1K、¼ Watt R10 -
R13 2.7K、¼ Watt
R14、R15 4.7K、¼ Watt
R16、R17 390K、¼ Watt
R18、R19 270R 1/4 Watt
コンデンサ：
C1、C2 100nF セラミック
C3 1uF 250V 電解
C4 220uF 16-25V 電解
C5 15pF セラミック
C6 33pF セラミック
C7 100nF セラミック
C8 0.1Fまたは0.22F
トランジスタ
Q1 IRFD220 MOSFET
Q2 - Q5 EL817 フォトカプラ
Q6、Q7、Q8 MPSA42
ダイオード
NPN D1、D3 1N5819
D2 1N4001
D4 UF4004
D5 - D8 3mm LED（各色）
集積回路
IC1 78L05 5V電圧レギュレータ
IC2 PIC16Fxxxx 8ビットマイコン
IC3 74141 / K155ID1
ドライバ
Nixie その他 L1 100uH ラジアルインダクタ
AM、PM 4mmリード線付きネオンランプ
SET、ADJ 小型プッシュボタン ソケット
IC2用 28ピンICソケット（IC2用）
J1、2.1m 電源ジャック
J2、J5 10ピンピンヘッダ
J3、J4 10ピンソケット
500 mAヒューズ
ネオン用透明絶縁チューブ X1
32.768 KHz 時計用水晶振動子
その他 44ソケット X 1 mm
Deka DekaDuo用 0.1" 3ピンオスヘッダ
回路図
私たちの体験
私たちは、意外にもうまく、「Finned Case For Nixie FunKlock」付きのFunKlockを組み立てることができました。これは、はんだごてを一度も使ったことがない人でも実現できるプロジェクトです。最適なはんだごてやはんだステーションを選ぶために、どんな作業をするのか、はんだ付けの経験がどの程度あるのかを販売店にしっかり伝えるとよいでしょう。はんだごてのほかに、次のものがあると安心です：
こて台、
こて先を掃除するための湿ったスポンジ、
ニッパー、
テスター（マルチメーター）、
間違いを修正するためのはんだ吸い取り器。
これは説明書なしで済ませられるような冒険ではありません。説明書はオンラインで公開されており、その通りに正確に進める必要があります。機械式時計と同じく、組み込むすべての部品の役割を理解しておくことが常に推奨されます。このプロジェクトを終える頃には、はんだ付けの経験がなかった人でも自信に満ちあふれているはずです。私たちがそうでした！初心者でも取り組めるプロジェクトですが、決して最も簡単なプロジェクトではありません。
FunKlockは£109.95という手頃な価格で購入できます。購入はこちら。
IPRが選んだサーモンピンクのケースはすでに販売終了していますが、現在販売中のものから選ぶことができます。詳しくはこちら。
注：ニキシー管の腕時計
組み立てキットではありませんが、ニキシー管を使った腕時計を購入することもできます。とはいえ、このオレンジ色のモンスターの隣に並ぶと、どんなPaneraiも60年代の婦人用時計のように見えてしまいます。
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