こんばんは。100均などで透明な場所にデジタル時計を表示させるタイプの時計がありますがあれはどのような原理なのでしょうか?

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A 回答 (1件)

透明な場所ってガラスのような物の事ですか?


その透明な硝子様の物は液晶ではありませんか。
テレビ等の液晶は、バックライトで液晶の透明部分を光らせていますが、その時計は数字の部分を不透明にさせて時間を表示しているのでしょう。

液晶とは、一言で言うと電気刺激で光を遮ったり通したりさせる事が出来る物で、その液晶を薄い硝子板で挟んだ物です。

液晶ディスプレイ - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B6%B2%E6%99%B6% …
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この回答へのお礼

あれも液晶なのですね。ありがとうございました。

お礼日時:2011/04/20 14:20

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http://www.hm5.aitai.ne.jp/~t_ak/IBMPIC3.html

より詳細なデジタル時計設計製作は参考URLにあります。

参考URL:http://www.kochi-tech.ac.jp/library/ron/2001/ele/1020203.pdf

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今どき論理ICで時計を作ろうとする人がいるとは驚きです。
6進カウンタ(74HC92:2×6進)は入手しにくいので、分と秒については、10進カウンタ(HC390)を用いて、以下のような回路で60進カウンタとする方法が良いと思います。
                   11
     3    7       13  ┌─- NAND1 ┐
  ┌─┐5 6 ┌─┐  ┌─┐│┌┘10    │
  │┏┷┷┷┷┓│  │┏┷┷┷┷┓9    ├─→ 次段( 1pin)
  4└┨      ┃│12└┨ Qb Qc  ┃    │
 1 ─┨HC390  ┃└──┨ HC390 ┃    │
    ┗━┯━━┛   15┗━┯━━┛    │
      2│           14│         │
      └────────┴- NAND2 ─┘
                          └─ Reset(L)/Count(H)

74HC390には10進(2×5進)カウンタが2個入っています。1個目の10進カウンタ(上図の左側)を使って秒や分の1の位をカウントさせ、もう1つのカウンタ(右側)で10の位をカウントさせます。右側のカウンタが0、1、2 と増えていって、6 になったところで(60秒または60分に相当)出力の Qb と Qc がともに Hレベルになるので、NAND1の出力が L レベルになります。NAND1の出力が L レベルになれば、 NAND2の出力が H レベルになります(NAND2の入力の一方が H レベルの場合)。すると、2つの10進カウンタのリセット端子(2, 14pin)が H レベルになるので、2つの10進カウンタはリセットされます。このようにすれば上の回路は60進カウンタになります。この回路を「秒」のカウンタとして、これと同じ回路を次段に作って 次段の1pin に入力すれば60分カウンタになります。60分カウンタの後ろに12進カウンタ(これも上と同様の方法で10進カウンタで作れます)をつなげて、秒カウンタの 1pin に 1Hz の矩形波を入れれば12時間表示の時計になります。

ただし、このままでは単なる時計です。ある時間になるとスイッチが入るようなタイマとするには、時間設定用にもう1組このような回路を作り、この出力(設定時間)と時計の出力を比較して、一致すればスイッチが入るようにする必要があります。一致の検出には 74HC688 などのICを使うといいでしょう。

さらに、時計の時刻合わせの回路も必要です。これは最初の時計回路に少々手を加えて、秒や分や時間を所望の値にセットする回路を組み入れます。これにはスイッチと、いくつかのゲートICが必要です。秒単位でしか変えられないようでは使いづらいので、分と秒の設定を切り替えるスイッチも必要です。さらに時刻設定と時計動作の切り替えスイッチも必要になります。

これ以外に 1Hz の矩形波を発生させる回路や、カウンタの出力を数字に変換させる回路も必要です(数字表示は日の字のLEDでしょうか)。

今回は全部を説明しきれないので、鍵となる60進カウンタの動作説明だけにしましたが、もしご希望なら他の部分も順次説明させていただきます(必要なICは手元に揃っていますので動作確認も可能です)。お急ぎでしょうか?当方は、日中は仕事ですのであまり頻繁にお答えできません。

資料 [1] に74HC390のデータシートを添付しますが、この1ページ目にpin配列が書かれていますので、上の回路図のpin番号と対応させてください。一致検出用IC(688)のデータシートも [2] に添付しておきます。これは2つの 8bit の数値が一致したときに L レべルを出力する論理ICです。

[1] 74HC390データシート http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC390AF_TC74HC390AP_ja_datasheet_071001.pdf
[2] 74HC688データシート http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC688AF_TC74HC688AP_ja_datasheet_071001.pdf

>デジタル時計を論理回路を用いて設計したい
マイコンや時計用ICを使わず、論理IC(74シリーズ)だけで構成するという意味でしょうか?

(Yes)
今どき論理ICで時計を作ろうとする人がいるとは驚きです。
6進カウンタ(74HC92:2×6進)は入手しにくいので、分と秒については、10進カウンタ(HC390)を用いて、以下のような回路で60進カウンタとする方法が良いと思います。
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Aのところの摩擦力は静止最大摩擦力とはかぎらないので、
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なのでふつうにF、としておきます。
まず鉛直方向の力のつり合いからN=12ニュートンが出てきます。
つぎに、かべのB点のまわりの力のモーメントのつり合いを考えると、
摩擦力Fのモーメント=F×0.3
垂直抗力Nのモーメント=-N×0.4=-12×0.4=-4.8
棒の中心に働く重力12ニュートンのモーメント=12×0.2=2.4
これら3つのモーメントがつりあうから
0.3F-4.8+2.4=0、
これから求める摩擦力は
F=8.0(ニュートン)です。

ここではモーメントを反時計回りを正としました。


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