『１６ルーレット』

背景

回路設計を上達する方法はとにかく作ることだそうです。前回に引き続いて学ぶため、本の回路を製作しました。

前回（記事『ＬＥＤピカピカ装置』）

当記事内で「本」と呼びます。↓

ブロック図

本に載っていたのは３２個のＬＥＤを点灯させる『３２ルーレット』ですが、ＬＥＤを１６個に減らした『１６ルーレット』に簡略化しました。

図１左上のボタンスイッチを押している間、円周上に並べたＬＥＤが回転するような順に１個ずつ点灯します。ボタンスイッチを離すと回転がゆっくりになり、いずれかのＬＥＤ点灯で止まります。

回路の動きを言葉で表すと、タイマ（５５５）からクロック信号を出力させ、バイナリーカウンタ（７４ＨＣ４０６０）の４桁２進数出力を２個並べたデコーダ（７４ＨＣ１３８）から個別のＬＥＤのカソードに”Ｌ”出力する構成です。押していたボタンスイッチを離すと１００μＦコンデンサの放電によりボタン直結のＳＣ１８１５のＩＣＥが減少していくにつれ１μＦコンデンサへの充電速度が遅くなっていき、これが５５５出力の変化を遅くしてやがて止まる仕組みです。

主な部品

タイマ ５５５

有名なロングセラーＩＣです。Ｗｉｋｉｐｅｄｉａにも記事がありました（「５５５ タイマー」）。

価格が安く、多用途に使え、安定性が高いことによって世界中で広く使われるようになったICであり、たとえば2003年の1年間だけでもおよそ10億個が生産され[3]、これまで製造された中で最も有名な集積回路となった[4][5]。

（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ「５５５ タイマー」より抜粋）

ネット検索すると多数の解説情報が見つかり理解の助けになります。

バイナリーカウンタ ７４ＨＣ４０６０

１０桁の２進数を出力するＩＣです。今回は下４桁分しか出力を取り出さないのですが。

３入力８出力デコーダ ７４ＨＣ１３８

本では ７４ＨＣ１５４（４入力１６出力デコーダ）を２個使って３２個のＬＥＤを点灯させておりました。ところがこの７４ＨＣ１５４が手に入らず、７４ＨＣ１３８（３入力８出力デコーダ）で代用しました。

７４ＨＣ１３８を４個使えば『３２ルーレット』を実現できるのでしょうが、わたしにとってはＬＥＤだけでも部品点数が多いので、２個に抑えて１６個のＬＥＤを点灯させます。

手に入れたＩＣは刻印から東芝製のＴＣ７４ＨＣ１３８とわかりました。メーカサイトのデータシートによれば定格±２５ｍＡのプッシュプル出力（ＩＣから電流を流し込みも流し出しもする出力）です。今回使用したＬＥＤ１個ずつ程度の点灯であればカソードにつなげて直接駆動して問題ありません。

バイポーラトランジスタ ２ＳＣ１８１５、２ＳＡ１０１５

わたしでも名前を知っているトランジスタです。前述の”５５５”の例もあって調べたところ、Ｗｉｋｉｐｅｄｉａに専用ページこそありませんが記述はありました（「バイポーラトランジスタ」）。

トランジスタに特徴的なものに、コンプリメンタリ・ペアがある。コンプリメンタリ（相補的）・ペアとは、それぞれで極性が反転している他は特性の似たNPNとPNPのトランジスタの組で（実際にはキャリアが電子と正孔とで異なる以上、完全に等しい（完全に対称的な）ものは原理的に作れない）、たとえば2SC1815と2SA1015というペアがあった。

（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ「バイポーラトランジスタ」より抜粋）

汎用性・性能に対して価格、入手性が良いことから電子工作定番となった小信号用バイポーラトランジスタのペア。元々は東芝が製造していたものの生産終了しており、現在出回っているものは海外メーカの互換品とのこと。今回使ったものも互換品でした。この辺りのことは意識してませんでしたが、これも学びかもしれません。

製作

基板カット

前回同様にアクリルカッターを使用。前回同様に１時間かけても切れません。

結局ニッパで切り（割り）ました。バリもニッパで切り落としました。

実装

方眼紙に基板配線図を描きました。格子部分をユニバーサル基板のスルーホールに見立てております。

なお、本には作品毎に基板配線図が載っており、読者はそれをコピー、切り取って基板に貼って使えるようになっております。今回は簡略化したので自分で描かざるを得なかったというのもありますが、こうした手間を憶えることも後々の面倒を予防するために有用な習慣になることでしょう（実際、動作不良の原因となった結線ミスを追いかけるのに後で役立ちました）。

すずメッキ線、ＩＣ（ソケット）。線はＩＣの下も通すので先に引き回します。

その後は背の低い部品から順に実装して完成。

はんだ面（裏）はこのような具合。

アクリル板加工

ＬＥＤを並べるフロントパネルと、基板を固定するバックパネルを切り出します。

”アクリルカッター”ならさすがにアクリル板は切れるだろうと思いきや、３０分間以上かけても厚さ２ｍｍの１／３も切れません。諦めてへし折りました。

今後は”カッター”ではなく、へし折る目印を掘る道具とみなします。

穴あけ位置を記した紙を貼り、上からハンドドリル（百均）を通しました。切るのとは違ってすんなりです。

最初の穴は百均のドリル（直径１．０ｍｍと１．５ｍｍのセット）で済んだのですが、直径１０ｍｍまで穴を拡げるにはリーマーが必要です。

リーマーも穴径が３．０ｍｍから、とのことでドリルも併せて買い足しました。これを最初から買っていれば百均のドリルは要らなかったのですが。。。無駄な出費になってしまいました。計画性が足りてないのでしょう。

穴をドリルとリーマーとで拡げました。

ＬＥＤを穴にはめて接着剤で固定します。

。。。穴の大きさがＬＥＤに合いません。種類（色）によってＬＥＤの直径がまちまちです。うっかり穴を同じ寸法にしてしまったのと、加工が雑だったのが良くなかったようです。

大き過ぎる穴を接着剤山盛りで隙間を埋めてどうにか固定しました。

。。。反省は次の機会に生かすとして、このまま進めます。