皆さんこんにちは！Jinです！
早速ですが今日が何の日か、知らない人はまずいないでしょう。そうです。今年もクリスマスがやってきましたね！
街を彩る様々な装飾。その中でもひときわ目立つ、LEDのイルミネーション！
どうでしょう、そんなイルミネーションが自作出来たら…なんて考えたことはありませんか？
自作したクリスマスのイルミネーションなど、今日は、クリスマススペシャルなお話をしようと思います。
まずは流そうクリスマスソング
クリスマスツリーの話に入る前に、まずは少し私の音楽の趣味のお話をさせてください！
クリスマスと言ったらやはりジングルベルだの、赤鼻のトナカイだの、いろんな曲が流れてきますね。
しかし、そんな名曲もJazzから派生したもの。クリスマスと言ったらそう、Jazzなんです。
このプレイリストをかけて、Swingしながらこの記事を楽しんでいってください！
イルミネーションの実現へ
クリスマスといったらやはりイルミネーションを見に行きますよね！だけど見るだけでは物足りない…そんなあなたに朗報です！
電子工作ではそのようなイルミネーションも工夫次第では簡単に自分好みのものが作れます。
今回は私が作成したイルミネーションについて、ご紹介と共に皆さんに一緒に電子工作リスマスを楽しもうと思います！
原理
この原理や設計については以下の記事で触れていますが、詳しく説明していこうと思います。
イルミネーションを実現する手段と言っても、たくさんあるわけです。一番簡単なのはマイコンを使うものや、非安定マルチバイブレータという有名な回路を用いるものです。
しかし私はマニアックなのでそんなものでは満足できないわけですね…そこで、今回はロジックを使用したシフトレジスタを用いてイルミネーションを実現することとします。
論理回路の記事を今後執筆予定ですので、ロジックの話はそちらでするとして、まずはシフトレジスタというものをどう用いてこれを実現するか、それについてお話ししようと思います。
シフトレジスタは、シリアルパラレル変換などに用いられるロジックの中でも極めて重要なものです。
今回はD-FFを4つつなげシフトレジスタを構成し、最後のbitの反転出力を入力に帰還させ、ループして持続的にシフトを繰り返すものを実現しました。
そして画像のOSC（クロック）にあたる部分は、タイマーIC555を用いた発振回路を構成しております。可変抵抗を挟むことによってクロックの可変も可能にしました。
原理を実験すると、下のようにきれいにシフトが出来ていて、クロックの可変も上手く出来ていますね！
また、これをオシロスコープで観測してみると、きっちりシフトレジスタの波形が出力されています！
設計
上の原理を回路として設計すると、下のようになりました。74hc74というのはD-FFが2回路内蔵されている有名なパッケージで、ロジックでお馴染み74hcシリーズとなっています！
回路の設計は意外と簡単に終わったのですが、少し手間取ったのが次です。クリスマスということで、やはりツリーのような外形を作りたいもの。そこで試行錯誤をし、以下のような配線図を完成させました！！
これは少し一部配線が途切れてしまっていたのですが、それ以外では上手く動きました。一か所空中配線をしてしまったのはやむを得ずということで…！！
Fusion360でのモデリングでは上のような基板になりました。非常にうまく再現できており、とてもいいですね(`･ω･´)b
製作と完成
それでは実際に必要な部品をそろえ、作ってみました！！
プリント基板はJLCPCBで注文しています。
それでは早速その完成品をご覧ください。
綺麗なループが出ています！今回、少し接触不良で一部のLEDが光っていませんでした…また撮り直してあげ直したいと思います。そこについてはお詫び申し上げます。
裏面には一か所繋がっていない配線がありましたので、ワイヤーで空中配線をしました。Padには電源として電池ボックスからのビニル線を接続しています。
絶妙な位置にありますが、可変抵抗器でのクロック調整などもしっかりと対応しています。
空いた空白にシルクで印刷しても良かったかなぁと後悔はしていますが、なかなか満足できる基板に仕上がりました。
クリスマスに電子工作、どうでしょう？
私はこのように、自力で設計から始め、2週間ほどかけて完成させました。このようなプリント基板を用いた電子工作は、シミュレーションに始まり、基板の設計や機械設計など、非常にいろいろな知識を学べます。
「クリスマスがいまいちパットしない…」「もっとクリエイティブなことをしなければクリスマスではない！」
そんなあなたにオススメなのが、こういう電子工作をするクリスマスです！
さて、どんどんやりたくなってきたのではないですか？クリスマスに電子工作、なんて魅力的なんでしょう✨
そんなときに、以下の記事があなたを快適な創作クリスマスへと導くことでしょう。
それでは、メリークリスマス！🎄皆様、良いクリスマスをお過ごしください^^