みなさん，こんにちは
おかしょです．
ここ最近，研究が忙しく電子工作をする時間が取れていませんでした．長いこと電子工作に触れていなかったので，電子工作のやり方を少し忘れてしまいました．
そこで，電子工作のやり方などを思い出すために簡単なモノづくりをしたいと思います．どうせなら役立つものを作りたいので，卓上時計をArduinoで自作したいと思います．
まずは構想を練ったので，そちらの報告をします．
この記事を読むと以下のようなことがわかる・できるようになります．
- 卓上時計を作るためのロードマップ
- 卓上時計開発の流れ
この記事を読む前に
卓上時計の開発はこの記事が最初になります．そのため，この記事から読んでいただければ問題ありません．
卓上時計のイメージ
卓上時計を自作しても部屋に合わないものを作ってしまうと，部屋の外観を損ねてしまう恐れがあります．そのため，自分の部屋のイメージに合ったものを作る必要があります．
私の部屋は紺色や茶色を基調としているので，卓上時計も黒や茶色のものを作りたいと思います．
また，机の上に乗せるのでサイズはだいたい13×20×11cm程度の直方体に収まるようにします．
卓上時計の機能
開発する卓上時計に持たせる機能を決めます．これを決めないと，必要なセンサーや技術などがどのようなものが必要なのか決めることができないので，これを一番最初に決定します．
卓上時計なので，当たり前ですが「現在の時刻を表示」できるようにします．アナログでも問題はないのですが，見やすさを考慮してデジタルで表示するようにします．
さらに，「気温」と「湿度」を表示できるようにしようと思ったのですが，卓上時計は室内に設置します．そのため，わかるのは室内の気温と湿度です．情報としては室内の気温や湿度よりも外の気温の方が知りたいです．なので，気温と湿度の機能はやめることにします．
その代わりに「日付」を表示できるようにします．日付は西暦から曜日まで表示できるようにします．最近の自粛生活のせいで，日付間隔や曜日感覚がくるってしまったのでこの機能を付けることにしました．
情報を表示させる方法
表示させる情報は「現在の時刻」，「年・月・日・曜日」に決定しました．
これらの情報はデジタル表示をします．これらの文字はLEDと3Dプリンターで作成した枠を用いて表示できるようにします．
電子工作をすると導線がまる見えだったり，基板が見えていたりすることが多いのですが，できるだけそのようなものは隠して自作したとは思われないようなものを作りたいと思います．
まだ構想段階なのでイメージ図も作っていませんが，全貌は設計編で紹介したいと思います．
卓上時計を作るために必要な技術
ある程度イメージができたので，作るために必要な技術を確認します．これを確認することで，今の自分に作れそうなのか，どのくらいの期間で作れそうなのかが見えてきます．
まずは情報を表示するためにLEDを使います．このLEDを光らせる方法はわかります．こちらの記事でLEDの光らせ方を解説しました．
問題は複数のLEDを同時に光らせる必要があるということです．同時に3個程度なら光らせたことがありますが，おそらく卓上時計を開発するためには100個近いLEDを制御する必要があります．このような多くのLEDを制御するためにシフトレジスタと言うものがあります．このシフトレジスタと言うものは現時点では使ったことがないので，使い方を確認する必要があります．
また，現在の時刻を表示するためにはマイコンで正確な現在の時刻を取得する必要があります．マイコンはArduinoを使う予定ですが，何もしなければ現在の時刻なんて知ることはできません．現在の時刻を求める便利なコマンドなんてものはありません．
そこで，タイマーを使うという方法があります．タイマーとは一定の間隔で実行したいプログラムがあるときに便利なもので，このタイマーを使って秒数をカウントすることで時間を求めます．この方法で現在の時間を知るためにはプログラムを開始するときの時間を設定さえすれば，現在の時刻を知ることができます．
しかし，この方法だと誤差が出てしまいます．タイマーは便利なのですが，正確には一定の周期では実行できません．わずかではありますが，誤差が生じてしまいます．そのため，タイマーを使った方法では現在の時刻は少しずつずれてしまいます．
タイマー以外の方法としてリアルタイムクロック（Real Time Clock: RTC）と言うものがあります．これはその名の通り，現在の時刻を正確に記録してくれる電子部品です．これを使うことで，現在の時刻や日付，曜日なども表示することができるようになります．これも現時点では使い方を知らないので確認する必要があります．
電子部品の使い方のほかに機体作成のための技術も必要になります．私は卓上時計の外形を3Dプリンターで作ろうと思っているので，3DプリンターやCADの使い方なども知っておく必要があります．この使い方についてはこちらの記事で解説しています．
以上より，卓上時計を作るために必要な技術は以下になります．
シフトレジスタの使い方
RTCの使い方
3Dプリンターの使い方
ロードマップの作成
卓上時計を開発するために必要な技術などがわかったので，これから開発を進めていく流れを表したロードマップを作りました．
まだ構想段階なので，ロードマップとして考えが甘い部分があるようにも感じますが，とりあえずこのような流れで開発していきたいと思います．
まとめ
この記事では卓上時計の開発の構想編と言うことで，どのような卓上時計を作るのか・今後の開発の流れなどを考えました．今後，卓上時計を作ろうと考えている方の参考になれば幸いです．
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YouTubeでも制御工学や電子工作などの解説をしているので，ぜひのぞいてみてください．
それでは最後まで読んでいただきありがとうございました．
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