SHIROのIchigoJam日記

マイコン「IchigoJam」(イチゴジャム)の電子工作とプログラミングをメインに

電子さいころ

ロジックICを1個使って、LEDで1~6の目を表示する電子さいころです。
紹介動画はこちら。

www.youtube.com


※4/28:高輝度LEDに変更


※4/28:高輝度LEDに変更

電子さいころは電子工作の定番で、ネット上にも多数の作例が出ていますし、キットも多数販売されていますが、ロジックICを2~3個使った物が多いです。
(あるいはPICやArduinoなどのマイコンを使って、プログラムでLEDを光らせる作例)
この電子さいころは、40年前の電子工作雑誌に出ていた回路(詳細は後述)を参照して、4bitデュアルシフトレジスタ(4015)のIC×1個だけで、1~6の目式さいころを実現しています。


電源は単4電池×4本です。


※4/28:高輝度LEDに変更

このさいころの特長として、基板の側面にピンヘッダ/L型ピンソケットが付いていて、横方向に基板を連結して複数のさいころを同時に振ることができます。
ボードゲームTRPGをプレイする時にも使えます(^_^)
発振回路のコンデンサの容量にバラツキがあるので、それぞれのさいころで違う目が出ます。
なお複数のさいころを連結する時は、ボタン操作をする親機だけ電源スイッチをON、その他の子機は電源スイッチをOFFにしてください。
(子機の電源をONしたままだと、電池に負荷がかかります)


※4/28:高輝度LEDに変更

いわゆる「C基板」のサイズで設計しているので、C基板用のケースやパネルが使えます。
スモークのアクリル板を付けると、かなりカッコよく&見やすくなります(^_^)

回路図

シフトレジスタで1~6の目を表示する仕組み


シフトレジスタIC・4015は、4ビット出力のシフトレジスタがA・Bの2個入っています。発振回路からCLKA・CLKBに入力されるクロック信号に従って、シリアル入力DA・DBの値(電圧HかL)が1ビットずつシフトして出力されます。この回路ではDAはVCCにつながっているので常にH、DBはQ3Aにつながっています。
最初はQ0A~Q1Bの全てがL電圧なので、VCCからつながったbのLED2個が点灯して「2」の目が表示されます。
その後、Q0A→Q1A→Q2A→Q3A→Q0Bと順にH電圧が出力されて、「4」「6」「5」「3」「1」の順で目を表示します。
(Q3AにHが出力されると、それがDBにつながっているので、次のクロックでレジスタBのQ0BにHが出力されます)
その次のクロックでQ1BにHが出力された瞬間に、つながったRESA・RESB端子にHが入力されるので、シフトレジスタA・Bがリセットされて最初に戻ります。

回路の出典

シフトレジスタ1個だけで1~6の目を点灯させる今回の回路は、40年前の電子工作雑誌「初歩のラジオ別冊 松本悟のデジタル・ゲーム製作集」(誠文堂新光社、1981年)に掲載されていた記事を参照しました。


記事の初出は、雑誌「初歩のラジオ」1980年10月号のようです。

なお松本氏の回路ではシフトレジスタにMC14015Bを使っていますが、現在は入手困難なので、互換品のTC4015BPに換えています。発振回路のトランジスタも、現在の定番・2SA1015と2SC1815のペアに換えました。
また、サウンドを鳴らすブザーや、複数連結用のピンヘッダ/ピンソケットを追加するなど、回路を若干変更しています。

基板データ

*いわゆる「C基板」のサイズで設計しています。C基板用のケースやパネルがそのまま使えます。
*この基板データは、CC BYライセンスとします。どうぞご利用ください。

(C) 2022 Shiro Saito (https://www.ichigoaman.jp)

材料

ICのみ共立エレショップ、その他のパーツは秋月電子です。
以下の順番ではんだ付けすると作りやすいです。

以上で完成です。
以下はオプションです。アクリル板を付けるとかなりカッコよくなって、さいころ表示も見やすくなります(^_^)