文字盤式バーサライタ腕時計

直径約１０センチの大きな光の文字盤を展開する腕時計。「腕時計」として実用可能なだけの機能と携帯性を実現。試作１号機としてメカニズムや制御、電源回路の検証を行った。

動画

開発素材

デバイス

avr

ATtiny404

ツール

C++

システム構成

機械構成

• 回転するLEDバー
• ボールベアリングによる軸受け
• DCモーターとクラウンギヤ、ゴムベルト(輪ゴム)による動力伝達
• 3Dプリンタと卓上CNCフライスを使い分けて製作

電子回路構成

• 4極スリップリングで回転部と主回路を接続(LED3灯の駆動)
• RTC ICと32.768kHz水晶、バックアップバッテリによる時刻保持（時計機能）
• MCP73831によるLiPo充電回路
• USB Type-Cコネクタで充電
• メインMCU: ATtiny404
• 回転(原点)検出センサとして: フォトリフレクタ TPR-105F
• 基板製造サービスで基板だけ作成、自分ではんだ付け

ファームウェア動作概略

1. 主電源ONによりMCUが起動
2. RTCから現在時刻を取得
3. 回転検出センサがONしたらモーター電流をONする（手回しによるスタート; これは仮仕様）
4. 回転検出センサを使って回転周期を計測
5. 周期が求められたら、直近の原点通過からの経過時間をもとに現在角度を推定
6. タイミングに合わせてLEDを点灯消灯する
7. 回転周期が一定時間を超えたらモーター電流をOFFする（外力で止められたときの安全停止機能）

ストーリー

なぜ作ろうと思ったか

個人用情報端末において、画面の大きさと持ち運びやすさは両立し難い。最近のスマートフォンは、カメラやスピーカーの隙間等も含めて表面全面をディスプレイにしており、デバイスに占める画面の割合は既に限界に達している。

SF作品によく描かれる「ホログラム」のように、機械自体は小さくても表示部が大きく取れるデバイスが必要となると考えている。しかし残念なことに、未だそのような市販の製品は存在しない。もしそんなものがあったらどんな感じか体験してみたかったので制作。まずは、時計のみの機能を持つ専用機を試作した。

試作機ではあるが、「腕時計」として実用に足る携帯性とデザイン、機能を目標とした。 本機は3.7V100mAhバッテリを内蔵し、単独での動作が可能である。また、リアルタイムクロックICと電池によりメイン回路をOFFにしても時刻を保持するため、実際に時計として使える。各種イベント時に身に着けて実際に使用している。

次期バージョンの計画

使用したモーターの形状の都合上、ギヤから大きな音が出る点が現在最も不満な点である。次のバージョンではブラシレスDCモーターの採用によりギヤを省いて静音化する予定である。また、表示の展開と格納も装着した腕を軽く捻る動きでできるようにし、従来の腕時計と遜色ないような使用感を実現する。

メンバー

• 

  山口辰久 @qzy13700

関連イベント

• ヒーローズ・リーグ 20242024-09-02 開催

同じニオイがする作品

• TapeTics:小型振動子を搭載した切断可能なフレキシブルデバイス
• 熊手のIoT化によるアップデート
• DIY可能な地すべり警報システム
• クルマ、子供の命を守るレーダーセンサーシステム RCS-01