Arduino NanoとDS3231 RTCで作るモダンな木製LED時計

必要な部品と材料

部品	数量	備考
Adafruit IS31FL3731 LEDドライバー	1	I2C制御 16x9マトリクス駆動用
Adafruit ウォームホワイト 16x9 チャーリープレックスLEDマトリクス	1	時計表示部
Arduino Nano R3	1	制御用マイコン
DS3231 リアルタイムクロック (RTC)	1	高精度時刻保持、CR2032電池バックアップ
5mm アルミ板	1枚	フロントブラケット用 (任意)
再生木材 (ケース用)	1個	8.5×6.5×4.5cm程度
小型木ネジ	4本	背板固定用
ジャンパーワイヤー	1式	配線用

使用ソフトウェア

• Arduino IDE

プロジェクト概要

現代的な電子部品と伝統的な木工・金属加工技術を組み合わせた、木製LEDデジタル時計の製作チュートリアルです。Adafruitの16x9 LEDマトリクスを時計表示部とし、Arduino Nanoで制御、DS3231 RTCで高精度に時刻を保持します。リサイクル木材とアルミ板でケースを自作しますが、電子工作メインの方はMDFやレーザーカット、3Dプリントケースでも代用可能です。

安全上の注意

Step 1: 製作動画を視聴

ビルドプロセスを動画で確認できます。他の製作動画もぜひご覧ください。

Step 2: 工具と材料の準備

電子工作用

• IS31FL3731 LED I2Cドライバー
• ウォームホワイト 16x9 チャーリープレックスLEDグリッド
• DS3231 RTCモジュール + CR2032電池
• Arduino Nano
• ブレッドボード、ジャンパーワイヤー、はんだごて、はんだ
• ユニバーサル基板 (ドリルテンプレート用)
• 絶縁テープ

木工・金工用

• 鋭利なノミと木槌
• 手押しカンナ
• 小型ノコギリ
• 手動ルーター
• 仕上げ用オイル (亜麻仁油等)
• サンドペーパー (#120, #320)
• ドリル/ドリルプレス (1mm, 4mmビット)
• 金属ヤスリ
• ロータリーツール (切断砥石、研削ディスク)
• 金属用ノコギリ
• グルーガン、5分エポキシ接着剤
• ユーティリティナイフ

材料

• 木材ブロック (ケース用) - 8.5×6.5×4.5cm程度
• 5mmアルミ板 (任意、フロントブラケット用)
• 小型木ネジ 4本

Step 3: 電子回路の組み立てとスケッチ書き込み

IS31FL3731ブレークアウトボードをLEDマトリクスにはんだ付けします(Adafruitの詳細ガイド参照)。回路図に従ってブレッドボード上に組み、Arduinoスケッチを書き込みます。正常なら時刻が表示されます。時刻がズレている場合はRTC設定チュートリアルで合わせてください。

Step 4: 木材の準備

Step 5: LED用穴あけ (16×9グリッド)

ユニバーサル基板の穴ピッチがLEDマトリクスと一致することを利用し、マスキングテープで固定して16×9=144個の穴をドリルプレスで慎重にあけます。

Step 6: 背板の切り出し

元の木材から背板用の薄板(約6mm厚)を切り離し、カンナで鋸目を整えます。木目が綺麗に繋がります。

Step 7: 内部の彫り込み

四方に約6mmの壁厚を残し、内部をノミで削り出します。ルーターで底面を平らに仕上げます。ノミは刃先を体の外側に向け、手を刃の後ろに置いて作業してください。

Step 8: アルミブラケット製作 (任意)

アルミ板を金属ノコで切り出し、ドリルプレスで内部長方形を穴あけ、ロータリーツールで切り抜き、ヤスリで仕上げ。5分エポキシで木箱に接着します。

Step 9: 箱の仕上げ

背板の四隅に下穴と座ぐりをあけネジ止め。#120→#320でサンディングし、亜麻仁油で仕上げ。LED穴が塞がらないよう布に少量のオイルを含ませて叩くように塗布します。

Step 10: 配線とはんだ付け、電子部品の搭載

回路図に従い、12本のワイヤーを4組のY字形にはんだ付け(雌-雌ジャンパー線使用)。露出した部分は絶縁テープまたは熱収縮チューブで保護。ブレッドボードなしで再組み立てし動作確認。

LEDマトリクスを点灯させながらホットグルーで箱底に固定(穴位置合わせ用にマスキングテープ併用)。残りの電子部品を収納。ロータリーツールでアルミブラケットにUSBケーブル用の切り欠きを加工。背板に通気孔をあけネジ止めして完成。

Step 11: 完成とまとめ

現代的なエレクトロニクスと伝統的な木工・金工の融合を楽しめるプロジェクトでした。気に入っていただけたらフォローとチャンネル登録をお願いします。

作者: Andrew
Instagram: @andrew_r_jones
YouTube: @andii1701
Twitter: @andii1701

Arduinoスケッチ

GitHubで公開中: https://github.com/andii1701/led-clock

回路図

IS31FL3731、LEDマトリクス、DS3231、Arduino Nanoの接続図です。I2Cバスで全デバイスを接続します。

補足情報

• IS31FL3731ライブラリ: Adafruit_IS31FL3731 ライブラリが必要です(ライブラリマネージャからインストール)
• RTC初期設定: 初回起動時はRTCの時刻設定が必要です。rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__))) でコンパイル時刻を書き込めます。
• 電源: USB給電で動作します。常時表示の場合は5V ACアダプターまたはモバイルバッテリーを使用してください。
• 明るさ調整: IS31FL3731はPWM制御で輝度調整可能。夜間は暗くするなどの工夫もできます。