疑似ニキシー管をつくってみた〈ディスプレイ設定編〉

↑自作のなんちゃってニキシー管　　サイバーパンクなガジェットの雰囲気の出た動画も添付しました

1.3インチCS無しカラーIPS液晶を使う

本人がご満悦なんだからいいようなものだけど、前回はいかにも雑な見てくれのなんちゃってニキシー管づくりの工作の話でした。今回は肝心な中身、ディスプレイの表示に関する覚え書きです。

前回書いたように、擬似ニキシー管の仕組みには、アクリル板に刻んだ文字をLEDで光らせる方式と、小型のディスプレイにニキシー管風の画像を映し出す方式の２つ（注）があるようです。今回は、後者の方式でもどき管をつくってきました。

ガラス管に入る小型のフルカラーの液晶ディスプレイとリアルなニキシー管の画像も用意できましたが、ディスプレイがうまく動いてくれたらの話です。

ところが、アマゾンでコストパフォーマンスがよさそうだと購入した1.3インチLCDですが、いざ使おうとネットで設定を調べていたら、CSピンがなく特殊で、SPIを独占してしまうとか、新しいRaspberry Pi OSでは動かないとか、評判のわりにとんでもな話にびっくりで、あらかじめよく調べておくべきだったと焦ったものです。

Amazon | DiyStudio 1.3" カラーIPS LCDディスプレイ240X240解像度 HD TFTカラフルスクリーンモジュールHD画面LEDバックライト、ドライバーIC ST7789VW 7ピン4つのSPIインターフェースRGB 65Kフルカラー 3.3V、TFTスクリーンの代替品 、 MEGA 2560 / AVR / STM32 / ARM/PIC と互換性があります | DIY・工具・ガーデン

幸い、動かし方がわかるサイトを見つけることができ、無事画像（文字も）を表示させることができました。

分かり易くて助かったのが、以下の２つのサイトです。

SPIモードを３にするんだとか。くわしくはそちらのサイトをご覧いただいたらと思います。

ラズパイで1.3インチのCS無し液晶を使う【2021】（Kernel5.4版) | M5Stack沼人の日記

Raspberry Piに2.3ドルの1.3インチIPS液晶ディスプレイをつなぐ - みかんのゆるふわ技術ブログ

なお、SPIの有効化をお忘れなきよう。自分ではてっきり有効化しているものと思い込み、無駄な時間を過ごす失敗を犯してしまいました。困ってmicroSDカードにOSをインストールするところからはじめてSPIを有効化したら、なんのことはない簡単にディスプレイに表示ができて気付いた次第。

注）擬似ニキシー管の仕組みは、アクリル板方式と小型ディスプレイ方式の2つだけではないかもしれません。中間というわけでもありませんが、アクリル板方式の透け感を透過型のディスプレイを利用して再現しているものもあるのでは？　また、ELファイバーを使用して擬似ニキシー管づくりをされている方もあるようです。

疑似ニキシー管をつくってみた〈工作編〉

↑ニキシー管ぽく自作したなんちゃってニキシー管

小型ディスプレイと100均のグッズでつくる

ニキシー管は高くて手が出せず、光るアクリルボードづくりで気をまぎらわせていましたが、やはり我慢ができません。せめて擬似ニキシー管でもと思っても、これまた結構お高い。

そこで、自作することにしました。

擬似ニキシー管の仕組みは2つ

世間では、擬似ニキシー管でこしうらえた時計や温度計が販売されています。使われているニキシー管もどきの仕組みの一つは、光るアクリルボードの原理を応用したものと思われます。

０から９までの数字を１字づつ刻み込んだ１０枚のアクリルボードを束ね、表示させたい数字のボードに光を当てれば、その数字だけが光って透けてみえるという仕組みでしょう。

↑連続した写真は、アクリル板方式で数字のかわりに画像を描いた3枚のアクリル板を束ねて順番に光らせた様子。

光っているLEDの違いもわかります。数字なら細くて良いのですが、画像は重なりが目立ってわかりにくいですね。

透け感がとってもクールで洒落てます。この方式の置き時計を置けば、素敵なお部屋なら似合いの良い飾りになります。
 

もうひとつの仕組みは、ガラス管に小型のディスプレイを入れ、これにニキシー管の数字が光っているイメージの画像を映しているとしか考えられない方法です。

↑ディスプレイの画像はpixivで見つけたMihailJPさんの「ニキシー管風数字素材」を利用させていただきました

アクリル板方式と違って、数字の表示位置が平板で奥行きがないものの、ニキシー管風の画像による数字の表現はリアルぽく見えます。字体も画像を用意しさえすればいくらでも変えられるのが特徴です。

ディスプレイ方式を採用

どちらの方法を試みるかですが、アクリルボード方式では同じサイズのアクリル板を用意しなければならず、自分で切り出す自信はないし、切ったものを購入したのでは高くつき、LCDディスプレイを買うほうがましとも言えます。小さなLEDも買い足さなければならないし、工作の手間も考えれば、小型のディスプレイ方式の方が良さそうです。

最後は、数字の表示がニキシー管ぽく見えるならと、小型のディスプレイ方式に決めました。

元々、Raspberry Pi用の小さなディスプレイについては、価格が高いは、小さすぎてデスクトップ画面が読めないのなら不要、スマホのリモート画面があれば十分と思ってきました。それが、わずか1.3インチにすぎないLCDディスプレイを買う気になったのは、ガラス管に入るくらい小さいにもかかわらず、解像度が２４０×２４０もあり、価格が１,０００円前後（少し前ならもっと安かったようです）とかなりコストパフォーマンスがありそうだったからです。あわよくば、Raspberry Pi OSのデスクトップを表示させれたらと…。

購入品と価格

支出を切り詰めると言っていたその舌の根の乾かぬうちに、適当な理由をつけて早速の無駄遣い（＾_＾）?

購入品リストは以下の通り。　②〜④は100均で購入しています。
 

① 1.3" カラーIPS LCDディスプレイ　1,299円　Amazon

②スティックグラス（φ４０×H８０mm）　100円　Watts　

③床の傷防止滑り止め多目的クッション（φ６×H１cm）　100円　Seria

④ミニチュアBBQスタンド　100円　Seria

この他、基板やピンヘッダ、ピンソケット、ジャンパー線、半田、瞬間接着剤、工具類は自宅にあったもので充当しました。ディスプレイのコントロール用にRaspberry Pi Zeroも使用しますから、何もかも新規購入すれは1万円ほどかかるかも知れませんが、今回実際に支払ったのは1,599円+税。

採算を度外視すればコストは4〜5千円というところでしょうか。ZeroにかえてPicoを使えばさらに安くなるでしょうが、市販のニキシー管もどきの時計がそこそこの値段がするのもうなずけますし、安いくらいかも。

工作

ニキシー管ガラスのかわりは、②のスティックグラスを使用。ニキシー管ガラス内では封入されている各数字の形をした陰極とメッシュ状の陽極、ガスが揃って数字を光らせられるわけですが、それをディスプレイ一つで代用できると言っても、それではあまりに寂しい。陰極代わりのディスプレイに加えて、飾りにすぎないにしても④から取り外した網状金具をメッシュ状の陽極代わりに、金属のプレート様のものにはアルミホイルで代用させて、ニキシー管の雰囲気がでるようにしました。

↑金網を飾るなどすればそれらしくなってきます

これらを、不細工ながら丸く切った基板の上に配置し、上からガラス管をかぶせます。その際、本来蓋の役目のコルク栓を土台とし、基板のコネクタに接続するディスプレイ用ケーブルを通す穴を開け、さらにニキシー管の足に見えるようにコルク栓に飾りだけのピンをつければ、ニキシー管もどきの完成です。

写真では、本来ニキシー管にはないコルクが丸見えになっていて手作りがよくわかりますが、真空管に見られるような下部にハカマ（カバー）をはかせて覆えば少しは本物ぽく見えるでは。

なお、このもどき管にも転倒防止を考え、市販の単管時計よろしく黒い円形のスタンドを設けました。③の床の傷つけ防止用のクッションを使用していますので、光沢もなく市販品より見劣りはしますが、安定は十分です。

無事完成したのですが、作製に勤しんでいたときと違って、何か物足りなさを感じます。やっぱり本物のニキシー管ではないからでしょうか。

セリアにはアクリルライトがあった

↑手前がセリアのアクリルライト。奥はセリアのLEDケーブルライトとセリアの7mmアクリル板で作成した光るアクリルボード

明けましておめでとうございます

皆様、お正月はいかがお過ごしだったでしょうか。

ニキシー管がらみではじめた光るアクリル板作成ですが、ハマったというわけでもないのですが、下の写真のようなLEDスタンドをこしらえました。ダンボールでなくもう少ししっかりしたものにしようと思ったわけです。

ちょうど、電子部品を入れて湿気から守るために買い置きしてあった本来調理用の小さなポリ容器があり、工作もしやすそうだったので、これを使い作成したものです。容器の上下が逆になり、底にあった注意書きが上面に浮き出るようになって、いかにもアート、もとい手抜き感に溢れる作品ができました。

はじめてリューターを使い穴を開けたりし、本人としてはかなり力作だったのですが、なんとすっかり意気消沈する事態が待ち構えていようとは…。

知らなくて恥ずかしい思い

年明け、セリアに買い物にいったら、あろうことか「アクリルライト」という名で光るアクリル板が売られているではありませんか。何で今まで気づかなかったのでしょう。わざわざ1枚100円の分厚いアクリル板を購入し、工作をしなくても、ボードからLEDまで一式揃ったものが買えたのに。

何も知らずに、ブログを書いていたことが恥ずかしくなります。知らない方のためにも、関連情報を記しておきたいと思います。

セリアで買えるものは、上からぶら下げる壁掛け型、家具の上などに置くタイプの置型、これにはアクリルボードが丸型、角型があります。DIYする方は無地タイプを選んでください。

同じコーナーに、LEDケーブルライトがあるのに気が付き、その横にアクリルライトがあるのを見つけたものでした。

アクリルライト（置型、無地）、LEDケーブルライト（点灯タイプ、LED色ホワイト）は購入しましたので、使用感を後述します。

関連情報ですが、描いて光るアクリル板のセットは、他にもライトスクラッチという名称でArTeCから出ており、モノタロウなどで購入できますので、一言付け加えておきます。

圧倒する明るさーアクリルライト（置型、無地）

購入したアクリルライトは置型、無地タイプ。サイズは、測って見ると約7.8cmの正方形と小ぶりです。でかくて置き場所がなくて困ることを思えば、これくらいが良いのかもしれません。

LEDはウォームホワイト（昼光色）で１個、電源は単4型２個ですが、かなり明るいのが驚きです。他を圧倒します。電池切れが心配になりますが、USB給電だと必要なコードの取り回しがない分手軽かもしれません。100円で光るアクリル板が楽しめるのはありがたいことです。

ちなみに、乾電池にはマンガン電池が指定されています。LEDに抵抗がついていなかったり小さかったりした場合、アルカリ電池を使用するとLEDに大きな電流が流れ、LEDが短時間で焼き切れるそうですから、念のため気をつけたほうがよいでしょう。マンガン電池がなくアルカリ電池を3時間くらい使用しましたが、その間はとくになにも起こりませんでしたが、LEDがかなり明るいのはそのせいだったかも。

なお、LEDの色の選択肢は。ウォームホワイトの連続点灯、３色（赤青緑？）の点滅の２つだったかと思います。もう少し色々あると良いのですが。他、アクリル板は固定されているようで、はずれません。

アクリル板に字や絵を描くのは、ブラックボードマーカーなどを使うのが手っ取り早いのでしょうが、ここではリューターを使いアクリル板に傷をつける方法をとりました。

写真のアクリルライトの方の図柄は、自身で作り出したオリジナルなキャラクター。アクリル板の下に置いた絵をなぞってリューターでアクリル板に絵を刻むのですが、初体験のことで、回転するリューターの先端のヤスリが勝手に動き回ろうとするのをコントロールするのは大変でした。

中途半端な力で刃先をアクリル板にあてれば、回転の勢いで刃先があらぬ方向に勝手に動き回り、絵とは無関係なでたらめな線が描かれてしまいます。また、力を入れて刃先をアクリル板に押し付けると、穴が掘れてしまいそこに刃先が取られ、スムースに刃先を動かせず、線ならぬ飛び飛びの穴ができる始末。

慣れてきてわかったのは、コントロールのできる範囲で軽く刃先をアクリル板にあてながら動かすのがコツのようだということです。いずれにしろ、不器用者には線刻画はむずかしいです。

LEDケーブルライト

LEDケーブルライトは、点灯タイプ、LED色ホワイトを購入しました。白色のLEDを持ち合わせていなかったので、その代わりにならないかと考えたものです。

LEDは6個。2枚のアクリル板に3個ずつ割り当てることにしました。LEDはアクリル板の直下に配置する必要があり、その邪魔にならないよう、こしらえたスタンドの中に1mもあるケーブルをこしらえたスタンドの中に押し込めるのが少々厄介でした。

写真奥の仏像を描いた2枚のアクリル板を立てたLEDスタンドに、LEDケーブルライトを使用しました。なお、仏像は、新薬師寺の婆娑羅大将（寺伝承）と中宮寺の弥勒菩薩。いずれも切り絵作家西村幸祐さんの作品をもとにしましたが、不器用者のことですから、そっくりにはとてもつくれなかったことをお断りしておきます。