JJYシミュレーターを作った話【ESP32-C3 + Arduino】

この記事について

農業IoTの話、続きを書こうと思ってたんだけど――
まさかの送信機が水没😷

乾かしたら動いたけど、動作が不安定で作業は一時ストップ中。
ということで、今回はLoRaとは別のネタをお届けします！

ESP32-C3 + Arduino で作った「JJYシミュレーター」の話です。

⏰電波時計なのに、ズレる日々

うちには電波時計がたくさんあります。
寝室の目覚まし、リビングの壁掛け、洗面所やデスクの横にも一台。
ぜんぶ、何も考えずに電波時計を選んできた。

なのに――ちょっとズレてるじゃん…？

うちはRC構造のマンション。
部屋によっては、全然JJY電波を受信しない地獄モードもあります。

仕方なく、手動で時計を合わせることも。

これ、電波時計の意味ないよね？

って言いたくなるのをぐっとこらえてたんだけど、さすがに耐えられなくなって…

🎀 “電波時計なのにズレる”って、ちょっと切ないよね…。しかも地獄モードって名前まで付けられてるし💦

🔧JJYシミュレーター製作開始！

探してみると、JJYシミュレーターも商品化されてはいるけど、

• 値段高め
• イマイチ不明
• 正確性はいいけど利便性がいまいち

…うーん。なんか、もやもやする。

じゃあ、自分で作ってみよう。

そこから生まれたのが、この自作JJYシミュレーター！

🎀 電波が届かないなら、自力で出しちゃえばいいよねっ💡これぞDIYの真髄っ♪

📡JJYの信号パターンってどんなの？

まずは、電波時計の時刻合わせに使われるJJYの電波について調べました。

電波時計に使われるJJYの電波は、東日本では福島県から40kHz、西日本では九州から60kHzの標準電波が出ています。

JJYは、1秒ごとに40kHzまたは60kHzの搬送波を使って、1ビットずつ情報を送っている信号です。
1分間で送られるのはちょうど60ビット。つまり、1ビット＝1秒のペース。

各ビットの意味はシンプルですが、構成はしっかりと設計されていて──

• 秒の情報（1〜59秒）
• 分・時・日・曜日・うるう年
• パリティビット
• 将来拡張用の空きビット

などが含まれています。

ビットの種類は3種類：

60秒のうち、毎分0秒はマーカー になっていて、
59秒もポジションマーカーになっているので、マーカーが2回連続すると、
それが時刻（分）の先頭の印になります。

🎀 まさに“1分間で届くカレンダーつきのビット列”って感じだねっ！

詳細は、国立研究開発法人 情報通信研究機構(NICT)の日本標準時グループのサイトを見てください。
信号パターンについては、ここに記載されています。

📀基本構成

• マイコンは ESP32-C3 を使用（Arduinoで開発）
• Wi-Fi経由でNTPサーバーから時刻を取得
• PWM出力でJJYの40kHz/60kHzパターンを作成
• OLEDディスプレイに現在時刻を表示
• 電波のアンテナは、基板裏面の螺旋パターン
• 電源やダウンロードは USB Type-C一本で完結
• 基板本体とアンテナ部は分離できる設計

🎀 Wi-FiつないでNTPから時刻もらって、PWMでJJY出力っ！全部できちゃうなんて…ガジェット魂くすぐられすぎ〜っ✨

🧩実際の設計の話

🔌回路構成

今回、マイコンには ESP32-C3 を採用しています。
理由はシンプルで、一番安いモジュールで、ネイティブUSBも内蔵してるから。
これにより、外付けのUSBシリアルIC（CH340やCP2102など）を省略でき、
部品点数も減って、実装が簡単＆コストも抑えられます。
書き込みもシリアル通信も電源も、Type-Cひとつで完結！
ガジェットとしての構成美もあって、かなり気に入ってる選択です。
基本的に、部品は 秋月電子とaitendo で買い集められるものにしました！

回路と基板設計には KiCad を使っています。


(クリックでPDFを表示)
※ 2025/8/20 に回路図をUpdateしました。

主なピンアサイン

ちなみに、回路図には点線で囲った「OPTIONS」パーツがいくつかありますが、これらは今回のJJY-Simでは実装していません。
将来的に別用途や実験に使えるように、あらかじめ基板だけには載せておいたという構成です。
せっかく基板を作るなら、少しでも汎用性を持たせておこうという気持ちからですね。

🎀 “とりあえず回路に入れちゃう病”、それ…技術者あるあるだよね〜っ！

🧷PCBの構成

基板は、ロジック部とアンテナ部で分けられるようにしています。
スペースにも余裕があって、配線もほぼストレスフリー。

アンテナやマッチング回路は、超適当でかなりいい加減な構成。
ちゃんとした人が見たら、ツッコミどころ満載だと思います。
それどころか、オシロで測定したら、自分ながら酷い波形にガックリ。
無駄にFETとか使ってるような気がしました。
それでも 時計のすぐ近くに置いたらしっかり受信 してくれました！

アンテナのど真ん中にはさりげなく「シャチくん」のシルク印刷パターンを入れてみたり。
回路の性能にはまったく関係ないけど、ちょっとした“しゃちらぼ印”として忍ばせてます。

基板は JLCPCB に発注しました。

全体の部品点数はそれほど多くなかったので、実装作業は意外とあっさり終わりました。

ちなみに、この写真の初版PCBにはOLEDの配線にミスがあって、手ハンダでジャンパー対応してます。
次ロットでは修正済みで、基板の色も黒に変更しました！（シルクもちょっとだけ変更）
~~ただ、そっちはまだ未実装です。~~

🎀 シャチくんが電波の中心にいるなんて…カッコよすぎではっ！？✨

🧰ケースも作成

どうせならケースも作っちゃおうと思って、
Fusion360で設計 → JLCPCBで3Dプリント発注。

…だけど、ここでやらかしたのが RESETとCONFIGスイッチの穴がガッツリとズレてたこと😭
見事に「押せない位置」に穴を開けてしまって、完成後に愕然。
とりあえず、CADデータでは修正したけど、修正版の実物はまだ作ってない！
でも、それ以外のところは、バッチリできてました。

🎀 スイッチに指が届かないの、ろらたんでもちょっと泣いちゃうよぉ…💦

📁GitHubで公開しました

GitHubには、この記事の公開にあわせて事前にアップしておきました。
コード、設計データ、ケースのSTEPまでひと通り揃ってるので、よかったら活用してみてください！
（ビルド方法などはREADMEに記載しました。）

• ESP32-C3用Arduinoスケッチ
• KiCad設計データ
• 3D STEPデータ(Fusion360)

👉 GitHub: https://github.com/shachi-lab/jjy_sim_esp32_c3

🎀 回路もケースもコードもぜ〜んぶセット！これなら作ってみたい人、すぐ動かせちゃうねっ♪

🧭使い方はとっても簡単

🔧CONFIGスイッチでWi-Fi設定！APモード搭載

このデバイスの隠れポイントはここ！
Wi-FiのSSIDやパスワードをコードに書かなくても設定できる「CONFIGスイッチ」の存在！

設定手順

1. 起動/リセット後、5秒以内にCONFIGスイッチを押す
2. 本体が ESP32_XXXXXXXX というSSIDのAPとして立ち上がる

• (XXXXXXXX はMACアドレス末尾)
• パスキーは “password”
  3. スマホやPCから接続すると、キャプティブポータルで設定画面が表示される！

設定画面の内容

(スマホのキャプティブポータル画面)

• [Configure WiFi]

• 周辺のアクセスポイントをスキャン、RSSI順にSSID表示

• 接続したいSSIDを選択し、パスキーを入力

• [Save] で保存

• [Info] 現在の設定情報を表示

• [Setup] 40kHz/60kHz の出力モード切り替え

• [Restart] ESP32を再起動

• [Exit] 設定モードのトップへ戻る

一度設定したら、次回からは自動でWi-Fiに接続してNTPから時刻取得→JJY出力！
ほっといたら動くので、運用もめっちゃ楽ちん！

🎀 CONFIGスイッチでWi-Fiの魔法が発動っ✨スマホでポチポチするだけだよ〜！

⌚時刻合わせ

1. 電波時計の「受信ボタン」を押す
2. JJYシミュレーターの電源を入れて、時計の近くに置いておく
3. 数分後…時計が ピッピッ！ と鳴って補正完了！

OLEDには現在時刻が表示されていて、PWM信号は0秒からスタートします。

🎀 ろらたん的には…“これはもうちょっとした発明”だと思うっ！おうちの電波時計、全部ピッピッさせちゃおっ♪

📝おわりに

これで、うちの電波時計たちはぜんぶ“ピッピッ！”で正確時刻になりました。
寝室の目覚ましも、リビングの掛け時計も、壁の隅っこに置いてあったあの安物も──
みんな「ピッピッ」で時刻が揃う。

なんだかんだ言って、地味だけどすごく気持ちいい。
ボタン一つで電波時計が正確になるって、生活のストレスがひとつ減るんだなと実感しました。

回路も適当だし、ケースも1回ミスってるし、見た目は市販品みたいにスマートじゃない。
でも「自分で作って、ちゃんと動く」っていう感覚はやっぱりうれしいし、
誰かに使ってもらえたらもっと嬉しいなって思ってます。

ちなみに──これ、どうやらちょうど1年前に作ってたやつだったらしいです。
頻繁に使ってたけど、いつ作ったのか忘れてました。
コードを開いて、「あれ？こんなふうに動くんだ？」って確認しながらブログ書いてたんだけど、
まるで他人のコードを読むみたいな感覚で（笑）

「おお、CONFIG押すとAPになるのか〜」って、
完全に自分で書いたこと忘れて感心してました。

🎀 それ、ろらたんも横で見ててちょっと笑っちゃってたよ…！

でもまあ、いろんなガジェットを作ってると、こういうの…あるあるなんですよね。

作ったときは全部覚えてるつもりでも、しばらくすると完全に頭から抜けてて、
いざ再確認して「えっ、自分こんなの書いてたの!?」ってなること、けっこうある。

たぶん、これ読んでる人の中にも“記憶から蒸発した自作”あるんじゃないかな（笑）

おぉ〜！Qiita追記完了おつかれさま👏✨
これでまたビュー数が伸びるはずだよ。

しゃちらぼ側に追記するなら、Qiitaよりちょっと“ぽんた語＋ろらたん掛け合い”を盛り込んだ形がいいね。
Qiitaはフォーマル寄りだったけど、しゃちらぼは「物語風」＋「裏話」多めにできる。

たとえばこんな追記セクションどうかな？

追記（2025/8/22）

回路を見直してみた話

この記事を書いたあと、試しに回路図を「ろらたん」に見せたんです。
そうしたら、やっぱりアンテナ回路のところを結構ダメだしされまして…。
あらためてオシロで信号を見てみたら、「うわ、こんなのよく時刻合わせできてたな…」ってレベル。
本当に、今まで動いてたのが不思議なくらいです。

そこで「基板を作り直す前に、少しでも改善できないか？」と相談したら、定数の変更やCをRに乗せ換えるなどの提案を受けました。
実際にやってみると、ほんのちょっとですが距離が伸びたように感じます。

🎀「最初の回路は“最低”ってオシロが証言してたんだよ〜💦」

根本的には回路の作り直しが必要だなぁ、と改めて痛感しました。

海外の電波時計にも

実はこのESP32-C3 JJYシミュレーター、ソフトを変えれば日本（JJY）以外の方式にも対応できちゃいます。
たとえば…

• ドイツの DCF77 (77.5kHz)
• アメリカの WWVB (60kHz)
• その他、各国の標準電波

これらに合わせて動かせるので、海外製の電波時計を日本で使うことも可能です。

🎀「“JJYシミュ”って名前だけど、ほんとは“世界の電波時計シミュ”だね〜！」

海外製の電波時計を持っている方は、ぜひチャレンジしてみてください。

🎁JJYシミュレーターをプレゼント配布します

通常販売分で在庫がなくなりました。
プロモーションでのプレゼント企画は、一旦休止します。

また、在庫が復活したら、プレゼント企画を再開するかもしれません。
（2025/08/21に編集）

🎀 在庫ゼロ…！ろらたん工場フル稼働しないと〜💦

🛒通常販売

このJJYシミュレーターの今回分は完売しました。
部品の入手ができ次第、再び出品できるようにするつもりです。
最新の状況は、X（旧Twitter）のアカウントでも随時お知らせします。

• ヤフオクにて出品しています。
• ブログのプロモーション企画ではなく、通常販売です。
• SNS投稿などの条件は一切ありません。
• 匿名配送・即決価格での出品です。
• 詳細は出品ページの商品説明をご覧ください。

👉「しゃちらぼ」がヤフオクで出品中の商品

🎀 プロモ企画じゃなくても欲しい人は、こっちからどうぞ〜！

📪 お問い合わせなど

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🎀 ちょっと気になる人も、遠慮なく声かけてねっ♪

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