【My電子工作】(No.006) ― 2012-04-28 21:17
= お願い
知人の依頼で、【My電子工作】のバックナンバーを掲載しています。
自分(hiroon)は受け取った原稿を掲載しているだけなので、内容に関する質問はツイートしている本人に対してお願いします。
= 【My電子工作】(No.006)
【My電子工作(6-00)】2012年4月24日 - 21:48 YoruFukurouから
(週日編) 通算第６話は、先週の金曜日の夜にツイートするはずだった話題。
お題は「7セグメントLEDシールド」 (7Segment LED Shield)。
写真を先行してアップロードしつつ順次ツイート。
これから帰宅と夕食をはさんで夜中まで散発的に実施！
【My電子工作(6-01)】
LEDを点灯する、という行為は Arduino利用者には良い練習課題であり実用的。
その中でも７セグメントLEDやマトリクスLEDはいたるところで話題に。
加えて秋月が超大型の16セグメントLEDを安価に発売開始したので、こいつも話題になる予感。
【My電子工作(6-02)】
ドットマトリクスLEDは、秋月がOEM販売している2,500円のモジュール http://bit.ly/qgfqKU が便利。
16x16ドットのLEDが２個をシフトレジスタで駆動するので6ピン（３ピン使った同期転送が２系統）しか消費しない。
【My電子工作(6-03)】
秋月のモジュールをarduinoで駆動するなら、arms22さんの超有名な「なんでも作っちゃう、かも。」http://bit.ly/IelTR2 にある記事＆ライブラリ http://bit.ly/IelVZa が重要。
いつもとても参考にしています。
多謝。
【My電子工作(6-04)】
arduinoのライブラリは、0023までのものは最新の1.0では動かない。
#ifdef…を追加すれば動くものも多いが、過去に作られたものが未来（最近）の変更に対応できるはずもなし。
放置も多い中、arms22さんは順次対応。
対応済みは1.0対応との表記あり。
【My電子工作(6-05)】
最近arduinoを始めた人の中には、0023以前のライブラリを1.0で動かそうとして悩んでいる人もいるはず。
で、#ifdef だけでよいかというと、実は、プリプリプロセッサにバグがいる。
arduino #ifdef bug back で要検索。
【My電子工作(6-06)】
Arduinoは、最低限 setup() と loop() だけ書けば、「プリプリプロセッサ」がコードを書き足してgccに渡す。
で、gccがプリプロセッサを呼び出して処理してからコンパイルを始める。
このプリプリプロセッサ（正式名ではない）が時に悪さを。
【My電子工作(6-07)】
プリプリというと、プリンセス・プリンセスな世代なのだが、今の若い人にはわからないだろうなぁ。
でも、再結成とかいう話も。
当時のPVを今見るとメイク濃いよなぁ。
あ、なんとかつなげようと思ったが話が元にもどらん。m(_ _)m
【My電子工作(6-08)】
マトリクスLEDを駆動して通称「居酒屋の看板」を作る話や、マトリクスLEDをはがして駆動基板を別途活用する話は4-5回先にする予定。
電光掲示板は、(特に日本語の)フォントをどっからひっぱるかが常に問題に。
自分は、X11のフォントサーバを使って…以下略^^;
【My電子工作(6-09)】
ちっとも７セグメントLEDに話が到達しないうちに、帰宅しないとだめそうな時刻に。
続きは日付が変わるころから再開。
【My電子工作(6-10)】
arduinoの標準品にはI/Oピンが20ピン。
7セグメントLEDは小数点を含めるとLEDが8つ。
なのでスタティックドライブ（以下、静的駆動）すると２桁しか駆動できない。
そこでダイナミックドライブ（以下、動的駆動）をすることに。
【My電子工作(6-11)】
ロジックICを追加しないとしたら、セグメント駆動に8ピン、桁駆動に12ピン使えるので、最大で12桁まで対応可能。
ロジックIC使ってよいのなら、12ピン全部使って最大4096桁まで駆動できるけど、そんなのはもちろんロジック回路が多くなりすぎて非現実的。
【My電子工作(6-12)】
多桁LEDは、シフトレジスタを用いて駆動するのが現実的。
セグメントもシフトレジスタ経由でドライブすれば、桁数によらず最低2ピンで駆動可能。
必要なロジックICも桁数相応。こ
こで74HC164や74HC595そしてその親戚筋の出番が到来。
【My電子工作(6-13)】
ツイート再開。
7セグメントLEDやマトリクスLEDをシフトレジスタを使って駆動する場合74HC164や74HC595を使う。
ラッチ機能がある595を使うのが本当なんだろうけど、164を使う場合も多い。
【My電子工作(6-14)】
arduinoでは、shiftOut() が用意されているので、シフトレジスタの扱いは楽。
arduinoでの74HC595の使い方 → http://bit.ly/K7oXy1
【My電子工作(6-15)】
ところで、8x8ドットマトリクスLEDと、動的駆動を前提とした7セグメントLED×8桁は、回路的には同一。
なので8x8マトリクスLEDの駆動例は8桁7セグメントLEDの駆動に適用できるし、その逆も可。
【My電子工作(6-16)】
7セグLEDを動的駆動するには３つの流儀がありそう。
まず桁とセグメントの一方はシフトレジスタで駆動し、もう一方は直接駆動する方法。
16セグメントLEDの例になるけど武蔵野電波さんのわかりやすい解説→ http://bit.ly/I3Lnjz
【My電子工作(6-17)】
武蔵野電波さんの例では、セグメント点灯に74AC164を使っているので、8桁の16セグメントLED(LEDは全部で128個)を駆動するのに、セグメント点灯に2ピンで済み,桁駆動の8ピンとあわせて合計10ピンを消費。
【My電子工作(6-18)】
２つ目と３つ目の方法は、セグメントも桁もシフトレジスタを使う方法。
この方法には、セグメントと桁を独立したシフトレジスタで駆動する方法と、セグメントと桁のシフトレジスタをカスケード接続(?)して一括駆動する方法がある。
【My電子工作(6-19)】
PSoCでドットマトリクスLEDを駆動する例だが http://bit.ly/JmyQeY では、桁とセグメントを別々のシフトレジスタで駆動。
シフトレジスタのクロックは共通、データ線は別々なので全部で３ピンを消費。
クロックも別として４ピン消費の例もある。
【My電子工作(6-20)】
カスケード接続したシフトレジスタでセグメントも桁もまとめて制御する３つ目の方法だとクロックとデータの２ピンで多桁７セグを駆動可能。
74HC595使うならラッチ用にもう１ピン。
秋月のマトリクスモジュールの製造元が公開している情報が参考に。
URLは次ツイートで
【My電子工作(6-21)】
秋月に電光掲示板モジュール http://bit.ly/dQaY6B をOEMしているハンブルソフトさんの技術情報ページ http://bit.ly/JHsdVy とLEDモジュールの回路図 http://bit.ly/JHsfNm すごい貴重＆重要！
【My電子工作(6-22)】
74HC595ベースのこの回路は、16桁の7セグメントLEDを上下２段に配置したモジュールが左右に２つ並んでいると思えばよい。
クロック、ラッチ、出力許可(OE)は共有するも、データ線はセグメント駆動、左16桁駆動、右16桁駆動で独立。
よって全部で６ピン使用。
【My電子工作(6-23)】
つまり512個のLED(=16x16x2)を6ピンで駆動可。
このモジュールは数珠つなぎでき、仮に４つ接続すれば計2048個のLEDを6ピンで制御可。
桁駆動担当のTB62706BFは、74HC595+定電流駆動回路的な、便利なLEDドライバ。
詳細情報要検索。
【My電子工作(6-24)】
My Handmade Shield with Four 7segment LEDs and Four Push Buttons. (A slot machine like sketch is ready :-)
http://pic.twitter.com/UAdGo0Gj
【My電子工作(6-25)】
The Back Side of "7seg" Shield (A green module has a dynamic drive circuit on 1.27mm pitch universal board)
http://pic.twitter.com/jP6nH6yg
【My電子工作(6-26)】
The Back Side of My "7seg" Shield and Dynamic Drive Module (You see two 74HC164s on the green, right ?f)
http://pic.twitter.com/dHwQdSLT
【My電子工作(6-27)】
This "7seg" Module Can Also Work with Static Drive Module (right) (It's smaller than dynamic one (left))
http://pic.twitter.com/Oiz56m5Q
【My電子工作(6-28)】
The "7seg" Module with Static Drive Module (It's smaller but eats many I/O pins :-)
http://pic.twitter.com/pY2OW2uz
【My電子工作(6-29)】
Another Multi "7seg" Module on A Universal Shield for Arduino Mega (but has a regular Arduino underneath)
http://pic.twitter.com/DoLTVQrh
【My電子工作(6-30)】
たくさんつぶやいたけれど、まだ話が続きそう。
でも、長くなりすぎ＆時間切れ。
続編は、さきほどアップした写真の説明から第７話としてスタートする予定。
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知人の依頼で、【My電子工作】のバックナンバーを掲載しています。
自分(hiroon)は受け取った原稿を掲載しているだけなので、内容に関する質問はツイートしている本人に対してお願いします。
= 【My電子工作】(No.006)
【My電子工作(6-00)】2012年4月24日 - 21:48 YoruFukurouから
(週日編) 通算第６話は、先週の金曜日の夜にツイートするはずだった話題。
お題は「7セグメントLEDシールド」 (7Segment LED Shield)。
写真を先行してアップロードしつつ順次ツイート。
これから帰宅と夕食をはさんで夜中まで散発的に実施！
【My電子工作(6-01)】
LEDを点灯する、という行為は Arduino利用者には良い練習課題であり実用的。
その中でも７セグメントLEDやマトリクスLEDはいたるところで話題に。
加えて秋月が超大型の16セグメントLEDを安価に発売開始したので、こいつも話題になる予感。
【My電子工作(6-02)】
ドットマトリクスLEDは、秋月がOEM販売している2,500円のモジュール http://bit.ly/qgfqKU が便利。
16x16ドットのLEDが２個をシフトレジスタで駆動するので6ピン（３ピン使った同期転送が２系統）しか消費しない。
【My電子工作(6-03)】
秋月のモジュールをarduinoで駆動するなら、arms22さんの超有名な「なんでも作っちゃう、かも。」http://bit.ly/IelTR2 にある記事＆ライブラリ http://bit.ly/IelVZa が重要。
いつもとても参考にしています。
多謝。
【My電子工作(6-04)】
arduinoのライブラリは、0023までのものは最新の1.0では動かない。
#ifdef…を追加すれば動くものも多いが、過去に作られたものが未来（最近）の変更に対応できるはずもなし。
放置も多い中、arms22さんは順次対応。
対応済みは1.0対応との表記あり。
【My電子工作(6-05)】
最近arduinoを始めた人の中には、0023以前のライブラリを1.0で動かそうとして悩んでいる人もいるはず。
で、#ifdef だけでよいかというと、実は、プリプリプロセッサにバグがいる。
arduino #ifdef bug back で要検索。
【My電子工作(6-06)】
Arduinoは、最低限 setup() と loop() だけ書けば、「プリプリプロセッサ」がコードを書き足してgccに渡す。
で、gccがプリプロセッサを呼び出して処理してからコンパイルを始める。
このプリプリプロセッサ（正式名ではない）が時に悪さを。
【My電子工作(6-07)】
プリプリというと、プリンセス・プリンセスな世代なのだが、今の若い人にはわからないだろうなぁ。
でも、再結成とかいう話も。
当時のPVを今見るとメイク濃いよなぁ。
あ、なんとかつなげようと思ったが話が元にもどらん。m(_ _)m
【My電子工作(6-08)】
マトリクスLEDを駆動して通称「居酒屋の看板」を作る話や、マトリクスLEDをはがして駆動基板を別途活用する話は4-5回先にする予定。
電光掲示板は、(特に日本語の)フォントをどっからひっぱるかが常に問題に。
自分は、X11のフォントサーバを使って…以下略^^;
【My電子工作(6-09)】
ちっとも７セグメントLEDに話が到達しないうちに、帰宅しないとだめそうな時刻に。
続きは日付が変わるころから再開。
【My電子工作(6-10)】
arduinoの標準品にはI/Oピンが20ピン。
7セグメントLEDは小数点を含めるとLEDが8つ。
なのでスタティックドライブ（以下、静的駆動）すると２桁しか駆動できない。
そこでダイナミックドライブ（以下、動的駆動）をすることに。
【My電子工作(6-11)】
ロジックICを追加しないとしたら、セグメント駆動に8ピン、桁駆動に12ピン使えるので、最大で12桁まで対応可能。
ロジックIC使ってよいのなら、12ピン全部使って最大4096桁まで駆動できるけど、そんなのはもちろんロジック回路が多くなりすぎて非現実的。
【My電子工作(6-12)】
多桁LEDは、シフトレジスタを用いて駆動するのが現実的。
セグメントもシフトレジスタ経由でドライブすれば、桁数によらず最低2ピンで駆動可能。
必要なロジックICも桁数相応。こ
こで74HC164や74HC595そしてその親戚筋の出番が到来。
【My電子工作(6-13)】
ツイート再開。
7セグメントLEDやマトリクスLEDをシフトレジスタを使って駆動する場合74HC164や74HC595を使う。
ラッチ機能がある595を使うのが本当なんだろうけど、164を使う場合も多い。
【My電子工作(6-14)】
arduinoでは、shiftOut() が用意されているので、シフトレジスタの扱いは楽。
arduinoでの74HC595の使い方 → http://bit.ly/K7oXy1
【My電子工作(6-15)】
ところで、8x8ドットマトリクスLEDと、動的駆動を前提とした7セグメントLED×8桁は、回路的には同一。
なので8x8マトリクスLEDの駆動例は8桁7セグメントLEDの駆動に適用できるし、その逆も可。
【My電子工作(6-16)】
7セグLEDを動的駆動するには３つの流儀がありそう。
まず桁とセグメントの一方はシフトレジスタで駆動し、もう一方は直接駆動する方法。
16セグメントLEDの例になるけど武蔵野電波さんのわかりやすい解説→ http://bit.ly/I3Lnjz
【My電子工作(6-17)】
武蔵野電波さんの例では、セグメント点灯に74AC164を使っているので、8桁の16セグメントLED(LEDは全部で128個)を駆動するのに、セグメント点灯に2ピンで済み,桁駆動の8ピンとあわせて合計10ピンを消費。
【My電子工作(6-18)】
２つ目と３つ目の方法は、セグメントも桁もシフトレジスタを使う方法。
この方法には、セグメントと桁を独立したシフトレジスタで駆動する方法と、セグメントと桁のシフトレジスタをカスケード接続(?)して一括駆動する方法がある。
【My電子工作(6-19)】
PSoCでドットマトリクスLEDを駆動する例だが http://bit.ly/JmyQeY では、桁とセグメントを別々のシフトレジスタで駆動。
シフトレジスタのクロックは共通、データ線は別々なので全部で３ピンを消費。
クロックも別として４ピン消費の例もある。
【My電子工作(6-20)】
カスケード接続したシフトレジスタでセグメントも桁もまとめて制御する３つ目の方法だとクロックとデータの２ピンで多桁７セグを駆動可能。
74HC595使うならラッチ用にもう１ピン。
秋月のマトリクスモジュールの製造元が公開している情報が参考に。
URLは次ツイートで
【My電子工作(6-21)】
秋月に電光掲示板モジュール http://bit.ly/dQaY6B をOEMしているハンブルソフトさんの技術情報ページ http://bit.ly/JHsdVy とLEDモジュールの回路図 http://bit.ly/JHsfNm すごい貴重＆重要！
【My電子工作(6-22)】
74HC595ベースのこの回路は、16桁の7セグメントLEDを上下２段に配置したモジュールが左右に２つ並んでいると思えばよい。
クロック、ラッチ、出力許可(OE)は共有するも、データ線はセグメント駆動、左16桁駆動、右16桁駆動で独立。
よって全部で６ピン使用。
【My電子工作(6-23)】
つまり512個のLED(=16x16x2)を6ピンで駆動可。
このモジュールは数珠つなぎでき、仮に４つ接続すれば計2048個のLEDを6ピンで制御可。
桁駆動担当のTB62706BFは、74HC595+定電流駆動回路的な、便利なLEDドライバ。
詳細情報要検索。
【My電子工作(6-24)】
My Handmade Shield with Four 7segment LEDs and Four Push Buttons. (A slot machine like sketch is ready :-)
http://pic.twitter.com/UAdGo0Gj
【My電子工作(6-25)】
The Back Side of "7seg" Shield (A green module has a dynamic drive circuit on 1.27mm pitch universal board)
http://pic.twitter.com/jP6nH6yg
【My電子工作(6-26)】
The Back Side of My "7seg" Shield and Dynamic Drive Module (You see two 74HC164s on the green, right ?f)
http://pic.twitter.com/dHwQdSLT
【My電子工作(6-27)】
This "7seg" Module Can Also Work with Static Drive Module (right) (It's smaller than dynamic one (left))
http://pic.twitter.com/Oiz56m5Q
【My電子工作(6-28)】
The "7seg" Module with Static Drive Module (It's smaller but eats many I/O pins :-)
http://pic.twitter.com/pY2OW2uz
【My電子工作(6-29)】
Another Multi "7seg" Module on A Universal Shield for Arduino Mega (but has a regular Arduino underneath)
http://pic.twitter.com/DoLTVQrh
【My電子工作(6-30)】
たくさんつぶやいたけれど、まだ話が続きそう。
でも、長くなりすぎ＆時間切れ。
続編は、さきほどアップした写真の説明から第７話としてスタートする予定。
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