ハガキ大の大型7セグメントLED 50101BS

　遠くからもよく見える大きな7セグメントLEDはないか。知ってる限りでは16セグメントで約7cm×5cmの超大型赤色１６セグメントＬＥＤ表示器　アノードコモン　アノード共通接続　Ａ－２３０８ＳＲかなあと思っていたのですがもっと大きなものがよいとの依頼があり探してみたら共立エレショップにありました。

大型7セグメントLED 赤 50101BS
大型7セグメントLED アンバー 50101BY
大型7セグメントLED 純緑 50101BGG
大型7セグメントLED 黄緑 50101BG
大型7セグメントLED 青 50101BB

共立エレショップのblogで紹介されている。
文字高127mm！低価格！大型7セグメントLEDが入荷！

　アノードコモン、ハガキ大。内部でLEDを直列につないである。セグメントとDPは順方向電圧が異なる。
　赤色を入手したのでC基板に抵抗とDCジャック、ピンを適当にハンダ付けして簡易チェック。ACアダプタは手持ちの24V品を使用。

　LEDのピンは以下の通り。(bottom view)
↑上
□b　□a　□▼　□f　□g

□x　□c　□d　□e　□x
↓下

a〜g セグメント　上から時計回り
▼アノードコモン

24V、電流制限抵抗680Ω(1/2W)で7つのセグメントを点灯させたら110mAだった。1セグメントあたり15.7mA。マイコンで直接駆動するのはきびしい。電流制限抵抗のワット数にも気をつけないといけない。



　視認性はむちゃくちゃいいですねこれは。

追記：24VのACアダプタだと抵抗が気になるくらい熱くなるので19Vでも試してみた。
7セグメントの1つあたり680Ωの抵抗を接続。抵抗の両端の電圧を測定。

ACアダプタ / 抵抗両端電圧 / 電流 / 抵抗での消費電力 / LEDのVf
23.89V / 10.77V / 110.0mA / 1.18W / 13.12V
19.11V / 6.23V / 63.8mA / 0.04W / 12.88V

ということで24VのACアダプタでは1Wを超える。1/2W品を使用しているがこれではNG。

赤外線受信モジュールのばらつきと対策

　前回の実験の続き。今度はデータシートにあるノイズ対策をやってみた。ちょっと見てみよう。




　Vcc-GND間に電源安定用のコンデンサ、R2はダンピング抵抗と思われる。

ダンピング抵抗について：第6回 ダンピング抵抗の値ってどのように決めるの (elspear)

R1はプルアップ抵抗の様に見えるが


　赤外線受信モジュールの出力はこのようになっているので、内部のプルアップ抵抗にパラに22KΩをつないだようになる。赤外線受信モジュールのVcc-Vout間を測定すると25KΩ〜30KΩ台だったので、約10KΩくらいになる。V=IRなのでこの部分にノイズ源となる電流が流れるとRが大きいほどノイズとなるVも大きくなる。
デメリット：5V電源で内部30KΩとすると待機時に約0.17mA、10KΩになると0.5mA流れることになる。

コラム： インピーダンスの話(TRITECH)

こんな感じで対策回路を組み込んだ基板を作り、前回と同じ条件で実験した。




で、結果は以下のとおり。(クリックで拡大)



　対策後は認識率が上がっている。同じ種類のモジュール(秋月モールド、秋月シールド有り、ノーブランドシールド有り)それぞれ2個ずつ試したがモジュール間の差というよりは個別のばらつきが大きいように思える。そう言い切るためにはもっとたくさんの個数で調査しないといけないが手持ちはこれだけなので。
　ノイズ対策回路の効果は確認できたので、今回の用途ではその回路を組み込み、赤外線受信モジュールは選別品を使うことにする。

赤外線受信モジュールのばらつき

　赤外線リモコンの信号を受け取ることができる赤外線モジュール、試してみたら受信がうまくできるものとできないもの、ばらつきがあるように感じたので実験してみた。

　ソフトウェアはArduino用のライブラリを使用した。以下の記事を参照。ATmega32U4のArduino Leonardo系でも動く。
A Multi-Protocol Infrared Remote Library for the Arduino(Ken Shirriff's blog)

受信側環境：

MacOSX 10.10 Yosemite + Arduino IDE 1.0.6
IRrecvDemoのサンプルスケッチを使用。赤外線モジュールの信号はPin11に接続。
USB電源を本体から供給
Arduino Leonardo互換機 Seeeduino Lite

赤外線受信モジュール：
(1)赤外線リモコン受信モジュール　ＰＬ－ＩＲＭ２１６１－ＸＤ１（２個入）(秋月電子)
(2)赤外線リモコン受信モジュールＯＳＲＢ３８Ｃ９ＡＡ（２個入）(秋月電子)
(3)ノーブランド品
(4)GROVE - 赤外線受信器



送信側環境：
テレビ用リモコン ELPA RC-TV005ST サンヨー1241モード設定
約2m離れた距離から左手で[1]〜[12]キーを順に押す、これを10セット

室内蛍光灯を点灯した状態と消灯した状態で実験する。

リモコンのボタンを押すと対応したコードが4バイトの16進数で表示される。これを採取し、[1]〜[12]に対応するコードを正常、その他をエラーとして受信が成功する割合をだした。awkのスクリプトは以下。
https://gist.github.com/houmei/54843bfed64079e1aa92

さて、結果。-a,-bは二個同じ種類があったのでそれぞれ実験した。数値は蛍光灯下と蛍光灯を消した状態。

(1-a) 0.825175 0.726115
(1-b) 0.8125 0.77027
(2-a) 0.746575 0.538462
(2-b) 0.886364 0.789474
(3-a) 0.709924 0.754098
(3-b) 0.952381 0.902256
(4) 0.659574 0.588608

　6割を切っているものがある。"FFFFFFFF"のコードはキーが連続で押された状態。[1]〜[12]のキーを押した時には実際は連続しないのだが、これを弾くと：

(1-a) 0.991597 0.904762
(1-b) 0.983193 0.844444
(2-a) 0.908333 0.636364
(2-b) 0.991525 0.913043
(3-a) 0.781513 0.760331
(3-b) 0.991736 0.991736
(4) 0.853211 0.699248

なぜか蛍光灯を消した状態で成功率が下がっている。ひょっとしたらパソコンの液晶画面、つけっぱなしだったのでその影響か？
同じ種類でもばらつきがある。特に(2)と(3)はシールドされているタイプ。(4)は回路込みなのだが成功率が低い。

さてどうしようか。調べてみたら4.3 赤外線リモコン改善(その２)(電気電子工作の部屋)で、電源ラインにフィルタを入れたとある。今回の実験ではデータシートの推奨回路は使わず直結でやったので、次回やってみる。

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Raspberry Pi 2がカメラのフラッシュで落ちる話

　Raspberry Piの改良版、Raspberry Pi 2が出た。Raspberry Pi B+と外形はほぼ同じでメモリが倍の1GB、CPUは4コアとなった。
Introducing the Raspberry Pi 2(HACKADAY)

　が、カメラのフラッシュで暴走するという話が出た。カメラシャイとかキセノンデスフラッシュとか。
Photonic Reset of the Raspberry Pi 2(HACK A DAY)

Why is the PI2 camera-shy ?
A camera flash will make the Raspberry Pi 2 freeze and reboot

　昔、プロセッサ誌のコラムにマイコンボードを撮影しようとフラッシュを焚いたら暴走したという話が載っていた。これと似た現象だろうか。
　フラッシュの影響を受けるのはHDMIコネクタ近辺のU16とU8のチップ。これらはWL-CSP(Wafer Level Chip Scale Packaging)といって、通常は樹脂で完全に封入するダイを一部むき出しの状態でひっくり返して実装したもの。
ウエハーレベルCSP(Wikipedia)
　この状態だと遮光されていないため、光電効果により誤動作が起きる。
光半導体　取り扱い上の留意事項(東芝)
光電効果(Wikipedia)

　確認してみた。RasPi2のU8/U16がある箇所を狙ってフラッシュを焚くと暴走する。現象としては画面が真っ暗になる。U8/U16は電源まわりの石なので電源異常でCPUが停止してしまうようだ。
NCP6343(On Semicondactor)
こちらにはその時の電源の波形が載っている。
Xenon Death Flash: a free physics lesson




U8/U16を隠してフラッシュを焚くと暴走しない。


　ではU8とU16にUVEEPROMの誤消去防止用シールを貼ってみたらどうだろうか？とチップ表面のサイズに切って貼ってみたのだがうまくいかなかった。これはCSPが上部だけではなく側面からも光が回り込むせいらしい。
　ということでアルミテープで隠してみた。そのままだとショートするのでカプトンテープを貼ってからアルミテープを貼る。光の回り込みを防ぐため広めにカバーする。

　これでフラッシュを十回くらわせても暴走しなかった。

　フラッシュを焚く時の電磁波の影響ではないかという説もあったが、レーザー光を当てても暴走するのでやはり光電効果と思われる。試しに手持ちのレーザーポインタで当ててみたが弱すぎたせいか影響しなかった。

　これらの知見は主にtwitter上にあっという間に流れた情報を元に確認した。@felis_silvさん、@unosさんありがとうございました。

以下の記事にわかりやすく整理してある。
Raspberry Pi 2のフラッシュ光でクラッシュの件の続き(あっきぃ日誌)

しかしGIGAZINEの記事はまったく役にたたんなあ。原理ぐらい調べて追加したらいいのに。


追記：ふと思い付いて裏面からフラッシュしてみたら同じ現象が起きた。ただし頻度は低い。

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