秋月のLCD用ケースにぴったりはまる7セグLED

　秋月電子で扱っているプラスチックケースSW-125S(LCD)にぴったりはまる4桁の7セグメントLEDがある。

　いやそれだけなんですがこの7セグLEDについては過去調べたことがあって、ひとまわり小さい7セグLEDとピン配置が同じなのです。

　で、このLEDを使用している@morecat_labさんの7segduinoというのがあって、ほぼそのままで差し替えることが可能です。

7segduino(スイッチサイエンス)

　キットを組み立てた後で7セグLEDの端子をこのように曲げてはんだ付けし、ケースにはめてエポキシ系接着剤で固定。

　シリアル通信にはFTDI USBシリアル変換アダプター Rev.2(スイッチサイエンス)を使用。接続すると以下の様に表示。一定間隔で表示が左方向に流れます。

　これはキット付属の7セグメントLEDがアノードコモンにたいし差し替えた大型のLEDがカソードコモンのため。そこでライブラリの一部をカソードコモン用に書き換えます。

動作確認：Windows10(64bit),Arduino1.8.8

以下のページからSSegライブラリをダウンロードしArduinoのライブラリに追加。

7segduino（セブンセグ・デュイーノ）

SSegフォルダ内のSseg.cppについて、

_kcommon = 0 ;

を

_kcommon = 1 ;

に書き換え(三ヶ所)。

examplesにあるcount_7seg.pdeで動作確認。

　カウントアップしていきます。いい感じですね。USB電力計で簡単に確認したところ、電流は0.04~0.07Aでした。

　次はこれになんか組み込みます。

大型LEDサイズ比較

　単なる比較の写真です。



左から：
A-2301SR(秋月電子)
30101BS(Ali Express)
50101BS(共立エレショップ)

30101BSは50101BSの半分以下、A-2301SRは50101BSの1/4サイズ。

7セグメント用H68/TRフォントデータ

　最近作っているのは7セグメントLEDを使った電卓シールドなのだが、せっかくなら16進数も扱いたいし、できればアルファベットも表示したい。

　で、最近見かけたのはこのフォントデータ。
7セグ・14セグフォント 「DSEG」(keshikan.net)

　だが、私の知っているものとは少し違う。こっちのほうです。
Hitachi H68/TR(IC Collection)

　H68/TRは電卓風のコンソールに7セグメントのEL管が入っていて無理やりアルファベットを表示していた記憶。では具体的にはどのような表示だったかというと、以下にありました。
トイレのドアを修理　H68/TR落札したかったな(今日を生きた証)
　こちらのマニュアルの写真を参考に、64文字分の7セグメント用データを作成。

　データ部分は以下をご利用ください。
https://gist.github.com/houmei/50bd6e7c56b60480f6e7



　ちょっとハマった所があって、配列の初期化のうち１要素がなぜか抜けるような動きをした。バックスラッシュの字体を定義するところを
  0x06, // B00000110, // \
としたら継続行とみなされ次の要素がコメントアウトされた。
  0x06, // B00000110, // "\"
でOK。
C 言語の「//」コメントは、バックスラッシュで継続行になる!(私の二次記憶)

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少ないピンでたくさんのLEDを制御するCharlieplexingの実験

　20個のLEDを並べたやつを制御しようと色々考えていた。単純な方法は20pin分をそのままLEDに割り当てる方法だがこれはあまりにも考えがなさすぎる。4x5のマトリックスで作ったものは上手くいった。が、さらに少ないピン数でLEDを制御する方法があった。

Charlieplexing(wikipedia)

20個のLEDを制御するためには5本の制御線があればよい。A,B,C,D,Eの5本からLEDに向けて2本を選ぶと
、その組み合わせは以下のとおり。中学二年の確率でならう範囲。
AB AC AD AE
BC BD BE
CD CE
DE
極性を逆にするので
BA CA DA EA
CB DB EB
DC EC
ED
合計20通り。

配線はこのような感じ。




　A,B,C,D,Eの端子はArduinoの12,11,10,9,8ピンに割り当てる。それぞれのピンから220Ωを通してLEDに接続する。

高輝度１０ポイント赤色バーＬＥＤアレイＯＳＸ１０２０１－Ｒ(秋月電子)
A-Star 32U4 Mini ULV(スイッチサイエンス)



コードは以下：
https://gist.github.com/houmei/adcd5fbe0a910a5852b2

Charliepliexingでは同時に発光するLEDは1個なので、ダイナミック点灯をさせると数が多ければ多いほど暗くなる。また、配線が面倒くさい。
A-Star 32U4 Mini ULVは0.5Vから動作するDC-DCコンバータ内蔵のArduino Micro互換マイコンモジュール。ここでは単三電池2本の3Vで動作させた。連続運転で20Hぐらいは問題なかった。(それ以降はリセットが時々かかるような動作になる)
　これでピン数が少ないマイコンでもたくさんのLEDが制御できるね。

参考：
Charlieplexing 7SEG LED by ikkeiモジュールとドライブモジュール(メモたんく)
セカンド・オピニオン 363 MCUで遊ぼう(11)
さらに応用例：
Charlieplexingと8x8ドットマトリックスLEDへの適用(ikkei)
8x8マトリクスLED　Charlieplexing(Yoshiのブログ)

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。