夏休みの工作 目に痛いフラッシュライト

　きっかけはこれ。フジロックフェスティバルの平沢進＋会人、『夢みる機械』でのステージにて。

手に持ったグリモワール(と言うのだそうだ)を開くと眩しくライトが明滅する。

これ作ってみよう。

眩しく点滅する回路はＣＲ発振器でいこう。

http://www.apony.com/elec/elec7/elec7.html

他にも

CR発振器でLチカ

https://elchika.com/article/d58b0467-7c49-4486-b0ec-ff9bd509b11f/

多相発振器

https://qhodo.at.webry.info/201110/article_8.html

R=1KΩ、C=47uFでおおよそ10Hzとなり目にうるさい点滅。回路はこんな感じで。白色LEDでよりうざい明るさにしよう。

　ケースは本の形をした入れ物で１００円ショップで買ったもの。これを同じく１００円ショップで売っているアクリルガッシュで塗る。単３電池６本の電池ボックスがぴったり入ったのでこれを使用。9VになるのでHCMOSを使えばよろしかろう。

　試作。74HC04、74HCU04、74HC14いずれもOK。

　電源スイッチはモーメンタリー(押すことでON/OFFが切り替わる)のプッシュスイッチ。これをABS用接着剤で電池ケースに接着。しっかりくっつく。

　金色のマッキーでそれっぽい装飾を描く。

　いい感じにまばゆいフラッシュライトができました。

ほうめい　マイコンで遊んでばっかりで@houmei

脱出系亜種音グリモア https://t.co/spioZQ5dyC

2021/08/25 02:45:52

セメダイン 接着剤 ABS用 30ml

セメダイン

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。

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。

Grove LEDbarを使う

　GroveのLEDbarを使ってみた。10個のLEDがレベルメータのように並んでいるモジュール。

Grove - LED Bar

ライブラリは以下から。zipでまとめてダウンロードし、展開後できるフォルダ名の末尾-masterを削除し、Arduino IDEのライブラリフォルダにコピーする。

https://github.com/Seeed-Studio/Grove_LED_Bar




　動作確認はArduino Leonardo、Crowduino(5V)で問題なし。
　仕様上3.3Vで動くようなことが書いてあったが、Crowduinoの3.3V設定では止まってしまった。
　おまけとしてIntel Galileoでもやってみたがまったく動かなかった。

Crowduinoはこれね。Crowduino With ATMega 328 V1.1

　なお、このLEDbarは0〜9の番号がそれぞれに振ってあるが、0が赤、1が橙、あとは緑になっている。オーディオのレベルメータとは直感的には反対なので注意。

テスト用パワーLED(CRD付き)の試作メモ

24Vで70mA駆動のLEDをテストしたいのだが、ターゲットは高価なので代わりの物を作ってテストすることにした。

主要部品は以下、秋月電子より：
３Ｗ白色パワーＬＥＤ　ＯＳＷ４ＸＭＥ３Ｃ１Ｅ　２００ルーメン 
定電流源ＩＣ（３０ｍＡ）　ＮＳＩ４５０３０ＡＴ１Ｇ　（１０個入） 

パワーLEDはmax 700mAだが今回は70mA以下なので放熱板不要と判断。このLED、ロットによっては極性のマークがなかったりするらしい。定電流源ICはCRDじゃないのかな？
これらチップ部品を両面基板に半田付け。回路は以下の様な感じで。


　外部に定電流源を繋ぐためにCRDはバイパスできるようにした。また、並列接続にすることにより電流を２倍にできる。




うおっ眩しい

Arduino MicroとLED付き押ボタンスイッチ

秋月電子のLED付き押ボタンスイッチが以前から気になっていた。今回入手してこれまた最近発売されたArduino Microと組み合わせてブレッドボード上で組み立ててみた。

ＬＥＤ付き押しボタンスイッチ（白・正方形・赤色ＬＥＤ）ＳＴ１２－４０１ＦＣＧ (秋月電子)

Arduino Micro 5V 16MHz (ATmega32u4 - ピンヘッダ付き) (スイッチサイエンス)
まだスイッチサイエンスが扱う前だったのでAdafruitから買った。Arduino Leonardoの時みたいに品薄になるんじゃないかなあと思ってたらそんなことはなかった。



　Arduino MicroはATmega32U4を使ったブレッドボード上で使える小さなArduinoで、Arduino Leonardo相当の機能。Arduino IDE 1.0.2から使える。([ツール]→[マイコンボード]で指定) 通電するとmicroUSBコネクタ下にある青LEDが光る。



　Arduino IDE 1.0.2では、Leonardoでtone()を使った時の問題が修正されたらしいので圧電ブザーも繋いでみた。これで電子ゲームっぽくなる。
　Arduino Microのピンアウトはこちらを参照。
Arduino Micro

　電源はArduino MicroのUSB経由でもらっている。
タクトスイッチ部分はA0,A1,A2,A3を使用。analog入力で読んでいる。A0〜A3はINPUT_PULLUPでプルアップ指定し、スイッチはONでGNDに接続。
LED部分はタクトスイッチとは独立して制御できる。12(PWM),11(PWM),10(PWM),9(PWM)で明るさを変化させている。アノード(+)側を端子に接続し、カソード(-)は330Ωの抵抗を通してGNDへ。
圧電ブザーは4(PWM)へ、隣のSCL,SDA端子をまたいでGNDに接続。
 

　LED付き押ボタンスイッチは普通のブレッドボードに5個まで並べて挿せるようだ。LEDの(+)、(-)端子は細くて接触不良を起こしやすいので、挿す前に少し広げておく。
　ブレッドボード2枚で作れた。


確認用のソースは以下。動作開始時にブザーが鳴り、LEDが点滅する。ボタンを押すとその場所のLEDが消え、ブザーが鳴る。

☆toneのサンプルスケッチではpatches.hをincludeしているのだが、単体のソースで動くようにコピペして貼り付けました。

気になる点：いちばん左端のLED (A0ポート)が消灯する割合が高いような。
あと、以下の行間違い(というより当初の意図どおりではなかった)。点滅の具合が変わります。
int t=random(0,16)*16;
アナログポートA0〜はデジタルポートとしても使えるはずなのだが、上手くいかなかったのでアナログ入力で誤魔化しています(100以下でボタンが押されていると判定)。私の勘違いで上手く使えなかったのかもしれないし、なんかあるのかもしれない。

// LED tactswitch+Arduino Micro
// 20121124 K.Takesita
//

// copy from pitches.h
/*************************************************
 * Public Constants
 *************************************************/

#define NOTE_B0  31
#define NOTE_C1  33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1  37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1  41
#define NOTE_F1  44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1  49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1  55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1  62
#define NOTE_C2  65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2  73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2  82
#define NOTE_F2  87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2  98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2  110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2  123
#define NOTE_C3  131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3  147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3  165
#define NOTE_F3  175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3  196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3  220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4  294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_F4  349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4  392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4  440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4  494
#define NOTE_C5  523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5  587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5  659
#define NOTE_F5  698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5  784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5  880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5  988
#define NOTE_C6  1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6  1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6  1319
#define NOTE_F6  1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6  1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6  1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6  1976
#define NOTE_C7  2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7  2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7  2637
#define NOTE_F7  2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7  3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7  3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951
#define NOTE_C8  4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699
#define NOTE_DS8 4978


const int SW0 = A0; //A0
const int SW1 = A1; //A1
const int SW2 = A2; //A2
const int SW3 = A3; //A3

const int LED0 = 12;
const int LED1 = 11;
const int LED2 = 10;
const int LED3 = 9;

int button[4] = { SW0,SW1,SW2,SW3 };
int light[4] = { LED0,LED1,LED2,LED3 };
int bright[4] = { 128,128,128,128 } ;
void setup() {
  pinMode(SW0,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW1,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW2,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW3,INPUT_PULLUP);
  
  pinMode(LED0,OUTPUT);
  pinMode(LED1,OUTPUT);
  pinMode(LED2,OUTPUT);
  pinMode(LED3,OUTPUT);
  
  tone(4,NOTE_C4,100);
}
void loop(){

  for(int i=0; i<4; i++) {
    if (analogRead(button[i])<100) {
      tone(4,NOTE_A4,10);
      analogWrite(light[i],0);
    } else {
      int t=random(0,16*16);
      analogWrite(light[i],t);
    }
  }

  delay(100);
}