eucalyのアイコン画像
eucaly 2023年09月02日作成 (2023年09月02日更新) © MIT
製作品 製作品 Lチカ Lチカ 閲覧数 915
eucaly 2023年09月02日作成 (2023年09月02日更新) © MIT 製作品 製作品 Lチカ Lチカ 閲覧数 915

秋月のマトリックスLEDをLチカさせて遊んでみる

秋月のマトリックスLEDをLチカさせて遊んでみる

こんにちは、ゆうかりです。

さて今回は。
秋月電子のサイト見てたら、「ピックアップ」に、こんなのがあり。

キャプションを入力できます
ミント色!?。

つい気になって、衝動買い。
キャプションを入力できます
しかも何故かの八潮店で。
けっこうデカいのに、しれっと部品引き出しに納まってて、びっくり。

マトリクスLEDは、HUB75なコントローラー経由でしか触ったこと無いので、どうなることやらですが。
ま、遊んでみたいと思います。

素性

モノは、オプトサプライのやーつで。
キャプションを入力できます
蛍光管、VFDチックなお色でステキに輝くようです。

中身は、各LEDのアノードとカソードをマトリクス状に繋いでおり。
キャプションを入力できます
それぞれ16本、合計32本のI/Fという、なかなかにゴツーい感じ。
ま、やってみますか。

当初の作戦

マトリクスLEDは、そのまま使うと配線だらけになって使いづらいので、「ドライバIC」なるものがあります。
秋月電子も扱っていて、「HT16K33」てのをお勧めされております。
コイツは、I2Cドライバなので、大量の配線がSCLとSDAだけで制御可能になる夢のデバイスです。

えぇ、もちろん買いましたとも、何も考えず!。
キャプションを入力できます
しかも2セット。

でもねーこれねー、ソースは16chあるんだけど、シンクが8chしかなくて。
「複数使い用の同期」も取れなさそう。

2つ使えばいけんじゃね?、とごにょごにょ思考実験したんだが、同居は無理っぽくて。
「3ステートバッファ使ってソースシンクを切り替える」とかいう力業しか思いつかなくてね。
そもそもバッファ使うと「線少なくしたい」的なお話からは吹っ飛んでしまうし・・・。

つーわけで、やめやめ。

キャプションを入力できます
ごーとぅー部品箱

もうね、32本、GPIOに繋いでしまえと

しかも速度必要そうなので、CPU直結の。

流石にそんなステキCPU無いよねー、FPGAあたりでがんばりますかねー、とぐぐっていたら。

ありました、しかもArduino純正で。

「ATMEGA2560」、Arduino MEGA、ですね。
最大54本もGPIOがあり、各端子の定格は20mA、しかも5Vと、もうステキです。

早速純正品、、、ではなく、中華な互換品をAmazonでポチっと。

キャプションを入力できます
静電袋に入ってるのはいいんですが、オマケのピンヘッダを、ごろんと入れるの勘弁してほしい、なかなかに怖い!

とりあえず点けてみる

適当なピンをHIGHとLOWに設定し、適当なROW側にHIGHを、適当なCOL側にLOWを接続。

電流制限は20mAなので、 R = V / I 、250Ωですが、まあ半分の470Ωに設定。

特に事故もなく、光りましたとさ。

キャプションを入力できます
ミント?、明るいと雰囲気出ないのかも

基板作成

適当な秋月B基板にハメてみると、ちょうどよさげなので。

ピンソケット経由にして、配線開始。

電流制限抵抗をちまちまと。
キャプションを入力できます
1/6Wタイプだけどまあ、50mWしか掛からんので、大丈夫でしょう

すだれ配線になりましたとさ。
キャプションを入力できます

で、完成、と。
キャプションを入力できます

とりあえずランダム点灯

いい感じです。
キャプションを入力できます

やりくちは簡単で。
キャプションを入力できます
ROW側がHIGH、COL側がLOWだと点灯しますよと

初期状態は、ROW側もCOL側もHIGHで。
非点灯にしたいとこをROW側をLOWにし。
最後に点灯したい列をLOWに落とす感じで。

UART経由流し込み点灯

まあ、こいつにセンサーとかつけてゴニョゴニョも楽し気ですが。
UART経由で描画することで、ラズパイだのから流し込みたいな、と。
ゆーわけで適当にプログラミング!。

mintmatrix_demo.ino

byte cols[16] = {54,56,58,60,62,64,66,68,32,34,36,38,40,42,44,46}; byte rows[16] = {55,57,59,61,63,65,67,69,33,35,37,39,41,43,45,47}; byte gmemory[256]; int x; byte i = 0; byte j,k; byte rowswitch = 0; unsigned long timenow,timedelta; unsigned long timestart = 0; unsigned long timethreshold = 1000; int count; byte mpointer = 0; byte readdata = 0; long randdata; void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(115200); Serial.setTimeout(100); for (x=54; x <= 69; x++){ pinMode(x, OUTPUT); digitalWrite(x, HIGH); } for (x=32; x <= 47; x++){ pinMode(x, OUTPUT); digitalWrite(x, HIGH); } for (x=0; x <= 255; x++){ gmemory[x] = 0; } } void loop() { if (rowswitch != 0) { if (timestart == 0){ digitalWrite(rows[i], LOW); timestart = micros(); } timenow = micros(); timedelta = timenow - timestart; if (timedelta > timethreshold){ digitalWrite(rows[i], HIGH); count++; rowswitch = 0; timestart = 0; } } else { i++; if (i >= 16){ i = 0; } for (j=0; j <= 15; j++) { k = i * 16 + j; if (gmemory[k] == 0) { digitalWrite(cols[j], LOW); } else { digitalWrite(cols[j], HIGH); } } rowswitch = 1; } } void serialEvent() { readdata = Serial.read(); if (readdata == 48) { gmemory[mpointer] = 0; mpointer++; return; } if (readdata == 49) { gmemory[mpointer] = 1; mpointer++; return; } if (readdata == 50) { mpointer = 0; return; } if (readdata == 51) { timethreshold = 1000; return; } if (readdata == 52) { timethreshold = 100; return; } if (readdata == 53) { timethreshold = 50; return; } if (readdata == 54) { timethreshold = 10; return; } if (readdata == 55) { timethreshold = 2; return; } }

UART、シリアルから数字を打ち込むことで描画します。
コマンドはこんな感じで。

コマンド 内容
0 非点灯
1 点灯
2 描画位置リセット
3 一番明るい設定
7 一番暗い設定

コマンド送るたびに描画位置はひとつづつずれ、勝手に改行していく感じで。
明るさの設定は、各行に電圧加えた後の待機時間を調整することで実現してます。

コマンド例は、こんな感じ。

520000000000000000100000000110001011111110100110101000000001000110000000000000000010000000011111001111111010010010100000000110010000000000000000000111111011111110100010000100100001111110001110000000000000000000111111100000000000011100000000001111111000000000

コレをArduinoのシリアルモニタに、115200bpsで貼り付けると、無事に動作しますよ、うふふ。

工夫?のメモ

  • ビット操作でメモリ圧縮しようとしたら、ビット操作自体時間かかってチラつく!
  • ほんとは非点灯時COL側は、HIGHじゃなくてHi-Zがいいっぽいけど、まあいいや
  • Duty弄ることで、2階調ではなく、8階調くらい作れそうだけど、リニアに変化しないので、めんどくさくなって無しに
  • ドライバIC使ってないので、ちょっとでも処理がモタつくと即ちらつきが!、ホントは2コアCPUとかでマルチスレッドさせたい
  • まあ、ちゃんと作るなら、FPGAのほうがよさそうね、、、

らずぱいにつなげてみました

まずはaptして

apt install python3-serial python3-pillow

pythonをざっくりと。

test.py

from PIL import Image, ImageFont, ImageDraw import serial import time font = ImageFont.truetype("./misaki_gothic_2nd.ttf", size=8) ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 115200, timeout=1.0) time.sleep(2) count = 0 brcount = 0 brightness = 3 while (True): count = count + 1 brcount = count % 10 if brcount == 0: brightness = brightness + 1 if brightness > 7: brightness = 3 image = Image.new("1", (16,16), color=0) draw = ImageDraw.Draw(image) draw.text((0, 0), 'TEST', fill=(1), font=font) draw.text((0, 8), str(count).rjust(4), fill=(1), font=font) image = image.rotate(90) dataarray = image.tobytes() output = str(brightness) + '2' for i in range(32): j = i + 1; data = '{:08b}'.format(ord(dataarray[i:j])) output = output + data print (output) ser.write(output.encode('utf-8')) time.sleep(0.05) ser.close()

無事に動作しましたとさ。
キャプションを入力できます
フォントは美咲フォントを使っているので、漢字とかもいけます、テストしてないけど!

動画だと、こんな感じ!。

ここに動画が表示されます

ま、活用してみます

とりあえず作業場の消費電力を表示させてみたりして。

キャプションを入力できます
右はM5Stick版、無事に同期しとる

それなりに目を引く大きさですし、スキャンさせて点灯させてるので、消費電力を抑えられ気味。
なかなかステキなデバイスな気もします。

まあ、本来の用途は、スペアナとかっぽいけれども、気にしない!。

以上です。

eucalyのアイコン画像
いつも、てきとうです
  • eucaly さんが 2023/09/02 に 編集 をしました。 (メッセージ: 初版)
  • eucaly さんが 2023/09/02 に 編集 をしました。
  • eucaly さんが 2023/09/02 に 編集 をしました。
  • Opening
    Kazekaoruのアイコン画像 Kazekaoru 2023/12/08

    突然のご連絡失礼いたします。
    PCBGOGOマーケティング部門の葉と申します。

    宣伝協力のことに関しまして、
    一度ご相談させて頂けませんでしょうか。

    ご興味がおありであれば、一度ご連絡をいただけますでしょうか。

    ご多用の折恐れ入りますが、ぜひご検討くださいますよう
    お願い申し上げます。
    メール:service10@pcbgogo.jp

    0 件の返信が折りたたまれています
ログインしてコメントを投稿する