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。

ミント色！？。

つい気になって、衝動買い。

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。

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。

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！。

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。

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。

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。

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。

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。

で、完成、と。

とりあえずランダム点灯

いい感じです。

やりくちは簡単で。

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。

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！。

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。

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。