2015年09月27日

番外編 -7セグメントLED基板の作成

シリアル通信を使って何かする予定でしたがまだ何をするか決めていないので、とりあえず今回は7セグメントLEDのArduino用シールド基板を作ります。
シールドとはArduinoの上に取り付けられる基板のことです。回路をシールドとして実装すれば、シールドを抜き差しするだけで回路を変更することが可能です。
7セグメントLEDの回路は以前も作成しており今後も出番が多そうですので、シールド化します。

IMG_8414.jpg



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目次



1. 回路設計

基本的な設計は以前に作成したダイナミック点灯式の7セグメントLED回路と同じです。下図のLEDスイッチング回路を7セグメントLEDを制御するのに必要な数(LEDを7つ、トランジスタを4つ)へと増やします。

26_LEDスイッチング回路_1.png


下図が実際に作成するシールドの回路です。Arduinoに取り付け可能なよう7セグメントLEDの回路にArduinoと接続するためのコネクタ(部品記号:SV)を加えています。

26_7SegScheme.png



2. 基板実装

作成した回路図を元に必要な部品をまとめ、基板を実装しました。

部品番号部品数量
1R1-R4抵抗器 10[kΩ]4
2R5-R12抵抗器 330[kΩ]8
3TR1-TR4トランジスタ 2SC18154
4LED17セグメントLED OSL40562LR1
5SV1-SV2ピンソケット(8pin)2
6SV3ピンソケット(10pin)1
7SV4ピンソケット(6pin)1
8-Arduinoシールド用基板1

IMG_8402.jpg

IMG_8403.jpg


コネクタに白い箇所がありますが、これはただのテープです。
シールドのコネクタもArduinoのコネクタと同様に線を繋ぐことができます。ですが、シールドで使用しているピンに線を繋ぐと動作がおかしくなりますので、間違って線を繋がないようテープで防止しています。

26_LEDスイッチング回路_7.png


基板の設計で特筆するようなことはありませんが見栄えのことを考え、LED回路はLED回路、スイッチング回路はスイッチング回路でまとめています。

26_LEDスイッチング回路_2.png

26_LEDスイッチング回路_3.png


なお、基板は回路図通りに実装するつもりでしたが、この基板は回路図通りではありません。誤って、抵抗器を実装する際に接続する穴をずらしてしまいました。そのため、抵抗器とコネクタの接続が回路図と異なっています。
幸いにも抵抗器とコネクタの接続が回路図と異なっていても、Arduinoのスケッチで制御するピンを変更すれば修正可能ですので、基板実装は修正せずそのままにしています。

26_LEDスイッチング回路_4.png


3. スケッチ

動作確認用に、起動してからの時間を表示するスケッチを作成しました。(本来の拡張子は「.ino」ですが、「.txt」に書き換えています)

なお、以前のダイナミック点灯制御間違いがありましたので、今回のスケッチで修正しています。
以前の制御では "数字を数[ms]表示→桁を移動→数字を数[ms]表示→桁を移動→…" と繰り返していました。この制御だと数字を表示したまま桁を移動するので、直前の桁の数字がうっすらと表示されてしまいます

26_LEDスイッチング回路_5.png


そこで桁を移動する前に数字の消灯処理を入れ、 "数字を数[ms]表示→数字を一瞬消灯→桁を移動→数字を数[ms]表示→数字を一瞬消灯→桁を移動→…" に変更しました。これで直前の桁の数字がうっすらと表示されることはなくなりました。

26_LEDスイッチング回路_6.png


4. 動作

動作確認の動画です。起動すると1秒ごとにカウントアップしていますので、シールドは正常に動いていることがわかります。



これで7セグメントLEDのArduino用シールド基板ができました。
次回はこのシールドをパソコンで操作できるようにしたいと思います。


参考資料

  1. 作者名:J.Sugita . "7セグのセグメントが薄っすら光ってしまう件". サイト名:『昼夜逆転』工作室. http://jsdiy.web.fc2.com/seg7dynamicdrive/, (参照日:2015-09-27)


posted by ました at 16:47| Comment(0) | TrackBack(0) | 電子工作の実践 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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