ちょっと前にNetduino 3 wi-fiが届いたので、
電子工作素人が4桁7セグメントLEDを使って遊んでみました。
Netduinoとは？
Netduinoとは、.NET Micro Frameworkに対応した、
Arduino互換のマイコンボードです。
マイコンのくせにプログラムがC#でVisual Studioを使って書けちゃうので、
コーディングもデバッグもかなり楽にできます（主観）。
詳しくは以下の記事でどうぞ。
今回使うもの
- Netduino 3 Wi-Fi
- 4桁7セグメントLED (OSL40562-LB, カソードコモン)
- 220Ω抵抗×8
回路
4桁7セグメントLEDについてはこちらで解説がなされているので、
詳しい解説はそちらに丸投げします。
ざっくり言うと1桁あたり8つのLED（7セグメント+小数点）が使われていて、
それを1桁ずつ順番に超高速で点灯させることで4桁分の表示を行っています。
（ダイナミック点灯方式）
1つだけ注意点として、NetduinoのI/Oピンは25mAまでしか耐えられないそうなので、
何も考えず8つ全てのLEDを全力で点灯させると、
8つのLEDの電流が全部カソード側のピンに流れ込んで死ぬ可能性があります。
よってLED1個あたりの電流を25mA÷8≒3mAちょっとに抑えなければなりません。
そこで試しにこんな感じの回路を作って、LED1個あたりに流れる電流を計測してみます。
Netduinoの3.3V端子から適当な抵抗とLED1個を通ってGNDへ流れるだけの回路です。
この7セグメントLEDはアノードが8本、カソードが4本あるのですが、
そのうちの適当な1つずつにNetduinoの+側と-側を繋げています。
この状態で抵抗の両端の電圧を計測してみると0.6Vかかっていたので、
0.6V÷3mA=200Ω以上の抵抗を使えばだいたい安全、ということになります。
というわけで今回は手元にあった220Ωの抵抗を使いました。
そんなこんなで出来上がった回路はこんな感じになります。
コード
こんな感じのコードになりました。
いつも通りC#で良いのでだいぶ書きやすく感じます。
（LEDの点灯パターン定義がめんどくさいですが……）
using System.Threading; using Microsoft.SPOT.Hardware; using SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino; namespace SevenSegmentQuadLED { public class Program { /// <summary> /// 0～9までのLEDの点灯パターン /// </summary> static bool[][] numberPattern = new bool[][] { new bool[] { true, true, false, true, false, true, true, true }, new bool[] { false, false, false, true, false, true, false, false }, new bool[] { true, true, false, false, true, true, false, true }, new bool[] { false, true, false, true, true, true, false, true }, new bool[] { false, false, false, true, true, true, true, false }, new bool[] { false, true, false, true, true, false, true, true }, new bool[] { true, true, false, true, true, false, true, true }, new bool[] { false, false, false, true, false, true, true, true }, new bool[] { true, true, false, true, true, true, true, true }, new bool[] { false, true, false, true, true, true, true, true } }; /// <summary> /// Netduinoボード上のアノード側のポートの定義 /// </summary> static OutputPort[] anodePorts = new OutputPort[] { new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D13, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D12, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D11, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D10, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D9, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D7, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D6, false), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D5, false) }; /// <summary> /// Netduinoボード上のカソード側のポートの定義 /// </summary> static OutputPort[] cathodePorts = new OutputPort[] { new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D0, true), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D1, true), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D2, true), new OutputPort(Pins.GPIO_PIN_D3, true) }; public static void Main() { int count = 0; while (true) { // 1の位を表示→3ms待機→10の位を表示→3ms待機→……を高速に繰り返す clearDisplay(); writeNumber(count % 10, 0); Thread.Sleep(3); clearDisplay(); writeNumber((count / 10) % 10, 1); Thread.Sleep(3); clearDisplay(); writeNumber((count / 100) % 10, 2); Thread.Sleep(3); clearDisplay(); writeNumber((count / 1000) % 10, 3); Thread.Sleep(3); // カウントアップ count++; } } /// <summary> /// 指定した桁に数字を表示します。 /// </summary> /// <param name="number">表示する数字（0～9）</param> /// <param name="digit">桁数（0～3、10のn乗部分に相当）</param> static void writeNumber(int number, int digit) { // 指定されたカソードをLOWにして電流が流れ込んでくるようにする cathodePorts[digit].Write(false); writeNumber(number); } /// <summary> /// 数字を表示します。 /// </summary> /// <param name="number">表示する数字（0～9）</param> static void writeNumber(int number) { for (int i = 0; i < 8; i++) { anodePorts[i].Write(numberPattern[number][i]); } } /// <summary> /// 表示を全てリセットします。 /// </summary> static void clearDisplay() { foreach (var anodePort in anodePorts) { anodePort.Write(false); } foreach (var cathodePort in cathodePorts) { // カソード側のピンをHIGHにして電流が流れ込まないようにする cathodePort.Write(true); } } } }
