Arduinoと7セグLEDの接続

この記事はAdvent Calendar 2014 2日目の記事です。
http://www.adventar.org/calendars/638

出だしとなるこの記事で皆にプレッシャーを与えれるよう頑張ります。

Arduino

昔電子工作をするにあたって必要な知識は、トランジスタ・コンデンサ・抵抗・論理回路等々様々な知識が必要で計算もとても難しく面倒なものでした。パソコンとの接続まで行おうものならまた労力が更に増えました。

その電子工作を簡単に行えるようにマイコンと集権機器を整備したのがArduinoです。

ジャンパピンと呼ばれる導線で、端子とLED等の部品を繋ぎます。そして、USBでArduinoとPCを接続してC言語でプログラミングするとあっという間にLEDが光る回路の完成です。

回路図・ソフトウェアなどは公開されていて、自分だけのArduinoの基板を作ることも可能です。今回はArduinoの中でも小さく、安価でUSBが標準で接続できる「ArduinoNano」を使用します。

部品

LED

LEDはみんな知ってるLEDです。3Vくらいの電圧をかければすぐに光ってくれるものの、極性(プラスとマイナス)があるので少々みんなを悩ませます。5Vくらいの電源から3VのLEDのを光らせてあげたい場合は抵抗器を使用します。電流を制限していい感じに3Vくらいの電圧を作ってくれます。プラス端子をアノードマイナス端子をカソードと読んでいます。
2014-12-02 blog LED


ブレッドボード

穴がいっぱい開いている板です。ジャンパピン・ArduinoNano・LED・抵抗器などを刺すだけで接続されるのでハンダ付けをする必要がありません。下の図の右側のように内部的に結線されています。
2014-12-02 blog Breadboard


7セグメントLED

バック・トゥ・ザ・フューチャーのアレです(正確には違いますが)。7個のLEDを組み合わせていい感じに数字を表示できるようにした部品です。7個のLEDのプラス端子、マナス端子をそれぞれ出して14本の端子が出ているのは格好が悪いので、マイナス端子もしくはプラス端子をそれぞれくっつけてしまうのが普通です。プラス端子をくっつけたのをアノードコモン、マイナス端子をくっつけたのをカソードコモンと呼びます。
2014-12-02 blog 7seg kairo

組み立て

今回はアノードコモン型の7セグを2桁を光らすことを目標としていたので、PNP型と呼ばれるトランジスタを使用しました。これは、信号を流すと多くの電力を7セグに供給してくれます。マイコンだけでは7個のLED全部を光らせることは出来ないので使用します。トランジスタで、右の7セグのみに電力を供給し、光らせる。これを左も行い高速で繰り返すことで人は同時に点灯しているものと錯覚します。
2014-12-02 blog body

ソフトウェアは、明日以降のAdvent Calendarで@44x1carbonさんに託します。

使用した部品

  • 抵抗器330Ω 7個
  • 抵抗器数キロΩ 2個
  • PNP型トランジスタ 2SA1300 2個
  • ブレッドボード
  • Arduino Nano
  • ジャンパピン
    Arduinoを含めずに合計400円程度で手に入る部品です。

図を作成したソフトfritzing

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