ドットマトリクスLED時計の作りかた

matrixfinish

前に紹介したドットマトリクスの作り方の紹介です。
配線が盛りだくさんなので、ゆっくり丁寧に進めていきましょう。

部品の準備

ジャンパワイヤーの準備

まずはジャンパーワイヤーを必要な本数になるように分けます。
カニカマを裂くように分けます。重要なのは色です。
ドットマトリックスLEDのピンは8ピンなので、8本ずつに分けますが、以下のように分けてください。
茶色から灰色までの8本と、からまでの8本、紫から黒の4本に分けます。BlogPaint
これを2セット作ります。

ドットマトリクスLEDの準備

ドットマトリックスLEDのつながり方とピン配置はこんな感じです。
8x8pinnum8x8pin


ピンが順番にならんでいればいいのですが、ばらばらなんです。
縦の列からジャンパワイヤーを挿していきましょう。先ほど分けた茶色から灰色の8本を使います。
茶色を13番ピン、を3番ピン、オレンジを4番ピンというように挿していってください。
ジャンパワイヤーの色と挿すピンの場所は下のようになります。
8x8pinrate8x8pinratepic

次に横の列のピンをつないでいきます。からまでの8本のジャンパワイヤーを使います。
白を13番ピン、黒を3番ピン、を4番ピンというように挿していってください。
ジャンパワイヤーの色と挿すピンの場所は下のようになります。
8x8pinyoko8x8pinyokopic
いったん休んでからでいいので、もうひとセット同じように挿してください。
2セットできたら、それぞれのピンとケーブルの色が合っているか一度確認してください。
これが間違えていると、後で修正するのが面倒なので、よく確認してください。

スイッチの準備

スイッチをジャンパワイヤに挿します。先ほど余った4本を使います。

1つめのスイッチに、紫と灰色を、2つめのスイッチに、白と黒を接続します。
スイッチは抜けやすいのでセロファンテープで固定しておきます。
matrixsw

リアルタイムクロックの準備

次にリアルタイムクロックモジュールです。
リアルタイムクロックモジュールは、中に時計が入っていて、マイコンからの問い合わせで今の時間を知ることができます。停電で電源がなくなっても時計が動作できるよう、モジュールの背面にコイン電池をいれることができます。実験セットには含まれていませんが、CR2032というコイン電池を入れておくといいでしょう。
電池はなくても、電源がつながっていれば時計は動作します。
rtccoinbatt

このモジュールにもジャンパワイヤーを挿します。余った4本と、茶色1本を使います。
GNDと書かれたピンに黒、VCCに白、SDAに灰色、SCLに、SQWに茶色を挿します。
rtcmodulewire

抵抗の準備

部品の準備の最後は、抵抗とICの足を曲げます。
抵抗はこんな感じにします。
matrixreg

マイコン、ICの準備

ブレッドボードに刺さりやすくするため、П型に足を曲げます。
icashimage

ICの足の曲げ方は、こちらの冒頭を参考しすると曲げやすいです。

ここまでで部品の準備は終わりです。

制作の前に

このキットは配線量が多いので、制作前にリアルタイムクロックが正しく動作するか、マイコンに時計のプログラムを書き込んでチェックしておきます。

プログラム書き込みの準備

こちらの記事を参考にして、ブレッドボードにマイコンと、mbedねこちゃんを挿し、プログラムを書き込む準備をしてください。

maiconwire

この状態にしておきます。

リアルタイムクロックモジュールの接続

リアルタイムクロックモジュールを接続します。
リアルタイムクロックとブレッドボードの接続は次の通りです。

  • SQW(茶色)が1b
  • SCL(紫)が2j
  • SDA(灰色)が5a
  • VCC(白)が赤の電源ライン
  • GND(黒)が青のGNDライン

rtcmiconwire

LEDの接続

1aと青いGNDラインに、青色のLEDを接続します。1aが足が長い方を、GNDラインに短い方を挿します。
matrixrtcled

書き込むプログラムの準備

それではマイコンにプログラムを書き込んで、試してみましょう。
プログラムはこちらです。

このページの右側の[Import Compiler]をクリックします。

ダイアログが出るので、[Import]をクリック。

上部にある[コンパイル]で、プログラムのコンパイル(マイコンに書き込むファイルの生成)をします。

マイコンに書き込むファイルが、ダウンロードされるので、パソコンに保存してください。

プログラムの書き込み

mbedねこちゃんとパソコンをUSBで接続してください。パソコンに「MBED」というドライブが追加されます。
ダウンロードしたファイル「kc_matrixclock_withRTC.LPC1114.bin」をMBEDドライブにコピーしてください。

b

コピーが完了したら、mbedねこちゃんの大きな赤いおめめ(赤い大きなスイッチ)を押してください。

matrixrtcled
青いLEDが点滅します。このLEDが点滅すれば、マイコンが正しく動作していることが確認できました。

点滅しない場合は、配線の確認をしてください。

組み立て開始

それでは、組み立てていきましょう。組み立てる前にUSBをパソコンから抜いて、電源を切りましょう。

LEDドライバの接続と動作確認

細長いICがLEDドライバのIC(TLC5940)です。LEDに適切な電流を流して、LEDを光らせる役割をします。
マイコンのとなり、15eにICの1番ピン(丸い凹みがあるピン)がくるように、ブレッドボードに挿してください。
こんな感じです。
leddriverpin
ジャンパワイヤと抵抗で配線します。11本配線します。

    • 16i→4b
    • 17i→2b
    • 18i→6b
    • 19i→9b
    • 20i→10b
    • 21h→近くの青いGNDライン
    • 22h→近くの赤い電源ライン
    • 23jにサイズが小さい抵抗(2.2kΩ 赤赤赤金色の帯)→近くの青いGNDライン
    • 24i→近くの青いGNDライン
    • 25iにサイズが大きな抵抗(220Ω 赤赤茶色金の帯)→29i
    • 29i→5h

matrixledriverwire

こんな感じになります。

マトリックスLEDの接続と動作確認

まず1つ目

2つのLEDマトリックスのうち1つをつなぎます。1つのマトリックスLEDには8本のジャンパワイヤーが2組つながっています。そのうちの白い線がある方のケーブルをマイコンにつないでいきます。つなぐ場所は

  • 青→3h
  • 緑→11h
  • 黄色→12h
  • オレンジ→13h
  • 赤→14h
  • 白→11b
  • 黒→13b
  • 茶→14b

matrixledsiro1

もう一方の白が混ざっていない8本のジャンパーワイヤーはLEDドライバICにつなぎます。つなぐ場所は

  • 茶色→15i
  • 赤→15c
  • オレンジ→16c
  • 黄色→17c
  • 緑→18c
  • 青→19c
  • 紫→20c
  • 灰色→21c

matrixledsironasi1
ここまでつないだら、USBをパソコンに挿してください。
matrixled1
なにか数字が表示されましたか?数字が表示されればOKです。おかしな文字になっている場合には、マットリックスLEDのジャンパワイヤーの色が間違っている可能性があります。
数字が表示されると、テンション上がってきますね。

2つ目

もう一つのマトリックスを接続していきましょう。

まずUSBをパソコンから抜いてください。2組のケーブルのうちの白い線がある方のケーブルをマイコンにつないでいきます。つなぐ場所は先ほどと同じで1ピン分外側です。

  • 青→3i
  • 緑→11i
  • 黄色→12i
  • オレンジ→13i
  • 赤→14i
  • 白→11a
  • 黒→13a
  • 茶→14a

matrixledsiro2

もう一方の白が混ざっていない8本のジャンパーワイヤーはLEDドライバICにつなぎます。つなぐ場所は

  • 茶色→22c
  • 赤→23c
  • オレンジ→24c
  • 黄色→25c
  • 緑→26c
  • 青→27c
  • 紫→28c
  • 灰色→28g

matrixledsironasi2

ここまでつないだら、USBをパソコンに挿してください。
2つ目のマトリックスにも数字が表示されましたか?されればOKです。文字がおかしい場合には、ピンの色を再確認してください。
matrixled2
こんな感じになります。
2つをテープで固定すると
matrixled3
時計になりました!!!!
あとは、時間設定用のスイッチを付けます。

スイッチの接続

あとこの4本を挿せば終わりです。
matrixsw
挿す場所はマイコンの右上の

  • 黒→1j
  • 白→近くの赤い電源ライン
  • 灰色→4j
  • 紫→近くの赤い電源ライン

matrixswplace
赤まるのあたりです。
matrixswon
スイッチをつなぐとこんな感じです。

動作の確認しをしてみましょう。USBをパソコンにつないで電源を入れます。スイッチを押すと時間が変わります。片方のスイッチがゆっくり時間が変化し、もう一つが速く時間が進みます。今の時間に設定しましょう。

完成!!!

matrixfinish
完成です。

USBの端子のあるACアダプタがあれば、パソコンでなくてもOKです。
iphoneについてくるACアダプタや100円ショップの300円のコーナーにも同じようなのが売っていますよ。

制作お疲れ様でした。

MUJIに売っているアクリルケースがぴったり合います。ケース代わりにいいですよ。

 

この記事で紹介したドットマトリクスLED時計実験セットはこちらで購入できます。

 

オリジナルセット作り方
kohacraftをフォローする

関連記事

kohacraftのblog

コメント

  1. 回路図がほしいです

  2. コメントありがとうございます。回路図というほどでもないですけど、//blog.kohacraft.com/archives/1036735380.html のページの下の方の図では厳しいでしょうか。必要であればもう少し詳しく付け足します。あとなるべく回路図書くようにします(メモすらしていない場合が多いです…)。

  3. >リアルタイムクロックとブレッドボードの接続は次の通りです
    >SQW(茶色)が2b
    1bですね。
    写真のピンの色付けの位置は合ってますが、テキストと吹き出しが違います。

  4. あともう一か所
    >もう一方の白が混ざっていない8本のジャンパーワイヤーはLEDドライバICにつなぎます。つなぐ場所は
    >茶色→22c
    :
    >灰色→18g
    の灰色が18gではなく、28gですかね。
    写真の色付き位置は28gで、吹き出しは28iになってますが、28gで動きました。

  5. 鈴木様
    誤植の訂正ありがとうございます。リアルタイムクロックの配線は間違えていると全く動作しないところでした。記事の方は修正いたしました。ありがとうございました。今後ともkohacraftをよろしくお願いします。

  6. 昨夏、購入したものです。
    子供と一緒に、こちらの通りにやってみて、何とか完成しましたが、、、
    全部つないだ後、試しにパソコンとつなぎ時計が表示されたのですが、
    USBを抜いて、ACアダプタにつないでみたら、何も表示されず・・・
    もう1度パソコンにつないでみても、もう時計は表示されなくなってしまいました。( ノД`)
    回路も再度確認しました;
    通電はしているようで、秒カウントのLEDはちゃんと点滅しています。
    原因は何が考えられるでしょうか。。。
    夏休みの工作のつもりだったので、このままでは学校に提出できず;;
    あ、あとWindows10ではプログラムDL後、うまく作動しませんでした;
    Win8.1のPCでDLしたら動きました!

  7. ご連絡ありがとうございます。大量の配線お疲れ様でした。一度正しく動作したということは配線は大丈夫そうですね。
    となると、マイコンかACアダプターに原因がありそうです。
    マイコンが壊れていないか確かめるために、マイコンにもう一度プログラムを書き込んでみていただけますか?
    ACアダプターはUSB出力の物で、USBケーブルでねこちゃんとつないでいますでしょうか?それともACアダプターの出力を直接ブレッドボードにつないでいますか?
    ご確認よろしくお願いします。

  8. windows10の一部のバージョンで書き込み機が認識されない症状があったようです。現在最新のバージョンでは、正しく動作し書き込めることを確認いたしました。お手数ですがWindows updateでwindows10を最新の状態にして試して頂けますでしょうか。
    また、マイコンと細長いICの足が折れ曲がって、正しく刺さっておらず、接触不良になっている可能性も考えられます。マイコンと細長いICの全ての足が、きれいにブレッドボードに刺さっているか確認してみてください。

pocketlinehatebuimagegalleryaudiovideocategorytagchatquotegoogleplusfacebookinstagramtwitterrsssearchenvelopeheartstaruserclosesearch-plushomeclockupdateeditshare-squarechevron-leftchevron-rightleafexclamation-trianglecalendarcommentthumb-tacklinknaviconasideangle-double-upangle-double-downangle-upangle-downstar-halfstatus