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日亜製フルカラー LED の制御方法

最終更新日さいしゅうこうしんび:2023-08-10

 このページでは、東京メトロ 8000 系のフルカラー側面行先表示器で使われている日亜製フルカラー LED モジュールの制御方法を解説します。実際に表示させる方法(スケッチ)は、こちらを参照してください。

概要

 日亜製のフルカラー LED は、LUM や HUB75 とは異なった制御方法で点灯します。少しややこしいですが、機能を使いこなせれば表現の幅が広がり色もきれいなので、個人的にオススメな表示器の 1 つです。

 LED 電源と、制御回路(Arduino 等)の電源投入のタイミングに差があると、上段が暗くなってしまいます。できるだけ同時に電源を投入するようにしてください。

ピン配置

 ピン番号は、基板上に書かれています。正面(LED がついてる側)から見て右側が入力で、左側が出力です。数珠つなぎにする場合、出力を次のパネルの入力に接続します。また、このピン配置は、LED モジュールのピン配置ではなく、もともとついていた制御基板側に差し込まれていたコネクタのピン配置となっています。LED 側に NC ピンがあり全てのピン機能がわからないためです。コネクタを交換する際はご注意ください。データシート等がないため、ピン名は私が勝手につけた便宜的なものとなっています。

ピン番号 名称 説明
1 A0 アドレス入力。
2 A1
3 A2
4 A3
5 DF 不明信号。L にしてください(H にすると書き込まれません)
6 WE メモリ書き込み制御
7 - 未接続
8 MSEL メモリ選択。H で色領域が選択される(詳細後述)
9 - 未接続
10 - 未接続
11 D2 データ入力(詳細後述)
12 D1
13 D0
14 CLK クロック信号
15 GND グラウンド

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メモリの解説

 この LED は、メモリタイプの LUM のように、表示メモリを持っているので、一度表示データを書き込めば画面を保持してくれます。ただし、以下の点が LUM と異なります。

  • AE、SE、A/BB がない。
  • したがって、A 面・B 面はなく、単一画面のみ
  • メモリには色領域と表示領域がある。

 AE、SE、A/BB がないので、LATCH 感覚で WE を入れれば表示データ自体は受け付けてくれます。しかし、メモリに 2 つの領域があるので、表示データを送っただけでは点灯しません。MSEL で領域を選択します。MSEL が H のとき色領域、L のとき表示領域に書き込まれるようになります。表示領域には表示データを書き込みますが、表示データを書き込むたびに色データを色領域に書き込む必要があります。一度色データを書き込めば何度でも表示を更新できるというわけではなく、表示更新のたびに色データを書き込まないと真っ黒になることがありますので、毎回色データを書き込んであげてください。

 色領域には、どの色を使用するか、すなわち使いたい色を書き込みます。512 色の中から 8 つ選ぶことができます。表示領域のアドレスは縦 16 ドットなので 0 から 15 ですが、色領域のアドレスは 8 つを選択するため 0 から 7 になります。つまり、色領域に書き込む場合は A3 は使用しません(L にします)。

 ところで、データ線が D0 から D2 の 3 本があります。これはそれぞれが赤・緑・青ではなく、色番号を指定するのに使用します。色領域に書き込む際は D0 が暗、D1 が中、D2 が明で各色の明るさを指定します。すなわち 3 ビットカラーで 8 段階の明るさを選べます。8(段階)^3(色)で 512 色の中から選ぶことができます。

 色データの書き込み手順ですが、まず、最左パネルの青色の明るさデータを書き込みます。次に緑色、最後に赤色です。3 色分の色データを指定できたら、2 枚目のパネルに移ります。こちらも同様青・緑・赤の順にデータを入れます。書き込みは表示データの書き込みと同じで、アドレスを指定して WE のパルスを入力します。アドレスは色番号になります、例えばアドレス (0,0,0) に 黒 を書き込んだ時、表示領域に (0,0,0) を書き込めばそのドットは 黒 になります。

 色領域に書き込む際はデータ線には階調を流し込むので、青 7 緑 0 赤 7 にすればマゼンタになり、すべて 7 にすれば白、すべて 1 なら暗い白=灰色になります。

表示データの作成

 メトハチの表示器は 32 x 112 ドットなので、ペイントソフト等で 32 x 112 のデータを作成してください。表示データは、色番号 0 を黒、色番号 1 を赤、のように、各色番号にあらかじめ決まった色を指定して作ります。あらかじめ決められていない色を使用した場合、エラーが出ます。セレクトカラーで使いたい色は画像データで選ぶのではなく、スケッチ内で選ぶので、ここでは何色を使いたくても以下の色のみを使用してください。

(R, G, B) 色番号
0, 0, 0(黒) 0
255, 0, 0(赤) 1
0, 255, 0(緑) 2
255, 255, 0(黄) 3
0, 0, 255(青) 4
255, 0, 255(マゼンタ) 5
0, 255, 255(アクア) 6
255, 255, 255(白) 7

 例えば、このような表示データを作ります。以上の表に示した色をすべて使っています。

表示器のテスト 彼氏欲しい

 色の選択は画像データ作成時ではなく、スケッチ内で決めるため、必ず以上の表の色のみを使用してください。以下はグラデーションの例です。

沖縄

 作成した表示データは、このツールで配列に変換できます。

制御の手順

  1. 色領域を選択する。
  2. 色データを書き込む。
  3. 表示領域を選択する。
  4. 横 1 行分の表示データを流し込む。
  5. 縦 16 ドット分繰り返す。
  6. これで点灯します。

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