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78Kマイコンによる7セグLED温度計(2/2)


 引き続き、後半はLEDを並べて大きな7セグLEDを作り、大きな文字の温度計を紹介します。

■LEDを並べて表示の大きな7セグLEDを作る
 暗い室内で見える7セグLEDの温度表示は、結構便利です。さらに大きな文字で温度表示するためには、前回(1/2)で使ったような市販の7セグLEDを使うとマイコン回路の変更もなく簡単にできます。
 ここでは意味がないと言われそうな、普通のLEDを使って大きな7セグLEDを作ってみました。

 大きな7セグLEDを作るには、LEDをセグメント部分に直列または並列にLEDを並べることで大きくなります。

  • LEDを直列にする場合は電圧が不足し、もう少し高い電源電圧が必要になります。
  • LEDを並列にする場合は、もう少し駆動電流がとれるトランジスタが必要になります。

 どちらにしても、マイコン側の回路は影響し、変更が必要となります。

 使用するLEDは丸型でもかまいませんが、今回は長方形(以下角形と呼ぶ)LEDにこだわってみました。

角形緑LEDで作る
 写真は、年末年始のジャンク販売されていた角形緑色LED(SLP-255B1)を1セグメントあたり2個直列にしてユニバーサル基板に取り付けたものです(追試する方はもう少し明るい仕様のLEDをお勧め)。

b201IMG_0619.jpg  

 1セグメントあたりLEDを2個直列に接続した配線図は、下記のようになります。

b202LEDx7seg.jpg  

角形赤LEDで作る
 次はユニバーサル基板を感光基板に変更し、使うLEDは高輝度の角形赤LED(シャープGL8UR21)にしました。次の写真は、部品と基板です。角形LEDは合計7x2x3=42個(写真はその内の30個)、赤LEDはドット表示用です。

b203IMG_0688.jpg  

 完成した赤LEDによる7セグLEDの写真は下記のとおりです。

b204IMG_0699b.jpg  
使用した高輝度角形赤LEDのGL8UR21(シャープ)はVf=1.85V If=20mA 16mcdです。概算すると、2個直列なのでVf電圧は3.7V程度になり、また7セグメント分の全点灯時に流れるコモン端子の電流は140mA程度になります。


■マイコン回路を変更する
 マイコン部分の回路は、いろいろな7セグLEDが接続できるようにと記事内容を変更し、さらに感光基板にしてみました。

回路の変更内容
  マイコン回路の変更内容は下記のとおりです。

  •  電源を5Vから9Vに変更し、LEDへのドライブ電圧を上げる
  •  電源変更に伴い三端子レギュレータを追加(マイコン用の5V) 
  •  トランジスタを2SC1815から2SC2120 へ変更
  •  各トランジスタのベース抵抗を2.2kΩへ変更
  •  電流制限抵抗器(8本)を変更可能なDIP型集合抵抗器(1個)へ変更

 このマイコン回路基板で使うときは、接続する7セグLEDに流す電流にあわせて、適切なDIP型集合抵抗器に交換して点灯させます。

 使用したDIP型集合抵抗器は千石電商で商品入替中でした。写真の上側(白色)は898-3型(従来品)で、下側(黒色)は新商品だそうです。

b205IMG_0696.jpg


完成基板
 完成した基板は、次の写真のようになります。左側にはエレキジャック8号に付属した78K0/KB2マイコン、下に同付録の温度センサ、中央にマイコン基板、右にDIP型集合抵抗器があります。

 

b206IMG_0701.jpg

 以下は、基板に取り付けた写真です。右側のコネクタに7セグLEDを取り付けて使用します。

b207IMG_0704.jpg

 

 

■動作確認
 変更したマイコン基板に9V電源を接続し、先に製作した大きな7セグLEDを動作させてみます。

●緑色の角形LED使用
 写真は、緑角形LEDで作った表示の大きな7セグLED基板と、記事で紹介した3連7セグ温度計の比較動作です。写真下は雑誌記事の温度計です。この緑LEDによる7セグLED表示はLEDの輝度が低いので、電流制限抵抗として小さな値のDIP型集合抵抗を使用しています。そのため、If電流はDuty33%ながら20mA以上流していますので、お勧めできません


b208IMG_0617.jpg  

●赤色の角形LED使用
 次の写真は、感光基板に赤角形LEDで作ったもの(下)と、記事で紹介した3連7セグ温度計(上)の動作を比較したものです。DIP型集合抵抗は220Ωを使用しています。このときのIf電流は電圧から換算すると約17mAです。


b209IMG_0692b.jpg  

 なお、この温度計は大きな7セグLEDを使わずに力技で行ったので、エレキジャック編集部の方には結構うけていました。
 

おわりに
 読者の方はケースに入れたり別のLEDを使用したり、桁を増やしたりなど、いろいろなアイデアが膨らんだと思います。ぜひ、いろいろな温度計を作ってみてください。


後田敏

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