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)。
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。
●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。
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。
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。
●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。
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。
■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。
●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。
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
