C96で使用した電光掲示板(LED Matrix panel)について

3 1月

C96で使用した電光掲示板について,「どうやって作るのですか」という質問を頂いたので,以下に簡単に紹介致します.
(遅くなってしまい,申し訳ございません.)


こんな具合で,角に設置していました.


外観は,こんな具合です.
いわゆる「RGB LED matrix panel P4 64×32」というものです.
LED間のピッチが4mm 64X32個のLEDを並べたパネルという意味です.
Aliexpressで購入しました.
価格は一枚20ドルくらいですが,時期や店舗によって様々です.
(他にもP2やP3といった細かなVer,P5などの大きな粗いVerもあります.)
後述の理由より,最初はAliexpress以外から購入したほうが良いかもしれません.


背面のフレームは,アルミフレームです.
通販で購入しました.


このタイプのパネルは,HUB75という方法で制御しています.
電源電圧は5V,大きな電力を消費する為,電源専用のコネクタも準備されています.
2枚のパネルは,HUB75信号をお手軽に分岐して同時にドライブしています.
殆ど電流が流れないので,これでも問題ないと思っています…恐らく…


このHUB75を制御する方法は何種類かありますが,私はAdafruitというアメリカのメーカのキットを使用しています.

このキット,数回Verがアップデートしていまして,現行品は以下です.
上図の私が使っているVerは古いVerです.このため,SDカードスロットを外付けしています.現行品は,SDカードスロットもついているので,ちょっと楽ちんです.
このキットに,Teensyという高速なArduinoを載せて使います.

SmartMatrix SmartLED Shield (V4) for Teensy 3 ID: 1902 – $19.95 : Adafruit Industries, Unique & fun DIY electronics and kits
https://www.adafruit.com/product/1902

このキットとTeensyをセットで購入して,TeensyにAruduinoIDEでプログラムを少し編集して焼くと,SDカードに入れたアニメーションGIFを再生するようになります.
両方買って50ドルくらいですが,送料がちょっと掛かります.

ここでの注意点は,
・LED Matrix panel のバージョン・仕様を要確認
・電源はかなりパワーが必要
が挙げられます.

■LED Matrix Panel の仕様について
HUB75という制御方法に加えて,HUB75EというE線を追加したものがあります.
仕様に1/16と書いてあれば前者,1/32では後者…と私は見分けています.
私のVerの上記のAdafruitのShield ではHUB75Eは制御出来ず,HUB75のみでした.
他のキットでは,HUB75Eが制御出来るものもあります.

また,これらのLED Matrix Panelでは,シフトレジスタチップを使用しています.
ここからが厄介なのですが,最近AliexpressでPanelを購入すると,新しいLEDドライバ内蔵シフトレジスタを使っているものが送られてくることがあります.
FM6126Aというチップがこれで,年末に64×32のPanelを10枚くらい購入したら,このチップが載っていて途方にくれています…
このチップは,電源投入時に初期化信号を送らないといけないそうで,動かすにはちょっと手間が掛かるかもしれません.
昔は,74HC系のシフトレジスタを使っているものばかりだったのですが…

Aliexpressから購入する場合,こういったチップの指定は出来ない場合も多いので,最初の購入は,以下のようなサイトから購入することをオススメします.

Adafruit Industries
https://www.adafruit.com/

ピカリ館
https://www.akiba-led.jp/

■電源について
電源は,容量に余裕のある電源が必要です.
パネルのピッチやLED個数によって消費電力が変わりますが,64×32パネル一枚でMax2~3A程度消費しますので,5V 5A以上の電源を用意しておくと安心です.

また,このPanelは自発光の為,表示内容によって消費電力が変動します.
この為,表示内容で背景を黒字にして消費電力を抑えてあげると,モバイルバッテリでのドライブも可能です.
上記に関連して,激しく点滅させる場合などには,これが電源ノイズとなる場合もあります.
その場合には対策が必要ですが,1secでの切り替え程度では問題とならないと思います.
(ちょっと電源は鳴きますが,発熱などはありません)

これらを組み合わせてあげると,以下のような表示ができます.

この電光掲示板の表示内容も,ご覧の通り黒背景です.
これは,消費電力を小さくしてあげて,USBのモバイルバッテリでドライブ出来るようにするための工夫でした.
LEDの発熱を低減する為にも,表示内容は「黒背景…白文字」というのが良いと思います.

簡単ですが,スペースで使用した電光掲示板は,上記のように作成をしていました.
現在は最狭ピッチ2mmというものもあるようなので,近々挑戦してみたいと思います.
P2くらいになると,近づいても遜色ないくらいでイラストの表示が可能になりそうです.

もし改善ネタなどあれば,また書いてみたいと思います.

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