3D LED CUBE の作り方 〜その4〜

Arduino を使った 3D LED CUBE の作り方を紹介します。
3D LED CUBE を点灯させるための回路基板をつくります。

実物は三月兎さんのところで展示してありますので、良かったら見て下さい。

 

 

ここでは3D LED CUBE を点灯させるための回路をつくります。
先に説明したとおり、LEDは 9個x 3階層のダイナミック点灯で表示させます。

階層をわけるカソードは9つ分のLEDの電流がまとまって流れるので、FETによってスイッチングします。
カソードコモンなのでドレンをGNDに接続し、ソースにLEDのカソードを接続します。

アノードは 9つありますがそれぞれをArduinoのIOピンに接続します。
このとき、電流制限抵抗をLEDの前か後ろに接続する必要があります。

LEDまわりの略図
LEDまわりの略図

電流制限抵抗の計算式は LEDに流したい電流と電圧によって決まります。
LEDにかける電圧と電流は3V 10mAくらいにしようと思います。
Arduinoは 5V駆動なので、 2V 10mA くらい抵抗にかかる計算です。
E=IR の式に当てはめると、200Ω ですが、 余裕を見て(お決まりの) 330Ω にしました。

LED周りの回路構成が決まったら、次は基板上のレイアウトを考えます。

9つあるLEDをArduino のIOピンにどのように割り振るかを考えます。
LEDの場所の都合と、それぞれのIOピンの特別な役割を考慮して、下の図のように割り振ることにしました。

IOとLEDの配置対応表
IOとLEDの配置対応表

各アノードが刺さる位置に赤色をつけました。
見難いですが、カソードから垂らした線を取り付ける位置に緑色をつけました。
これを参考に部品を配置していきます。

赤色の位置にアノードが来る
赤色の位置にアノードが来る

アノードとIOの結線表と、実際の基板を見比べて抵抗を配置していきます。
それぞれの線はこの後 3D LED CUBE の足と接続できるように少し穴からずらした位置で切ります。

アノードが来た時に接続できるようにしておく
アノードが来た時に接続できるようにしておく

このように配置されました。
カソード用のFETがまだ載っていませんが、中央あたりに載せるつもりで配置してあります。

抵抗の配置はこうなった
抵抗の配置はこうなった

裏面はこのようになっています。
こちらはカソード用のFETが載った状態です。

裏面の配置図
裏面の配置図

次回はいよいよ 3D LED CUBE をドッキングします。

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