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ﾏﾄﾘｯｸｽLEDのWifi遠隔制御 　Wifi Lチカ概要 　ﾏﾄﾘｯｸｽLEDの制御

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ﾏﾄﾘｯｸｽLEDの制御
ﾏﾄﾘｯｸｽLEDｷｯﾄ3個とﾏｲｺﾝで顔を表現する、H/W(S/W)の製作

最終目標はﾏﾄﾘｯｸｽLEDをWifiを使用して
遠隔制御することにありますが
ﾏﾄﾘｯｸｽLED自体を制御できないと何も始まりません

このページではWIFI(遠隔操作)は切り離して
とりあえずﾏﾄﾘｯｸｽLED自体を制御するところまでの解説です
前半は基板上に3個のkitとマイコンを実装して
顔を表現するH/Wの作成方法を
後半がS/Wの作成方法の解説です。

H/W作成手順は以下となります。
�@マトリックスLEDキット3セット作成
�Aベースボードの作成、
�Bマイコンと�A、�@と�Aの勘合

�@マトリックスLEDキットの製作
ベースボード側のソケットと勘合するのでKITには
インラインタイプのピンヘッダーを取り付けます。
(半田付けはC面になります。)



キットの組み立て方詳細

※なお残念ながらキットの入力用CNと出力用CNの間が
2.54mmの倍数のピッチとなっていません
標準的なユニバーサル基板と勘合させるためには
ソケットとヘッダーを
少し傾けて実装する必要があります。



�Aベースボードの製作
試作基板では斜めに勘合して使用していましたが
斜めに装着するのが気になったので
傾けずに装着可能なベースボード
（下図の左側の基板）を設計しました。
�B下図の右側はマトリックスLEDキット3個と
WROOM-02開発ボードを
ベースボードに組んだ事例です。


なお、このベースボードはWROOM-02開発ボード以外にも
WROOM-02変換基板フル版(ｽｲｯﾁｻｲｴﾝｽから販売)も
装着可能です。コネクタの位置を換えて実装します。
ソケットのピン数が異なるので使用する環境に合わせて
ソケットとヘッダーを準備します。
また変換基板フル版では3.3V生成レギュレータと
周辺コンデンサの実装が別途必要です。


またローディング環境を外付けで準備する必要があり
ローディング用CNの実装も必要になります。
下図はローディング環境｛試作版｝と接続した事例






注意点(電流容量に関して)

WROOM-02へのローディングはPC保護の観点から
必ずWROOM-02単体で行ってください。
（LEDキットから切り離した状態で行って下さい）
応用例の場合、基板上にWROOM-02を装着した状態で
ローディングしようとするとパソコンのUSBポートから
LEDキットへも電源を供給してしまい、
パソコンへダメージを与える可能性があります。


キット1個あたりの最大消費電流は330mA〜350mA（実測値）となります。
（輝度を最大に設定し、全て点灯させた場合）
一方、パソコンのUSBポートの定格電流は基本的に500mAとなります。
顔を表現するための応用例の場合ではKitを3個使用していますので
ESP8266やArduinoの消費電流を含めると
最大消費電流値は1000mA〜1200mAとなります。
消費電流値を十分考慮して電源を供給して使用して下さい。

パソコンのUSBポートは定格電流500mAとなります。
それ以上の電流を供給させようとすると
パソコンにダメージを与える可能性があります。
Kit　2個以上をパソコンのUSBポートから電源供給させた場合で、
かつKitのLEDを最大輝度で全て点灯させると
パソコン側の定格をこえてしまい、パソコンに
ダメージを与える可能性がありますので注意して下さい。

時間の短い長いによらずKitを2個以上を動作させる場合は
パソコンのUSBポートからの電源供給はさせないで下さい
電源供給は最大消費電流以上供給可能なバッテリー
またはACアダプタを使用して行って下さい。
100円均一などで販売されているAC-USB変換アダプタは
1Aの物が多いようです。
これでは3個最大輝度で点灯させようとすると
容量オーバーとなる可能性があります。
1.5A以上のものを推奨します。

その他　kit使用時は消費電流等安全上の注意点に十分注意いただき自己責任で使用して下さい。


WIFIは不要でマトリックスLEDだけ制御する場合でも
Arduino Pro Mini等で不揮発メモリの容量不足が
発生したらESP-8266の使用を検討下さい。
Wifi機能が使用できるだけでなく
約10倍の不揮発メモリを使用できます。
初期設定は下記を参照下さい。 参考資料にはArduino ProMini用とESP-8266用を用意しております。


参考資料
MAX7219{ﾏﾄﾘｯｸｽLED(8×8)}制御用資料をダウンロード

ESP8266でLED遠隔制御

ESP8266でﾏﾄﾘｯｸｽLED遠隔制御




＜マトリックスLEDを制御するソフト製作手順＞

ハードウェア(H/W)が完成したら
次はソフトウェア(S/W)の作成となります。
昔は複数のマトリックスLEDを制御するのは
結構大変だったと思うのですが・・
ドライバーICが容易にしてくれています。
さらにArduino公式HPにおいてMAX7219を制御する
参考S/Wが公開されていましたのでこれを利用しました。

顔を表現したい方用に3個のキットを使用し
顔の表情を生成する参考S/W(ｽｹｯﾁ)を作成しましたので
ダウンロードできる資料の中に含めておきます。

この参考S/W(ｽｹｯﾁ)を使用いただければ
ユーザーが行わなければならない作業は
輝度設定と表示状態をmaxOne(X,Y,Z);で設定し
どれ位の時間ウエイトを置くか設定するくらいです。


コマンド　maxOne(X,Y,Z);　
のパラメータ（X、Y、Z）ですが

�@Xはマイコン側から見て何番目のIC(ﾏﾄﾘｯｸｽLED)の
を制御するか設定します

�AYには何列目のLEDを制御するかを設定します

�BZの箇所には縦1列のLEDの点灯状態
(点灯は1、消灯は0)とした2進数を作成し
これを10進数へ変換した値を設定する必要があります。

例えば
(消灯、消灯、消灯、消灯、消灯、消灯、点灯、点灯)なら
⇒(00000011)⇒3

(消灯、消灯、消灯、消灯、消灯、点灯、点灯、点灯)なら
(00000111)⇒7

全点灯なら(11111111)⇒255
全消灯なら(00000000)⇒0がZに設定する値となります。。

2進数⇒10進数への変換計算を
新しいパターンを設計する度に行わなければなりません。
2、3パターンならいいのですが
10パターン以上表示パターンを設計しようとすると
この計算が大変面倒です。

この作業を簡素化するために
点灯コマンドを生成するEXCELツールを
作成したのでダウンロードできる資料に
含めております。




指定されている目と口の枠内に
数値の「1」を入力すると
セルの色が変色します
表情を確認しながら
イメージした表情のパターンが
Excel上で完成したところで
AN列にソースコードが
完成しているのでこれをコピペ
Arduino IDEの所定の位置に貼り付けます
後は次の表示パターンのソースとの間に
Delayを挟んでつないでいくだけの単純作業となります。

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(最終更新 2018-05-02)