楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

7セグメントLEDをアナログ的に使ってみる

  

数字やアルファベットの一部を表示する7セグメントLEDはマイコンなどのデジタル的な使い方では非常にポピュラーですが、アナログ的に使う場合について見てみましょう。

7セグメントLEDは輝度や大きさの違うものがたくさん販売されていますので、基本的には個々にデータシートの内容をみて使い方を考えなければならないのですが、ここでは、もっとも一般的なものを取り上げてその様子や使い方をみてみましょう。

ただし、最初にお断りしておきますが、アナログ的な使い方では、マイコンを使って表示させるような汎用的で頻繁な表示変更などは不向きなので、必ずしもこのような使い方をお勧めするものではありません。

この方法では、せいぜい固定的な表示が精一杯ですが、使い方のポイントを知っていると、例えば、ガソリンスタンドの金額表示のような大きな表示のように、数字を固定して使う場合などでは、マイコンなどを使うよりも使い勝手がいい場合もあるかもしれませんので、何かの参考にしていただくといいでしょう。

7セグLEDは2種類の仕様に分かれています

このようにLEDの7つの棒(セグメント)とドット(小数点)を点灯させることで0-9の数字や、疑似的なアルファベットを表示するのですが、使い方を考える場合は、上のように、製品によって接続方法に違いがあることに注意します。

ダイオードなので、電流はアノードからカソードに流れることに注意して回路を組めばいいのですが、あとで紹介する「表示用のデコーダIC」などを使う場合には、関連するICは「カソードコモン」用のものが多いようなので、初めて購入する場合は「カソードコモン」のものを購入するといいでしょう。

各セグメントを点灯させる

一般的な点灯回路は次のようにします。

これはカソードコモンの7セグLEDを使った例ですが、このように、私はいつも、電流制限用の抵抗値については、電源5Vでは何も考えずにほとんど220Ωを使っています。 

これは、多くのLEDの仕様は「2V・20mA」程度で点灯させますので、(5-2)/0.02=150Ω ですし、高輝度タイプのものでも、特殊なものでなければ3.5V30mA以下ですので、計算では(5-3.5)/0.02=75Ω となりますが、電流をたくさん流してもそんなに明るくならないので、あえて小さな抵抗にしないほうがいいと考えて、150-330Ω程度であれば「よし」と考えています。

そして、もしも、次のように「抵抗を1つ」にするとどうでしょうか?

セグメント数でいえば、1が一番少ない2コで、8が最も多い7コですが、抵抗が1つですので、点灯するセグメントが多くなれば電流が分散して、一部が暗くなったり数字によって明るさの差が出るので、各セグメントLEDに抵抗をつけるのが普通です。

1つの抵抗にした場合の明るさの違いは以下のようになりました。

はっきりとはわかりませんが、少し露光を絞り込むと下の写真のようになって、点灯しているセグメントの数で輝度の差があるのがわかりますが、意外と「差が少ない」ようです。

このような回路でも実用的には問題なさそうだということを覚えておくといいかもしれません。

さて、通常の回路で4桁のディップスイッチを2つ使って7セグ+小数点を割り当てて、それをブレッドボードに配線してみました。


これはアノードコモンの7セグLEDを使っていますので、3・8のいずれかの端子を+5Vに接続すればいいことになります。

このように、1つの数字を表示させるだけでも、結構配線が多いのに驚きます。

 

表示したい数字のセグメント部分を同時にONにします。Dpは小数点です。

3・8はどちらか一方をコモンとして(この場合は+5Vに)つなぎ、例えば、左の「3と小数点」を表示したいのであれば、下の表にあるように、2・4・6・7・10ピンに対応するスイッチをONにすればいい…ということです。

しかしこのように、結構複雑ですので、1桁の数字であれば対応できそうですが、桁数が増えると大変です。 そこで次に、スイッチの数を減らすことを考えてみましょう。

7セグデコーダIC「TC4511BP]を使う。

ここでは「TC4511BP」というICを使いますが、「LEDドライバIC」「7セグメントドライバ」などのキーワードで探すと、同様の7セグLED用のICが販売されており、点灯制御のための入力が4ビットであったり16ビットになっているなどや接続できる7セグLEDの数の制限などの違いはあるものの、ここで紹介するようなアナログ用途でも使えます。

ここで紹介するTC4511BPはBCDコード(二進化十進表現コード)と呼ばれる、2進数4ビットで10進数の0-9を表せるもので、普通の4つのDIPスイッチを使って入力することもできるのですが、ここでは「10ステップの正論理DIPロータリースイッチ」というのがあるので、それを使ってみることにします。

 

このロータリースイッチを使うと、10進数が直感できるので便利です。


回路例を紹介します

ブレッドボードに回路を組むと、次のような感じです。

ロータリースイッチの端子1・2・4・8はICのA・B・C・Dに対応しているので、図のように接続します。 

このICにはピン接続図にあるように余分な端子があり、デジタル的には便利なものですが、ここでは使わないので、データシートにある「真理値表」を参考にして、上のように電源端子に接続しています。

このICはDp(小数点)を扱わないので、上のように、それだけは5番ピンに電源を接続して点灯させてやる必要があります。(回路図の1点鎖線部分)

ロータリースイッチを回すと、0123456789と小数点が表示されます。

・・・以上です。

7セグLEDはどこかで使ってみたい部品の一つなのですが、アナログ的な使い方では、このように、意外に使いにくい感じがします。 

しかし、このような考え方で点灯させていることを知っておくと、例えば、大きな表示板のブロックごとのLEDの点灯をコントロールするなどの場合のヒントになるかもしれません。

部品自体も安いものですので、時間があるときに何かをして遊んでみてください。


→ INDEX(目次)のページへ その他の電子工作へのヒントに


  PR


その他の私の記事の紹介

ナイフ作りで熱処理の基本を学ぼう
ナイフの熱処理
鋼の熱処理や特に「焼入れ」などは専門的でわかりにくいのですが、鋼種、加熱冷却の基本を知れば、ガスコンロなどで自分で熱処理することができます。これを知っていると、熱処理依頼をするにも、的を射た打ち合わせができるでしょう。ここでは、炭素工具鋼の熱処理をしながら、熱処理について説明しています。

 【大阪市営渡船8ヶ所を歩いて巡りました
大阪市営渡船
大阪市にかかる川を行き来するために、大阪市が運営する渡船が8か所あります。それを徒歩で踏破しました。全工程の地図と渡船の時刻表をつけています。歩く距離は15kmほどで、自転車も乗船OKですので、季節のいい時にトライしてはどうでしょう。

焼入れするステンレスのウンチク
ステンレス鋼
焼入れするステンレス鋼の用途が広がっていますが、一般の工具鋼と違って、熱処理のしかたやその性質がわかりにくいという声を聞きます。一般書籍とは違う説明のしかたで、性質と分類、熱処理などについてさらっと紹介しています。

私の大阪ことば 大阪弁
太陽の塔 夜の顔
50年住んだ東大阪市(旧河内市)を離れて豊中に移ったところ、大阪弁が半分消えてしまっています。話し言葉は変わるのは当然ですが、少し寂しい感じなので、私の話し言葉を録音しました。10年後にはどうなるのか、楽しみでもあり心配でもあります。

Page Top▲
(来歴)R2.12記事作成 

電子工作記事の目次

最小限必要なことのおさらい(1-1)

最小限必要なことのおさらい(1-2)

電子工作に使う電源のいろいろ(1-3)

最小限 必要な準備をしましょう

LEDで遊んでみよう

Arduino用センサキットのLEDで遊べそうですか

7セグLEDをアナログ的に使う

バータイプLEDを使ってみる

ろーそくICとはどんなものなのでしょうか

モーターを使って遊んでみよう

DCモーターの回転数を変えてみる

DCモーター用のドライバー

モータードライバーNJU7386を使ってみる

電子工作に使えそうなバイポーラトランジスタ

バイポーラトランジスタの互換性を見てみよう

バイポーラトランジスタのダーリントン接続

電界効果トランジスタFETの基礎

発振によってBEEP音を出してみよう

マルチバイブレータでLED点滅

その他の発振回路:少部品で確実に発振する回路

CdSセルを使ってみよう

電子工作に使えそうなスイッチ類

メカニカルリレーを使った自己保持回路

磁気に反応するホールICを使ってみる

磁気センサの「磁気抵抗素子」

メロディーICを使ってみましょう

サーミスタと温度センサICを紹介します

光を利用する発光受光素子

フォトインタラプタとフォトリフレクタ

オペアンプの使い方(1)オペアンプと電源

オペアンプの使い方(2)コンパレータ

オペアンプの使い方(3)非反転増幅

オペアンプの使い方(4)反転増幅回路

オペアンプを使った発振回路

タイマーIC NE555を使って見よう

タイマーIC「555」を使い倒そう 

コンデンサマイク用ミニアンプを試作

10進カウンタICとシフトレジスタIC

ボルテージディテクタ・リセットIC

バイナリカウンターを使ってみよう

エレキギターを作ってみる

テスターとオームの法則から始まる電子工作

応用のページのINDEX(目次)

関連記事のINDEX(目次)


PR


その他の記事

大阪モノレール 18駅を紹介
大阪モノレール
大阪の北部を走る4両のかわいいモノレールで、全部で18の駅があります。途中にガンバ大阪のホームグラウンド最寄り駅の万博記念公園駅などがありますが、他線への乗り継ぎのための利用者が多いようです。一つ一つの駅に乗り降りして各駅を紹介しています

フィリピンへ英語の勉強に行こう!
フィリピン英語留学
英会話を学ぼうと1ヶ月間セブ空港のあるマクタン島に短期留学したときの内容です。会社に在職中のシニアが単身1ヶ月留学でしたが、行ってよかったと思っています。今、新型コロナの影響で渡航は難しいのですが、何かの参考になれば・・・。

大阪城のトイレを全部紹介
大阪城の公衆トイレ
大阪の観光名所で外人さんを含めてたくさん訪れる大阪城ですが、トイレがいま一つという感じがします。約20ヶ所の公衆トイレがありますが、全部の男子用トイレの外観を紹介していますが、皆さんは、どのように感じられるでしょうか?

大阪国際空港
大阪国際空港
大阪の人は伊丹空港と呼んでいますが、国際線は関西空港に移ったあとでも国際空港の名前が残っています。運営会社が変わって施設の更新も進んでいます。レストランや駐車場情報も随時更新。

おすすめのスポンサーサイト







レアジョブは満足度No1、hanasoはNo2と自社でPRしているところからおすすめです。私はhanasoで5年以上学んでいます。しっかりしたオンライン英会話サイトは長続きできます。
ネイティブと話すにはNOVAが安くて便利です。他の教室も利用できるしマンツーマンの授業料も安くなっています。
















趣味の世界はよくわかりませんが、最近息子がフィギュアや船のプラモデルを作っているのを見て、非常に奥深いのを感心しながら見ています。結構高価なものも多く、完全に大人の趣味の世界ですね。








   

私の利用しているWEB関連の会社です。HPがわかりやすいので長い間利用しています。ストレスがないので長く使えているのでしょう。