ちょっと Tea Time!? 【備忘録】新春工作。マイコン内蔵LEDをつかってみる。　2026.1.21

秋月にまだ福袋あるかな〜と思っていましたが、さすがにもうないようです。
ということで、いつもの２Fに行ってみましたが、あまりめぼしいものはなさそうです。
まあ、遊びで買ってみようということでマイコン内蔵LEDを買ってみました。


マイコン内蔵LEDです。２０個で２００円です。OSTW3535C1Aです。
データシート

形状は小さいですが、蛇の目基板に直接実装できそうです。

ある程度のサイズがあるので、蛇の目基板に実装できそうです。

使うには高速なマイコンが必要
　データは24Bitのシリアル転送で行います。１，０はH,Lのパルスの幅で決定されますが、
この時間幅が小さいです（最小で300nSくらい）。実はこれに類似したLEDを以前にPICで動かしてみたことがありますが、
さすがにPICだと遅いので、点灯させるのが精一杯でした。
　今回はRP2040をつかって見ようかと思います。

シリアル転送で動かします。パルス幅が短いので高速なマイコンが必要です。

とりあえず半田付けしてみましょう


こんな形で一袋分の２０個をとりつけてみました。


RP2040マイコンはこれをつかいます。


マイコンをとりつけて完成です。


ＬＥＤの配線はこんな感じになっています。

動かしてみましょう！　2026.1.22

24bitデータを送出するプログラムを作成です。
タイミングは仕様の下限を狙います。そうすれば、伝送速度があげられますからね。
下記のcpu_led_dataout()関数が１つのデータを送ります。

上記のプログラムでのタイミングです。


０コード送出時
H=200ns弱（220ns-380ns)　ちょと短い
L＝580ns(580ns〜1.6us）　下限ぎりぎり


１コード送出時
H=500ns（580ns-1.6us)　ちょと短い
L＝300ns(220ns-420ns）　大丈夫

このタイミングで１データ（24Bit)を送出する時間は下記のようになりました。
２０個のLEDを点灯させるわけですから、これを20個連続で送りますから
最大で19us*20=380us必要ですが、フレーム時間を100fpsに設定すると10ms毎でのデータ送出
になりますから、CPUの占有率は4%程度とかなりすくないです。
さすがにRP2040は速いです。

24bitのコードの送出では、0x000000と0xffffffではそれぞれ17usと19usの時間がかかります。

実際に点灯させると、あれ？

20個のＬＥＤを流れるように点灯させるプログラムを組んでみましたが、
なぜか最後の４個のＬＥＤが点灯しません。半田付けをチェックしてみましたが問題なしです。
ＬＥＤの端子の信号をオシロで調べてみましたが、信号はきているようです。
それと、点灯しているＬＥＤも後方部分ではすこし色調がおかしく点灯するものがあります
（白色指定しているが、それ以外の色がみえる）。

２０個あるうちの後方の４個のＬＥＤが点灯しません。それにすこし色調がおかしいＬＥＤもあります。

ＬＥＤ交換とクロックタイミング変更

まずクロックタイミングをすこし変更して、仕様内に収まるようにしました。そうすると、点灯しないＬＥＤは
そのままですが、点灯しているＬＥＤはすべて白色になりました。やはりタイミングは仕様内にいれないと
いけないようです。
　つぎに点灯しなかった最初のＬＥＤを取り替えました。そうすることで、２０個すべてが点灯するようになりました。
やはり１個不良品があったと思われます。でも、長期保管というだけで壊れるかな？ひょっとして、そういった
事例がみつかったからジャンクとして安価に売っているのかな？このあたりは、よくわかりません。


ようやく全点灯しました。ついでに、裏面にパスコンなどを挿入しています。

ちなみに、変更後のプログラムです。

実際のタイミングは下記になりました。

０コード送出時　H=300ns（220ns-380ns)　L＝600ns(580ns〜1.6us）


１コード送出時　H=680ns（580ns-1.6us)　L＝260ns(220ns-420ns）


さて、動くようになりましたが、これで何をさせようかな？

不良率高そうだなあ〜

色を変化させて点灯させてみると、１個だけ点灯色が異なるものがあった。
輝度を落として白色発光でみてみると、どうやら緑のLEDが点灯してないようだ。


１個のLEDの緑成分が点灯していません。

交換するのも面倒だなあ〜。それにしても、結構不良率が高そうだなあ〜。

買ってみよう！　2026.1.31

このLEDですが１個１０円程度なので、マトリックス状の基板でもつくって点灯させたら
面白いかな〜と思いましたが、調べてみるとすでにそういったものがあるようです。
さらに、LED１個あたりの値段にすると１０円以下です。
　ということもあり思わず買ってみました。


８ｘ８のマトリックスＬＥＤです。これで５００円程度でした。


配線の端子は基板の裏面についています。


ついでにテープ状のものも買ってみました。長さは３ｍあります。


1mあたり６０個のLEDがついています。全部で１８０個ですが、
セール品で８００円ほどでした。LED１個あたり５円程度です。


IP65なので、野外でもそのままつかえそうです。

動かしてみましょう！

ドライバーソフトはまったく同じなので、そのまま繋ぎかえるだけです。
もちろん、LEDの数だけ段数は増やします。


8x8のマトリックスLEDも抜けはありませんでした。


１８０個のLEDも問題なしでした。

これらをつかって、家で電飾したら面白いだろうなあ〜。
絶対変わり者っていわれるだろうなあ〜（笑。

さてさて、本当に何につかおうか？

消費電流は？　2026.2.2

まずは8x8マトリックスLED基板を８枚ほど準備して、キューブ状に張り合わせた
電飾箱を作ろうかと試案中です。そして、どこからにぶら下げれば白色光だと
照明代わりにもなるし、色を変化させればイルミネーションにもなります。
パターンはリモコンで変更できるようにすればいいかな〜。

しかし、このLEDはどのくらいの消費電流なのだろう？
ということで、一度はかってみることに。


全点灯させてみました。結構、明るいです。


ちょっと見にくいですが、1.788Aでした。こりゃ、大食いです。

１枚のパネルを全点灯させたら1.8Aほど電流が流れました。
結構大きいなあ〜。
まあ、考えたら当たり前かもです。LED各素子に10mA流すとすると
RGBで30mA。これが8x8=64あるわけですから、1.92Aくらいは流れることになります。

しかし、これが８枚だと1.8A/枚としても14.4Aかあ〜。
20Aクラスの５V電源が必要になるし、また配線もかなり太くなりそうです。
まずは電源をどうしようか？

これを買ってみましょう！　2026.2.3

AMAZONで探していたら、こんなのがありました。
さらに割引クーポンがついていたので、６００円ほど値引きがありました。

5V20Aでよかったのだけど、これが安かったです。

色々と準備　2026.2.6


5V30Aのスイッチング電源が届きました。


追加のLEDパネルも届きました。なんかLEDの色が違うなあ〜。


ついでに60個LED/mの5mリールも購入です。


IP30なので防水処理はありません。まあ、その分安価です。

テープ状のLEDは5mありますが、電源ラインの両端間の抵抗を測定したら2.3Ωありました。
電源ラインとGNDの両方だと4.6Ωになります。結構、抵抗が大きいので電流が流れると
かなりの電圧降下が生じてしまいます。LEDは5mで３００個ありますが、全灯できるのは
１０個程度でしょう。

LEDキューブも面白いかな？　2026.2.8

面で点灯させるのもいいけど、３Dで点灯させるのも面白いかもです。
下記のようなキットも色々とでています。
まあ、作るのは大変だろうなあ〜。

LEDキューブのキットも色々あるようです。作るのは試練だなあ〜。

ちなみに、いま手元にどのくらいのLEDがあるかを調べてみました。
主に福袋についていた赤色LEDがほとんどですが、結構な数がありそうです。


部品箱にたまっているLED。秋月の福袋などについていたものがほとんどです。

ざっと個数を調べてみました。LED２０個の重量が5.87gだったので、
総重量から推測すると、およそ950個でした。１０００個まではなさそうです。
１０００個あれば１０ｘ１０ｘ１０の３Ｄができたのだけどなあ〜。
まあ、作るとすれば回路的にすっきりする８ｘ８ｘ８が順当でしょう。
そうすればＬＥＤは５１２個で足りますから、現状でも十分たります。


0.01gの分解能がある秤です。部品の個数を数えるのに便利です。

とりあえず並べて　2026.2.14

もともと８ｘ８のＬＥＤマトリックスはキュービック状にしようかと思いましたが、
とりあえず並べて動かしてみることにしました。


テープでつなげて連結です。


裏面はこんな感じで接続です。電源ラインはφ0.5mmの銅線をつかって、そこから各ＬＥＤ基板に給電です。


とりあえず点灯させてみました。

せめて文字パターンが流れて表示できるようにしようかなあ〜。

（つづく）