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。

void cpu_led_high()
{
　int i;
　for(i=0;i<7;i++) output_high(LED);
　for(i=0;i<2;i++) output_low(LED);
}

void cpu_led_low()
{
　int i;
　for(i=0;i<2;i++) output_high(LED);
　for(i=0;i<7;i++) output_low(LED);
}

void cpu_led_dataout(int data)
{
　int i;
　int j=0x800000;

　for(i=0;i<24;i++){
　　if(data&j) cpu_led_high(); else cpu_led_low();
　　j = j >> 1;
　}
}

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。

void cpu_led_high()
{
　int i;
　for(i=0;i<10;i++) output_high(LED);
　for(i=0;i<2;i++) output_low(LED);
}

void cpu_led_low()
{
　int i;
　for(i=0;i<4;i++) output_high(LED);
　for(i=0;i<7;i++) output_low(LED);
}

void cpu_led_dataout(int data)
{
　int i;
　int j=0x800000;

　for(i=0;i<24;i++){
　　if(data&j) cpu_led_high(); else cpu_led_low();
　　j = j >> 1;
　}
}

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？

（つづく）