WRX　micro:bitを車両で使う　その２２　7セグメントLEDの利用（TM1637ドライバ）

2020年5月6日Ad,micro:bit,社外部品・DIY

久しぶりにmicro:bit関連の記事です。今回は「TM1637」チップで制御している、4桁の7セグメントLEDを利用してみます。以前にI2CインターフェイスのLCDパネルも扱いましたが、数値のみの表示であれば今回の7セグメントLEDの方が簡単です。

購入した7セグメントLED

今回購入した7セグメントLEDはHiLetgoブラントとなっている物です。ただし見た目上で全く同じ物が、その他の様々なブランドからも販売されています。とりあえず1個だけ購入しようと思ったのですが、私の購入時では3個セットのHiLetgoブラントが600円、その他のブランドで1個のみは逆に800円～という状況でした。

１つ注意点として今回の7セグメントLEDは時計仕様となっていて、4桁の中央に「コロン」のみが配置されています。他の7セグメントLEDではコロンの他に、各桁にそれぞれ「ドット」も配置されている物もあります。

大きさは基盤部分が約横40mm*縦20mm、LED部分は約横30mm*縦14mmです。右側に4つのピンが出ていて、背面にTM1637チップが搭載されています。

※以下の内容は私の購入したHiLetgoブラントの7セグメントLEDについてです。同じTM1637チップによる制御の7セグメントLEDでも他のブランドや異なる形状の物、さらに同じHiLetgoブラントであっても、製品のバージョンによっては異なる場合があります。

I2CインターフェイスのLCDパネルについては、上記を見て下さい。

micro:bitへの接続

以前に扱ったLCDパネルのI2Cインターフェイスも4つのピンとなっていて、電源（VCC、GND）の他にI2C通信用のSDAとSCLがあり、micro:bit本体にはI2C通信用の19番と20番のピンに接続して使用しました。今回の7セグメントLEDの4つのピンでは電源の他はCLKとDIOとなっていますが、micro:bit本体は任意のピンを指定出来ます。従ってLCDパネルではセンサーブレイクアウトボードなどが必要でしたが、7セグメントLEDではmicro:bit本体の端子のみ（0～2、3V、GND）で利用可能です。ただし7セグメントLEDのピンは間隔が狭いので、ワニ口クリップでは狭くて挟めません。別途ジャンパケーブルが必要です。

私は先のセンサーブレイクアウトボードがあるので、ブレイクアウトボードのピンへ繋いでいます。7セグメントLEDの電源は3.3Vまたは5Vとなっています。

プログラム

拡張機能の追加

まずはMicrosot MakeCodeでTM1637の拡張機能を追加します。ブロックメニューの一番下にある「高度なブロック」の拡張機能から、検索欄で「TM1637」と入力して検索します。上記の拡張機能が表示されるのでこれをクリックします。

するとブロックメニューに「TM1637」が追加されます。

メニュー内の各ブロックについては次の実際のプログラムで説明します。

プログラム

Microsot MakeCodeで開く

上記のプログラムは1秒毎に+1となるカウンターです。「最初だけ」にTM1637のブロックメニューからCLK、DIOの設定ブロックを変数のブロックを使用して入れますが、予め「tm」という変数が指定されているので、「tm」という変数を別途追加しておきます（任意の変数に変更も可）。

次にCLKとDIOの接続先となるピンを任意に選択しますが、micro:bit本体のLEDと共有になっているピンを使用する場合は、同じく「最初だけ」にLED表示を無効とするブロックを入れます。その他「intensity」はLEDの明るさ、「LED count」は7セグメントLEDの桁数です。

「show number」ブロックは任意の数値を、「show digit （A） at （B）」ブロックは任意の数値（A）を（B）桁目に表示します。Bは今回の7セグメントLEDでは先頭の桁から0、1、2、3です。「show hex number」は入力した10進数を16進数で表示します。例えば「26」を入力するとLEDでは16進数で「1A」と表示します（上記）。

「turn on」と「turn off」ブロックは表示のON/OFFです。上記のプログラムではAボタンでoff、Bボタンでonとなりますが、カウントは表示がoffでも進みます。「clear」ブロックは表示の内容その物を消すので、改めて表示の指示が必要です。

「DotPoint at （A） show～」は（A）桁目のドットを表示しますが、今回の7セグメントLEDの場合はコロン（：）のみで、「1」とすると表示出来ました。ちなみに上記プログラムでは0.5秒毎に点灯/消灯していますが、あくまでカウンターなので0:59の次は1:00ではなく、0:99の次が1:00です。

最後の「set intensity」は最初の設定と同じで、LEDの明るさを設定（変更）します。

その他

複数の7セグメントLEDを扱う

7セグメントLEDではCLKとDIOの接続先を任意に指定出来るので、同時に複数のLEDを表示させる事が出来ます。この時は変数「tm」が重複しない様に、別の変数を追加して設定します。

micro:bitのタイマー

micro:bitには時計機能はなく、タイマー機能しかありません。そのタイマー機能もプログラム内ではあまり正確では無いので、時間を測ったり表示するには適さない印象です。LCDパネルと同じI2Cインターフェイスで、DS1307やDS3231を搭載したRTC（リアルタイムクロック）モジュールという物もありますが、詳細は不明です。拡張機能はMicrosoft MakeCodeから「RTC」で検索すると幾つか出てきます。

今回の7セグメントLEDは今後、以前車両OBD2からELM327経由で取得したエンジン回転数の表示で、LCDパネルの代わりに使用してみる予定です。

micro:bit　新バージョン「2.0」について

2020年11月25日より、Micro:bit本体の新バージョン「2.0」が発売になっています。従ってこれまでの古いmicro:bitを使用した記事（～その24）と新しいmicro:bitでは記事内容に相違がある場合があります。ただしこれまでのプログラムは基本的には新しいmicro:bitでも動作し、古いmicro:bitも引き続き使用する事が可能です（ハード的に新たに追加された機能は、拡張ボード等が必要ですが）。

なお新しいmicro:bitについては実際に1つ購入し、micro:bit関連記事「その25」から扱っています。

2022年4月追記

2021年12月にmicro:bit本体のバージョンが「2.2」になるとのアナウンスがありましたが、「2.0」との機能上の違いは無いとされています。

「micro:bit」関連記事

以下は「micro:bit」タグの記事一覧です（投稿順）。現在の記事とこれ以降に投稿した記事も含みます。「その２４」までの記事ではmicro:bit本体のバージョン「1.5」を使用しています。