絶対にわかる組み込みソフトウェア 4: 7セグLEDとラズパイとの接続方法

組み込みソフトウェア

Raspberry Pi(ラズペリーパイ)を使い、組み込みソフトウェアを理解する入門シリーズ第5回。

今回から、7セグLEDを接続して、数字を表示させてみます。
まずは、ラズパイと7セグLEDの接続方法について。
前回のLED点滅(Lチカ)については、こちらを御覧下さい。

ラズパイは非常に安価でLinux PCとしても遊べるので、興味がある方は手に取ってみて下さい。

KeeYees電子工作キットにはブレッドボード、抵抗、LED、リード線(コの字ワイヤやジャンパー線)など、電子工作部品が一式揃っているので、電子工作の取っ掛かりにオススメのセットです。

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7セグメントLEDとは?

7セグメントLED

7セグメントLED

7つのセグメントで構成されているLEDで、この事から7セグメントLEDと言います。通称7セグ。
各セグメントを点灯させる事で数字を表示させる事ができます。
写真の7セグは、右下にドット(デシマル・ポイント)があるので正確には8セグですが、これも7セグと言って通用します。

アノード・コモンとカソード・コモン

LED(発光ダイオード)には極性があり、+側をアノード、ー側をカソードと呼びます。
アノードからカソードにのみ電流が流れ、その際ダイオードが発光します。
7セグLEDは、各セグメントの発光を制御する端子と、コモン端子があります。
アノード側をまとめられているものをアノード・コモン、反対にカソードがまとめられているものをカソード・コモンと言います。

今回使用した7セグLEDの品番は「5611BH」です。
このブログの上部で紹介したKeeYees電子工作キットに入っていた部品ですが、部品の取り扱い説明書は同梱されていません。
パーツには、どこかに型番がプリントされているので、それを頼りにインターネットでデータシートを探します。

アノード・コモン

5611BH アノード・コモン

5611BH アノード・コモン

(https://datasheetspdf.com/pdf-file/1404694/XILTX/5611BH/1 より抜粋)
これがアノード・コモンです。端子がまとまっている側(上側)がアノード、反対(下側)がカソードです。
5611BHの場合、3番、8番ピンを正極(+)に接続します。
セグメントには名前が割り当てられており、A~GとDPとなっています。

5611BH セグメント 名称

各セグメント名称

(https://datasheetspdf.com/pdf-file/1404694/XILTX/5611BH/1 より抜粋)
これら(7セグLEDの7,6,4,2,1,9,10,5番ピン)を点灯/消灯させる制御ピンは、ラズパイのGPIOと接続します。
接続したGPIOがON(HIレベル)であればLEDは消灯し、端子をLOレベルに落とすと点灯します。

カソード・コモン

カソード・コモンの場合、このような回路図となります。

7セグLED カソード・コモン

カソード・コモン

端子がまとまっている側(上側)がカソード、反対(下側)がアノードです。
カソード・コモンを使う場合は、コモン端子をGNDに接続し、セグメント制御端子をHIにすれば電流が流れ、セグメントが点灯します。

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端子割付表

ラズパイ 7セグ 端子割付表

端子割付表

配線する前に端子割付表を考えました。
今回はセグメントAから、順番にGPIOの若い番号ピンを割り当てました。

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ブレッドボード

ラズパイ ブレッドボード 7セグ

ラズパイ(左)とブレッドボード(右)

ブレッドボードとは、はんだ付けせずに電子部品を結線できるボードの事です。
ブレッドボード内部は、下図のように結線されています。

ブレッドボード 内部結線図

ブレッドボード 内部結線図

この内部結線を踏まえて、電源と電子部品を接続します。
通常は赤いラインにVDD(+極)を、黒いラインをGND(ー極)で電圧を加え、青線に電子部品を刺して回路を構成します。

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配線図

上述の端子割付表を元に、ラズパイと結線した回路図がこちら。

ラズパイ 7セグLED 回路図 配線図

7セグLED 配線図

今回はここまでとなります。
次回、7セグLEDを点灯するソフトウェアを作ってみます。

ご覧いただき、ありがとうございました。
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