以前、加速度センサや曲げセンサからの情報を Arduino から UART 経由で PC へ送り、PC 上でセンサ情報を表示させるソフトを作成しました。
これを使ってサーキット走行した際に、ロガーとしての効果を期待するなら．．．
- PC をクルマに搭載し、車載カメラにセンサ表示を映り込ませる
- 後から、車載映像を加工してセンサ情報をオーバレイ表示させる
お手軽かつ、安価なのはやっぱり、LED による表示機を作成する事でしょうか。
・・・という前置きを経て本題。
センサ情報を LED 表示したい場合．．．スロットルポジション10段階（LED10個）、ブレーキ10段階、加速度が、前方向10段階、後ろ方向10段階、右方向も10、左も10．．．最低でも合計60個のLEDを制御しなければなりません。Arduino から 60個の LED を個別制御するために、MAX7219 を試してみました。
◆MAX7219 について
MAX7219 は、計64個の LED をシリアル制御で個別駆動可能なディスプレイドライバICです。Arduino との接続は、5V、GND、DIN、CLK、LOAD の5本。DIN、CLK、LOAD の3本は DIGITAL ピンに接続。DIN に 16bit のデータを shiftOut() 関数を使って送ることで、64個のLED を個別に制御できます。
2個の IC をカスケード接続することもでき、使用ピン数はそのままで、128個のLED制御も可能です。
◆送信するシリアルデータについて
Arduino のデジタルピンと、MAX7219 の DIN 端子を接続します。送信するデータのフォーマットですが、基本、7セグLEDでの利用を前提に考えられているので．．．16bitのウチ上位8bit に桁の指定（8桁まで対応）、下位8bitに7セグLED（DP含む）のそれぞれのセグメントが対応しています。（BCDモードもありますが今回は使いません）
| D15 | D14 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
| × | × | × | × | ADDRESS（各桁） | DATA（各セグメント） | ||||||||||
1回のデータ送信(16bit)で、点灯の指定が可能なのは、8個のLED（D0-D7）ですが、このICは、V+が 2V を上回っている限り、各桁の値を保持しますので、続けて個々の桁を更新可能です。
別に、7セグLED を接続しなきゃイケナイ訳では無く、マトリックスLED でも、単体の LED 64個でも良くて、LED を8個のづつのグループに分けて管理すれば OK です。
ADDRESS に指定する値ですが、表示したい桁の指定などのほかに、MAX7219 内のレジスタを指定できます。使用する桁数や、動作モードなどを初期設定します。
◆MAX7219 と LED の接続
カソードコモンの7セグLED が前提です。アノードの A～G、DP の8本と、カソード側が1本．．．8桁まで対応なので8本。計16本を接続します。1桁（単体LEDが8個以下）しか使わない場合は、カソードの接続は1本のみ。
接続が3桁以下の場合、電流が流れすぎて輝度に影響が出るそうなので、I_SET 端子に接続する抵抗値で調整します。
※ MAX7219 で検索してデータシートを見てください。
◆実験
配線が面倒なので、今回は7セグLED を1つだけ使いました。初期設定周りのソースコードを固めるのが目的なので。
輝度ですが、I_SET 端子には、100kΩ を接続しました。INTENSITY レジスタのデューティーは 15/32 です。
続きに今回のスケッチ。
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// MAX7219 のテスト
//
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// MAX7219 REGISTER ADDRESS MAP
#define REG_NO-OP 0x00
#define REG_DIG_0 0x01
#define REG_DIG_1 0x02
#define REG_DIG_2 0x03
#define REG_DIG_3 0x04
#define REG_DIG_4 0x05
#define REG_DIG_5 0x06
#define REG_DIG_6 0x07
#define REG_DIG_7 0x08
#define REG_DECODEMODE 0x09
#define REG_INTENSITY 0x0A
#define REG_SCANLIMIT 0x0B
#define REG_SHUTDOWN 0x0C
#define REG_DISPLAYTEST 0x0F
// MAX7219 PIN at Arduino
int DIN = 2; // DATA IN
int LOAD = 3; // LATCH
int CLK = 4; // CLOCK
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// 初期化
//
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void setup()
{
pinMode(DIN, OUTPUT);
pinMode(LOAD, OUTPUT);
pinMode(CLK, OUTPUT);
// Scan Limit
MAX7219_SendData(REG_SCANLIMIT, 0); // 0: Display digit-0 only.
// Decode Mode
MAX7219_SendData(REG_DECODEMODE, 0); // 0: No decode for digits 7–0
// Intensity
MAX7219_SendData(REG_INTENSITY, 0x07); // 7: Duty Cycle 15/32
// Shutdown Mode
MAX7219_SendData(REG_SHUTDOWN, 1); // 1: Normal Operation.
// Display Test
MAX7219_SendData(REG_DISPLAYTEST, 0); // 0: Normal Operation.
}
//-----------------------------------------------------
// メイン
//
//-----------------------------------------------------
void loop()
{
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x0); // LED off
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x01); // G
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x02); // F
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x04); // E
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x08); // D
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x10); // C
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x20); // B
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x40); // A
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x80); // DP
delay(1000);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x30); // 1 (B+C)
delay(500);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x6D); // 2 (A+B+D+E+G)
delay(500);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x79); // 3 (A+B+C+D+G)
delay(500);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x33); // 4 (B+C+F+G)
delay(500);
MAX7219_SendData(REG_DIG_0, 0x5B); // 5 (A+C+D+F+G)
delay(1000);
}
//-----------------------------------------------------
// MAX7219 の DIN へデータ (16bit) を送る
//
void MAX7219_SendData(unsigned char regAddress, unsigned char data)
{
digitalWrite(LOAD, LOW);
regAddress &= 0x0F;
shiftOut(DIN, CLK, MSBFIRST, regAddress);
shiftOut(DIN, CLK, MSBFIRST, data);
digitalWrite(LOAD, HIGH);
}
