ブレッドボードで便利に使えるLEDアレイ補助具

面付けして基板を発注

実はKiCadで面付けする練習を兼ねてこの基板を作りました。 ※面付け…互いに独立している回路を同一基板上に配置すること。1枚の基板として製造され、あとで自分で切り離す。 右下の基板2つは今回の工作と関係ありません。 空き領域に2列←→4列の変換基板をはめ込んだだけです。 基板の製造はElecrowに発注しました。同時購入のLEDは今回の工作とは関係ありません。 厚さ1.2mm。基板を切り離して工作すると、LEDアレイ補助具が2種3個作れます。

LM3914/15/16用のLEDアレイ補助具

補助具の必要性 LM3914/LM3915/LM3916（以下LM391x）はLED制御のピンが一列に並んでおり、ここにバーLEDを直結できると工作に有利です。しかしそうはできません。LM391xはシンク電流でLEDを制御します。※定電流制御なので抵抗は不要。 一方、VUメーターに適した緑黄赤の3色バーLEDは、LEDの下位／上位をLM391xに合わせて配置すると、アノード側がLM391xの方へ来ます。つまり、LM391xの動作とバーLEDへ流したい電流の向きが逆になるのです。 電流の向きのつじつまが合うように配線するなら、下図・右側のようになります。1つ1つのLEDに対し、宙返りコースターのような立体配線をしなければなりません。写真は、ユニバーサル基板上でそのように配線した例です。 位置を合わせると電流の向きが合わない。 宙返りコースターのような立体配線が必要。 宙返りコースター配線の例（「LM3914とLM61を使用した温度計」より）。 バーLEDのアノード10カ所をスズメッキ線で一直線に接続し、そこをまたぐようにカソード10カ所とLM3914のピンをそれぞれUEWで接続しています。配線の手順を逆にすると詰みます。 ユニバーサル基板上で配線することができても、ブレッドボード上ではこのような配線はできません。それで専用の補助具が欲しい！となります。 組み立て　※下記の記述はプレゼント企画でお渡しする基板の組み立て説明書も兼ねています。 シルク線をガイドにして基板をカットします。 カッターで筋を付けて折ります。厚みは1.2mmでも非常に硬いです。 1. 中心を縦に切り、2分割します。 2. 左側の真ん中を水平に切り、2分割します。※下記「余白の調整」参照。 3. 右側を水平に2カ所切り、3分割します。 ※右下2つの穴だらけの基板は使用しません。 【余白の調整】 シルク線の通りに切るとピンヘッダ下の余白がやや大きく、ブレッドボードに刺すときに基板がつっかえてしまい、奥まで刺せません。ピンヘッダ外形の線と同じ幅を目安に余白をカットします。 L型ピンヘッダではなく通常の（曲がってない）ピンヘッダを取り付ける場合はシルク線でカットしてOKです。逆に、もっと余白を切り落としても構いません。 部品を取り付けます。 1. バーLED外形の右下にある2穴を接続します（ジャンパーを飛ばす）。 　スズメッキ線やリードの切れ端を使います。 2. ピンヘッダをハンダ付けします。 　L型ピンヘッダだと補助具はブレッドボードに垂直に挿す形になります。 　通常のピンヘッダだと補助具はブレッドボードに水平に挿す形になります。 3. バーLEDをハンダ付けします。アノード側が下です。よく確認してください。 4. ジャンパー線を半分に切り、基板にハンダ付けします。 　取り付け箇所は基板の上側、左右どちらでも構いません。 　また、前面／背面どちら向きでも構いません。 完成／使用例 LM3915を使って点灯テストをしています。補助具はバーLEDの幅と同じなので、例えば20連レベルメーターを開発するとき、LEDをぴったり並べてブレッドボードに挿すことができます。 垂直型（L型ピンヘッダを使用） 水平型（通常のピンヘッダを使用） 【参考】プロトタイプ

汎用のLEDアレイ補助具

LM391x用ではない、汎用のLEDアレイ補助具もあります。主にマイコン工作で活躍します。 使用例 写真・左はマイコンとLCDモジュールを使った温度計です。これの開発中、LCDモジュールが上手く動作しなかったとしましょう。果たしてLCDモジュールが壊れているのか、マイコンのプログラムが間違っているのか。 写真・右のようにLCDモジュールの代わりに補助具を挿します。LEDの点灯の様子を見ればI/Oピンから正しく信号が出力されているのか、直感的に確認することができます。「HiのはずのピンがLoだ、プログラムがおかしい」と分かったりするわけです。※このようなデバッグ手法を「Lチカ・デバッグ」と呼ぶ。 Lチカ・デバッグの例 【参考】プロトタイプ使用例 組み立て　※下記の記述はプレゼント企画でお渡しする基板の組み立て説明書も兼ねています。 組み立て方はLM391x用と同様です。先にピンヘッダ下の余白の大きさを調整します。ヤスリで削ってもよいです。 1. ピンヘッダをハンダ付けします。 　L型ピンヘッダだと補助具はブレッドボードに垂直に挿す形になります。 　通常のピンヘッダだと補助具はブレッドボードに水平に挿す形になります。 2. ICソケットをハンダ付けします。バーLEDを直接取り付けません。 　20ピンICソケット。丸ピンより平ピンの方が抜き差ししやすいです。 3. 抵抗を10個、立ててハンダ付けします。 　LEDを無駄に明るくする必要はないので、470Ω〜1kΩがお勧めです。 長さ7〜8cmの曲げやすいワイヤー（ヨリ線）を用意します。 4. ワイヤーの先に、ブレッドボードに挿すピンを取り付けます。 　長さ1.5cmくらいのスズメッキ線やリードの切れ端でよいです。 5. ワイヤーを基板にハンダ付けします。 　取り付け箇所は基板の上側、左右どちらでも構いません。 　また、前面／背面どちら向きでも構いません。 写真は完成した様子です。L型ピンヘッダを使い、垂直型にしました。 使い方 ICソケットにバーLEDを差し込みます。そのときアノード／カソードの向きは対象の工作物に合わせます。 補助具に取り付けたワイヤーはバーLEDのアノード／カソードのコモン線となります。マイコンからソース電流で制御するのか、シンク電流で制御するのかによって、バーLEDを取り付ける向きが決まります。 そしてまた、電流の向きに合わせてワイヤーをVCCかGNDに接続します。 マイコンへの対応について この補助具でマイコンのI/Oピン10ピン分に対応できますが、ソース／シンク方向が混在していると対応できません。 バス線に挿すときの注意 マイコンと何らかのデバイスを接続するバス線上にこの補助具を挿し、信号のやりとりを見るという使い方があります。このときLEDを通してバス線がGNDまたはVCCに接続されてしまうことに注意してください。そのような配線でも回路の動作に影響がない場合に利用してください。 これを見越して、補助具の抵抗を大きめの値にしておくことが有効な場合もあります（対象の回路によります）。