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IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)


LED Dot Matrix (8x8) をIoTデバイスと組み合わせて、小型の電光掲示板
的なガジェット風のデバイスを検討してみたいと思います 

[概要]
IoT側の仕組みは、前回のMQTTでWIZ550io版
そのまま使い、周辺デバイス(ディスプレイ側)にLEDマトリクス
をUART経由で接続、文字を送信します。
クラウド上のweb画面や、定期送信プロセスから、リアルタイムに
文字の送信ができるように設計します。

LED マトリクス側:
Row側アノードコモンを選択してます。 横方向に連結
横スクロール表示
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05163/


[MQTT 構成]
broker : LAN上のmosquitto
publish(Pub) : IoT device
subscribe(Sub) : Browser Chrome

*)今回は、外部brokerの再接続が遅い時があり、自前(LAN上の)のMQTTサーバ
 環境にpub/subしてます。
 (クラウド上に設定すれば、外出先から表示内容の設定も可能のはずです。)

*) 関連URL/version 等は、執筆時点を記載しています

# 動画
https://youtu.be/xbA193WpA_Y

# pub (web画面)

表示する文字を入力し、pubします。

# 部品
赤色ドットマトリクスLED 8x8ドット OSL641501-ARA / 200[en]

LPC1114FN28 マイコン/ 180[en]

抵抗 100 ohm
ピンソケット 26P (8+ 8+ 10)
配線(ポリウレタン線 0.29mm )など

共通基盤(各マトリクスに電源供給etc)
ブレボ(ミニ) / 130[en]
コンデンサ 1000MF
*) 電源供給が足りる場合は、コンデンサは不要と思います。

# pin配線
正面から見て、
マトリクスの[突]目印を
左下に向けた配置を基準にしてます。

基盤を使わずに
マトリクス裏側に、マイコンをダイレクト配線

表面側にマイコン実装しない為、
裏側から見て、LPCのピン配置が逆になる点も
注意が必要です。



*) 電源、GND, UART 以外
[matrix] - [LPC1114]
1 (anode) -  dp26
2 (anode) -  dp25
3 (Cathode)- dp1
4 (Cathode)- dp2
5 (anode)  - dp27
6 (Cathode)- dp28
7 (anode)  - dp18
8 (anode)  - dp17

9 (anode)  - dp14
10(Cathode)- dp11
11(Cathode)- dp10
12(anode)  - dp9
13(Cathode)- dp6
14(anode)  - dp5
15(Cathode)- dp4
16(Cathode)- dp13

*) IoT側とのUART配線
ATmega328-TXを LPC-RX(1台目)
LPC-TX(1台目) - LPC-RX(2台目)
LPC-TX(2台目) - ATmega328-RX

# pinout - LPC1114FN28
# 配線 - 裏側の図
ゴチャゴチャとした配線ですね、、
*) 配線を細めにした為、マイコンが空中で フラつく為。
対策も検討したいところです




# コード関連
1) Fontライセンス:
今回 fontデータ(8 bit pattern)は、作成しておらず
検索した、関連プロジェクトを参考にしております。
Font ライセンスについては、下記ポリシーに従う事としてます。

https://developer.mbed.org/users/Sim/code/FontTest3/
http://www.geocities.jp/littlimi/misaki.htm

2) 表示可能な文字は、
英数文字
一部の記号:ASCII コード表の下記範囲の記号の一部
開始コード=0x20
終了コード=0x7A

*) 送信する最大文字数= 20文字(半角)
*)今回は、日本語は対象外です

3) Repository:  Github
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1

[/mbed] mbed(LEDマトリクス制御ドライバ): bin形式
[/arduino] arduino: IoT側MQTT通信、マトリクス文字送信
[/test] テスト用
web画面: pub機能(文字送信用)


# テスト、文字、時刻の自動配信(Pub)
配信スクリプト追加してみました。 (paho-mqtt python)

Git:
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1/blob/master/test/python/matrix2_R.py

[動画]
https://youtu.be/5lUYyEFhZlk

===== update : 2015-11-22 ====
# ブレボ版の配線図の追加
# テストの図

===== update : 2015-11-23 ====
# 配線図 - ユニバーサル基盤(C タイプ): 1個目 - 左寄せ(正面から見て)
1) 抵抗:全て表面側に実装。
上側: LED-PIN= 9,12,14 は、LED下 (LPCの上側に)
下側: LED-PIN= 1,2,5,7,8  LPCの右側
2) LED足16本は、ピンソケ(上=8本、下=8本)に装着し、
ピンソケをU基盤に実装する。

*) 左寄せ にするのは、2個目のLED右側面を密着させる為です。






# まとめ
1個目は、ブレボなどに配線して、動作確認後
同様の結線を
ユニバーサル基盤や、上記のようなダイレクト配線
で組み立てる。みたいな手順が確実かもしれません

# 参考の記事
http://playground.arduino.cc/Main/DirectDriveLEDMatrix

http://kousaku-kousaku.blogspot.jp/2008/07/arduinoled.html

http://www.geocities.jp/bokunimowakaru/diy/arduino/matrix_led.html

https://developer.mbed.org/users/Sim/code/FontTest3/

http://fukuno.jig.jp/822


#関連の記事
WIZ550io+ATMega328で IoT製作、MQTTも
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/wiz550io-1.html

Install mosquitto (over websockets) on Raspberry PI 2
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/mqtt-3.html

MQTT 活用編。IoT型スイッチ Arduino EtherNet
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/mqtt-2.html

# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html



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