ESP-WROOM-32-とシフトレジスタを使ったLEDキューブを制御してみます！

こんにちわ！

今日は前回の応用をしていきたいと思います！

前回はESP-WROOOM-32-とシフトレジスタ(SN74HC595)を使って、たったの3pinでLEDを大量制御する方法をご紹介しました！

今回は、LEDキューブをESP-WROOOM-32-とシフトレジスタ(SN74HC595)を使って制御してみたいと思います！

※Arduino、ESP-WROOOM-02-でも配線は多少変わりますが同様にできます。

これを更に応用できれば、スマートフォンから遠隔でLEDキューブを制御、みたいなかっこいいこともできると思いますが、今回はまず光らせましょう！

今回もLEDキューブ3×3×3でご紹介させていただきます！

★目次★

①「使う部品」
・シフトレジスタ「ＳＮ７４ＨＣ５９５Ｎ」
②「作り方・配線」
3 2 1
6 5 4
9 8 7 GND
③「Arduino IEDにESP-WROOM-32を使えるように設定する」
④「プログラミング」

①「使う部品」

・部品はほとんど前回と同様で、ほとんどの部品は秋月電子で注文できます！

部品は壊れた場合を考え、少し多めに買うことをおすすめします！

部品一覧↓

・シフトレジスタ「ＳＮ７４ＨＣ５９５Ｎ」

（今回は3×3×3のＬＥＤキューブを作るのでアノード制御するのに9pin必要になります。

なのでシフトレジスタ(一つ8pin分)は2つ必要です)

※SN74HC595Nは秋月電子では販売終了。後継となるものがU74HC595AG-D16-T

となります。ただし、試していないので全く同じように使えるかはわかりません(;^ω^)

・LED(発光ダイオード)　一個 10円～(27個必要)

左が3mm、右が5mm

何色でもOKですが、数が多ければ多いほど消費電力が少なく高い電流にも

耐えられるものが良い(赤や黄色は壊れやすい)。

※理由としては、数が多いほど全部点灯させたときに薄く光ります。

逆に1個だけ点灯させた場合電流が高くなりLEDが壊れる危険性があります。

※サイズは5㎜で、透明色のLEDをお勧めします！(見栄えが良くなります。)

・ESP-WROOM-32 (ESP-WROOM-32D)

電子工作ステーション 1100円(送料無料)(30pinモデル)

電子工作ステーション 1200円(送料無料)(ESP32D)(38pinモデル)

秋月電子 1230円+送料(38Pinモデル)

※楽天にて横幅を細くしたバージョンが登場‼

pin番を無くした代わりに細くなっているので、ブレットボードで使いやすくなりました‼

6極ブレットボードではなく定番のブレットボードで使えるようになるのでススメです⇩⇩⇩

[商品価格に関しましては、リンクが作成された時点と現時点で情報が変更されている場合がございます。]

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楽天で購入

・通信用マイクロUSBケーブルタイプB (家に無ければ)

秋月電子 120円+送料

ESP-WROOM-32とパソコンを繋ぐためのケーブルです。

100円ショップなどでも販売していますが、スマホ用充電専用タイプだと使えないのでご注意ください。

・抵抗 (10～150Ω)　(9個)

※抵抗は数値が高すぎると、LEDを全点灯させたりしたときに暗くなったりします。逆に低すぎると電流が高すぎてLEDが壊れたりすることがあります。3×3×3であれば100Ωの方が無難かもしれません。

・ＬＥＤキャップ (任意) (LEDの個数分)

秋月電子 50本200円+送料

※点灯させたとき眩しいのであった方が良いです。

・コンデンサ 0.1μF (2個)

秋月電子 10個100円+送料

(無くても起動しますが電子工作上よく出てくる部品です。電流を一層安定させるために使います。)

・ブレットボード(６穴版)

６穴版　ＥＩＣ－３９０１(秋月電子:280円)

※通常のESP-WROOM-32だと、横幅が広くてセンサーがさせなくなるかとがあるので、

6穴版のブレットボードを使います。

・ジャンパーワイヤー(オス・オス) (約5本)

電子工作ステーション 1セット(10本)100円+送料(500円以上で無料)

秋月電子 18本180円+送料

(ESP32とシフトレジスタを繋ぐために使用)

・ジャンパーワイヤー(オス・メス)(約12本)

電子工作ステーション 1セット(10本)100円+送料(500円以上で無料)

秋月電子 10本220円+送料

(シフトレジスタとシフトレジスタを繋ぐために使用。)

・ブレッドボード・ジャンパーワイヤ

秋月電子 14種類×5本300円+送料

(ブレットボードで回路を組むとき、細かい配線に使用)

②「作り方・配線」

LEDキューブの作り方は過去の記事と同様なのでこちら↓の②「組み立て方」をご参考ください。

ESP-WROOM-32-でLEDキューブを作ってみる！(3×3×3)

・LEDキューブの組み立てが終わりましたら、次はシフトレジスタの回路を作ります！

参考サイト⇩

少ないPINでLED大量制御！シフトレジスタ(SN74HC595),ESP-WROOM-02,32,Arduino

・シフトレジスタとLEDキューブを繋げていきます。

シフトレジスタ1(SN74HC595N)(LED3×3×3Ver)
シフトレジスタのピン番号	ピン名称	接続先
1	Q1	2つ目のLEDのアノードピン
2	Q2	3つ目のLEDのアノードピン
3	Q3	4つ目のLEDのアノードピン
4	Q4	5つ目のLEDのアノードピン
5	Q5	6つ目のLEDのアノードピン
6	Q6	7つ目のLEDのアノードピン
7	Q7	8つ目のLEDのアノードピン
8	GND	GND(ESP-WROOM-32-)
9	Q7′	次のシフトレジスターのDSピン(14)
10	MR	5V(ESP-WROOM-32-)
11	SH	IO5(ESP-WROOM-32-) 次のシフトレジスターのSHピン
12	ST	IO18(ESP-WROOM-32-) 次のシフトレジスターのSTピン
13	OE	GND(ESP-WROOM-32-)
14	DS	IO19(ESP-WROOM-32-)
15	Q0	1つ目のLEDのアノードピン
16	VCC	5V(ESP-WROOM-32-) 0.1μFのコンデンサを経由してGND

シフトレジスタ2(SN74HC595N)(LED3×3×3Ver)
シフトレジスタのピン番号	ピン名称	接続先
8	GND	GND(ESP-WROOM-32-)
10	MR	5V(ESP-WROOM-32-)
13	OE	GND(ESP-WROOM-32-)
15	Q0	9つ目のLEDのアノードピン
16	VCC	5V(ESP-WROOM-32-) 0.1μFのコンデンサを経由してGND

シフトレジスタとＬＥＤキューブはこんな順番で繋げていくと良いでしょう！(GNDは、7が一番(3本の束の)GNDに近いことを示しています)

3 2 1

6 5 4

9 8 7 GND

(⇧LEDキューブを真上から見た番号の配置です)

1をシフトレジスタの15番に、2をしふとシフトレジスタの2番に、という感じで繋げていきます。

・GNDは3本足があると思います。

ESP-WROOM-32-側の14,27,26pinに繋ぎます。

(14が1段目のLED面で26が3段目のLED面に繋げます。)

・つなぎ終わるとこんな感じになります⇩

見づらくて申し訳ないです(;^ω^)

③「Arduino IEDにESP-WROOM-32を使えるように設定する」

・こちらをご参考に↓

Arduino IDEでESP-WROOM-02(ESP8266)とESP-WROOM-32を使えるようにする！(Windows10)

④「プログラミング」

#define DATAPIN    (19)   // 74HC595のDSへ
#define LATCHPIN  (5)  // 74HC595のST_CPへ
#define CLOCKPIN  (18)  // 74HC595のSH_CPへ

void MyShiftOut( int dataPin, int clockPin, int bit, unsigned long val )
{
  for( int i = 0; i < bit; i++ )
  {
    digitalWrite(dataPin, !!(val & (1L << i)));
      
    digitalWrite(clockPin, HIGH);
    digitalWrite(clockPin, LOW);
  }
}

void setup()
{
//シフトレジスタ設定
  pinMode(DATAPIN, OUTPUT);
  pinMode(LATCHPIN, OUTPUT);
  pinMode(CLOCKPIN, OUTPUT);

//LED段制御設定(GND制御)
  pinMode(14, OUTPUT);
  pinMode(27, OUTPUT);
  pinMode(26, OUTPUT);
}

void loop()
{
//1段目を光らせます。(段制御はLOWにすると光ります)
  digitalWrite(14, LOW);
  digitalWrite(27, HIGH);
  digitalWrite(26, HIGH);

  for( int i = 0; i < 9; i++ )
  {
    digitalWrite(LATCHPIN, LOW);    // 送信中はLATCHPINをLOWに
    
    // シフト演算を使って点灯するLEDを選択しています
    MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );
    digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);   // 送信後はLATCHPINをHIGHに戻す
    delay(100);
  }

  digitalWrite(14, HIGH);
  digitalWrite(27, LOW);
  digitalWrite(26, HIGH);
  for( int i = 0; i < 9; i++ )
  {
    digitalWrite(LATCHPIN, LOW);
    MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );
    digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);   // 送信後はLATCHPINをHIGHに戻す
    delay(100);
  }

  digitalWrite(14, HIGH);
  digitalWrite(27, HIGH);
  digitalWrite(26, LOW);
  for( int i = 0; i < 9; i++ )
  {
    digitalWrite(LATCHPIN, LOW);
    MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );
    digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);
    delay(100);
  }
}

#define DATAPIN (19) // 74HC595のDSへ

#define LATCHPIN (5) // 74HC595のST_CPへ

#define CLOCKPIN (18) // 74HC595のSH_CPへ

void MyShiftOut( int dataPin, int clockPin, int bit, unsigned long val )

{

for( int i = 0; i < bit; i++ )

{

digitalWrite(dataPin, !!(val & (1L << i)));

digitalWrite(clockPin, HIGH);

digitalWrite(clockPin, LOW);

}

void setup()

{

//シフトレジスタ設定

pinMode(DATAPIN, OUTPUT);

pinMode(LATCHPIN, OUTPUT);

pinMode(CLOCKPIN, OUTPUT);

//LED段制御設定(GND制御)

pinMode(14, OUTPUT);

pinMode(27, OUTPUT);

pinMode(26, OUTPUT);

}

void loop()

{

//1段目を光らせます。(段制御はLOWにすると光ります)

digitalWrite(14, LOW);

digitalWrite(27, HIGH);

digitalWrite(26, HIGH);

for( int i = 0; i < 9; i++ )

{

digitalWrite(LATCHPIN, LOW); // 送信中はLATCHPINをLOWに

// シフト演算を使って点灯するLEDを選択しています

MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );

digitalWrite(LATCHPIN, HIGH); // 送信後はLATCHPINをHIGHに戻す

delay(100);

}

digitalWrite(14, HIGH);

digitalWrite(27, LOW);

digitalWrite(26, HIGH);

for( int i = 0; i < 9; i++ )

{

digitalWrite(LATCHPIN, LOW);

MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );

digitalWrite(LATCHPIN, HIGH); // 送信後はLATCHPINをHIGHに戻す

delay(100);

}

digitalWrite(14, HIGH);

digitalWrite(27, HIGH);

digitalWrite(26, LOW);

for( int i = 0; i < 9; i++ )

{

digitalWrite(LATCHPIN, LOW);

MyShiftOut( DATAPIN, CLOCKPIN, 9, 1L << i );

digitalWrite(LATCHPIN, HIGH);

delay(100);

}

・成功するとこんな感じに動作します！

今回はちょっと難しいですが、ここまでできれば後はご自身でコードを変えていろんなパフォーマンスが作れるようなるかと思います！

しかし、これでは同じ個所を同時に光らせたりすることは多分できません(;^ω^)

それを実現するやり方はこちら↓

shiftOut関数を使ってLEDを大量制御！ESP-WROOM-32-・シフトレジスタ(SN74HC595N)使用

更に上級者向けですが、WI-FIで遠隔操作なんかもできます↓

LEDキューブを遠隔で操作してみる！(ESP-WROOM-02,-32)(ローカル接続編)

ご不明点等ございましたらお気軽にコメントください＾＾

以上、ご訪問ありがとうございます＾＾

カテゴリー:ArduinoESP-WROOM02ESP-WROOM32電子工作電子工作中級

タグ:8×8×8 arduino esp ESP-WROOM-02 ESP-WROOM-32 esp8266 led cube LED8×8×8 マイコン自作電子工作

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①「使う部品」

・シフトレジスタ「ＳＮ７４ＨＣ５９５Ｎ」

・LED(発光ダイオード) 一個 10円～(27個必要)

・ESP-WROOM-32 (ESP-WROOM-32D)

・通信用マイクロUSBケーブルタイプB (家に無ければ)

・抵抗 (10～150Ω) (9個)

・ＬＥＤキャップ (任意) (LEDの個数分)

・ コンデンサ 0.1μF (2個)

・ブレットボード(６穴版)

・ジャンパーワイヤー(オス・オス) (約5本)

・ジャンパーワイヤー(オス・メス)(約12本)

・ブレッドボード・ジャンパーワイヤ

②「作り方・配線」

3 2 1

6 5 4

9 8 7 GND

③「Arduino IEDにESP-WROOM-32を使えるように設定する」

④「プログラミング」

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・LED(発光ダイオード)　一個 10円～(27個必要)

・抵抗 (10～150Ω)　(9個)

・コンデンサ 0.1μF (2個)

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