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自作LED電光掲示板の紹介

自作表示装置

2025年4月に製作した、自作LED電光掲示板の紹介をしたいとおもいます。

この電光掲示板は、独自開発の電子オルゴール、文字コードの扱い、IoT技術などといった私の技術力の結晶です。

重量についての質問をよくいただきますが、アルミ筐体のため軽量で、汎用のモバイルバッテリーで長時間動作可能、大きめのリュックに入るサイズで、持ち運びができ、ヒモで首から下げることもできます。イベントや授業、ボランティア活動などに持っていき活躍しています。

目次

スペック

電源USBコネクタで5V動作
メインMCUESP32 S3
サブMCUPIC 18F27Q43
表示部32×128ピクセル
RGB各色4階調(消灯含む)
オルゴール方形波×3+ノイズ(パーカッション)
ピッチ・テンポ・エンベロープ調整可
無線機能AP・サーバーとして動作
専用ページで文章を打ち込み可

この電光掲示板は、無線AP・サーバーとして機能します。スマートフォンやパソコンをそこに接続し、専用ページで任意の文章を入力すると、その文章がすぐに表示されます。

“\”(バックスラッシュ)に続き2桁の数字を入力すると、色を変えることができます。これが色変更の制御文字となり、色を設定できます。

文字数は色制御文字も含み、255文字まで表示可能です。これは文章の長さを1バイトで定義しているためで、2バイトに拡張すればこれを超える文字数も出せるはずです。なお、現在、上段は8文字固定で、下段のみ255文字対応です。

電子オルゴールは無線とは独立した機能ですが、ピッチ(音の高さ)、テンポ(楽譜進行スピード)、エンベロープ(音の伸び)をボリュームで調整することができます。音源は単調なメロディーではなく、方形波ながらも3和音にくわえパーカッション(ノイズ)の、昔のゲームのような音を出すことができます。

なお、音源ICやメロディーICといった専用のICは使用せず、PICマイコンに自作の電子オルゴールエンジンを書き込んでいます。楽譜データは専用のPythonスクリプトでMIDIファイルから生成できます。

楽曲として、おなじみの童謡や有名なクラシック音楽に加え、自作の曲も収録しています。現在40曲ほど登録され、長い曲も含まれていますが、まだまだ容量に余裕があります。ただし、高い音が苦手なため、1オクターブ下げている曲もあります。

今後の展望

この表示装置は、地域でのボランティア活動などで好評です。実際に欲しい、という声や、製作費の質問をよくいただくことから、製品化も検討していきます。

  • USB PD対応
  • API連携
  • スクロールスピードの調整
  • 楽曲追加機能
  • 絵文字対応
  • FPGAを使用し表現力の向上(階調数を増やせる)

この技術を応用することで、デジタルサイネージとしての使い方だけでなく、天気予報や災害情報の配信や、バスの接近案内の表示もできそうです。目立つLED表示とメロディー音で注意をひくことができるため、広告看板から防災まで、幅広く活用できそうです。

地域のおもちゃ病院で活躍する電光掲示板

11月30日、ライフ溝口店でのイベントに持って行った際壊れました。いろいろなところに持って行ったため、振動でネジのタップが潰れたのか、緩んだネジが締まりません。これを機に、2号機の製作にはいりたいとおもいます。どんなものができるかご期待ください!

ライフ溝口店での使用

2号機を製作中です。

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