【AIによる要約】この記事では、イベント展示を目的とした電光掲示板2号機の製作過程を記録しています。前作よりも大幅に大型化し、構造・回路ともに改良を加えた試作機です。筐体の製作からLEDマトリックスや豆電球の制御、電源切り替えの仕組み、そしてノイズ対策まで、実際の作業と試行錯誤の様子を紹介します。完成までの過程を少しずつ追いかけていくことで、自作電子工作のリアルな姿をお届けします。
2025年にイベント用に作った電光掲示板の2号機を製作しています。
製作が進捗次第、随時更新していきます
お金がないため、ゆっくりですが、少しずつ製作を進めています。本体の完成は2026年1月中を目指しています。そのあとは、プログラムをつくっていきます
2号機は64×256の解像度で、前作の4倍のサイズです。ただし、色数が減っています。サイズが大きい分、表示処理に時間がかかるためです。色に階調をつけるには、何度も表示をし続ける必要があります。
大型化したため、ブースに設置することを想定していますが、従来の首から下げることもできたらいいかな？安全のため、角にクッション材をつけるなど工夫が必要です。あるいは、同じ仕様で小型版も作るかもしれません。
縦が64ドットになっているので、4段の表示に対応します。横も16文字が入ります。この表現力がイベントでどう活かされるかは、それまでのおたのしみです
アルミ筐体の製作
これほど大きなアルミケースは販売されていないので、ホームセンターで購入したアルミ板を切り出し、金具で垂直に取り付け、6面体を作るイメージで筐体を組み立てます。写真は仮組みですが、補強などまだまだ加工が必要です。表示部はアクリル板で保護します。
ネジや金具は、東寺尾の島忠で調達しています。よく利用するバスの通りにあるものの、あまり行ったことはなかったのですが、意外と部材が豊富でした。しかし、2026年に入り、今まであったネジがなくなりました。店員さんに聞いたところ、ネジの在庫を縮小したようです。在庫も全体的に少なく入荷も遅く、森永橋のコーナンや川崎のユニディ、星川のコーナンなどほかのホームセンターでも部品をあつめます
LEDマトリックスは、アルミ材(アングル)に取り付け、それを長いネジと、ナットをたくさん使って高さを作り、取り付けます。LEDチップが露出し、保護などもないため、ぶつけたりして壊さないよう注意です。
ちなみに、入手したLEDマトリックスは、一般的なものと少し異なり、最初にコマンドを送信する必要があるようです。仕様がわからず、LEDドライバーICの型番で検索しても、似た型番の違うものしか出ませんでしたが、別のものと同じコマンドで動作しました。ただし、OE信号の論理が逆(一般的には負論理だが、これは正論理)でした。
装飾用豆電球
さらに目立たせるため、天板に豆電球を12個つけます。豆電球のソケットがたくさんあったため、それを使うためでしたが、皿ネジを買ったり、電球自体を探したり、さらには制御基板で、かえってお金がかかりました。
豆電球は、2.5V 0.3Aの、小学校の理科の実験で使うような口金E10のものです。せっかくなので、色付きの豆電球を調達します。赤・黄・緑・青が売っています。LEDよりも電球特有の優しい光り方で、ラーメン屋の看板のごとく、派手な演出ができます。東寺尾陸橋下の看板を連想します。開店時、地元では看板がデカいと話題になりました。
豆電球の定格は、2.5Vですが、5Vシステムで制御するため、50%デューティ、数百Hz以上の信号と、点灯制御用の信号の論理積をとり、MOSFETで駆動します。豆電球はLEDとは違い、応答速度が遅いため、PWMでも問題ないかとおもいます。また、12個のうち、6個と6個で位相を反転させる（数百Hz以上の信号をNOTにかける）ことで、流れる電流を半分に抑えます。
豆電球の制御基板は、中国の業者に発注しましたが、ちょうど中国と揉めていて、今後はもしかしたら発注ができなくなるかもしれません。政治の話や国際情勢は怖くて、知ると死にたくなってしまうので、あまりニュースは見ないようにしています
フォトカプラがついているのは、電子オルゴール基板からの音符パルス入力用です。音にノイズが入らないよう、別系統の電源をつかうため、フォトカプラで絶縁します。また、点滅パターンを選べるように、スイッチと7セグもつきます。MCUは秋葉原で安かったPIC16F747です。電子オルゴールも搭載するか(振動でビリビリ鳴りそう)は未定なので、このあたりは一応つけておいた予備パターンです。
なお、電子オルゴールからは、楽曲番号などのデータと、4分音符パルス、各パートの発音パルスを想定して6回路のフォトカプラをつけています。電子オルゴールは前作と同様、方形波×3とノイズによるパーカッションの発音ができます。
4つのICは、論理積素子(ANDゲート)の74HC08が3つ(12系統分)と、論理否定のインバータ74HC04です。NOTは1個しか使わないため無駄な感じがしますね。
基板が届きました。PIC16F747のRA4はオープンドレインであることがわからず、そのままLED制御ピンとして設計してしまいましたが、つきませんでしたので、パターンカットしPNPトランジスタをつけました。抵抗器はプルアップです。論理反転してしまうので、極性はソフトで対応します。74HC04の空きゲートをつかおうとおもいましたが、未使用の入力はGNDに落としてます、両面基板なので、ベタからパターンカットするのが困難で、こうしました。
東寺尾の島忠には、赤と青の豆電球しか売っていませんでした（緑と黄色がなかった）。実験中、豆電球がすぐに切れました。それも複数です。やはり5Vだとダメなのでしょうか？寿命など検証をし、電源電圧を落とすなど工夫をしたいとおもいます
千石電商で豆電球を箱ごと(50個)買ってきました。色なしです。また、川崎のユニディに緑と黄色が売っていたので、各色6個ずつ揃いました。クリアタイプなら50個以上あるので、切れても交換ができます
組み立て
切り出したアルミ板を組み立て、金具で補強しつつ、基板や端子台などの取り付けや配線を同時進行でおこなっていきます。ちゃんと設計して図面を作ればいいのですが、そのあたりは専門外なので、現物合わせで作りながら合わせて加工していきます
表示部のアクリル板です。透明の大きなアクリル板に、LED部だけ切り抜いた黒いシートを貼り合わせて、表示領域外は内部が見えないようにします。
このアクリル板を合わせると、本格的な電光掲示板のようです！道路や駅にある案内板みたい？
アルミ板同士は、複数の金具を組み合わせて、補強しています
豆電球制御基板、電源、アンプとスピーカー、端子台、リレーを配線しました。豆電球制御基板は、現物合わせ時にスイッチが壊れてしまいました。また買わなければなりません……
この電光掲示板は、基本的にはコンセントから給電しますが、PD対応のモバイルバッテリーもつかえるようにします。リレーは、電源切り替え用で、コンセントから電源印加時に接点が切り替わり、電源ユニットの出力が回路につながる仕組みです。AC100Vがかからなければ、PD回路からの電源を供給します。PD回路はこれからつくります
メイン基板
メイン基板のはんだ付けもはじめています。メインMCUのESP32-S3と、電子オルゴールも１枚の基板上に配線します。LEDマトリックスや豆電球は、大電流が駆動されるため大きなノイズ源となります。この基板にはノイズフィルタを入れ、豆電球制御基板のフォトカプラを利用して絶縁されるため、ノイズが回り込みません。しかし、LEDの信号線とGNDが共通になっているので、よく考えたら意味がないですね。オルゴール音にノイズが乗らなければいいのですが……
製作が進捗次第、随時更新していきます
