自作電光掲示板2号機の製作

初版公開日: 2026年1月10日

最終更新日: 2026年4月30日

カテゴリ: つくったもの

2025年にイベント用に作った電光掲示板の2号機を製作しました。製作中の様子もお届けします

自作LED電光掲示板の紹介

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。

その後、2026年4月にプログラムを改良し、RGB各色7階調(黒含む)を達成しました、後ほど説明します

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ます。ただし、危ないので、基本的には置いて使うのがいいとおもいます

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。

最終的には、大きめの金具を複数入れて補強しました。背面板に基板が取り付くので、重みで補強が重要でした。

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。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。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。ただし、これらの電子オルゴール連動については、配線は対応していますが現在のところコネクタ未結線でプログラムも対応していません。

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。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。プルアップ抵抗をつけ、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）。川崎のユニディ（ラゾーナの中のです）に緑と黄色がありました。また、すぐに切れるので、千石電商で豆電球を箱ごと(50個)買ってきました。これは色なしです。

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は、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。せっかく作ったのですが、割ってしまったので、「はざいや」というアクリル板の通販サイトで頼んで作り直しました。サイズを指定して購入でき、無駄がない分安価だったので、今度からはこちらで頼もうとおもいます

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。

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、CH221で電圧を決定し、SI-8050YのDCDC回路で5Vに降圧します。ただし、モバイルバッテリーで動作時電流の都合上、豆電球は光りません。出力の大きな、ノートパソコン用のACアダプタ（20V）なら動作しましたが、DCDCコンバータが熱くなりすぎてしまうので、使わない方が良いでしょう。

メイン基板には、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。

メイン基板上には、フラッシュメモリのW25Q128を2個と、RTCもつけています。片方のフラッシュメモリは電子オルゴール用のPCMデータを入れ、もう1つにはフォントデータを入れます。電子オルゴールは、今まで通りのピッチ・テンポ・サスティーン調整のほか、リニアPCM再生にも対応しました。任意の音声を出せます。また、フォントは、16ドット、16ドット太字、20ドット、24ドット、32ドット、48ドットのビットマップを入れ、複数サイズの自由な文字を出せます。JIS X 0208を独自に拡張した文字コードです。