OSL641501-ARA 赤色ドットマトリックスのダイナミック点灯

 回は、Raspberry Pi Pico Wを使って「OSL641501-ARA」という8×8の赤色ドットマトリクスLEDの基本的な仕組みと接続方法を学びました。

今回はその応用として、**ダイナミック点灯（スキャン方式）**によって、アルファベットの A～G を順番に表示させてみましょう。

💡 ダイナミック点灯とは？

8×8のマトリクスLEDには64個のLEDが搭載されていますが、すべてを同時に点灯させると、電流の負荷が大きくなり回路にも悪影響を及ぼします。
そこで活躍するのが「ダイナミック点灯」という方法です。

これは、1行（または1列）ずつ高速に点灯させていくことで、人間の目にはすべてが同時に光って見えるようにする仕組みです。
実際には、LEDは1行ずつ順番にON/OFFを繰り返しており、目の錯覚（残像効果）を利用しています。

🅰️～🅶 表示のしくみ

今回のプログラムでは、各文字（A～G）を 8×8のビットマップ配列として定義し、それぞれの配列に応じてアノード（列）とカソード（行）のGPIOを制御します。
各文字は約1秒ごとに切り替わり、ループしながら順に表示されます。

これにより、まるで小さなLEDディスプレイに文字が浮かび上がるような視覚効果が得られます。

⚠️ 注意点

LEDを直接GPIOピンに接続する際は、**必ず電流制限抵抗（470Ω〜1kΩ）**を アノード側またはカソード側のどちらか一方に入れるようにしてください。
これを怠ると、LEDやRaspberry Pi Pico W本体の破損につながるおそれがあります。

OSL641501‑ARA 8×8 ドットマトリクス

ソースコード

# Raspberry Pi Pico W 8×8 ドットマトリクス表示（MicroPython版）

#  アノード: GP2–GP9 カソード: GP10–GP17

#  ※アノード／カソードのどちらか一方に 470 Ω〜1 kΩ の抵抗を必ず直列に入れてください

from machine import Pin

import time

# ───────────────────────────────────────────────

# GPIO 配列

# ───────────────────────────────────────────────

anode   = [Pin(i, Pin.OUT) for i in range(2, 10)]   # GP2–GP9

cathode = [Pin(i, Pin.OUT) for i in range(10, 18)]  # GP10–GP17

# 初期状態：アノード LOW、カソード HIGH

for a in anode:

    a.value(0)

for c in cathode:

    c.value(1)

# ───────────────────────────────────────────────

# 文字パターン（0=消灯, 1=点灯）

# ───────────────────────────────────────────────

A = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,0,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

]

B = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,1,0],

    [0,1,0,0,0,0,1,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,1,0],

    [0,1,0,0,0,0,1,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

]

C = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,0,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,0,1,1,1,0,0,0],

]

D = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,1,1,1,0,0,0],

]

E = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

]

F = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

]

G = [

    [0,0,0,0,0,0,0,0],

    [0,0,1,1,1,0,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,0,0,0],

    [0,1,0,1,1,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,1,0,0,0,1,0,0],

    [0,0,1,1,1,0,0,0],

]

patterns = [A, B, C, D, E, F, G]  # インデックス 0〜6

# ───────────────────────────────────────────────

# 1 フレーム描画（行スキャン）

# ───────────────────────────────────────────────

def draw_matrix(disp):

    """disp は 8×8 の 0/1 リスト"""

    for y in range(8):

        cathode[y].value(0)          # 行を有効 (LOW)

        for x in range(8):

            anode[x].value(disp[y][x])  # 列データを出力

        time.sleep_us(100)           # 点灯時間（μs）

        for x in range(8):

            anode[x].value(0)        # 列 OFF

        cathode[y].value(1)          # 行を無効 (HIGH)

# ───────────────────────────────────────────────

# メインループ

# ───────────────────────────────────────────────

x_counter = 0

change    = 0   # 0〜6

while True:

    if x_counter > 1000:

        change = (change + 1) % 7   # A→B→…→G→A

        x_counter = 0

    x_counter += 1

    draw_matrix(patterns[change])

    print("change:", change + 1)    # Arduino の 1〜7 表記に合わせておく

プログラムの処理フロー 🚦

• 🛠️ GPIO 準備

  • アノード (GP2‑GP9) を出力に設定し LOW で初期化

  • カソード (GP10‑GP17) を出力に設定し HIGH で初期化

• 📑 文字パターン登録

  • アルファベット A〜G を 8 × 8 の 0/1 ビットマップとしてリスト patterns に格納

• 🎨 draw_matrix()：1フレーム描画

  • 8 行を上から順にループ

    1. 対象行の カソードを LOW（行を有効化）

    2. 列ごとにアノードへ パターンの 0/1 を書き込む

    3. 100 µs ウェイトで点灯保持

    4. 全アノードを LOW、行カソードを HIGH に戻す（行無効化）

• 🔄 メインループ

  • 変数 x_counter をインクリメントし続け、1000 回ごとに

    • change を次のパターン番号へ更新（0→1→…→6→0）

    • x_counter をリセット

  • 毎ループで draw_matrix(patterns[change]) を呼び出し、現パターンを表示

  • デバッグ用に change 値をシリアル出力

• ⚠️ 保護抵抗必須

  • アノード側またはカソード側のどちらか一方に 470 Ω〜1 kΩ の抵抗を直列に入れて過電流を防止