TM1637 4桁7セグメントディスプレイ完全マスター：Arduinoステップバイステップチュートリアル

TM1637

Arduinoマイクロコントローラで数字を表示する方法をお探しですか？それなら、TM1637 4桁7セグメントディスプレイが必要です。このデバイスを使用して、時計回路や数字を表示するその他のアプリケーションを設計できます。しかし、通常の4桁7セグメントディスプレイには12ピンと大量の配線が必要です。幸い、TM1637はピン数を4本に削減します。2ピンで電源制御、残り2ピンでセグメント制御を行います。したがって、この記事ではTM1637についてすべて学び、Arduinoボードとのインターフェース方法を理解できます。準備はいいですか？始めましょう。

TM1637とは

LEDディスプレイ

TM1637の設計により、数字を表示できます。また、モジュールには4つの7セグメントディスプレイがあり、これらが連携して数字を作成します。TM1637モジュールはTM1637 ICに基づいて動作するため、TM1637ディスプレイという名前です。

TM1637ピン配置

TM1637には4つの端子があり、それぞれ異なる機能を持ちます。以下の画像で各ピンの機能を確認してください。

TM1637ピン配置

TM1637の特徴と仕様

TM1637ディスプレイの特徴と仕様は以下の通りです：

• 携帯性に優れたサイズ
• 動作電圧：3.3V〜5.5V
• 最大8段階の輝度レベルを調整可能
• 4桁の英数字表示にアクセス可能
• 動作時電流消費：80mA
• 動作温度範囲：-10℃〜+80℃
• 2線式インターフェース搭載

TM1637モジュールの仕組み

このモジュールでは、DIOとCLKの2ピンのみで通信を確立できます。また、これら2ピンからデータの送受信が可能です。したがって、TM1637インターフェースに表示したい数字をシリアルデータ形式で送信します。また、このモジュールは+5Vの安定化電源でのみ動作可能です。それ以上の電圧は不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。通信を確立するには、CLKとDIOピンをマイクロコントローラの利用可能なGPIOピンに接続します。これにより、プログラミングによりシリアルデータ交換が発展します。ただし、シリアルデータ交換は複雑なプロセスです。ライブラリをダウンロードすることで、データ伝送を容易にできます。また、これらのライブラリをダウンロードしてアプリケーションプログラムで使用する必要があります。さまざまなウェブサイトでこれらのライブラリを見つけられます。ヘッダーをインクルードすると、コントローラが独自に通信し、表示したい文字をモジュールに送信します。TM1637 ICがコントローラからデータを受信すると、コードを介して4つのディスプレイセグメントを駆動します。その後、4つのセグメントが希望の文字を表示します。

TM1637 4桁7セグメントディスプレイとArduinoのインターフェース

TM1637をArduinoとインターフェースする方法を学ぶ前に、まず7セグメントディスプレイの基本を理解する必要があります。

7セグメントディスプレイ

7セグメントディスプレイは、通常8の形という特定のパターンに並んだ7つのLEDを備えています。各LEDをセグメントと呼びます。セグメントを点灯させると、数値、16進数、10進数の一部を形成します。各セグメントをA〜Gでラベル付けできます。コンポーネントをHIGHまたはLOWに設定すると、目的の文字を生成できます。

TM1637モジュール ハードウェア概要

TM1637は低コストシリアルLEDドライバを備え、LED輝度制御やON/OFF制御など様々な機能を持ちます。また、各セグメントにアクセス可能です。4つの0.36インチ7セグメントディスプレイを備え、温度やセンサデータを表示し、中央のコロンにより時計や時間ベースのプロジェクトを簡単に作成できます。

TM1637モジュールとArduino UNOの配線

TM1637モジュールをArduino UNOに接続するのは簡単です。表示制御用2本、電源用2本の計4本のワイヤを接続するだけです。モジュールはArduinoの5V出力で安全に電源供給できます。また、DIOとCLKをArduinoのピン3とピン2に接続します。TM1637は動作にArduinoの特定ピンを必要としないため、重要なピンを使用する必要はありません。ピン接続は自由に変更できますが、コードも必ず変更してください。

ライブラリインストール

前述の通り、TM1637チップと通信するにはライブラリが必要です。様々なライブラリがありますが、「Avishay Opaz」作成のものを使用します。ライブラリはこちらから入手できます。このライブラリには、TM1637ディスプレイを簡単に制御できる様々な関数が含まれています。表示したい数字を入力するだけで、あとはライブラリが処理します。TM1637ライブラリのインストール方法：

• まず、Arduino IDEを開き、スケッチ＞ライブラリをインクルード＞ライブラリを管理へ移動
• 次に、Arduinoライブラリマネージャがライブラリインデックスをダウンロードし、インストール済みライブラリリストを更新するのを待機
• 次に、TM1637を検索し、Avishay Opazライブラリを選択
• インストールをクリックしてライブラリインストール開始

Arduinoコード

様々なルーチンを実行するテストプログラムの基本コードを示します。このコードをArduinoにアップロードできます：

Arduinoコード

Arduinoコード

Arduinoコード

Arduinoコード

Arduinoプロジェクト - TM1637とDS3231で時計を作る

TM1637モジュールとDS3231 RTCモジュールを組み合わせて、動作する24時間制デジタル時計を作成できます。まず、TM1637ディスプレイとDS3231 RTCモジュールを接続し、以下のコードをアップロードします。このコードはAdafruit RTCライブラリを使用し、24時間形式で時刻を表示します。

Arduinoプロジェクトコード

Arduinoプロジェクトコード

最後に

TM1637ディスプレイモジュールは、LEDディスプレイアプリケーションに使用できる最高のモジュールの一つです。耐久性があり、汎用性が高く、高動作温度に耐えながら最適なパフォーマンスを発揮します。また、12ピンディスプレイモジュールの配線複雑さを取り除き、わずか4ピンで実現。様々なライブラリにより、TM1637チップとの通信が他のモジュールより簡単です。時間ベースや温度プロジェクトなど、いくつかのアプリケーションで動作します。ご質問があれば、お気軽にお問い合わせください。喜んでお手伝いいたします。