アクリル板を光らせるために、ATtiny402でLED基板を作った

プリペンの20周年に合わせて、アクリル板を光らせる基板を作ってみました。細長い基板へLEDを並べ、小さなマイコンで制御しています。

LEDを点灯させた状態。細長い基板に沿って複数の色が並ぶ。

アクリル板へ光を入れる

アクリル板は、端面から光を入れると、加工した文字や模様の部分で光を散乱させて見せることができます。板の幅に沿って光を入れられるよう、LEDを列状に並べた基板にしました。

LEDが光ることと、板がきれいに見えることは別です。光源と端面の距離、LEDの向き、板の固定位置で見え方が変わります。基板の形を決めるときも、電気的な接続だけでなく、どの位置から光を入れるかが関わります。

ATtiny402とUPDI端子

ATtiny402、モード用スイッチ、コンデンサー、UPDI端子を配置した部分。

マイコンはATtiny402です。8ピンのAVRで、Flashは4KB、SRAMは256バイト。大きなマイコンボードを載せずに、LEDの制御を小さくまとめる構成です。仕様はMicrochipの製品ページで確認できます。

基板の端にはUPDIの接点を出しています。ATtiny402の書き込みとデバッグに使うインターフェースです。部品を実装した後も、この接点からプログラムを書き換えられます。

ボタンには「SW2 MODE」と表記しました。操作する部分と書き込む部分を基板に残しておくと、装置を組んだ後も調整しやすくなります。

光り方を作るときの処理

LEDを複数の色で光らせる場合は、各LEDへどの色を出すかと、その色をいつ更新するかを考えます。点灯パターンを配列で持つ方法もありますし、時刻やLEDの位置から色を計算する方法もあります。

ATtiny402はRAMが256バイトなので、大きなデータをそのまま持つとすぐに使い切ります。必要な状態だけを保持して、次の色を計算する、といった作り方が合います。光らせるだけの小さな装置でも、データの持ち方は効いてきます。

基板には電解コンデンサーと「104」のコンデンサーも載せています。LEDの点灯状態が変わると消費電流も変わるため、電源まわりも合わせて考える必要があります。

写真は基板を点灯させた状態です。細長い基板の上に色が並ぶだけでも、なかなかよい感じになりました。アクリル板を光らせたい、から始めて基板まで作ってしまいました。