先日の「断線チェッカー作ってみた」の回路ですが、「ポート４つでLED１０個を制御。どんなロジック…？」と思いましたが、「チャーリープレクシング」という回路だそうです。
とりあえず、直近で参照されたのは「ラジオペンチ」さんの記事。以前にちらっと読んだ気はするのですが、難しくて全然記憶に残ってませんでしたｗ。自分で手を動かしてみないと、見ただけではなかなか理解できない…。より理解を深めるべく、自分で回路書いて考えてみます。
基本の回路は下図。
A～Dの4つの中から2つを取る組み合わせは、LED組の左から順に、A-B・B-C・C-D、A-C・B-D、A-Dの6通り。
式で書くと、4C2=（4×3）÷2=6。
このポート組の間に、逆並列のLEDを挟んで点灯させるので、12個のLEDが制御できる。
式で書くと、4C2×2=（4×3）÷2×2=12。
結果、使うポート数をnとすれば、n×（n-1）個のLEDが制御でき、3ポートで6個、4ポートで12個、5ポートで20個、6ポートで30個…と、普通のマトリックスを使うより少ないポート数で、多くのLEDの点灯が制御できます。
難点としては、例えば8×7のマトリックスだと、列ごとに点灯を制御するので、7分の1（又は8分の1）のダイナミック点灯で出来ますが、チャーリープレクシングでは1個づつの点灯になるので、56分の1のダイナミック点灯となり、制御も煩雑、という事があると思います。
さて、ラジオンペンチさんの記事からは、居酒屋ガレージさんの「電波チェッカ用12LEDレベル表示回路」という記事が参照されてますが、そちらに書いてある回路は、LEDの電流制限抵抗を1回しか通らない回路です。この回路と、元の「逆並列LED」の回路は同じ物でしょうか…？
理解してみれば、記事内の「LEDは対向させずに、カソード側をコモンにしてつないでみました」で理解しろよ～という事かもしれませんが、自分なりに解釈して回路を書いてみます。
上の回路にて、各ダイオードのアノードに着目すると、Aからアノードに繋がってるLEDは3つあります。同様に、BもCもDも、アノードに繋がってるLEDが3つずつあります。
例えば、Cについて見ると、下図の通り。
という事は、LED：12個を、「アノードに繋がってるLED」でまとめると、
となります。
この下がどうなるか、最初「基本回路①」のLEDに番号を振って対応させようとしましたが、組み合わせを理解すれば簡単な事。
Aの下にはB・C・D、Bの下にはA・C・D、Cの下にはA・B・D、Dの下にはA・B・Cが繋がります。
これを回路として書くと、
となり、LEDを同じ向きで並べた回路の完成です。
各ポートの出力の、分岐の前に電流制限抵抗を変更すれば、「基本回路①」と同様に、抵抗を2回通る回路になります。
ここでひらめいた！「逆並列」の基本回路①では、A-BとB-Aを区別せずに、4C2×2と捉えましたが、LEDを同じ方向に表現すると、A-BとB-Aを区別して、順列「4P2=4×3=12」で表現した事になるのではないかと思います。
ラジオペンチさんの記事では、これを「マトリックス形式」に変形してますが、ここも自分で考えてみます。
同様に「アノードに繋がってるLED」を意識して書くと、下図のようになります。
各ポートからの出力を横共通線として、アノードに繋がるLEDが3つずつ付いてます。そして、「LEDを同じ向きで並べた回路」と同様に、今度は縦線を共通線として、「Aの下にはB・C・D、Bの下にはA・C・D、Cの下にはA・B・D、Dの下にはA・B・C」が繋がります。
見ても同じかどうか判別できませんが、きっと同じ回路ですｗ。
このマトリックスをよ～～～く見てると、あるものに似てるのに気が付いた！
スポーツ大会等で見る、リーグ戦の「対戦表」です。
4チームの中から2つを選ぶ対戦の組み合わせは6通りで、6試合となりますが、①の試合はAチームvsBチームで、①’は①と同じ試合ですが、BチームvsAチームとなって、①をひっくり返した結果になります。
つまり、マトリックス形式で書いた場合、右上半分と左下半分は、アノードとカソードをひっくり返した関係にあるという事ですね～。
ラジオペンチさんの記事では、マトリックスの隙間をつぶす為、右上半分のLEDをひっくり返した回路を紹介したのち、「SparkFun」のLEDマトリックスの回路を紹介していますが、上図の「マトリックス①」の右上半分を、そのまま「むぎゅ～～～」っと左に詰めると、下記の様な回路になります。
SparkFunの回路は、右上半分のLED群を下に詰めて、ポートとの接続が上側に出てますが、「アノードで整理」をスタートにすると、このような書き方に辿り着きました。
ラジオペンチさんの記事では、さらに「ikkeiさん」という方の記事が紹介されており、７セグLEDの点灯をチャーリープレクシングでポート数を減らす回路や、8×8LEDマトリックスの制御ポートを減らす回路が紹介されており、これまっっった難しいのですが、とりあえず、基本は理解できたかな～ｗ。
（「チャーリープレクシングについての考察（続編）」に続くｗｗ。）
とりあえず、直近で参照されたのは「ラジオペンチ」さんの記事。以前にちらっと読んだ気はするのですが、難しくて全然記憶に残ってませんでしたｗ。自分で手を動かしてみないと、見ただけではなかなか理解できない…。より理解を深めるべく、自分で回路書いて考えてみます。
基本の回路は下図。
A～Dの4つの中から2つを取る組み合わせは、LED組の左から順に、A-B・B-C・C-D、A-C・B-D、A-Dの6通り。
式で書くと、4C2=（4×3）÷2=6。
このポート組の間に、逆並列のLEDを挟んで点灯させるので、12個のLEDが制御できる。
式で書くと、4C2×2=（4×3）÷2×2=12。
結果、使うポート数をnとすれば、n×（n-1）個のLEDが制御でき、3ポートで6個、4ポートで12個、5ポートで20個、6ポートで30個…と、普通のマトリックスを使うより少ないポート数で、多くのLEDの点灯が制御できます。
難点としては、例えば8×7のマトリックスだと、列ごとに点灯を制御するので、7分の1（又は8分の1）のダイナミック点灯で出来ますが、チャーリープレクシングでは1個づつの点灯になるので、56分の1のダイナミック点灯となり、制御も煩雑、という事があると思います。
さて、ラジオンペンチさんの記事からは、居酒屋ガレージさんの「電波チェッカ用12LEDレベル表示回路」という記事が参照されてますが、そちらに書いてある回路は、LEDの電流制限抵抗を1回しか通らない回路です。この回路と、元の「逆並列LED」の回路は同じ物でしょうか…？
理解してみれば、記事内の「LEDは対向させずに、カソード側をコモンにしてつないでみました」で理解しろよ～という事かもしれませんが、自分なりに解釈して回路を書いてみます。
上の回路にて、各ダイオードのアノードに着目すると、Aからアノードに繋がってるLEDは3つあります。同様に、BもCもDも、アノードに繋がってるLEDが3つずつあります。
例えば、Cについて見ると、下図の通り。
という事は、LED：12個を、「アノードに繋がってるLED」でまとめると、
となります。
この下がどうなるか、最初「基本回路①」のLEDに番号を振って対応させようとしましたが、組み合わせを理解すれば簡単な事。
Aの下にはB・C・D、Bの下にはA・C・D、Cの下にはA・B・D、Dの下にはA・B・Cが繋がります。
これを回路として書くと、
となり、LEDを同じ向きで並べた回路の完成です。
各ポートの出力の、分岐の前に電流制限抵抗を変更すれば、「基本回路①」と同様に、抵抗を2回通る回路になります。
ここでひらめいた！「逆並列」の基本回路①では、A-BとB-Aを区別せずに、4C2×2と捉えましたが、LEDを同じ方向に表現すると、A-BとB-Aを区別して、順列「4P2=4×3=12」で表現した事になるのではないかと思います。
ラジオペンチさんの記事では、これを「マトリックス形式」に変形してますが、ここも自分で考えてみます。
同様に「アノードに繋がってるLED」を意識して書くと、下図のようになります。
各ポートからの出力を横共通線として、アノードに繋がるLEDが3つずつ付いてます。そして、「LEDを同じ向きで並べた回路」と同様に、今度は縦線を共通線として、「Aの下にはB・C・D、Bの下にはA・C・D、Cの下にはA・B・D、Dの下にはA・B・C」が繋がります。
見ても同じかどうか判別できませんが、きっと同じ回路ですｗ。
このマトリックスをよ～～～く見てると、あるものに似てるのに気が付いた！
スポーツ大会等で見る、リーグ戦の「対戦表」です。
4チームの中から2つを選ぶ対戦の組み合わせは6通りで、6試合となりますが、①の試合はAチームvsBチームで、①’は①と同じ試合ですが、BチームvsAチームとなって、①をひっくり返した結果になります。
つまり、マトリックス形式で書いた場合、右上半分と左下半分は、アノードとカソードをひっくり返した関係にあるという事ですね～。
ラジオペンチさんの記事では、マトリックスの隙間をつぶす為、右上半分のLEDをひっくり返した回路を紹介したのち、「SparkFun」のLEDマトリックスの回路を紹介していますが、上図の「マトリックス①」の右上半分を、そのまま「むぎゅ～～～」っと左に詰めると、下記の様な回路になります。
SparkFunの回路は、右上半分のLED群を下に詰めて、ポートとの接続が上側に出てますが、「アノードで整理」をスタートにすると、このような書き方に辿り着きました。
ラジオペンチさんの記事では、さらに「ikkeiさん」という方の記事が紹介されており、７セグLEDの点灯をチャーリープレクシングでポート数を減らす回路や、8×8LEDマトリックスの制御ポートを減らす回路が紹介されており、これまっっった難しいのですが、とりあえず、基本は理解できたかな～ｗ。
（「チャーリープレクシングについての考察（続編）」に続くｗｗ。）
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