きょうのかんぱぱ

デジモノが大好きなかんぱぱの日記です。

秋月電子の球体液晶表示ユニットを動かしてみた

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秋月電子の新製品で興味あるデバイスが販売されていました。ドーム型スクリーン用カラー液晶プロジェクタ(球体液晶・光学表示ユニット)です。詳細な仕様書もあり、信号さえ作れば表示できそうな雰囲気です。

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このLCDは色信号をパラレルで入力してVSYNCやHSYNCといった信号を常に流し続ける必要があります。これをFPGAで動かしてみようと思いつきました。ちょうどCQ出版社のFPGA電子工作スーパーキットの付録のMAX10がありますのでこれが手頃です。

でも課題がいくつかありました。一つは表示ユニットの接続ケーブルが0.3mmのFPC 67Pという特殊なものであることです。

globe_lcd_2.jpg

親切なことに基板用のFPCコネクタは表示ユニットに同梱されていますが、これだけのために基板を起こすわけにもいきません。もう一つは光源となるパワーLEDの定電流電源が必要なことです。

いろいろ調べたところ、FFC変換基板(0.3mm/67P)がaitendoから発売されていましたので、これにFPCコネクタをはんだ付けします。かなり細かい作業ですが、ルーペを駆使して、表面実装用のこて先とフラックスでなんとかはんだ付けしました。

globe_lcd_3.jpg

光源のパワーLEDに使用する定電流電源はストロベリーリナックス社のLED用定電流ドライバモジュール(70mA~350mA可変)<降圧型>が表示ユニットの定格である220mAを満たすので、これを使いました。モジュールには半固定抵抗が同梱されていましたが、これは使わずにデータシートのグラフからおよそ200mA付近になるように5.6KΩの抵抗をはんだ付けしました。

表示ユニットに与える電気信号の作成はMAX10 FPGAを使います。FPGAであれば高速な信号も作ることができますし、開発ツール上で信号のシュミレーションもできます。仕様書のタイミングチャートに合うように調整もしやすいでしょう。

完成したのが以下の基板です。左側がFFC変換基板、右側はMAX10基板です。

globe_lcd_4.jpg

配線面はこんな感じです。

globe_lcd_8.jpg

これを球体液晶表示ユニットに取り付けます。光源であるパワーLEDと定電流モジュールの接続は表示ユニットに付属の電源コネクタ用ソケットにリード線で直接はんだ付けしました。

globe_lcd_5.jpg

MAX10 FPGAに書き込むアプリケーションですが、MAX10本をみながら試行錯誤で作っていきました。PLLで好きなクロックが作れるとのことでしたので、表 示モジュールの仕様書にあるCLK 6.75MHzを作成し、このCLKをベースとしてカウントしながら必要なタイミングで信号をON/OFFします。画像データはRGBのパラレル入力です が、まずは単純に縦方向のカウント数でR,G,Bの色データを設定するようにしました。うまく動けばこれでカラーストライプが表示されるはずです。

今回ベースとしたソースはMAX10本のPROJ_COLORLED2です。作成したソースはgithubにおきました。このソースに加えてPLLの作成も必要です。

あとはスクリーンです。球体のスクリーンをどう作ろうかと思って回りを見渡すと、ちょうど良いものがありました。愛用のトラックボールの球がちょうどいい感じです。これを半透明の紙をあててドーム状にしました。

globe_lcd_6.jpg

FPGAにアプリケーションを書き込んで、電源を投入すると眩しい光源の下にやや色がついたLCDが見えました。そこにドーム状のスクリーンを載せたところ・・・。

globe_lcd_7.jpg

カラーストライプがドームスクリーンに表示されました。

いまのところ固定パターンしか表示できませんが、MAX10にRAMを半田付けして表示データをおけばさらに面白くなりそうです。RAMのアクセス方法はこれから勉強です。

追記:このあと画像を表示して動かしてみました。

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