RGBのLEDテープで白色を発光させようとしたら紫色に?

作業机で使っていた蛍光灯のデスクスタンドが壊れてしまったので、替えの蛍光灯管を買おうか、新しいLED式のデスクスタンドを買うべきか、ちょっとお悩み中。

でも、考えてみるとLED自体は様々な種類のものをたくさん持ってるんですよね。で、思い出したのは、買ったまま使われずにいるLEDテープ。

300個のLEDが5mのテープに配置されています。これを作業机に覆いかぶさるようにある棚の下側に貼れば、かなり明るい作業環境が整う筈。

さっそく探し出してきて、電源を接続してオンしてみたら、白色LEDだと思っていたら、青色LEDでした。

LEDテープ青
うーむ、さすがにこれを作業用のライトとしては使えませんね。

でも、5mのLEDテープは、もう一つ持っています。こちらはRGBタイプで発光色を自由に変えられるので、これを白色にして使うことに。

LEDテープRGB
ところで、このLEDテープは12V駆動です。上の表示では11Vになっていますが、元々12V出力のDCアダプターの電圧をコンバーターを通して可変にしているので、11Vが最大。

実は300個のLEDを点灯させるので、どれくらいの電流が流れるのか微妙に心配していたんです。でも、最初の青色LEDテープは電圧10.5Vで0.67Aと意外と低い。

こちらのRGBテープの赤を点灯させると、同じく電圧10.5Vで0.71A。

LEDテープRGB赤

緑を点灯させると10.6Vで0.47Aと、ガクッと下がります。

LEDテープRGB緑

今度は青点灯。こちらは10.6Vで0.47Aと、緑と同じような値です。

LEDテープRGB青

そして、今回デスクライトとして使う予定の白点灯・・・・あれっ?白くならない。ピンク色というか紫色っぽいかな。コントローラーのどこを押しても白にはなりません。

LEDテープRGB白
光っちゃってるので詳細は分かりませんが、多分RGB(赤緑青)の3色のLEDが点灯している筈です。電流値も1A超えていますからね。

でも、緑の明るさが弱くて、赤と青が混じって紫色っぽくなっているのでしょう。

リモコンにはプリセットで様々な色が設定されていて、その中の白ボタンを押しても上のような状況です。プリセットボタンの中身を微妙に変化させることは出来ません。

でも、DIYボタンが6個あって、同じ枠の中に赤青緑の上下矢印があるので、このDIYボタンの中でなら赤と青を弱めて、白らしい白を発色出来るのかもしれません。

うーん、ちょっと面倒くさい。

ってことで、このRGBのLEDテープをデスクライトとして使おうという試みはここで終わり。でも、他に有効な使い方が思い浮かばないのも困ったもんだ。


5mのLEDテープ、それもフルカラー、更にリモコン付き

少し前、eBayでLEDテープを買いました。5mのテープで、そこに5cm当たり3個の単位(カット可能)で300個のLEDが配置されているもの。色はブルーを選びました。

このLEDテープを使って無限ミラーを作ってみたいというのが購入の目的。ただ、「LEDテープを買ってみたい」という “物欲” の方が先にあったかな。

「無限ミラーを作りたい」というのは後から自分を納得させるためにつけた理由なので、3~4ヶ月経過した今も、無限ミラー製作は手付かずのまま。

そんな中、再びLEDテープを買ってみたくなりました。今度はRGBタイプ。それもリモートコントローラー付というもの。うーむ、前のもそのままだしなって思いながら、やっぱり買ってしまいました。

300個×3色=900個のLEDなわけで、それを駆動する電力も大変なもの

2週間位して届いたのがこちら。

RGBLEDテープ

eBay等の商品ページには大した説明がないことも多いので、基本的には写真を見て中身や機能を判断するわけだけど、このRGBのLEDテープ(リモコン付)は、どうも理解できなくて。

商品ページの写真も上のような感じなんだけど、この左下の短い白のコードの役割が分かりづらくて。簡単な説明を読むと、LEDテープへの電源供給とリモコンの信号受信らしい。

特に、受光センサー周りの詳しい説明も写真もなくて、これが本当に受光センサーなのかどうかがハッキリ分からなかった。なんか、コネクタみたいにも見えて。

結局、商品が実際に手元に届いて初めて、想像通り受光センサーだって分かった次第。

さて、このLEDテープを駆動するには当然電源が必要。そしてこれを用意するのがちょっと大変だった。必要なのはDC12V電源。最大負荷電流は2A×3色で6Aという、結構大掛かりなもの。

更に、プラグとジャックのマッチングも必要で、すべてを満たすようなACアダプタは持っていない。

ということで、LEDテープと接続するコントローラー(かな?)のジャックに合うプラグを持ったACアダプタからプラグを切り離し、DC-DCコンバータに繋げ、そこに大型ACアダプタで電力を供給。

そんな苦労を経て、やっとLEDを点灯することが出来ました。下は、DC-DCコンバーターの電圧を9Vに設定して、青のLEDを発光させているところ。9Vくらいでも十分に明るい。

LEDテープ発光

リモコン操作の “感触” は気持よくないけど、機能の多さは本当に素晴らしい

RGBのLEDテープも基本構成は、先に紹介した単色のLEDテープと同じ。5mのテープで、そこに5cm当たり3個単位(ここでカット可能)で300個のRGBLEDが配置されています。

LEDテープ組み合わせ

上の写真で、一つのチップの中に6個のシルバーの端子らしきものが見えると思いますが、この内の下の3個がRGBの各色になっています。

リモコンで赤、緑、青の単色で点灯させ、それを写真に撮ってみると、よく分かります。中心が「R」、左下が「G」、そして右下が「B」で発光しています。

LEDテープ各色点灯

付属のリモコンにはたくさんのボタンがあって、そのボタンの数だけ機能があります。スイッチON/OFから始まって、明るさの増減、そしてもちろん色のチェンジ。

先に紹介した赤、緑、青の単色は勿論、この3色のブレンドによって、リモコンには20種類の色が用意されています。リモコン右上の白を押すと、RGB3色がフル点灯し、電流が最大になります。

また、6個のDIYキーも用意されていて、デフォルトで用意された20色以外に、RGBの明るさを微調整することで自分の好きな色を作り出し、それをこのDIYキーに登録することも出来ます。

さらに他の機能として、フラッシュしたり、フェードしたり、色が流れたリも出来ます。その変化のスピードもリモコンで自由自在。

どこまで使いこなせるかは別として、「あんなことができたらな」って想像することの、多分大概のことが出来るんじゃないかな。

うーむ、面白い。でも、これを何に使ったら一番効果的かな?

色々と試してみて、「こんなのどうよ!」ってのが出来ましたら、また紹介したいと思います。


1本10円なのに想像以上に明るいフルカラーLEDに技術の

Arduino のアナログ出力を使って3本のLEDを調光(徐々に明るくしたり、暗くしたり)してみましたが、eBay にて注文していたフルカラー(RGB)LEDが届きました。

RGB LED
20本で約230円(送料込み)なので、1本10円ちょい。

一番長い足がカソードとは限らないのね

早速、どんな色で点灯するのか確認してみようと自作のLEDチェッカーに差し込んでみたら点灯しない。あれっ、不良品?って思いながら色々とやってみたけど点かない。

念のためにとプラスマイナス(アノードとカソードを)逆に接続してみたら点灯しました。

以前、4本足のRGB LEDのことを調べた時、一番長い足がカソード(コモンカソード)で、残りの3本が各色のアノードとあったので、全てこの配列なんだと思い込んでいたんです。

手元に届いた現物を調べてみたら、以下のような配置になっていました。

RGB LEDピン配置

この後、ネットで調べてみたら、4本足のRGB LEDにはコモンアノードのものと、コモンカソードの両方が普通に存在してるんですね。

eBay 辺りで買うとデータ表記等は無いことも多いので、今回も自分で調べてみるまで分かりませんでした。ついでに各色の電圧降下も測定してみたのが上の写真の「Vf」です。

微妙な色に拘るなら抵抗値に気を配る必要が?

ということで、前回3本のLEDのアノードをArduinoの9、10、11番ピンに接続して制御しましたが、今回は逆に3本のカソードをArduinoの出力ピンに接続する必要があります。

一番簡単な接続方法はこんな感じでしょうか。

RGB_LED 配線1

ただ、この接続方法だと各色のVfが異なるので、それぞれに流れる電流が同じではありません(明るさが同じにならない)。

例えば、赤を基準に10mAの電流が流れるように抵抗値を設定(320Ω)すると、青と緑にはそれぞれ7.6mA、8.6mAの電流が流れることになります(で、正しいのかな?)。

これを3色それぞれに10mAの電流を流すには、各色のVfにあわせた抵抗を接続する必要があり、その3種類の抵抗を接続したのか下の図。

RGB_LED 配線2

現実的にはこんな微妙な抵抗値を設定するのは難しいので、近似値の抵抗を接続して、あとはArduino からの出力値で調整することになるのでしょうね。

RGBの3色をフルに点灯した時、発光色は “白” になりますが、この白色の色に拘らなければ(微妙に違う色が混ざっても良ければ)それほど神経質になることもないのですが。

もう少し洗練させていく必要があるけれど

さて、この状態で前回作った(3本のLED用の)プログラムを走らせてみたら、発光色はキチンと変わっていきますが、アノード側とカソード側が逆なので、挙動がやっぱり少し変です。


コモンアノードに合わせてプログラムに手を加えていく必要がありますが、取り敢えずフルカラーLEDの制御が出来そうな雰囲気にはなってきたかな。


たくさんの小さなガラス片の下で色が変化するLEDに見惚れて

完成したArduinoのブレッドボード製プロトシールドで、さっそく何か作ってみようと思います。

一番安易なのはLチカですが、単にLEDを点灯させても(今回は)意味がないので、以前からやってみたいと思っていたLEDの「調光」にトライしてみようかな。

もう一つ、4本足のカラーLED(RGBタイプ)にもその内にトライしてみたいと思っていたので、この際なので3本3色のLEDを接続して、それぞれの調光をしてみようと思います。

Fritzingを使って実体配線図を描くのは、なんか楽しいなー

といっても、回路的にはいたって簡単。3本のLEDと3本の抵抗を配置するだけ。

3色LED明滅

LEDの調光をするには、PWM出力で行いますが、Arduino Unoでは、3、5、6、9、10、11番の6本のピンがこのPWM出力に対応しています。

PWM出力ってのは、analogWrite を使ってピンからの出力値を0から255まで256段階の設定を可能にするものです。要は、この値が大きいほどLEDは明るくなるってこと。

ということで、今回は9番、10番、11番の3本のピンに、橙、青、緑の3色のLEDを接続してます。

そう言えば上の図、Arduino系のサイトを見ると、よく見かけるタイプの図だと思いますが、ずーっとどうやって書いてるんだろって疑問に思っていたんです。

何気なく調べてみたら、専用の(って訳でもないか)ソフトがあったんですね。Fritzingというソフト。

起動すると、メインウィンドウに「ブレッドボード」という大きなタブがあるので、右側にある部品欄から必要なパーツをブレッドボード上にドラッグ&ドロップして配置していくだけ。

うーん、「カチッカチッ」て感じで吸い込まれるように配置されていくので、描いていてなんか楽しい。

実際にブレッドボード上に組み上げ

で、これをベースにブレッドボード製プロトシールドの上に配置したのがこちら。

3色LED明滅回路

抵抗が増えていて違う回路に見えるかもしれませんが、LEDに適切な電流を流すためのピッタリの抵抗が無かったので、それぞれ2個の抵抗を直流に繋げてあるだけで、中身は実体配線図と同じ。

このブレッドボード製プロトシールド、本当に便利。アレコレ考える前にササっと作ってしまった方が何かと早いかも。これは結構活躍してくれそうな気がします。

本当はランダムに変化させたいんだけど

続いてプログラム(スケッチ)の制作。

こちらもシンプルに、「橙:徐々に明るく→徐々に暗く」→「青:徐々に明るく→徐々に暗く」→「緑:徐々に明るく→徐々に暗く」の繰り返しとします。


  • 1行目:256ステップの1ステップの増減間隔を FADE_TIME で定義(今回は10ms)
  • 10行目:9~11番ピンを pin0~pin2と命名し、これらを出力に設定
  • 19行目:(先ずは)pin0(橙)をターゲットに
  • 20~23行のループ:0~255までの値を1ステップずつ加算出力(22行で10ms待機)
  • 25~28行のループ:255~0までの値を1ステップずつ減算出力(27行で10ms待機)
  • 29行:19行に戻って、今度は pin1(青)をターゲットに
  • 20~28行の「徐々に明→徐々に暗く」を行い
  • 29行に辿り着く度に19行に戻って、緑→橙→青→緑を延々とくり返す

そして出来上がったのがこちら。LED直だと明る過ぎて上手く撮れないので、手近にあったガラス片の入った袋を上から被せて撮影してます。


実際に作ってみたら想像以上に美しくて、これを電池駆動にしてコンパクトにまとめ、何かに組み込んでみたくなりました。


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