虹色に光るバラを作ろう

2023年5月29日 16:14

こんなことをして遊べるよ

①フルカラーLEDでいろいろな色に光らせる
②IchigoJamでPWM制御を気軽にためす

透明なアイロンビーズとフルカラーLEDを使って、いつまでもきれいに光るバラを作ってみましょう。家族やお友達用に作ってプレゼントしたら喜ばれちゃうかも！

そもそも光の三原色って何？

光の三原色は、RGB（赤・緑・青）でつくられる色です。混ざると明るくなり白に近づいていきます。赤と緑の光がまざると黄色、緑と青が混ざるとシアン、青と赤が混ざるとマゼンダ、緑・赤・青の全てが混ざると白になります。テレビ画面やスマホのモニターなどそのもの自身が発光しているものは光の三原色で色が作られています。

フルカラーLEDのしくみと点灯テスト

フルカラーLEDとは、赤・青・緑の3色のLEDがひとつにまとまったLED

今回、フルカラーLEDはOSTA5131A（OptoSupply社）を利用します。
まずIchigoJamの出力ポート(OUT2・OUT3・OUT4)をフルカラーLEDの緑・赤・青の足とそれぞれ繋ぎます。のこりの足はGNDにつないでください。

とりあえず3色光ることを確認しよう

まずは、以下のプログラムを実行してください。

5 OUT0 
10 OUT2,1:WAIT 60:OUT2,0
20 OUT3,1:WAIT 60:OUT3,0
30 OUT4,1:WAIT 60:OUT4,0
40 GOTO10

一秒ずつ、緑→赤→青の順番で光るはずです。WAITの数字を変えると色が変わるスピードを速くできたり遅くできたりします。（60=1秒）

色をまぜて遊んでみよう

1色ずつLEDを光らせましたが、今度は2色同時に点灯させてみましょう。以下のプログラムを実行してください。成功すると赤→黄色→緑→シアン→青→マゼンダ→白→消灯の順番で1秒ごとに色が変化します。

5 OUT2,0:OUT3,1:OUT4,0:WAIT 60
10 OUT2,1:OUT3,1:OUT4,0:WAIT 60
20 OUT2,1:OUT3,0:OUT4,0:WAIT 60
30 OUT2,1:OUT3,0:OUT4,1:WAIT 60
40 OUT2,0:OUT3,0:OUT4,1:WAIT 60
50 OUT2,0:OUT3,1:OUT4,1:WAIT 60
60 OUT2,1:OUT3,1:OUT4,1:WAIT 60
70 OUT2,0:OUT3,0:OUT4,0:WAIT 60
80 GOTO10

グラデーションして遊ぼう

せっかくフルカラー発光できるのですから、じわじわと色が変化するようにしてみましょう。RGB各LEDの光の強さを調節すると中間色を出すことができます。

この光の強さの調整には、PWM命令を使います。出力電圧(Highが3.3V、Lowが０V)の切りかえをする時間幅を変化させることができる、便利なコマンドです。IchigoJamでは、OUT2〜5のポートがPWM命令を使えます。

まずは一色で光の強さを変える実験をしてみましょう。
1度NEWをしてから、以下のとおりのプログラムを実行してください。

10 H=1020 PWM2,H,100

10行目のHの数字を０から100の間で変えてみましょう。
緑色に光っていますが、数字が100に近いほど強く光ります。
0になると消えます。

手動で光の強さを変えるのは面倒なので、FOR文を使ってお手軽にグラデーションを実現しましょう。10行目を以下のように書きかえて実行してください。緑のＬＥＤが消灯からじわじわ輝いてかっこいいですよ。

10  FOR H=0 TO 100  PWM2,H,100 : WAIT6 : NEXT

さらに5行目に以下の命令を追加して、赤を点灯させた状態で緑のグラデーションを実行させてみましょう。

5 PWM3,100,100

すると赤から黄色へだんだん変化します。バラっぽくなってきましたね。

虹色に光らせる

おなじように黄色→緑、緑→シアン、シアン→青、青→マゼンダ、マゼンダ→赤もグラデーションさせてみます。以下のようにプログラムを追加して実行してください。

5 T=100 :  PWM3,T, T　                         赤からスタート
10  FOR H=0 TO T  PWM2,H,T : WAIT6 : NEXT　　  赤から黄（緑↑）
20  FOR H=0 TO T  PWM3,T-H,T : WAIT6 : NEXT　　黄から緑（赤↓）
30  FOR H=0 TO T  PWM4,H,T : WAIT6 : NEXT　　  緑からシアン（青↑）
40  FOR H=0 TO T  PWM2,T-H,T : WAIT6 : NEXT　　シアンから青（緑↓）
50  FOR H=0 TO T  PWM3,H,T : WAIT6 : NEXT　　  青からマゼンダ（赤↑）
60  FOR H=0 TO T  PWM4,T-H,T : WAIT6 : NEXT　　マゼンダ→赤（青↓）
70 GOTO10

100をかく場所が多かったので、T=100として、簡単にしました。
奇数行（10行目・30行目・50行目）→色が足されるグラデーション
偶数行（20行目・40行目・60行目）→色が消えていくグラデーション
このようにすると虹色に光が変化していきますね。魔法みたい！

この色の変化を連続的にして一つの輪にしたものを色相環(しきそうかん)といいます。色は赤から時計まわりに変化していきます。

プログラミングはこれで完成です。SAVEをして保存しましょう。

茎と光るお花の芯を作る

今度はお花の造形を頑張りましょう。まずは配線です。
図のようにフルカラーLEDに線をはんだづけします。

はんだづけができたら、細く捩った針金と配線を一緒に、10cmくらいに切った緑色の熱収縮チューブのなかに通し、ドライヤーを使って収縮させます。

熱収縮チューブが手に入りづらい場合、フローラルテープや緑色の
マスキングテープでぐるぐる巻いて配線を隠してもOK！

針金は通電しないように、先端をマスキングテープなどで絶縁してください。チューブは半分ほどに縮みます。バラの茎のような見た目で、手で軽くまげてニュアンスをつけることもできます。

反対側の線をL字型のピンヘッダにはんだづけします。

バラのはなびらをつくる

(1) 透明のアイロンビーズを図案(a,b)にそって、丸型プレートにさしていき、パーツを作ります。ピンセットでつまむとビーズをならべやすいです。

この素敵なバラの図案は『セナパパBLOG』さんのお花シリーズから引用させていただきました。セナパパさん、図案の使用を許可してくださり、本当にありがとうございました。バラの他にも素敵な図案がたくさん紹介されていますので是非ご注目ください。

(2)ビーズを並べ終わったら、アイロンのスイッチをオンにし、「中温」（ウール用の温度・140～160度くらい）に設定します。

アイロンを使うときの注意 -----------------------------------------
・スチームは使いません。（アイロンにお水は入れない）
・やけどに気をつけてね！
・はんだごてよりも面が大きくあつあつになります。
・必ずおうちの人といっしょにアイロンがけをしましょう。
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(3)ビーズの上にクッキングペーパーをのせ、その上からそっとアイロンでおさえます。アイロンが甘いと曲げる時に剥がれてしまいます。アイロンはしっかりすることが大切です。普通にアイロンビーズで形を作る時よりもつぶしすぎぐらいでむしろ丁度よいです。お花の柔らかさを表現をするにはアイロンの設定を少し高くして、時間も長めに両面かけてください。

(4)アイロンしたビーズをまだ熱いにうちに曲げて、形作りをします。やけどをしないように軍手をして、ラジオペンチでくるくる巻いてください。