ArduinoでRGB LEDモジュールを使用する方法

おそらく Arduino スターター キットで最も一般的なモジュールの 1 つである RGB LED を使用すると、Arduino のわずか 4 つのピンであらゆる種類の色を作成できます。 このチュートリアルでは、このモジュールを使用する 2 つの方法を説明します。このモジュールがどのように機能するかを読み続けてください。

RGB LED モジュールは、赤、緑、青の 3 色を発光できる特別な種類の LED ライトを使用します。 ただし、オンにする色を変更し、それぞれの明るさを混合することで、思いつく限りのあらゆる色を作成できます。

Arduino ボード上の RGB LED モジュールを点灯するには 2 つの方法があります。 通常の方法は、Arduino のアナログ ピンを使用して PWM 信号をモジュールに送信することです。 これにより、各色を混合して、RGB LED を完全に制御できるようになります。

一方、もう 1 つの (デジタル) オプションは、シールドの場合と同様にモジュールを Arduino に取り付けて、ピン 11、12、13、および GND を使用することです。 これにより、すべてのピンにジャンパー ワイヤが必要なくなるためスペースが節約されますが、LED の色相と明るさの細かい制御が行われます。 さらに、セットアップは、このガイドで使用している HW-479 など、Arduino ボードに適切に適合するピンがモジュールにある場合にのみ機能します。

この時点で、1 つの RGB LED モジュールがどのようにして 3 色を発光するのか疑問に思われるかもしれません。 RGB LED が実際には単なる 1 つの派手な LED ではなく、3 つの小さな LED が大きな LED の中に収められていることに驚かれるかもしれません。 これらのミニ LED は同じ接地ピンを共有します。このピンは、RGB LED の 4 つのピンのうちで最も長いものでなければなりません。

ブレークアウト ボード内のモジュールの代わりに裸の RGB LED がある場合は、各色のピンに抵抗を取り付けることでモジュールに似たものを作成できます。 抵抗値はメーカーによって異なりますが、1 脚あたり 220Ω が安全です。

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開始する準備ができている場合は、このプロジェクトを開始するためにこれらのアイテムが必要になります。

この方法は、ピン 13 の隣に GND ピンがある Arduino ボードでのみ機能します。例としては、Uno、Duemilanove、Mega、Leonardo があります。 非公式の Arduino ベースのマイクロコントローラー ボードをお持ちの場合は、メス ピン ヘッダーを使用していることを確認してください。 RGB LED モジュールは通常、オスヘッダーにあります。

コードの完全版は次のとおりです。

回路は簡単です。 RGB LED モジュールの「-」ピンを Arduino の GND ピンに向けます。 正しく揃えると、他の 3 つのピンはピン 13、12、11 に入るはずです。

コードを Arduino にアップロードすると、RGB LED の色が毎秒変化するのが確認できるはずです。

コードを編集して、次のように、lay() 関数の前に 2 つまたはすべての色を同時に HIGH に設定することで、2 つまたはすべての色を表示することができます。

この方法では、前の方法と比較してより細かい制御が可能になります。 LED の色は、ピン 9、10、11 の間のデューティ サイクルの比率によって決まります。1 つの色の比率が大きいほど、混合の中でその色が強くなります。

また、デューティ サイクルを増加すると、LED の輝度が向上します。 同じ比率を維持しながらすべてのデューティ サイクルを増加すると、非常に明るい RGB LED が得られます。

ジャンパー線を使用して、ピン B、G、および R をピン 9、10、および 11 に接続します。GND またはピンを Arduino の GND ピンのいずれかに接続します。

お気づきかもしれませんが、今回は緑と青の 2 色だけを使用しました。 これは、RGB LED 全体の色に対する比率の変更の影響を確認しやすくするためです。 LED は深い青色に見え、ターコイズ色に変わり、その後緑がかったシアンになり、その後再び深い青色に戻ります。

また、ピン 11 をアナログ ピンとして使用して、青いピンの明るさを制御することで、これを前の方法と組み合わせることができます。

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RGB LED モジュールにはすでに抵抗が内蔵されています。 別のものを追加すると、同じ量の電圧と電流で動作しているときよりも暗くなります。

LED は、エレクトロルミネッセンスと呼ばれるプロセスを通じて光を生成します。これは、電磁場の影響を受けると発光する特定の材料の特性です。 これらは、熱の代わりに光を発するガリウムベースの半導体で作られています。