注釈

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2.4 カラフルなライト

このレッスンでは、RGB LEDとRaspberry Pi Pico 2を使用してさまざまな色を作成する方法を学びます。 赤・緑・青の光の強さを調整することで、幅広い色を表現できます。この仕組みは 加法混色 の原理に基づいています。

加法混色とは？

加法混色とは、異なる色の光を組み合わせて新しい色を作る方法です。赤・緑・青の光を異なる割合で混ぜることで、可視光のあらゆる色を再現できます。例えば：

• 赤 + 緑 = 黄

• 赤 + 青 = マゼンタ

• 緑 + 青 = シアン

• 赤 + 緑 + 青 = 白

必要なもの

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。 すべてが揃ったキットを購入すると便利です。リンクはこちら：

名称	このキットに含まれるアイテム	リンク
Newton Lab Kit	450点以上	Newton Lab Kit

また、以下のリンクから個別に購入することも可能です。

No.	コンポーネント	数量	リンク
1	Raspberry Pi Pico 2	1	購入
2	Micro USB ケーブル	1
3	ブレッドボード	1	購入
4	ジャンパーワイヤー	数本	購入
5	抵抗器	3(1-330Ω, 2-220Ω)	購入
6	RGB LED	1	購入

回路図

PWMピン（GP13、GP14、GP15）が、それぞれRGB LEDの赤・緑・青のピンを制御し、共通カソードピンをGNDに接続します。 各ピンのPWM値を変化させることで、異なる色を表示できます。

配線図

RGB LEDには4本のピンがあります。最も長いピンは共通カソードピン（通常GNDに接続）で、その左隣が赤、その右に緑と青のピンがあります。

赤色LEDは、同じ電流でも他の色より明るく発光するため、より高い抵抗を使用します。

コードを書いてみよう

ペイントなどの描画ソフトで好きな色を選び、RGB LEDで再現できます。

注釈

• 2.4_colorful_light.ino を newton-lab-kit/arduino/2.4_colorful_light から開くことができます。

• または以下のコードを Arduino IDE にコピーしてください。

• Raspberry Pi Pico 2 ボードを選択し、適切なポートを設定して「Upload」をクリックしてください。

 // RGB LED に接続する GPIO ピンを定義
 const int redPin = 13;   // 赤ピン
 const int greenPin = 14; // 緑ピン
 const int bluePin = 15;  // 青ピン

 void setup() {
   // RGB LED の各ピンを出力として設定
   pinMode(redPin, OUTPUT);
   pinMode(greenPin, OUTPUT);
   pinMode(bluePin, OUTPUT);
 }

 // 色を設定する関数
 void setColor(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue) {
   analogWrite(redPin, red);
   analogWrite(greenPin, green);
   analogWrite(bluePin, blue);
 }

  void loop() {
   // 赤色
   setColor(255, 0, 0);
   delay(1000);

   // 緑色
   setColor(0, 255, 0);
   delay(1000);

   // 青色
   setColor(0, 0, 255);
   delay(1000);

   // 黄色（赤 + 緑）
   setColor(255, 255, 0);
   delay(1000);

   // シアン（緑 + 青）
   setColor(0, 255, 255);
   delay(1000);

   // マゼンタ（赤 + 青）
   setColor(255, 0, 255);
   delay(1000);

   // 白色（赤 + 緑 + 青）
   setColor(255, 255, 255);
   delay(1000);

   // 消灯
   setColor(0, 0, 0);
   delay(1000);
}

コードをアップロードすると、RGB LEDは赤、緑、青、黄、シアン、マゼンタ、白の順に点灯し、最後に消灯します。各色は1秒間表示されます。

コードの理解

1. ピンの定義

   RGB LEDに接続されるGPIOピンを定義します。

   const int redPin = 13;
   const int greenPin = 14;
   const int bluePin = 15;
   

2. ピンの初期化

   RGB LEDのピンを出力として設定します。

   void setup() {
     pinMode(redPin, OUTPUT);
     pinMode(greenPin, OUTPUT);
     pinMode(bluePin, OUTPUT);
   }
   

3. 色の設定

   setColor 関数を使用し、PWM（パルス幅変調）を利用して色の明るさを調整します。

   void setColor(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue) {
     analogWrite(redPin, red);
     analogWrite(greenPin, green);
     analogWrite(bluePin, blue);
   }
   

4. 色のループ表示

   loop() 関数内で setColor() を呼び出し、異なる色を順番に表示し、それぞれ1秒間の遅延を加えます。

   void loop() {
     // 赤色
     setColor(255, 0, 0);
     delay(1000);
     ...
   
     // 消灯
     setColor(0, 0, 0);
     delay(1000);
   }
   

色の実験

setColor() のパラメータを変更することで、自由に色を作成できます。各値は0（オフ）から255（最大輝度）の範囲で調整できます。

• オレンジ: setColor(255, 165, 0);

• 紫: setColor(128, 0, 128);

特定の色のRGB値を知りたい場合は、カラーピッカーや Paint などのツールを使用してください。

まとめ

このレッスンでは、Raspberry Pi Picoを使用してRGB LEDを制御し、赤・緑・青の光を組み合わせてさまざまな色を作成する方法を学びました。 この知識は、LEDディスプレイ、ムードライト、色制御が必要なプロジェクトに応用できます。