色を認識するライト

色を認識するライトを作ってみました。

数年前、テレビで紹介された「smart light」

下の色に合わせて、ライトの色が変化し、

ビックリした記憶があります。

買いたかったけど、かなり高価で諦めました(笑)

最近、Arduinoを始めたところ、

カラーセンサーを使用すれば、
そのようなものを作れることがわかり、

早速 挑戦してみました。

使用したものは

カラーセンサーTCS230 TCS3200

フルカラーLED 7個

Arduino pro mini(互換品 3.3V 8M㎐)

装置全体は、ダイソーの２WAY懐中電灯に

おさめることにしました。

仕組みはカラーセンサーで色の周波数を読み取り

マイコン(Arduino)内に組んだ条件式に従って、

準備した13色の中から 近い色を選び出し、

フルカラーLEDをその色で点灯させるといった感じです。

①

基板に7個のフルカラーLEDを

並列に取り付けました。

②

①を２WAY懐中電灯のテープLEDがついてたところに

ネジ留めしています。

③

カラーセンサーをミニブレッドボードに差し込んで

２WAY懐中電灯の下の方にネジ留めしました。

③

Arduinoにプログラムを書き込んでから

配線をしたところです。

④

赤、緑、青色のLEDにはそれぞれ抵抗を入れました。

(赤 300Ω、緑 2000Ω、青 100Ω)

緑はかなり明るく見えたので、抵抗値を高くしましたが、

ちょっと高すぎたかも？(^^;

各色の調整はプログラムの中でも行っています。

⑤

カラーセンサーを入れるため、

懐中電灯の下のネジのところを壊したので

外からネジで留めました。
下部は安定して立つように 4隅にビーズの脚を取り付けました。

 ⑥

スイッチや電池ケースも懐中電灯のものを使っています。

こんな感じになりました。

動画で撮影してみました。

桃色と紫色が同じように見えますが、実際は違って見えます。

全体的に実際の色と少し違っています(^^; 

青や水色は光が波打ってるように映っていますが、

実際はそのようには見えないです。

光り物の動画や写真撮影は難しいですね。

最初、作ったそのままで動画撮影すると

どの色も真っ白になってしまいました。

LEDに拡散キャップをかぶせたり、

ライトの上にトレーシングペーパーを巻いて拡散させたりしましたが

どうしてもダメで、結局 プログラムの中で

赤・青・緑の色指定を変更して、

ビデオ撮影しました。

ビデオ撮影した状態では、実際に見た感じでは薄暗くて

いまいちなので、撮影後、元のプログラムに戻しました。

カラーセンサーの使い方はこちらを参考にさせて頂きました。

http://nn-hokuson.hatenablog.com/entry/2017/04/03/193449

カラーセンサーから得られるデーターそのものを

LEDを光らせるための数値として使用するのが困難だったので、

得られたデーターの条件を指定して、

LEDの色(13色)に紐付けることにしました。

例えば得られたデーターが
(R,G,B)＝(350,1500,1400) なら 赤(0,255,255)に紐付け
(R,G,B)＝(950,600,1300) なら 緑(255,0,255) に紐付け
(R,G,B)＝(1900,900,500) なら 青(255,255,0) に紐付け
 赤(0,255,255) としていますが フルカラーLEDを使用した時は
本来の赤(255,0,0)の真逆になります。
（得られたデータはスケーリング割合2%時のデータです。）

もし、赤・緑・青の3色のみの認識で良ければ
得られたデーターの最小値の色を選択すればOKですが、
4色以上を認識させるには
もう少し、条件式が必要になってきます。
今回は(R,G,B)の数値範囲の指定や、
比率の指定、R,G,Bの差の範囲 等々で条件設定を行って、
13色を認識できるようにしました。
（赤・青・緑・ピンク・桃色・紫・水色

黄色・クリーム色・オレンジ・黄緑・黒・白）

このセンサーを使用して作られたYoutube動画も色々と見てみましたが

3色～6色くらいの認識が多かったです。
中にはこんな楽しい装置も・・・
https://www.youtube.com/watch?v=H7HTQai7Wwg
こんなの作れるようになりたいなぁ・・・

色々と調べてみると、
販売商品ではありますが、
256×256×256＝1677万色を表現できるライトもありました。
https://plusstyle.jp/shopping/item?id=20
これを見ると、私が作ったものなんて
まだまだダメですね・・・
いずれ、こんなのも作れるようになりた～い!!

私の映像では紙と果物で試していますが

光る素材のもの

例えばガラス越し、金属製品、光沢紙等では

色の認識は悪く、思った色に光りませんでした。

今回使用したカラーセンサーは
こちら

フルカラーLEDは
こちら

Arduino Pro mini(互換品 3.3V)は
こちら
です。

<2018年1月2日 自分用の覚書>
2018年1月1日、親族の集まりに持って行ったところ、
途中から光り方がおかしくなってしまいました。
どうも青色LEDが光っていない感じです。
持って帰って、分解してみると
フルカラーLED 7個のうちの1個の
青色チップが壊れていたようです。
壊れた1個のLEDだけじゃなく、他の6個のLEDも光らなくなるのですね・・・
この1個を取り換え、無事に元通りになりました。

<2018年2月12日 テープLEDを使って作ってみました>

DCーDC昇圧コンバーターを使用し

カラーセンサーとArduinoには５V一定の電圧がかかるようにしました。

電池からだと電圧が変動しますが、

電圧変動するとカラーセンサーからの値が変化するようです。

これ以外の実験や工作も掲載していますので、

こちらも見てみて下さい。

http://www.eneene.com/

ダイソーの「光るスティック」で光の3原色実験

先日、Facebook繋がりの滋賀の浅井さんが投稿されていた小さな電球、

一見、白色に光っているのですが、

振ると赤、緑、青色が見えます。

「赤、青、緑のLEDが順々に高速発振しているのかしら？」と聞いたところ

「そうです」とのお返事を頂きました。

また、この電球はもう製造されていないとのことでした。

これは、作ってみたいと思い、ダイソーの「光るスティック」で挑戦！

「光るスティック」には赤・緑・青のLEDが入っていて、

高速点滅、少しゆっくり点滅、変化のある点滅の

３つのパターンがあります。

このパターンはそのまま使用し、

LEDのみ4本足のフルカラーLEDに取り換えてみました。

①

ダイソーの「光るスティック」です。

②

上の方のスティック部を取り外し、下の青いところを分解し、

赤・緑・青のLEDを取り出し、

4本足のフルカラーLEDに取り換えます。

透明ではなく 乳白色ボディの
アノードコモンタイプの5mmのLEDを使用しました。
http://www.led-paradise.com/product/2126

 ③

こんな感じです。

④

LEDの足の余分なところと、

余った赤色のアノード線2本も短く切りました。

⑤

赤・緑・青のLEDが埋め込まれていた白い部分の真ん中に

φ5mmの穴を開けて、

フルカラーLEDを差し込みました。

⑥

ケースを元通りに組立てたら完成です。

動画で撮影してみました。

～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

1つ目の高速点滅のパターンでは、

ちらつきはあるものの白く見え、振ると赤・緑・青が見えます。

3つ目のパターンでは、赤・緑・青に加え、

赤＋緑＝黄色、 緑＋青＝シアン、青＋赤＝マゼンタの

6色の変化を見ることも出来ます。

「色の3原色、光の3原色」の詳細は
こちらをご覧ください。
http://www.eneene.com/omoshiro/01iro/

(Flashで作っているので、パソコン限定ですが・・・）

これ以外の実験や工作も掲載していますので、

こちらも見てみて下さい。

http://www.eneene.com/

音楽に合わせて動くLED

音楽に合わせて動くLEDを作ってみました。
ダイソーで購入した試験管3本セットにテープLEDを入れて、
試験管にトレーシングペーパーを巻いて光を少し拡散させています。
サウンドセンサーとArduino UNO(互換品)で光の動きを制御しています。

①

昨年ダイソーで購入した試験管3本セット・・・

ガラスの試験管３本と木枠がついて100円。安い～٩(ˊᗜˋ*)و

ただ、特定のダイソーのお店にしか売ってなくって、

その後見かけなくなりました。

②

木枠の下にベニヤ板を貼り付け

③

試験管にはトレーシングペーパーを巻きました。

③

テープLEDはWS2812Bの1m当たり60個ついているものを

8個ずつ3本切り、24個のLEDが連続するように繋いでいます。

④

試験管を木枠に差しこんで、下の方はUVレジンで接着し、

サウンドセンサーとArduinoを取り付けたら完成です。

電源は5V２Aの電源アダプターを使用しました。

工作は簡単でしたが、

慣れないプログラミングに数日かかりました(苦笑)

音の変化の認識の方法は

こちらのYoutubeの説明文に書いてある

サンプルプログラムを参考にさせて頂きました。

https://www.youtube.com/watch?v=pQwgZwrXfhc

LEDの変化パターンは、

サンプルプログラムに掲載のパターン3種類と

私が作成した16種類の計19種類のパターンが入っています。

1つのパターンが終わると、

サウンドセンサーを通して音の変化度合を調べ、

それに応じて特定のパターンが呼び出される仕組みです。

サウンドセンサーはこれを使用しました。

「MAX9814 高性能 マイクモジュール AGCアンプモジュール」

テープLEDはこれを使用しました。

「WS2812B」

1m当たり60個ついたもので、6.2ドルです。(今日現在の価格)

Arduino UNO(互換品)は

これを使用しました。

 動画で撮影してみましたが、動画のフレームレートより、

LEDの動きの方が速いところも多々あり

 なんだかカクカクした動きに見えますが、
実際はもう少し滑らかです・・・多分(^^;

映像は装置の前にスマホを置いて、Youtubeの
ミュージカル『メリー・ポピンズ』公式PV(2分間ver.)をかけています。

https://www.youtube.com/watch?v=Z3dZ4W19YA4

この曲に合わせて、パターンを作りましたが、
もっとスローな曲をかけると、
なんだか、ぎこちない動きになってしまいました。

またスローな曲バージョンのパターンも作ってみようかな・・・(^^;

これ以外の実験や工作も掲載していますので、

こちらも見てみて下さい。

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オーロラ風？ イルミネーション

ここ最近、イルミネーションテープLEDにはまってしまっています(^^;

今回 たまたま、目の前にあったスプーンにLEDの光を当てて

トレーシングペーパー越しに見ると

なんとも幻想的で綺麗に見えたので

工作してみました。

私は 実際にオーロラを見たこともなく、

もっと雄大で綺麗なんだろうなぁ・・・と思いつつ、

恐れ多くも「オーロラ風？ イルミネーション」と名付けてしまいました。

タイトルが気になって見て下さった方、大変申し訳ありません。

 ①

スプーンはダイソーの4つ100円のものを6つ使用することにしました。

スプーンの柄のところを取り除き、

スプーンを板の上に安定して立てるために、
ピンクの丸のところに1.2mmの穴を開けました。

穴はかなり開けにくいのですが、

まず0.8mmの細いドリル刃で、根気よく開け

その後1mm、1.2mmのドリル刃で広げていきました。

いきなり1.2mmでは開きませんでした。
穴あけが難しい時は、エポキシ系接着材などでも
結構 強力に接着できると思います。

スプーンの色が黒っぽく写っていますが、実際はよくあるシルバー色です。

②

穴を開けたところに木片をネジ留めし、

柄の少し残ったところにも木片を取り付けました。

③

スプーン6個をキャンドゥで購入した
桐まな板(35×22cm)に木工用ボンドで固定し、
スプーンの手前にはテープLEDを6個ずつ取り付けました。
(今回使用したテープLEDに関しては最後の方をご覧ください。)

テープLEDの裏側に青色のテープを貼り、
青色テープをスプーンに取り付けた木片にネジ留めしています。

テープLEDは赤丸の3つ、緑色の3つをそれぞれ直列に接続し

その2つを並列に接続しています。

③
まな板の周囲に高さ6cmの板で壁を作りました。

④
PPシート (ダイソーで購入した乳白色 両面つや消し 厚さ0.75mm)
を箱の大きさに合わせて2枚カットし、
③の壁の上に2枚重ねてネジ留めしました。

⑤
光るパターンはArduino miniで作成しています。
電源は5V 2Aの電源アダプターを使用しました。

ビデオで撮影しました。
音に合わせて色が変化しているのではなく、
音は後で付けたものです・・・(^^;

今回使用したイルミネーションテープLEDは
WS2812Bの1m当たり144個のLEDがついたものを
6個ずつ切って使っています。

AliExpressで 約1300円/mで購入しました。
こちら

実際に使ったのは、36個なので
36個/114個 × 1300円 ＝ 410円 くらいです。

Amazonでも購入出来ますが 2480円/mとちょっと高いです。

こちら

WS2812Bは 今回Arduinoを使って、
色の変化のパターンを制御していますが、
コントローラーを使用して制御することも可能です。
Aliexpressで販売のコントローラーはこちら
Amazonで販売のコントローラーはこちら

コントローラーを使えば、プログラミングをしなくても、
テープLEDと5Vの電源に繋ぐだけで、フルカラーテープLEDを
綺麗に光らせることが出来ます。
ただ、決まったパターンのみになることと、
そのパターンの数が ものすごく多くて、
コントローラーでお気に入りのパターンを探すのは
ちょっと大変かも知れないです。

これ以外の実験や工作も掲載していますので、

こちらも見てみて下さい。

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虹色イルミネーション(Rainbow Illuminations)

前回、カラフル インフィニティミラーを作りましたが

そのときに使ったテープLED(ネオピクセル系のもの)を

ダイソーのおもちゃのボウリングのピンに入れてみると

とても綺麗だったので、こんなものを作ってみました。

「虹色イルミネーション」

ダイソーのおもちゃのボウリングピンを6本並べ

縦方向に虹になるもの、横方向に虹になるもの、

全部で8パターンを繰り返すようにしてみました。

＜縦方向の虹色＞
虹が上向きに動いたり下向きに動いたり
交互に動くパターンもあります。

＜横方向の虹色＞
写真では青、緑、シアンの区別がほとんどつきませんが・・・(笑)

①

ダイソーのボウリングピンの頭部分をカットしました。

②

キャンドゥのPVC製の透明カードケースに
ミラーシートを貼り、穴を開けて、①を差し込んでいます。

③

テープLEDの裏側に木材を貼って 順に繋いでいます。

テープLEDは144個/m のもので
1本あたり12個のLEDを貼っています。

④

③を②の中に入れて、木材とボウリングピンは

上部と下の方の2箇所ネジ留めしました。

周囲の枠はキャンドゥのA4サイズのフォトフレームを使うことにしました。

⑤

フォトフレームの裏側にはアクリルミラーとカードケースを置いて

ボウリングピンに入れた木材やフォトフレームにネジ留めしています。
今回、一番難しかったのが ボウリングピンを
真っ直ぐ、シッカリと台に固定することでした。

写真を撮り忘れたのですが、

フォトフレームの内側周囲に青色のテープLEDを貼っています。

ミラーシートとアクリルミラーによって、

前回のインフィニティミラーのように多重反射する仕組みです。

ボウリングピンの方も少し多重反射してるようですが、

よく見ないとわからない程度です。

⑥

点灯パターン8種類は、Arduino mini(互換品)で制御しています。
(縦方向の虹色はAdafruit製のライブラリ付属のサンプルを元に少しずつ書き換えたもの、
横方向の虹色は、私が適当に作ったものです。)

電源は5V 2Aの電源アダプターです。

ネオピクセル系は定格5Vなので、問題ないのですが、

今回使用した青色LEDテープの定格は12Vなので、

ジュールシーフ回路で昇圧し、光らせることにしました。

写真や映像ではあまり綺麗に撮影出来ず

青・緑・シアンの区別がわかりにくいです。

実際にはもう少し鮮明で、透明感もあって綺麗に見えると思うのですが・・・(^^;

これ以外の実験や工作も掲載していますので、

こちらも見てみて下さい。

http://www.eneene.com/