Arduino RGBカラーミキサーの製作 - ステップバイステップチュートリアル

必要な部品と材料

Arduino UNO	×1
ロータリーポテンショメーター（汎用）	×3
ブレッドボード（汎用）	×1
RGB LED	×1
抵抗 330Ω	×3
ジャンパーワイヤー（オス-オス、約15本）	×1セット

使用するアプリとオンラインサービス

• Arduino IDE

プロジェクト概要

Arduinoカラーミキサー

このチュートリアルはArduinoと電子工作の基礎知識があれば簡単に作れます。Arduinoに慣れていない方向けに、参考リンクも含めて解説します。

このプロジェクトでは、ポテンショメーターを回すだけで約1,677万色（16,777,216色）すべてを生成できます。RGBカラーモデルの仕組みを理解し、現代のディスプレイがどう動いているかを学べます。

また、Arduinoのアナログ入力/出力（I/O）を使い、アナログ電圧の読み書き方法を習得できます。

1-1 使用部品

• Arduinoボード（ここではArduino Unoを使用）
• ブレッドボード
• オス-オス ジャンパーワイヤー（約15本）
• ポテンショメーター ×3（5kΩを使用）
• 330Ω抵抗 ×3（オレンジ-オレンジ-茶色）
• RGB LED（RGBモジュールでも可）
• Arduino IDEがインストールされたPC

さあ始めましょう！

カラーミキサーの仕組み: Arduinoがポテンショメーターのアナログ入力電圧に応じた電圧をRGB LEDの各ピンにPWM出力します。

1-2 ポテンショメーターの接続

ポテンショメーターは分圧回路として働き、可変抵抗によって電圧を調整し、Arduinoのアナログ入力ピン（Vout）に供給します。

外側の2端子を5VとGNDに接続し（どちらでも可）、中央の端子をアナログ入力ピンに接続します。5VとGNDはArduinoから取ります。

5Vにはオレンジ色のワイヤーを使用（赤と区別しやすくするため）

3つのポテンショメーターをそれぞれ接続します。配線を整理するため、赤用をA0、緑用をA1、青用をA2に接続します。

1-3 RGB LEDの接続

RGB LEDは通常のLEDと同じ原理ですが、赤・緑・青の3つのLEDが内蔵されており、それらの光が網膜で混ざって様々な色に見えます。

各PWM出力が256段階（0〜255）、3ピンあるため、256 × 256 × 256 = 16,777,216色（約1,677万色）を表現できます。

RGB LEDの接続は通常のLEDと同じ要領で、3回繰り返します。各色に330Ωの抵抗を直列に入れてください（入れないとLEDが焼損します）。

私は抵抗を忘れて赤色LEDを焼いてしまいました。電気はLEDを焼くのに一瞬です。くれぐれもご注意を。

完成した回路

コードは非常にシンプルです。

プログラミング

Arduinoのコードは以下のシンプルな処理を順番に実行します。

setup()

• 3つのアナログ入力ピンをINPUTモードに設定
• 3つのPWM出力ピンをOUTPUTモードに設定

loop()

• analogRead() でポテンショメーターの値を読み取り（0〜1023）
• map() 関数で0〜1023をPWM範囲の0〜255に変換
• analogWrite() でPWM値を出力ピンに書き込み

スケッチ

/* Controls RGB LED using potentiometers for each color
   Name: RGBLedPot.ino
   Created: 17/2/16 9:47:03 AM
   Author: Ahmed Hamdy
   GNUPL 3.0+
*/

// アナログ入力ピン（ポテンショメーター接続）
int inRGB[] = { A0, A1, A2 };

// PWM出力ピン（RGB LED接続）
int outRGB[] = { 9, 10, 11 };

int tempValue = 0;
const int inMinVal = 0, inMaxVal = 1023;  // ポテンショメーター読み取り範囲

void setup() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    pinMode(inRGB[i], INPUT);   // ポテンショメーター読み取り用
    pinMode(outRGB[i], OUTPUT); // RGB LED出力用
  }
}

void loop() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    tempValue = analogRead(inRGB[i]);              // ポテンショメーター読み取り
    tempValue = map(tempValue, inMinVal, inMaxVal, 0, 255); // 0-1023 → 0-255にスケーリング
    analogWrite(outRGB[i], tempValue);             // PWM出力
  }
}

回路図