【小学生向けプログラミング】初心者キットで作る「RGB虹色アニメーション」｜1個のLEDで色が変わる装置

1個のLEDで虹色が出る装置を作ろう

Scratchで色を変えるブロックあるよね、あれを本物のLEDでやれる?

できるよ! 「RGB LED」っていう特別なLEDを使うんだ。赤・緑・青の光を混ぜて、紫・黄色・水色など好きな色が作れる。今日は虹色が順番に変わるアニメーションを作るよ。

今回は、Scratchで色を扱った経験がある小学生に向けて、初心者キットだけで作れる「RGB虹色アニメーション」を紹介します。

1個のRGB LEDで、赤・橙・黄・緑・青・紫の虹色を順番に表示する装置です。色の作り方 (光の3原色) と、PWMによる明るさ調整を体験できる、プログラミング学習にぴったりの題材です。

この記事で作るもの

1個のRGB LEDで虹色がゆっくり変わる
赤から緑、緑から青、青から赤になめらかに変化
変化の速さはプログラムで調整可
光の3原色の仕組みを体験

RGB LEDとは

RGB LEDは、赤・緑・青の3色のLEDが1つの透明ケースに入った特別な部品です。3色の明るさを別々に調整すると、いろいろな色が作れます。

色のしくみ

赤+緑=黄、緑+青=水色、青+赤=紫、全部=白、全部消す=黒。光の三原色の基本。

使う部品

部品	役割	個数
Arduino UNO R3	頭脳	1
RGB LED (4本足)	虹色の光	1
抵抗330Ω	各色の保護	3
ブレッドボード	配線	1
ジャンパーワイヤー	つなぐ	5本

RGB LEDは4本足で、共通カソード型と共通アノード型の2種類があります。キット付属が共通カソード型なら、一番長い足をGNDに繋ぎます。共通アノード型の場合は長い足を5Vに繋ぎ、analogWriteの値を逆 (0=最大、255=消灯) にする必要があります。

配線図

        a b c d e
       +─────────+
[-]rail| . . . . . | ← GND
       +─────────+
row 5  | X . . . . | ← 330Ω 上足 (D9から、赤)
row 6  | X . . . . | ← 330Ω 下足+RGB赤足
row 8  | X . . . . | ← RGB共通カソード ([-])
row 11 | X . . . . | ← 330Ω 上足 (D10から、緑)
row 12 | X . . . . | ← 330Ω 下足+RGB緑足
row 15 | X . . . . | ← 330Ω 上足 (D11から、青)
row 16 | X . . . . | ← 330Ω 下足+RGB青足
       +─────────+

部品同士のつながり

Arduino       RGB LED
  D9   ──→   330Ω → 赤足
  D10  ──→   330Ω → 緑足
  D11  ──→   330Ω → 青足
  GND  ←──   共通カソード (一番長い足)

プログラム

#define RED 9
#define GREEN 10
#define BLUE 11

void setup() {
  pinMode(RED, OUTPUT);
  pinMode(GREEN, OUTPUT);
  pinMode(BLUE, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 赤 → 緑
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(RED, 255 - i);
    analogWrite(GREEN, i);
    delay(15);
  }
  // 緑 → 青
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(GREEN, 255 - i);
    analogWrite(BLUE, i);
    delay(15);
  }
  // 青 → 赤
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(BLUE, 255 - i);
    analogWrite(RED, i);
    delay(15);
  }
}