電子工作でLEDシャワーフィラメントを使う

コンピュータ、組み込み

電源を与えるだけでLEDが流れるように発光するLEDフィラメントを入手しました。
簡単な配線で鮮やかな演出を与えられることができます。
単体で使うこともできますが、マイコンを使った制御に使ってみます。

今回紹介するもの

LEDシャワーフィラメント

特徴

電源を与えることで発光します。
40mmでは12個のマイクロLEDで、58mmでは20個のマイクロLED点灯で流れるような演出をします。

電源2.7 – 3.2V
サイズ(長さ)40mm または 58mm
発光色7色
赤, 白, 暖白(2200K), 暖白(2700K), 桃, 青, 緑

モジュールに電源を与えるだけしかできないので、点灯や消灯の時間間隔や、明るさ、流れる速度など調整はできません。
追加で58mmを購入したところ、2種類のエフェクトができました。
色は購入時に選びます。

現在所有している 40mm の3色(赤, 青, 緑) を使ってみます。

外観

外観は青く発光するLEDを掲載しています。

前面

背面

58mmも入手したので、比べてみます。

40mmではマイクロLEDが12個あり、2個1セットの6セットで流れる演出をしているようです。
58mmではマイクロLEDが20個あり、4個, 4個, 4個, 3個, 3個 2個の6セットで流れる演出をしているようです。

現在3色持っていますが、他にも数色販売されています。
追加することがあれば追記します。

[2024/1/7] 4色追加しました。
暖色の2200Kと2700Kはどちらかが分からなくなってしまったので、明るいと感じた方を2700Kとしています。

- がGND側、反対が電源です。

発光面の方が鮮やかに見えますが、裏面でも十分な明るさに見えます。

電源を与えると流れるような演出で発光します。
点灯と消灯の繰り返しは約1.5秒ですが、若干の個体ばらつきがみられます。

40mmは一度電源を遮断してからもう一度電源を与えると初めから発光します。
58mmは次の電源投入で、常時全点灯に変化します。
電源を遮断してからもう一度電源を投入すると流れるエフェクトに戻ります。

流れるエフェクトでは繰り返しの周期や、変化の速度を変化させるパラメータはありません。

次の動画は一回流れるエフェクトの後に電源を入れなおしています(1秒付近)。
9秒付近でもう一度電源を入れなおしています。
明るさが変化しているように見えますが、カメラ側の感度が調整されるために変化して見えています。

使用感

電源を与えるだけで簡単に流れるLEDの演出ができるアイテムです。

マイコンを使って連続したLEDに流れる点灯の演出をするプログラムを作るとなかなか手間がかかりますが、電源さえあればお手軽にイルミネーションを作れてしまいます。

演出を変更するパラメータが無いので独自のイルミネーションを作ることは難しいですが、逆に簡単に使用できるメリットとも考えることができます。

煌びやかな演出ができる電子工作の記事

準備

使うもの

画像名称、型番用途
ShowerLED光ってもらいます。
YD-RP2040
Raspberry Pi Pico
互換ジェネリック基板
シャワーLEDの点灯制御をします。
基板にユーザタクトボタンが付いているので使用します。
ブレッドボード配線します
今回はマイコン基板が動かないようにするオモリの役割です。
USB電源モジュールUSBから電源を取り出します。
降圧モジュールUSB電源モジュールから取り出した5Vを3.3Vに降圧します。
ジャンパワイヤ数本
オス-メス
配線します。

使い方

発光させる

説明

シャワーLEDを発光させます。
USB電源モジュールの5Vを降圧モジュールで3.3Vにして印加します。

配線

結果

電源を与えるだけで、LEDが流れるように点灯します。
約1.5秒周期での点灯を繰り返します。

調査

LEDの信号をオシロスコープでモニタしてみました。
青が最初に点灯するLED、黄色が最後に点灯するLEDです。
(時間計測は1/100秒で切り上げをしています)

点灯の周期は(B – A)は約1.5秒です。
このうち最初のLEDが点灯してから最後のLEDが消灯するまでの時間は約0.7秒です。
次の点灯までのインターバルは約0.8秒です。

信号を拡大するとDutyが変化している様子が見えます。
点灯は最大点灯を行い、消灯はゆっくりと消灯させる演出のようです。

YD-RP2040(RaspberryPi Pico)を使う

説明

ボタンを押したときに1サイクル分(1回分の流れる点灯)させます。

あらかじめシャワーフィラメントの1サイクル分の時間を計測し、ボタンが押されたら1サイクル分の時間を与えます。

配線

スケッチ


#define SHOWERLED_ON_TIME (800)       //シャワーLEDに電源を供給する時間
#define PIN_BUTTON      (24)          //YD-RP2040の基板上のUSRボタン
#define PIN_SHOWERLED   (0)           //シャワーLEDへの電源


void setup() {

  pinMode(PIN_BUTTON, INPUT_PULLUP);
  pinMode(PIN_SHOWERLED, OUTPUT);

  digitalWrite(PIN_SHOWERLED, LOW);
}

void loop() {

  //ボタンが押されていることを確認すると電源を一定時間供給する
  if(digitalRead(PIN_BUTTON) == LOW)
  {
    digitalWrite(PIN_SHOWERLED, HIGH);
    delay(800);
    digitalWrite(PIN_SHOWERLED, LOW);
  }
}

結果

ボタンを押すと一回分のシャワー点灯をしました。

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