虹を描いてみたい － バーサライタ３号機工作 －

バーサライタ３号機の回転アーム（プロペラ）にはＲＧＢの発光素子を持つＬＥＤが
１９個取り付けられている。
そして個々のＲＧＢ素子をマイコンからの指示で（シフトレジスタ経由）で点滅させる
ことができる。
ＲＧＢを適当に組み合わせればいろいろな色が出せるかもしれない。
でも、個々のＲＧＢの明るさは制御できず、いつも一定の明るさで点滅するだけだから
フルカラーとはいかない。
ま、ＲとＧを混ぜれば黄色っぽくなるという程度だろう。
でも実験してみたい。
先日、工作友人から「虹」というアイデアを頂いた。
うーん、バーサライタで空中に浮かび上がる虹ってきれいだろうなぁ・・・
というわけで虹に挑戦してみた。

回転するプロペラをイメージして点灯させるＬＥＤの位置を設定していく。







パターンを元に配列に書き込むデータをコード化していく。



何日もかかってやっと配列に書き込むデータが出来上がった。
さぁ、次はどうやって虹を描き出していくか・・・・・
ただグルグル回すだけじゃだめだよねぇ・・・・・
あぁ、疲れた・・・今夜はここらで止めとこ。

パターンの色を切り替える実験

２０２１／０７／１９（月曜日）　晴れ

回転アーム（プロペラ）取り付けられたＬＥＤの輝線が描くパターンは赤、青、緑の
３層になっている。
このパターンの色を順次切り替える実験をしてみた。



パターンは外周から赤、青、緑になっている。


間をおいて緑、赤、青に変わる。


更に間をおいて青、緑、赤になる。　


こんなパターンの色の切替を繰り返す単純なものだけど、プログラムは「繰り返す」の中に
「繰り返す」を、またその中に「繰り返す」を入れる・・・と何だかわけがわからなくなって
しまった。
まぁ、退屈しのぎには良いかもしれない・・・

そんな動画をご覧ください。

描画の精細さを２倍にしてみた。

２０２１／０７／１７（土曜日）　晴れ

バーサライタ３号機のプロペラ回転数は一応２０回転までＯＫになった。
これでデジカメ動画で撮影しても何とか回転画面が欠けずに撮れる。
（回転数が少ないと半分欠けた円のような像になってしまう。）
回転アーム（プロペラ）に取り付けたＬＥＤが１回転して描く軌跡を
細かい周期で点滅させてパターンを描き出そうというわけだが、１周を
どのくらいの点の数にするかも検討しなくてはならない。
点の数が多い方が隙間のない細かい画像を描けるはずだ。
この点（ドット）の数は円周方向だけではなく、半径方向も重要な要件だが、
これは取り付けるＬＥＤの大きさ（ＬＥＤの直径）で決まってしまうので
如何ともしがたい要件だ。

バーサライタ１号機はアナログ時計をイメージした画像だったので秒針の
動き（１秒で１ドット　１周６０秒）の関係で６０ドットにした。

２号機では文字盤表示をしたので６０ドットでは文字が荒くなるので２倍の
１２０ドットにした。

３号機も１２０ドットでやってみたが、もっと細かい描画ができるか２４０
どっとで実験してみた。

前日の実験で１２０ドットだったプログラムを２４０ドットに修正した。


２４０ドットのパターンはこんなに細かくなる。
左は１２０ドット、右は２４０ドット。
これにパターンを当てはめてデータを書き込んでいく。


１２０ドットの配列データ。


これを２倍のデータに修正した。
同じようなデータの羅列で頭が混乱してわけがわからなくなってしまう。
何度もやり直して何とか書き換えた。


プログラムをロードしてテスト開始だ。



前日の１２０ドットの描画ではＬＥＤの輝点が離れているのが分かったが
今回の２４０ドットでは連続した輝線にみえる。


１２０ドットのときの輝線。　点々が見える。



ｌＥＤを不透明なビニールシートで包んで点灯させてみた。


パターンは滲んだような感じだが色がきれいに見える。



これも１２０ドットのパターンでは点々が分かれて見える。


２４０７ドットのパターンを描くには２倍の手間がかかるが、
表示される絵はきれいに見えるだろう。
まぁ、せっかくカラーのＬＥＤにしたんだからきれいにしてやろう。

そんな実験の様子を動画でご覧ください。

バーサライタ３号機 － パターンデータで描画してみた ー

２０２１／０７／１５（木曜日）　雨のち曇り

バーサライタ３号機の回転機構は何とか出来上がった。
モーター回転を減速比１６：１の減速機で減速してプロペラを回す。
プロペラの回転数は２０回転・秒だ。
回転数は遅い割には回転機構から出る音はものすごい。
音だけきいていると何百回転もしているような感じで恐ろしいようだ。
カウンターとループで機械的な描画プログラムを走らせてＬＥＤの
点灯状態と描画の状態をチェックして大体ＯＫだった。

今日はパターンデーターをマイコンのメモリー（配列）に書き込み、それを
読みだしてシフトレジスターに転送してパターンを描いてみた。
メモリー上の配列の数は１２０。
プロペラが１回転で描く軌跡上に１２０個の輝点ができるわけだ。
この輝点を明るくしたり（点灯）、暗くしたり（滅灯）してパターンを描く。

プロペラの回転面に描くパターンをイメージしていく。


出きがったイメージをもとにメモリーの配列にデータを書き込んでいく。


配列に書き込まれたパターンデータ。
赤、青、緑のそれぞれの配列がある。



プログラムをマイコンにロードしてＲＵＮさせてプロペラを回転させる。
配列に書き込まれたデーターのとおりにＬＥＤが点滅して描画された。



プロペラ１回転を１２０等分した輝点で描くパターンはちょっと荒くて点、点が
目立つ。

その描画の様子を動画でご覧ください。




ＬＥＤは５φの砲弾型で大型だ。　中には赤、青、緑の小さな発光素子が間隔を置いて
配置されておりその小さな輝点が輝くので輝線が離れて見えてしまう。
その輝点をぼかしたらどうなるだろう？
そういう目的のためにＬＥＤに被せるキャップがあると、工作友人が教えてくれた。
いずれそれを入手するとして試しに薄いビニールシート（スーパーのレジ袋）を
ＬＥＤに被せて回してみた。

ビニールシートをＬＥＤに被せてみた。



絵が少しぼやけて点点が目立たなくなった。　色もきれいに見える感じだ。


その様子を動画でご覧ください。




マイコンの処理速度は相当早いので輝点の数はもっと増やせるはずだ。
次にはもっと配列データを増やして実験してみよう。

バーサライタ３号プログラム実習 ー ３色パターンを表示してみた ー

２０２１／０７／１４（水曜日）　曇り　時どき雨（雷鳴も聞こえた）

回転アームが描く円形を赤、青、緑で３等分して表示させてみた。
取付けられた１９個のＬＥＤは全部点灯している。

ＬＥＤは直径５ｍｍの大きいもので内部に配置されている赤、青、緑の発光素子は
ちょっと間を空けて取り付けられているの円形に描かれた輝線は隙間が目立つ。


輝線をぼかせば隙間は目立たなくなるかな？

不透明な薄いプラスチックシート（スーパーのレジ袋を切り取って作ったもの）で
ＬＥＤを覆ってみた。



回してみた。
表示は少しボケて隙間もちょっとは目立たなくなった感じ・・・


ぐるぐる回って描かれる絵（パターン）はなかなかきれいだ。
ロジックを考えるのも面白い。
違うパターンを表示してみよう。