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雪ミク2012年版 フルカラーLED化

2012年10月
「ねんどろいど 雪ミク ふわふわコートVer.」(雪ミク2012年版)の3個の白色LEDのうち、ツインテール下の2個をフルカラーLEDに交換しました。眺める楽しみが倍増します。

この記事が対象とする読者…
ねんどろいど雪ミクのLED交換に興味があるが、電子工作に慣れていない人。

【シリーズ記事】
雪ミク2012年版 フルカラーLED化 …この記事です。
雪ミク2012年版 電池2本化 …電池2本でも動作するようにします。
雪ミク2012年版 VUメーター組み込み …台座にVUメーターを組み込みます。


動画で紹介
前半は明るい部屋で。後半は部屋の照明を消した状態。無音動画です。
フルカラーLEDは自動点滅式。その性質上、左右の色は同時に変化しません。
ですがその方がかえって綺麗だと思います。

YouTubeの再生ページ直接はこちら。

スクリーンショット
左:「青+青」 雪ミクのイメージに合ってます。
中:「青+ピンク」 髪全体が綺麗に染まります。
右:「ピンク+ピンク」「緑+青」、「オレンジ+紫」「緑+青」。右の縦2枚は部屋の照明あり/なしの対比。

フルカラーLED
本記事で呼ぶ「フルカラーLED」とは、通常の単色LEDと違い、「中にR,G,Bの発光素子と、点灯制御のICが封入された、2本足のLED」を指すものとします。この呼び名はここで勝手に付けたもので、他のサイトでは「R,G,B個別制御の4本足のLED」を指してフルカラーLEDと呼ぶこともあります。いずれも決まった名称がないのです。
※実際のところ、「フルカラーLED」の呼び方は上記4本足のものを指すことが多いようです。7色に自動変化するLEDは「7色LED」と呼ばれたりします。しかし変化中の色を含めてフルカラーと言えなくもありません。名前がないというのはややこしいものです。

フルカラーLEDに電流を流すと、中の制御ICが赤・緑・青の発光素子をそれぞれ自動的に点灯/消灯し、色の組み合わせで7色に光ります。ボワーっと色が変わります。変わる速さは品種(型番)により様々です。
左:
拡散キャップあり(左のLED)、
なし(右のLED)、の様子。
雪ミクの土台に付けるときは不要。

右:
点灯テスト。
体部の白色LEDは消灯状態。

ちなみに3本足のLEDもあります。例えば、赤・緑の発光素子+共通線です。赤と緑の同時点灯でオレンジ色にも光ります。駅や車内の電光掲示板でよく見かけます。
R,G,B個別制御のLEDは(1本が共通線なので4本足)、マイコンで赤・緑・青をそれぞれ独立して点灯制御します。色の濃さも制御できるので、真のフルカラーが表現できます。※人間の目ではそこまでの色数を区別できませんが。
左から2本足、3本足、4本足のLEDの例。
※写真は秋月電子通商より。商品コード I-00503/I-03210/I-03037

今回の工作ではフルカラーLEDを2個使います。色は自動的に変わるわけですが、個体ごとに時間のずれがあるので、同時に電源オンにしても同時に変化しません。色が変わるタイミングは微妙にずれます。
2つのLEDの色を同時に変化させる(同期する)には、4本足タイプのRGB-LEDをマイコンで制御するよう改造することになります。それは今回の工作に比べて簡単ではありません。※マイコン工作に慣れている人は好きなように改造すべし。

【注意】 改造するときは絶対に乾電池をはずすこと。乾電池を入れたまま作業してはいけません。

改造のポイント
基板の角2カ所の白色LEDをフルカラーLEDに交換します。ハンダごてで元のLEDをはずし、単純に新しいLEDを付けるだけです。ただしこの場合、元のように白色固定で発光させることはできません。常にカラー点灯状態です。
今回の実際の改造では、元の白色LEDに戻せるよう、LED用のソケットを自作しました。LEDを抜き差しできます。
改造前の製品の回路 レジスト(緑色の皮膜)を削って銅箔にアノード/カソードの線をハンダ付けしています。 LEDを挿す向きが分かるよう、基板に「円弧(アノード側)」と「直線(カソード側)」を書き入れてあります。
※下記、図解参照

LEDの足は長い方がアノード、短い方がカソードです。
電流が[アノード → カソード]の向きに流れると光ります。
工作のために足を切り揃えると、どっちがどっちか分からなくなります。
そのときは円盤のツバを見てください。
目印のため、カソード側は直線状に切れています

LEDのはずし方
まず、足元2カ所のハンダを一旦溶かします(1,2)。以降の作業をやりやすくする予備処理です。
次に、片方を溶かしながら、足を引き抜く向きへLEDを傾けます(2,3)
以降、反対側に対して同様に処理を繰り返し、徐々に引き抜いていきます。
3〜4回繰り返すとはずれます。無理して1〜2回で引き抜こうと思わず、少しずつやるのがコツです。

おまけ
このサイトではよくVUメータ(レベルメータ)を作っています。
Shuttle K45 改造 レベルメータ+デジタル時計
PCオーディオレベルメーターの製作
ヘッドホンアンプ・プラスアルファ #4」など。

ナントカの一つ覚えと言いますか、また組み込んでみようと。
写真ではぼやけて光っていますが、実際はバーLEDの1粒の区切りが
なんとなく分かる程度に(写真よりは)シャープに光ります。
フワフワ天板を乗せても光は透けます。問題なし。
※ただいま製作中。 ※2012/11 完成しました。「雪ミク2012年版 VUメーター組み込み

部品について
フルカラーLEDは販売店によって呼び方がまちまちです。この記事で「フルカラーLED」と呼んでいるのも勝手です。
お店へ行って分からなかったら、「自動的に虹色で変わるLEDをください」と店員に言えば通じます。多分。

色の変化の速さが、遅いタイプと速いタイプがあります。好みで選んでください。
・遅いタイプ「ボワー… ボワー… ボワー…」 ※今回使用したのはこちら。秋月にて購入。
・速いタイプ「ボワ、ボワ、ボワ」

大きさは直径5mm(5φ)のものを選びます。3mmや8mmではステージの穴に合いません。
足の本数は2本です。3本や4本のものと間違えないでください。
見た目が透明タイプと乳白色タイプがある場合、透明タイプを選びます。また、拡散キャップは不要です。
LEDの電流制限抵抗は既に基板に付いています。別途用意する必要はありません。

フルカラーLED販売店の例
部品名 店名
イルミネーション・フルカラーLED5mm丸型 OSTB5131A−ID 2個入 秋月電子通商
5φ特殊LED 7色自動変化ゆっくりタイプ 千石電商
5φ特殊LED 7色自動変化速め 千石電商
7色点滅発光ダイオード 遅 共立エレショップ
7色点滅発光ダイオード 遅速 共立エレショップ
LED(マルチカラー・クリアレンズ・高速) マルツパーツ館
LED(マルチカラー・クリアレンズ・低速) マルツパーツ館
5mmRGB7色自動変化ゆっくりタイプ LED通販 エルパラ
5mmRGB7色自動変化速めタイプ LED通販 エルパラ
・リンクは記事初公開時点(2012年10月)。リンク切れの際は自力で探してください。
・上記販売店は取扱店の単なる例です。お勧めしたい販売店などといった意味はありません。
・「7色 LED」「色 変化 LED」などで検索すると様々な取扱店が見つかります。


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全身真っ白も雪像のイメージで素敵ですが、カラー表現もまた素晴らしく綺麗です。


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