Arduinoで作るクリスマスツリーのLEDイルミネーション (17LED)

　クリスマス用のインテリア小物ということで、カインズホームで小さなクリスマスツリーを買ってきました。

▼小さなクリスマスツリー

　高さ23cmほどで、スチール ベル ツリー(STEEL BELL TREE)という名前で売られていました。飾りを追加して上からLEDのスポット照明で照らすと綺麗です。

　でもせっかくなのでLEDのイルミネーションを付けてやることにしました。真面目にやるとハードが結構大変になりますが、以前書いた、Arduinoで簡単だけど豪華なLチカ、という記事の方法でやれば比較的楽に作れそうずです。

▼回路図（クリックで別窓に拡大）

　LEDを光らせる場合、電流制限抵抗を直列に入れますがこの回路図にそんな物はありません。無茶しやがって、と言われそうですが大丈夫です。電流制限抵抗としてCPUに内蔵されているプルアップ抵抗を使っています。外付け抵抗が無ければ、その分だけ配線作業が楽になります。

　CPU内のプルアップ抵抗は確か30ｋΩくらいだったと思いますが、ともかく抵抗が高いのでLEDの電流はたった0.06mAくらしか流れません。でも、最近のLEDは効率が良いので、こんなに少ない電流でもちゃんと光ります。

▼配線中

　スズメッキ線を魚の骨のようにはんだ付けします。長さは適当で、これが骨格になると同時にGND側の配線として使います。車のボディアースみたいなものです。

▼LEDをはんだ付け

　骨の先にLEDをはんだ付けして行きます。LEDのアノード側は背骨に沿って絶縁線で引き出しますが、そのはんだ付け部は収縮チューブを使ってショートしないようにしておきます。先端の一個は緑色、それ以外は全部白色のLEDを使いました。流れる電流が少ないので出来るだけ明るいLEDを使うことをお勧めします。

　ArduinoはUNOを使い、ピンヘッダを使って接続します。

▼ツリーと Arduino UNOを合体

　魚の背骨にあたる部分をツリーの中心に置き、LEDを押し込んで組み立てて行きます。LEDへの配線をツリーの部品にからませるとLEDの位置決めになって具合が良いです。
　
　CPUチップの単独動作にしてもいいのですが、面倒なのでＵＮＯのままで使います。クリスマスが終わるまではここで働いてもらいます。

▼ソフト
　プログラムはこちら→ クリスマスツリーのイルミネーションプログラム (Shift-JISです。拡張子をunoに要変更）
　プログラムの解説は省略しますが、朝になってもツリーが光っているとなんだか間抜けなので、3時間で消灯する機能を入れました。　

▼完成


▼点灯の様子

　1サイクルが53秒程度で、これを繰り返します。

◆まとめ
　ハードが簡単に済んだので、その分プログラムを頑張ったので、なかなか綺麗なイルミネーションが出来たと思います。

　先端の1個以外に16個のLEDがありますが、ちょうど 4 x 4 のマトリクスが構成できるので、工夫次第でもっと面白い点灯パターンを作ることが出来ると思います。

　CPUのプルアップ抵抗で点灯させているのでLEDはあまり明るく点灯しませんが、LEDの正面なら十分な輝度があると思います。もっと明るくしたい場合は、出力ピンにアサインして、電流制限抵抗を外付けすればOKです。