光るユニコーンガンダムをハックして自由に光らせる

Posted at 2025-06-28

最近は、光るガンプラが販売されています

このガンプラをハックして、自在に光らせるようにできました。

先駆者

こちらの記事の@ysakashitaさんが、試みていました。

こちらの記事では、電源のオンオフをダミー電池を用いることで、ユニコーンガンダムのLEDをオンオフして
異常検知に使うというものでした

今回のハック

先駆者の方法では、既にあるパターンで光らせるということしかできませんでした。
そこで今回、光るユニコーンガンダムの制御基盤及びLEDの仕様を調査し、Raspberry Pi経由で自由に光らせるようにしました。

光るユニコーンガンダムの仕様

この商品は、組み立て時にこのようなLEDシートを組み込むことで、発光を実現しています

このように組み込んでいき、足の下からLEDの電源供給用の線が出ています

発光演出は、下記の動画を見てもらうとよく分かると思います。

発光パターンは３種類から選べて、

台座のボタンを押すことで、パターンを切り替えることができます

LEDの仕様

LEDシートからは、4本の線が出ています。

LEDシートの回路を観察すると、LEDはフルカラーLEDではなく、赤と緑の2つのLEDが独立してそれぞれ13個直列に並んでいました。

制御基盤の仕様

制御基板からは、LEDに伸びている4本の線が接続されており
オシロで測定してみると、それぞれのLEDに対して、異なる電圧で矩形波が出力されていました。
緑のLEDに対しては、約35Vの電圧で矩形波が、
赤のLEDに対しては、約25Vの電圧で矩形波が出力されていました。

(オシロではなく、テスターで最初測定していたのですが、20V程度の電圧がかかっていると画面に表示され、矩形波であることに気付けませんでした。20VかけたらLED光るやろ、と思って試しても光らず、少しの期間悩んでいました)

ユニコーンガンダムは、明るくなったり、暗くなったりを繰り返す仕様ですが
LEDの明るさの制御を、矩形波のDuty比でPWM制御しているようです。

自由に光らせるための要件

上記で調べた、制御基板と同じことをできるようにする必要があります。つまり

25V及び35Vの電圧出力ができること
矩形波を出してPWM制御で明るさを調節できること

が必要です。汎用マイコンでは矩形波は出せても、20V超の電圧を出せないので、昇圧できる基盤が必要そうです。

使ったモジュール

そこで下記のモジュールを購入しました

35Vもの昇圧ができるモジュールは限られていましたので、ストロベリーリナックスというサイトで購入しました。
それ以外は秋月で買いました。

１つ目のモジュールは昇圧を行うモジュールで、緑LEDと赤LEDで電圧が異なるので、2つ必要でした。
2つ目のモジュールはLED調光モジュールで、過度な電流が流れないよう調整するほか、外部入力の矩形波でLEDをPWM制御できるものです。これも緑と赤で1つずつ必要です。
その他の製品は、調光モジュールをDIPで扱えるようにするための部品です。

モジュールの説明

昇圧型DC-DCコンバータモジュール LM2733

昇圧モジュールLM2733は、入力電圧を12V~36Vまでの任意の電圧に昇圧できます。

PWM調光機能付き定電流LEDドライバー NJW4617DL3

調光モジュールNJW4617DL3は、5つの端子があります。
使い方は、2番にPWMの入力を入れること、4番に制限したい電流に応じて抵抗をGNDに接続すること、
4番にLEDのカソード側を接続することです。

こちらのサイトに詳しい説明が載っていますので、説明は省略します
https://zenn.dev/nanase_t/articles/49b71704c37d3f

回路の構成

この2つのモジュールを組み合わせて、Raspberry Piで制御できるように回路を作ります

概要としては、このようになります

実際の回路は下記の図のようになります。
この回路を赤、緑の2ch分作成し、それぞれ異なるGPIO、LEDに接続します

そのほか、昇圧モジュールのつまみで出力電圧を各LEDの適正電圧に調整しておきます

プログラム

まずは緑LEDを点滅させるプログラムです
緑LEDのVinをGPIO24に接続しています

from gpiozero import PWMOutputDevice
from time import sleep

# GPIO 24をPWM出力として設定
pwm = PWMOutputDevice(24)

try:
    while True:
        pwm.value = 80 / 100.0
        sleep(0.2)
        pwm.value = 0 / 100.0
        sleep(0.2)
except KeyboardInterrupt:
    # プログラムが終了したら、PWM出力を停止
    pwm.off()
    print("プログラムを終了します")

実行すると、本来の製品には無い点滅動作が確認できます

オレンジに発光させてみる

光るユニコーンガンダムには赤と緑のLEDが搭載されています。
緑と赤を同時に発光させると、黄色やオレンジの色になります

緑20, 赤100でPWMのデューティ比の矩形波を送ることで実現できます

from gpiozero import PWMOutputDevice
from time import sleep

green_pwm = PWMOutputDevice(24)
red_pwm = PWMOutputDevice(23)

try:
    while True:
        green_pwm.value = 20 / 100.0
        red_pwm.value = 100 / 100.0
        sleep(0.1)

except KeyboardInterrupt:
    # プログラムが終了したら、PWM出力を停止
    green_pwm.off()
    red_pwm.off()
    print("プログラムを終了します")

グラデーション

緑→黄色→オレンジ→赤の順でグラデーションさせてみます

プログラム的には、緑を0→100にする、赤を0→100にする、緑を100→0にする、赤を100→0にする
ということを行なっています

from gpiozero import PWMOutputDevice
from time import sleep

green_pwm = PWMOutputDevice(24)
red_pwm = PWMOutputDevice(23)

try:
    while True:
        for duty_cycle in range(0, 501):
            green_pwm.value = duty_cycle / 500.0
            sleep(0.01)

        for duty_cycle in range(0, 501):
             red_pwm.value = duty_cycle / 500.0
             sleep(0.01)

        for duty_cycle in range(500, -1, -1):
            green_pwm.value = duty_cycle / 500.0
            sleep(0.01)

        for duty_cycle in range(500, -1, -1):
             red_pwm.value = duty_cycle / 500.0
             sleep(0.01)

except KeyboardInterrupt:
    # プログラムが終了したら、PWM出力を停止
    green_pwm.off()
    red_pwm.off()
    print("プログラムを終了します")