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2.3 カラフルライト

このプロジェクトでは、RGB LEDを使用して加法色混合の魅力的な世界について探ります。

RGB LEDは、赤、緑、青の3つの基本色を一つのパッケージに組み合わせています。これら3つのLEDは共通のカソードピンを共有しており、各アノードピンが対応する色の強度を制御します。

各アノードに適用される電気信号の強度を変えることで、幅広い色を作り出すことができます。例えば、高強度の赤色光と緑色光を混ぜると黄色光になり、青色と緑色の光を組み合わせるとシアンが生まれます。

このプロジェクトを通じて、加法色混合の原理を探求し、RGB LEDを操作して魅力的で生き生きとした色を表示することで、私たちの創造性を解き放ちます。

必要な部品

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

全てのキットを購入すると便利ですが、こちらがリンクです：

名前

このキットのアイテム

リンク

ESP32 Starter Kit

320+

ESP32 Starter Kit

以下のリンクから別々に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

ESP32 WROOM 32E

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ESP32カメラ拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤ

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抵抗器

購入

RGB LED

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利用可能なピン

このプロジェクトのESP32ボードにある利用可能なピンのリストはこちらです。

利用可能なピン

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

回路図

../../_images/circuit_2.3_rgb.png

PWMピンのpin27、pin26、pin25は、それぞれRGB LEDの赤、緑、青のピンを制御し、共通カソードピンをGNDに接続します。これにより、異なるPWM値をこれらのピンに重ねて特定の色をRGB LEDに表示させることができます。

配線図

../../_images/rgb_pin.jpg

RGB LEDには4本のピンがあります。長いピンは共通のカソードピンで、通常GNDに接続されます。最長のピンの隣の左ピンは赤、右側の2本のピンは緑と青です。

../../_images/2.3_color_light_bb.png

コード

注釈

  • esp32-starter-kit-main\micropython\codes パスにある 2.3_colorful_light.py ファイルを開くか、コードをThonnyにコピー＆ペーストしてください。その後、「現在のスクリプトを実行」をクリックするかF5キーを押して実行します。

  • 右下の角にある「MicroPython (ESP32).COMxx」インタープリターを選択してください。

from machine import Pin, PWM
import time

# Define the GPIO pins for the RGB LED
RED_PIN = 27
GREEN_PIN = 26
BLUE_PIN = 25


# Set up the PWM channels
red = PWM(Pin(RED_PIN))
green = PWM(Pin(GREEN_PIN))
blue = PWM(Pin(BLUE_PIN))

# Set the PWM frequency
red.freq(1000)
green.freq(1000)
blue.freq(1000)

def set_color(r, g, b):
    red.duty(r)
    green.duty(g)
    blue.duty(b)

while True:
    # Set different colors and wait for a while
    set_color(1023, 0, 0) # Red
    time.sleep(1)
    set_color(0, 1023, 0) # Green
    time.sleep(1)
    set_color(0, 0, 1023) # Blue
    time.sleep(1)
    set_color(1023, 0, 1023) # purple
    time.sleep(1)

スクリプトを実行すると、RGB LEDが赤、緑、青、紫などの色を表示します。

詳細を知る

以下のコードで、0～255の馴染みのある色値を使って、任意の色を設定することもできます。

注釈

  • esp32-starter-kit-main\micropython\codes パスにある 2.3_colorful_light_rgb.py ファイルを開くか、コードをThonnyにコピー＆ペーストしてください。その後、「現在のスクリプトを実行」をクリックするかF5キーを押して実行します。

  • 右下の角にある「MicroPython (ESP32).COMxx」インタープリターを選択してください。

from machine import Pin, PWM
import time

# Define the GPIO pins for the RGB LED
RED_PIN = 27
GREEN_PIN = 26
BLUE_PIN = 25

# Set up the PWM channels
red = PWM(Pin(RED_PIN))
green = PWM(Pin(GREEN_PIN))
blue = PWM(Pin(BLUE_PIN))

# Set the PWM frequency
red.freq(1000)
green.freq(1000)
blue.freq(1000)

# Map input values from one range to another
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Convert color values (0-255) to duty cycle values (0-1023)
def color_to_duty(rgb_value):
    rgb_value = int(interval_mapping(rgb_value,0,255,0,1023))
    return rgb_value

def set_color(red_value,green_value,blue_value):
    red.duty(color_to_duty(red_value))
    green.duty(color_to_duty(green_value))
    blue.duty(color_to_duty(blue_value))

while True:
    # Set different colors and wait for a while
    set_color(255, 0, 0) # Red
    time.sleep(1)
    set_color(0, 255, 0) # Green
    time.sleep(1)
    set_color(0, 0, 255) # Blue
    time.sleep(1)
    set_color(255, 0, 255) # purple
    time.sleep(1)

このコードは前の例に基づいていますが、0から255の色値を0から1023のデューティサイクル範囲にマッピングします。

  • interval_mapping 関数は、ある範囲から別の範囲への値をマッピングするユーティリティ関数です。入力値、入力範囲の最小値と最大値、出力範囲の最小値と最大値の5つの引数を取ります。入力値を出力範囲にマッピングした値を返します。

    def color_to_duty(rgb_value):
    rgb_value = int(interval_mapping(rgb_value,0,255,0,1023))
    return rgb_value

  • color_to_duty 関数は、整数RGB値（例：255,0,255）を取り、PWMピンに適したデューティサイクル値にマッピングします。入力RGB値は最初に interval_mapping 関数を使用して0-255の範囲から0-1023の範囲にマッピングされます。その後、 interval_mapping の出力がデューティサイクル値として返されます。

    def color_to_duty(rgb_value):
    rgb_value = int(interval_mapping(rgb_value,0,255,0,1023))
    return rgb_value

  • color_set 関数は、LEDの赤、緑、青の値を表す3つの整数引数を取ります。これらの値は color_to_duty に渡されて、PWMピンのデューティサイクル値を取得します。デューティサイクル値は、 duty メソッドを使用して対応するピンに設定されます。

    def set_color(red_value,green_value,blue_value):
    red.duty(color_to_duty(red_value))
    green.duty(color_to_duty(green_value))
    blue.duty(color_to_duty(blue_value))