注釈

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2.2 レベルを表示する

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2を使用してLEDバーグラフを制御する方法を学びます。LEDバーグラフは、10個のLEDが並んだもので、通常は音量や信号強度、その他の測定値などのレベルを表示するために使用されます。LEDを順番に点灯させて、レベル表示のエフェクトを作成します。

必要なもの

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。

セットを購入するのが便利です。リンクはこちら：

名称	キット内容	リンク
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

SN	コンポーネント	数量	リンク
1	Raspberry Pi Pico 2	1	購入
2	Micro USBケーブル	1
3	ブレッドボード	1	購入
4	ジャンパーワイヤー	数本	購入
5	抵抗器	10個（220Ω）	購入
6	LEDバーグラフ	1

回路図

このプロジェクトでは、LEDバーグラフの10個のLEDそれぞれがRaspberry Pi Pico 2に接続されています。LEDのアノード（正端子）はGPIOピンのGP6からGP15に接続され、カソード（負端子）は220Ωの抵抗を通してGND（グラウンド）ピンに接続されます。

配線図

コードの記述

注釈

• 2.2_display_the_level.py ファイルを newton-lab-kit/micropython パスから開くか、以下のコードをThonnyにコピーして「実行」ボタンを押すか、 F5 キーを押して実行してください。

• Thonnyの右下にある「MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx」インタープリタが選択されていることを確認してください。

import machine
import utime

# LEDに接続されているGPIOピンを定義
pins = [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
leds = []

# 各ピンを出力として初期化し、ledsリストに格納
for pin_number in pins:
    led = machine.Pin(pin_number, machine.Pin.OUT)
    leds.append(led)

while True:
    # LEDを1つずつ点灯させてレベルの上昇をシミュレート
    for led in leds:
        led.value(1)  # LEDを点灯
        utime.sleep(0.2)
    # LEDを1つずつ消灯させてレベルの下降をシミュレート
    for led in leds:
        led.value(0)  # LEDを消灯
        utime.sleep(0.2)

プログラムを実行すると、LEDバーグラフのLEDが最初から最後まで順番に点灯し、レベルが上昇するエフェクトが作成されます。その後、LEDは1つずつ消灯し、レベルが下降するエフェクトがシミュレートされます。

コードの理解

このプロジェクトでは、MicroPythonでリストとループを使用して複数のLEDを制御しており、コードが効率的で読みやすくなっています。

コードの重要な部分を分解してみましょう：

1. モジュールのインポート：

   • import machine: Raspberry Pi Pico 2のハードウェア機能にアクセスするためのモジュール。

   • import utime: 遅延などの時間関連の関数を使用するためのモジュール。

2. ピンの定義とLEDの初期化：

   • pins リストにLEDに接続されているGPIOピン番号を格納し、空のリスト leds を作成してLEDオブジェクトを格納します。

     # LEDに接続されているGPIOピンを定義
     pins = [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
     leds = []
     

   • for ループを使って、各ピン番号に対して出力ピンを設定し、対応する Pin オブジェクトを leds リストに追加します。

     for pin_number in pins:
         led = machine.Pin(pin_number, machine.Pin.OUT)
         leds.append(led)
     

3. レベル表示エフェクトの作成：

   • while True: ループは無限に実行されます。

   • レベルの上昇：

     • for ループを使って leds リスト内の各 led に対して処理を行います。

     • led.value(1) でLEDを点灯させます。

     • utime.sleep(0.2) で次のLEDを点灯させる前に200msの遅延を加えます。

     for led in leds:
         led.value(1)
         utime.sleep(0.2)
     

   • レベルの下降：

     • 別の for ループを使って、各LEDを1つずつ消灯します。

     • led.value(0) でLEDを消灯させます。

     for led in leds:
         led.value(0)
         utime.sleep(0.2)
     

さらに実験してみましょう

コードを使って、以下のように実験をしてみましょう：

• 速度を変更する：

  • utime.sleep(0.2) の遅延時間を調整することで、LEDの点灯速度を速くしたり遅くしたりできます。

• 順番を逆にする：

  • reversed(leds) を使って、LEDの順番を逆にできます。

    for led in reversed(leds):
        led.value(1)
        utime.sleep(0.2)
    

• ピンポンエフェクトを作成する：

  • LEDを左から右へ、そして右から左へ点灯させるエフェクトを作成します。

    while True:
        for led in leds:
            led.value(1)
            utime.sleep(0.1)
        for led in reversed(leds):
            led.value(0)
            utime.sleep(0.1)
    

結論

各LEDを個別に制御することによって、Raspberry Pi Pico 2を使用してシンプルで効果的なレベル表示を作成しました。このプロジェクトは、Pythonのリストとループを活用し、複数の出力を効率的に管理する方法を示しています。

複数のGPIOピンを使いこなし、リストやループといったプログラミング構造を使うことは、アニメーション作成、複数のセンサー制御、インタラクティブなデバイス作成など、より複雑なプロジェクトに必要不可欠です。

参考文献

• for文

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