.. note::
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.. _1.1.2_py:
1.1.2 RGB LED
====================
はじめに
--------------
このプロジェクトでは、RGB LEDを制御してさまざまな色を点滅させます。
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。
.. image:: ../img/list_rgb_led.png
:align: center
全てのキットをまとめて購入すると便利です。購入先のリンクはこちら：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから個々にも購入できます。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :ref:`cpn_gpio_board`
- |link_gpio_board_buy|
* - :ref:`cpn_breadboard`
- |link_breadboard_buy|
* - :ref:`cpn_wires`
- |link_wires_buy|
* - :ref:`cpn_resistor`
- |link_resistor_buy|
* - :ref:`cpn_led`
- |link_rgb_led_buy|
回路図
-----------------------
R, G, Bの各ピンを電流制限抵抗器に接続した後、それぞれGPIO17、GPIO18、GPIO27に接続します。LEDの最長のピン（GND）はRaspberry PiのGNDに接続します。3つのピンに異なるPWM値が与えられると、RGB LEDはさまざまな色を表示します。
============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17 Pin 11 0 17
GPIO18 Pin 12 1 18
GPIO27 Pin 13 2 27
============ ======== ======== ===
.. image:: ../img/rgb_led_schematic.png
実験手順
----------------------------
**ステップ1：** 回路を組む。
.. image:: ../img/image61.png
**ステップ2：** コードファイルを開く。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python
**ステップ3：** 実行する。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 1.1.2_rgbLed.py
コードが実行された後、RGB LEDが赤、緑、青、黄、ピンク、シアンを表示します。
**コード**
.. note::
以下のコードは **修正/リセット/コピー/実行/停止** が可能です。ただし、先に ``raphael-kit/python`` のようなソースコードのパスに移動する必要があります。コードを修正した後、そのまま実行して効果を確認できます。
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# Set up a color table in Hexadecimal
COLOR = [0xFF0000, 0x00FF00, 0x0000FF, 0xFFFF00, 0xFF00FF, 0x00FFFF]
# Set pins' channels with dictionary
pins = {'Red':17, 'Green':18, 'Blue':27}
def setup():
global p_R, p_G, p_B
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set all LedPin's mode to output and initial level to High(3.3v)
for i in pins:
GPIO.setup(pins[i], GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
p_R = GPIO.PWM(pins['Red'], 2000)
p_G = GPIO.PWM(pins['Green'], 2000)
p_B = GPIO.PWM(pins['Blue'], 2000)
p_R.start(0)
p_G.start(0)
p_B.start(0)
# Define a MAP function for mapping values. Like from 0~255 to 0~100
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
# Define a function to set up colors
def setColor(color):
# configures the three LEDs' luminance with the inputted color value.
R_val = (color & 0xFF0000) >> 16
G_val = (color & 0x00FF00) >> 8
B_val = (color & 0x0000FF) >> 0
# Map color value from 0~255 to 0~100
R_val = MAP(R_val, 0, 255, 0, 100)
G_val = MAP(G_val, 0, 255, 0, 100)
B_val = MAP(B_val, 0, 255, 0, 100)
# Change the colors
p_R.ChangeDutyCycle(R_val)
p_G.ChangeDutyCycle(G_val)
p_B.ChangeDutyCycle(B_val)
print ("color_msg: R_val = %s, G_val = %s, B_val = %s"%(R_val, G_val, B_val))
def main():
while True:
for color in COLOR:
setColor(color)# change the color of the RGB LED
time.sleep(0.5)
def destroy():
# Stop all pwm channel
p_R.stop()
p_G.stop()
p_B.stop()
# Release resource
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
setup()
try:
main()
except KeyboardInterrupt:
destroy()
**コード説明**
.. code-block:: python
p_R = GPIO.PWM(pins['Red'], 2000)
p_G = GPIO.PWM(pins['Green'], 2000)
p_B = GPIO.PWM(pins['Blue'], 2000)
p_R.start(0)
p_G.start(0)
p_B.start(0)
``GPIO.PWM()`` 関数を使用して、赤、緑、青をPWMピンとして定義し、PWMピンの周波数を2000Hzに設定。次に、 ``Start()`` 関数で初期デューティサイクルをゼロに設定。
.. code-block:: python
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
値のマッピングを行うMAP関数を定義。例えば、x=50, in_min=0, in_max=255, out_min=0, out_max=100の場合、マッピング後は ``(50-0) * (100-0)/(255-0) +0=19.6`` となり、0-255の50は0-100で19.6に等しい。
.. code-block:: python
def setColor(color):
R_val = (color & 0xFF0000) >> 16
G_val = (color & 0x00FF00) >> 8
B_val = (color & 0x0000FF) >> 0
入力された色値をもとに3つのLEDの輝度を設定。16進数の最初の2桁はR_valに、中央の2桁はG_valに、最後の2桁はB_valに割り当てます。例えば、color=0xFF00FFの場合、R_val =（0xFF00FF & 0xFF0000）>> 16 = 0xFF、G_val = 0x00、B_val = 0xFF。
.. code-block:: python
R_val = MAP(R_val, 0, 255, 0, 100)
G_val = MAP(G_val, 0, 255, 0, 100)
B_val = MAP(B_val, 0, 255, 0, 100)
MAP関数を使用して、R、G、B値を0〜255からPWMデューティサイクルの範囲0-100にマッピング。
.. code-block:: python
p_R.ChangeDutyCycle(R_val)
p_G.ChangeDutyCycle(G_val)
p_B.ChangeDutyCycle(B_val)
マッピングされたデューティサイクル値を対応するPWMチャンネルに割り当てて輝度を変更。
.. code-block:: python
for color in COLOR:
setColor(color)
time.sleep(0.5)
COLORリスト内の各要素を色として割り当て、 ``setColor()`` 関数でRGB LEDの色を変更。
現象の画像
------------------------
.. image:: ../img/image62.jpeg