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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。

../_images/list_rgb_led.png

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：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから個々にも購入できます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

購入

ジャンパーワイヤー

購入

抵抗器

購入

LED

購入

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
../_images/rgb_led_schematic.png

実験手順

ステップ1： 回路を組む。

../_images/image61.png

ステップ2： コードファイルを開く。

cd ~/raphael-kit/python

ステップ3： 実行する。

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

注釈

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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

../_images/image62.jpeg