IoTする方法⑥実際の作業（LEDチカチカ）

2020年6月19日 14:24

しっぽにちは。おみーです♪(*^^*)♪
IoT第6回です。最終回
第1回：全体構成
 第2回：GPIO
第3回：PWM
第4回：I2C
第5回：モーター回し
今日はLED点灯です。これでIoTする方法記事はいったん終わりです。

第3章：実際の作業（Lチカ）
LEDは秋葉原で買ってきました。
【理系の解説】
・LED点灯：LEDを点灯させる方法は，主に2つある．一つは，直接LED素子と抵抗を使って点灯/点滅，つまりON/OFFする方法であり，もう一つは，LED素子とドライバーを使って明るさの度合いを制御しながら点灯/点滅する方法である．前者は簡単でネットでの記事も多いのでここでは割愛し，後者に関して説明する．後者の場合，前回のサーボモータと同様にPWMで動作可能である．ラズベリーパイでGPIO端子とLEDドライバ，LEDドライバとLED素子をつなぐ．その際，ブレッドボードを使うと便利である．
ハードウェアPWMの端子は、ラズパイのGPIO 12, 13、18, 19なので、そこにつなぐ。そしてLED及びLEDドライバに電源を供給するため、外部電源（LEDの仕様による）とLEDドライバを接続する。
接続が完了したら、あとはプログラムを記載するだけである。
以下にプログラムを記載する。周波数とduty比率の両方あるいはどちらかを変更すると、明るさを変更できる。

# ライブラリのインストールと起動は前回と一緒

import pigpio
import time

gpio_pin0 = 12

pi = pigpio.pi()
pi.set_mode(gpio_pin0, pigpio.OUTPUT)

# 周波数とduty比の調整
pi.hardware_PWM(gpio_pin0, 8, 100000)

time.sleep(10)
pi.stop()

【文系の要約】
・LED点灯：LEDを点灯させる方法は，主に2つある．一つは，LED電球と田千恵雄津に出、直接ON/OFFする方法。もう一つは、ラズベリーパイで光らせ方を制御する。前者は簡単でネットでの記事も多いらしいのでここでは割愛し，後者に関して説明する。後者の場合，前回のサーボモータと同様にPWM（電気のモールス信号）で動作可能である。ラズベリーパイのGPIO端子とLEDドライバ（制御用機構），LEDドライバとLED本体をつなぐ。その際，ブレッドボード（延長コードみたいな板）を使うと便利である。ハードな方のPWM（ラズベリーパイに専用の制御回路があるモールス信号用ピン4本）はラズベリーパイの12, 13,18, 19番ピンなので、そこにつなぐ。そしてLEDとLEDドライバに電源を供給するため、電源とLEDドライバを接続するが、ここはLEDによって違うのでLEDの説明書を読む必要がある。
接続が完了したら、あとはプログラムを記載するだけである。
以下にプログラムを記載する。周波数とduty比率の両方あるいはどちらかを変更すると、命令モールス信号が変化して明るさを変更できる。

#は解説行 
#なしが実際のソースコード
# ライブラリのインストールと起動は前回と一緒

# ↓ゲットした呪文を起動まではしたので、使用可能にする呪文を詠唱、これで、GPIO魔法を使える
import pigpio
# ↓あとで時間を制御したいので、時間魔法を使えるように呪文を詠唱
import time

# ↓12番のピンにgpio_pin0というあだ名をつけておく
gpio_pin0 = 12

# ↓gpio魔法用の杖を召喚
pi = pigpio.pi()
# ↓さっきあだ名をつけた12番ピンから出力モードで電気を出すように杖に設定し、魔法準備ターン終了
pi.set_mode(gpio_pin0, pigpio.OUTPUT)

# ↓魔法発動！！（GPIO12: 8Hz、duty比0.1）
# 周波数とduty比の調整
pi.hardware_PWM(gpio_pin0, 8, 100000)

# ↓GPIO魔法発動したので、時間魔法発動してちょっと休む猶予をゲット
time.sleep(10)
# ↓モーター回し終わったので終了宣言。
pi.stop()

■与太話■
・TAN2（LED）
・おみー（ラズベリーパイ）
・B.B.（ドライバ）
にたとえて話をしてみよう。
あるところにTAN2（LED）がいました。
コンセントから電源とって光り続けてました。
おみー（ラズベリーパイ）はTAN2（LED）を支配したかった。
でもTAN2（LED）語をしゃべれなくてに直接命令する術を知らなかった。
B.B.（ドライバ）はおみー語をTAN2（LED）語に変換できる。
おみー（ラズベリーパイ）の命令の仕方は高速舌打ち（PWM）である。高速舌打ちが程度を超えると、B.B.（ドライバ）はTAN2（LED）の首を高速に何回も絞め上げて光れない時間を作り出す。
TAN2（LED）はチカチカするのである。
こうして、おみー（ラズベリーパイ）はB.B.（ドライバ）経由でTAN2（LED）の支配に成功したのである。
めでたしめでたし。
補足をすると、おみー（ラズベリーパイ）の舌打ち（PWM）の音量（電圧）が大きいことがあるので、B.B.（ドライバ）の鼓膜を破らないように音量（電圧）基準をそろえる必要がある。
ここでグラウンド（洗濯機のアースみたいなもの）が登場するのだ。グラウンド（アース）を設置する際には、間に音量（電圧）を下げる抵抗を入れて、おみー（ラズベリーパイ）の舌打ちがちっちゃくなるようにしておく必要がある。おみー（ラズベリーパイ）の舌打ち伝達ルートは、グラウンド（アース）を通るルートほうがB.B.（ドライバ）に命令出すルートより抵抗が少なくてショートカットなので、ショートしておみーに舌打ちが跳ね返ってきて、自分の舌打ちの大きさにびっくりしたおみー（ラズベリーパイ）の鼓膜が破れてしまうのだ（故障します）。
■与太話おわり■

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以下のページを参考させていただき、実際に作業しました。
■ラズパイでIoT

■GPIO

■PWM

■I2C

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