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ラズピコでLチカ 第二部 震えるぞハード、燃え尽きるほどヒート!
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ラズピコでLチカ 第二部 震えるぞハード、燃え尽きるほどヒート!
1.
作:ナカちゃん ラズピコでLチカ 第二部 震えるぞハード、燃え尽きるほどヒート!
2.
初めに 前回のラズピコ • ラズピコのGPIOからのLチカを行う回路を試したよ。 • 回路はブレッドボードとジャンパワイヤを使って結線したよ。 •
PCにIDE(Thonny)を導入したよ。 ※今回は、これらを理解済みである前提で進めます。
3.
さて、前回こう思いませんでした?
4.
思ったこと • インプットは0V〜3.3Vの間の電圧って受け付けないの? • 出力=電圧変化になっているような、アナログセンサーとかが使えないや ん。 •
アウトプットは3.3v固定なの? • LEDの明るさとか、DCモータの回転数とか制御できないやん・・・ はーつっかえ
5.
いいえ、できますよ。
6.
そう、ラズピコならね。
7.
どうやるのか? 0V〜3.3Vの電圧を取るようなインプットを受けるには • ADCを使います。 • Analog
Digital Converterの略 • 電圧(0〜3.3v)を、その電圧に比例した16bitの値(0〜65535)として取得でき る。 • ラズピコでは指定の端子をADCの入力ピンとして使用できる。
8.
どうやるのか? 0V〜3.3Vの電圧を取るようなインプットを受けるには • ラズピコのピン配置 ラズピコのピンアウト (ピン配置) - ADC0
〜ADC2 がアナログ入力 アナログ回路を3つまで同時に繋ぐことができる。 - AGNDがアナログ入力のGND
9.
どうやるのか? アウトプットを3.3v以外にするには • PWM を使います。 •
Pulse Witdth Modulationの略 • ON(0V)とOFF(3.3V)をものすごい速さで繰り返すことで、出力を変化させ ることができる。 • 出力はduty比によって制御する。 • ラズピコでは好きなGP端子をPWMの出力ピンとして使用できる。
10.
どうやるのか? アウトプットを3.3v以外にするには • PWM の例 duty比が小さい、つまりON時間
< OFF時間の場合 時間 電圧 0v 3.3v 〜 ON時間 OFF時間 duty比 = ON時間/(ON時間+OFF時間) 電球は暗い
11.
どうやるのか? アウトプットを3.3v以外にするには • PWM の例 duty比が大きい、つまりOFF時間
< ON時間 の場合 時間 電圧 0v 3.3v 〜 ON時間 OFF時間 duty比 = ON時間/(ON時間+OFF時間) 電球は明るい
12.
なるほど、わからん。 サンプルとかないの?
13.
はい、ありますよ! 実践してみましょう。
14.
実践編 まずはADCから AGND ADC0 • ブレッドボード上に次のような回路を作ります。 3V3 抵抗(10KΩ) CdSセル ※この電子部品の挙動については後で説明します
15.
実践編 プログラムの実行 • コードを入力し、実行しましょう! import machine import
utime #GP26(ADC0)端子をアナログ入力として使うための宣言 analog_input = machine.ADC(26) while True: #入力値の読み取り(値は0-65536の範囲をとる) read_value = analog_input.read_u16() voltage = (read_value/65536) * 3.3 print(voltage) #適度にスリープ utime.sleep_ms(500)
16.
まずは回路の挙動について ラズピコ コード ・ ・ ・ 3V3 R1 R2 = 10KΩ これがCdS(光導電)セル 光を受けると、この素子が 持つ抵抗値が下がる。 可変抵抗器と捉えてOK AGND ADC0
17.
解説編 まずは回路の挙動について ラズピコ コード ・ ・ ・ 3V3 R1 R2 = 10KΩ ここの入力電圧はR1,R2の 抵抗値の比によって決まる ように結線している。 これを抵抗分圧という。 AGND ADC0
18.
解説編 まずは回路の挙動から ラズピコ コード ・ ・ ・ 3V3 R1 = 2KΩ R2
= 10KΩ 例えば、 周囲が明るい(R1=2KΩ) 場合 ADC0=2.75V 0.55V 2.75V AGND ADC0
19.
解説編 まずは回路の挙動から ラズピコ コード ・ ・ ・ 3V3 R1 = 10MΩ R2
= 10KΩ ほぼ3.3V ほぼ0V 逆に、 周囲が暗い(R1=10MΩ) 場合 ADC0≒0V AGND ADC0
20.
解説編 最後にコード ラズピコ コード #入力値の読み取り(値は0-65536の範囲をとる) read_value = analog_input.read_u16() voltage
= (read_value/65536) * 3.3 print(voltage) 3V3 • 周囲の明るさによって変化する電圧値をコンソールに表示できる 電圧が変化(0V-3.3V)する ※アナログ入力値を読みとり 明るさが変化した ※入力電圧が表示される ※電圧に変換 AGND ADC0
21.
OKですか? 次、行きます。
22.
実践編 次にPWM AGND ADC0 • ブレッドボード上に次のような回路を作ります。 3V3 抵抗(10KΩ) CdSセル 抵抗(1KΩ) LED GP16 GND
23.
実践編 プログラムの実行 • コードを入力し、実行しましょう! import machine import
utime analog_input = machine.ADC(26) led = machine.PWM(machine.Pin(16)) #周波数(LEDのON・OFFを1秒間にどれくらい繰り返すか) led.freq(1000) while True: read_value = analog_input.read_u16() duty = 65536 - read_value led.duty_u16(duty) utime.sleep_ms(200)
24.
解説編 ラズピコ コード read_value = analog_input.read_u16() duty
= 65536 - read_value led.duty_u16(duty) 3V3 • 周囲の明るさによってLEDの明るさも変化する。 (自動調光ランプができた) 電圧が変化(0V-3.3V)する 明るさが変化した LEDの光の強さが変化する ※電圧値を読みとり ※電圧値に応じて、16 bitの値でduty比を設定する 電圧値が最大(65536)の時、duty比は0 = 0% 電圧値が最小(0)の時、duty比は65536 =100% AGND ADC0 AGND GP16
25.
以上です。 ありがとうございました。 次回、SPI or IC2やりたい
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