Raspberry Pi 2でLEDを点灯させよう
この記事ではRaspberry Pi 2 model b を用いたLEDの点灯について説明しています。
用意するもの
Raspberry Pi 2 model b
これに関してはどのモデルでも大丈夫かと思います。大体5,000円くらいで買えます。メルカリだとラズパイ本体単体で2,000~5,000円くらいで買うことができます。セットアップについてはこの記事では触れませんが、セットアップしていなくてもLEDは点灯します。
電源
持っているRaspberry Pi(以下ラズパイ)に合わせた電源が必要です。供給先の端子はmicro USBです。Android携帯の充電規格に対応しているやつですね。
ラズパイ２では2A、5V、約9Wの電源が推奨されています。ラズパイ3だと約15Wの電源が必要になります。筆者は3A、5V、15Wのものを使用しています。画像はラズパイ３の説明書です。
ブレッドボード
回路をつなぐための基盤です。縦、または横のラインにおいて内部で回路がつながっているので、電子部品それぞれを銅線でつなぐ必要がありません。
画像の白いものがブレッドボードになります。
LED,抵抗
回路は抵抗がないとショートしてしまいます。この記事では1kΩの抵抗を使用しています。LEDには極性があって、アノードとカソードがあります。アノードからカソード方向にしか電流は流れません。もしLEDがつかない場合には、LEDの向きを確認してみるとよいです。
ジャンプワイヤ
電気を流す銅線の役割を果たします。ジャンプワイヤにはメス～メスのものとオス～オスのものがあり、先の尖っているほうがオス～オスとなります。
ブレッドボードにはオスしか入らないのに対し、ラズパイはメスにしか対応していないため、両端子を途中で結びつける必要があります。
GPIOピンとは？
"General-purpose input/output"の略で、日本語で「汎用入出力」を表します。それぞれのピンにジャンプワイヤを接続することで、ここから信号を受け取ったり、逆に信号を出すことができます。
ラズパイのGPIOピンにはそれぞれのピンに機能があり、どこにさしてもいいというわけではありません。
画像は公式のものを使用しています。
2~27までの番号が振られている黄色いところはラズパイ本体から入出力を制御する役割を持っています。ここからプログラムを利用してLEDを点滅させたり、センサーから信号を受け取ったり、モーターを回転させたり、いろいろな入出力をすることができます。
赤いところは電源の役割を果たし、黒のところはGround、つまり接地の役割を果たしています。
この記事では赤と黒のピンのみを使用します。
ラズパイに電源を入れる
まずはラズパイ本体に電源を入れましょう。電源アダプタのコンセントを挿して、ラズパイ本体にmicro USBを挿します。ラズパイ本体が赤く光ったら成功です。
ブレッドボード上で回路を作る
回路は画像を参考にしてください。
黄色の矢印は電流の向きを表しています。
次の項目で黄色のジャンプワイヤを電源に、白色のジャンプワイヤをGNDに接続します。
LEDを光らせる
では、作った回路をラズパイと接続してみましょう。黄色のジャンプワイヤをGPIOの赤のピンに、白色のジャンプワイヤを黒のピンに挿してみます。
見事光りました。光らない場合は、LEDの向きやGPIOの位置、電源がきちんと挿入されているかなどを確認してみてください。
LEDを２つ以上光らせる
ここからは＋αの話になります。
ここまでは一つの回路において一つのLEDを点灯させましたが、ここからは2つ以上のLEDを点灯させてみます。
とりあえず２つのLEDを用いて回路を作り、LEDを点灯させてみました。
しっかりと発光が確認できました。
次は３つです。
光りませんね…それでも部屋の電気を消したら少しだけ光っているのを確認できました。
次は4つです。
4つでは光っていることを確認できませんでした…
並列回路に変更する
先ほどの検証ではLEDは直列につないでいます。それが原因でLEDの個数を多くするに従い光の強さは小さくなったと考えられます。
では並列回路に変更してみましょう。
少し回路は複雑になりますが、以下の画像のように配線してみました。
3つ以上でもしっかり光っていることが確認できます。
白いLEDは全く光っていませんね…LEDが故障したのかと思い、他の白色LEDでも試してみましたが、全く光りませんでした。この白色LEDを直列につないだら無事光ることが確認できました。なぜでしょうか？
回路上の問題化と考え、白色LEDを他の色に変えてみました。
きちんと光っていますね。”白色”LEDに問題があるようです。他のLEDとはワット数が違うのでしょうか。具体的な原因はわかりませんが、これから調べていこうかと思います。
まとめ
今回はLEDの点灯を検証しましたが、ラズパイを使えばLEDの点灯時間や、どのLEDを点灯させるかなどを制御することができます。次の記事でLEDの点滅を検証してみたいと思います。