3色のLEDを使ってカラフルなLチカ

タクト工房

2024年6月17日 10:47

　こんにちは、タクト工房へようこそ！今回は赤以外の色のLEDも使用して、カラフルな光の演出を楽しみます。もしまだ、LEDが発光する原理を知らない方や、LEDの点滅を試していない方は、下の記事を参考にしてください。

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必要な材料と道具

Raspberry Pi
ブレッドボード
複数のLED（赤、緑、青など）
抵抗（各LEDに適したもの）
ジャンパーワイヤー

LEDの順方向電圧

　一般的な順方向電圧（$${V_F}$$）は次の通りです：

赤色LED: 2.0V
緑色LED: 3.0V
青色LED: 3.0V

Raspberry Piの出力電圧は3.3Vです。各LEDに適した抵抗値を計算して使用します。

回路設計（抵抗の求め方）

　抵抗の値を求めていきたいと思います。抵抗の値は以下の式で求めることができます：

$$
R= \frac{V - V_F}{I_F}
$$

ここで、Rは抵抗値、Vは電源電圧（3.3V）、$${V_F}$$はLEDの順方向電圧、IFI_FIFは順方向電流（一般的には20mA）です。

例として、緑色LEDの抵抗を計算してみます：

$$
R= \frac{3.3V - 3.0V}{0.02A} = 15Ω
$$

15Ωと計算されたので、それより大きい抵抗を使います。他の色のLEDについても同様に計算します。

複数のLEDの点灯

配線のセットアップ

赤色LED:
- アノードをGPIO 17に接続
- カソードを抵抗を経由してGNDに接続
緑色LED:
- アノードをGPIO 27に接続
- カソードを抵抗を経由してGNDに接続
青色LED:
- アノードをGPIO 22に接続
- カソードを抵抗を経由してGNDに接続

もし、RaspberryPiのピンの配置が分からない方は、下の記事を参考にしてください。

プログラムを書く

　次に、Raspberry Piに以下のC言語コードを入力します。このコードは、WiringPiを使って複数のLEDを順番に点滅させるプログラムです。

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>

#define RED_PIN 17    // GPIO 17
#define GREEN_PIN 27  // GPIO 27
#define BLUE_PIN 22   // GPIO 22

int main(void) {
    wiringPiSetupGpio();
    pinMode(RED_PIN, OUTPUT);
    pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT);
    pinMode(BLUE_PIN, OUTPUT);

    while (1) {
        digitalWrite(RED_PIN, HIGH);
        delay(500);
        digitalWrite(RED_PIN, LOW);

        digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);
        delay(500);
        digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

        digitalWrite(BLUE_PIN, HIGH);
        delay(500);
        digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);
    }
    return 0;
}

プログラムの説明

pinMode(RED_PIN, OUTPUT): GPIOピンを出力モードに設定します。赤色LEDに対応しています。
pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT): GPIOピンを出力モードに設定します。緑色LEDに対応しています。
pinMode(BLUE_PIN, OUTPUT): GPIOピンを出力モードに設定します。青色LEDに対応しています。
digitalWrite(RED_PIN, HIGH): 赤色LEDを点灯させます。
delay(500): 0.5秒待機します。
digitalWrite(RED_PIN, LOW): 赤色LEDを消灯させます。
上記の手順を緑色LEDと青色LEDに対しても行います。

コンパイルと実行

　入力が完了したら、メニューの「ビルド＞Build」をクリックします。コンパイルが完了したら「ビルド＞Execute」をクリックし、プログラムを実行します。実行すると、複数のLEDが順番に点滅します。

これで、複数のLEDを使ったカラフルなLチカの説明は以上です。ぜひ、自分で試してみて、Raspberry Piの楽しさを感じてください！