目次
はじめに
リング状に複数LEDが連なっているものです。非常に明るく、光らせ方も自由自在です。
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リングLEDの仕組み
アドレサブルLED
個々のLEDがひとつのピンで制御できる特別なLEDです。このLEDには、RGB(赤、緑、青)の各色の明るさを設定するためのドライバ回路が内蔵されており、個別に色や輝度をコントロールできます。
・RGB LED: 各LEDは、赤 (Red)、緑 (Green)、青 (Blue) の3つの色素子で構成されており、これらの色の強度を組み合わせることで、約16,777,216色(24ビットカラー)を作り出すことが可能です。
・内蔵ドライバ: LEDごとに専用のドライバが内蔵されており、制御信号に従って各LEDを独立して制御できます。
デイジーチェーン接続
デイジーチェーン方式で接続されています。1つの信号線で複数のLEDをシリアル(ひとつづ処理すること)に制御しています
- DI (Data In):前のLEDからデータを受け取る端子。
- DO (Data Out): 次のLEDにデータを送る端子。
各LEDは、データ入力 (DI) からデータを受信し、対応する命令(どの色で点灯するか、輝度など)を自分で処理します。次に、そのデータの残り部分をデータ出力 (DO) を通じて次のLEDに送信します。このシリアルデータ伝送方式により、1本の信号線でリング状のLEDをすべて制御できます。
制御信号
1本のデータ線を使って個々のLEDに信号をることができます。
- LED番号:どのLEDに対する命令か。
- 色情報:各LEDにどの色(RGBの値)を表示するか。
- 輝度情報:各LEDの明るさ。
ラズベリーパイからの信号は最初のLEDが受信し、その指示に従って動作します。その後、残りのデータを次のLEDに送ります。これが連鎖して続くため、データ線は1本で済みます
配線
配線は非常にシンプルです。
RaspberryPi Pico | リングLED |
VSYS(39番) | VCC |
GND(38番) | GND |
GP16(21番) | DI |
リングLEDを点灯させる
複雑な光らせ方をさせています。LEDの数などを指定する必要がありますのでご注意ください。
import array, time
from machine import Pin
import rp2
# Configure the number of WS2812 LEDs.
NUM_LEDS = 16
PIN_NUM = 16
brightness = 0.2
@rp2.asm_pio(sideset_init=rp2.PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=rp2.PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True, pull_thresh=24)
def ws2812():
T1 = 2
T2 = 5
T3 = 3
wrap_target()
label("bitloop")
out(x, 1) .side(0) [T3 - 1]
jmp(not_x, "do_zero") .side(1) [T1 - 1]
jmp("bitloop") .side(1) [T2 - 1]
label("do_zero")
nop() .side(0) [T2 - 1]
wrap()
# Create the StateMachine with the ws2812 program, outputting on pin
sm = rp2.StateMachine(0, ws2812, freq=8_000_000, sideset_base=Pin(PIN_NUM))
# Start the StateMachine, it will wait for data on its FIFO.
sm.active(1)
# Display a pattern on the LEDs via an array of LED RGB values.
ar = array.array("I", [0 for _ in range(NUM_LEDS)])
##########################################################################
def pixels_show():
dimmer_ar = array.array("I", [0 for _ in range(NUM_LEDS)])
for i,c in enumerate(ar):
r = int(((c >> 8) & 0xFF) * brightness)
g = int(((c >> 16) & 0xFF) * brightness)
b = int((c & 0xFF) * brightness)
dimmer_ar[i] = (g<<16) + (r<<8) + b
sm.put(dimmer_ar, 8)
time.sleep_ms(10)
def pixels_set(i, color):
ar[i] = (color[1]<<16) + (color[0]<<8) + color[2]
def pixels_fill(color):
for i in range(len(ar)):
pixels_set(i, color)
def color_chase(color, wait):
for i in range(NUM_LEDS):
pixels_set(i, color)
time.sleep(wait)
pixels_show()
time.sleep(0.2)
def wheel(pos):
# Input a value 0 to 255 to get a color value.
# The colours are a transition r - g - b - back to r.
if pos < 0 or pos > 255:
return (0, 0, 0)
if pos < 85:
return (255 - pos * 3, pos * 3, 0)
if pos < 170:
pos -= 85
return (0, 255 - pos * 3, pos * 3)
pos -= 170
return (pos * 3, 0, 255 - pos * 3)
def rainbow_cycle(wait):
for j in range(255):
for i in range(NUM_LEDS):
rc_index = (i * 256 // NUM_LEDS) + j
pixels_set(i, wheel(rc_index & 255))
pixels_show()
time.sleep(wait)
BLACK = (0, 0, 0)
RED = (255, 0, 0)
YELLOW = (255, 150, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
CYAN = (0, 255, 255)
BLUE = (0, 0, 255)
PURPLE = (180, 0, 255)
WHITE = (255, 255, 255)
COLORS = (BLACK, RED, YELLOW, GREEN, CYAN, BLUE, PURPLE, WHITE)
while True:
print("fills")
for color in COLORS:
pixels_fill(color)
pixels_show()
time.sleep(0.2)
print("chases")
for color in COLORS:
color_chase(color, 0.01)
print("rainbow")
rainbow_cycle(0)
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