※なにか気になる点がありましたらコメント欄からお伝えください。また、回路を製作する場合には電源を切るなど、注意を払って行うようお願いいたします。
目次
１．はじめに
フルカラーLED（Neopixel）を用いて、ラズベリーパイPico（以下Picoと記述）により赤と緑と青の色を発色することを試みようと思います。
※この回路は、カラーセンサーの動作を確認するための照明用として製作しました。
２．構成図
PicoとフルカラーLEDを図２のようにつなぎます。Neopixelに関する説明はここを参照してください。この回路図で、押しボタンswがありますが、プログラムでPico 内のプルダウン抵抗を使うように指定してあるので、回路ではプルダウン抵抗はつないでいないです。
（この記事ではカラーセンサーは使用しません）
３．Neopixelのライブラリのコード
３．１ ソースコード
ライブラリという程でもないですが、Neopixelを制御するためのコードを以下に示します。以前の記事と内容を変更しています。（LED表示用の２つの関数もライブラリ内にまとめました）
※プログラム中、WS2812Bと記述しています。Neopixelと書いたほうが良いようですが、不用意に変えるとどこでバグが出るか分からないため、このようにしてあります。
リスト１ ファイル名：Class_ws2812b_Ver2.py
import array from machine import Pin import rp2 from rp2 import PIO, StateMachine, asm_pio # PIO State Machine to display ws2812 @asm_pio(sideset_init=PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True,\ pull_thresh=24) def ws2812(): T1 = 2 T2 = 5 T3 = 3 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] class Class_WS2812B: def __init__(self): self.sm_no = 0 # state machine No(0-7) self.freq = 8000000 # frequency 8M[Hz] self.Pin_No = 16 # the Number of conected Pin(GPIO) self.NUM_LEDS = 16 # numbers of LEDs (WS2812B) def init_ws2812b(self, sm_no, freq, Pin_No, NUM_LEDS): self.sm_no = sm_no self.freq = freq self.Pin_No = Pin_No self.NUM_LEDS = NUM_LEDS # Create the StateMachine with the ws2812 program, # outputting on Pin_No. self.sm = StateMachine(self.sm_no, ws2812, self.freq, \ sideset_base=Pin(self.Pin_No)) # start the StateMachine, it will wait for data on its FIFO. self.sm.active(1) # array for each LEDs self.ar = array.array("I", [0 for _ in range(self.NUM_LEDS)]) # すべてのNeopixelの色を、指定された値にする def ar_color_all(self, red, green, blue): for i in range(self.NUM_LEDS): self.ar[i] = (green<<16) + (red<<8) + blue self.sm.put(self.ar,8) # すべてのLED を消灯する def clear_all(self): for i in range(self.NUM_LEDS): self.ar[i] = 0 self.sm.put(self.ar,8)
３．２ 解説
以前の記事から変更した部分を解説します。
26、32行目： NUM_LEDS（Neopixel全体を構成するフルカラーLEDの数）も変数としてライブラリで扱うこととしました。
36、37行目： Neopixelの初期設定をしています。
39～55行目： すべて以前の記事で、ライブラリを利用する側のソースコードに含まれていた部分です。必要な変数には "self." を付けています。
４．実行プログラム
４．１ 実際にNeopixelを動かすためのコード
ソースコードを載せておきます。3つの押しボタンswで赤、緑、青を切り替えています。
リスト２ ファイル名：test_Class_ws2812b_Ver2.py（ライブラリは”Oct_2021”というフォルダーに入っています）
import utime from Oct_2021 import Class_ws2812b_Ver2 #Configure the number of WS2812 LEDs. NUM_LEDS = 16 # Create the StateMachine with the ws2812 program, outputting on Pin(0). ws = Class_ws2812b_Ver2.Class_WS2812B() # StateMachine(0, ws2812, freq=8MHz, sideset_base=Pin(16), NUM_LEDS) ws.init_ws2812b(0, 8000000, 16, NUM_LEDS) Red_On = machine.Pin(13, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN) Green_On = machine.Pin(14, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN) Blue_On = machine.Pin(15, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN) if __name__ == '__main__': # Process arguments print('Press Ctrl-C to quit.') try: while True: # ar_color_all(red, green, blue) if Red_On.value() == 1: ws.ar_color_all(255, 0, 0) # 赤 utime.sleep(0.1) elif Green_On.value() == 1: ws.ar_color_all( 0, 255, 0) # 緑 utime.sleep(0.1) elif Blue_On.value() == 1: ws.ar_color_all( 0, 0, 255) # 青 utime.sleep(0.1) except KeyboardInterrupt: #### clear ws2812b ws.clear_all() print('program is finished')
４．２ 解説
ライブラリに関数などを詰め込んだので、こちらはその分処理が少なくなりました。（その反面ソースコードの管理が複雑になりますね。自己都合の仕様変更、混乱します）
1,2行目： ライブラリを読み込んでいます。
5行目： NUM_LEDS の値を指定しています。
8行目： クラスからインスタンスを得ています。
11行目： Neopixelを初期設定しています。
13～15行目： 押しボタンswの初期設定です。GPIOのピンを割り当て、入力、プルダウンの設定をしています。
17,21,36行目： メインルーチンに入ります。Ctrl-Cにより以下へと無限ループから抜け出せます。
22～34行目： ｗhile による無限ループです。押しボタンswのうちどれが押されたかで発光色が変わります。
37～39行目： Ctrl-C が押された後の処理です。フルカラーLEDを消灯し、プログラムを終了します。
６．まとめ
Neopixelを制御するライブラリを更新し、動作の確認を行いました。
※この回路はカラーセンサーの動作確認に用いるために製作しました。
