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！

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！

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。

さて、前回こう思いませんでした？

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

いいえ、できますよ。

そう、ラズピコならね。

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。

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

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。

• 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

• 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

なるほど、わからん。
サンプルとかないの？

はい、ありますよ！
実践してみましょう。

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

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)

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

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

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

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

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)
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

OKですか？
次、行きます。

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

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:
duty = 65536 - read_value
led.duty_u16(duty)
utime.sleep_ms(200)

解説編
ラズピコ
コード
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

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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