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前の記事で、ラズベリーパイで電子工作すること＝乾電池で豆電球を光らせることとそんなにかわらない、ということを解説しました。
でも実際に光らせないとなんだかピンと来ないと思うので、今回はラズベリーパイでLEDを光らせてみます！
回路を作る前に
回路を作る、ということは電気を扱うことになります。電気を扱う前に注意しておいたほうがいいことを記述しておきます
・濡れた手でパーツやラズベリーパイを触らないでください
→ラズベリーパイ本体やパーツは水に弱いため、故障の原因になります
・ブレッドボード自体は電気を通しにくい、木製の机などの上においての作業をおすすめします
・電気を扱うため、注意しながら作業してください
ラズベリーパイ本体はラズベリーパイ モデルB,OSはraspbianにて動作確認をしています
まずはラズベリーパイを起動する
まずはラズベリーパイにUSBのキーボード、マウスをつけてディスプレイにつなぎ、ラズベリーパイを起動させましょう！
これでラズベリーパイでLEDを光らせる準備が出来ました。
ラズベリーパイでLEDを光らせるためには、最初の記事で解説した「GPIO」というものを操作しなければなりません。操作と言っても、ラズベリーパイ上でコマンドを実行するだけなので、とても楽です
ラズベリーパイとLEDを電気的につなぐために、回路を作る
完成するとこんなかんじになります
といっても最初はなにが何だかわからないと思うので、ひとつずつ手順を解説していきます
ラズベリーパイのGPIO端子とブレッドボードを、ジャンパワイヤで接続します
ラズベリーパイのGPIO端子、は左上のとがったピンみたいなのが並んでいるところです。ラズベリーパイのGPIOのピン配置は以下のようになっています
ピンが多くて最初から全部覚えると難しいですが、最初は
・GND(グランド)→乾電池でいうところのマイナス
・GPIO 25番→乾電池でいうところのプラス、電気を流したり流さなかったりできる
の2つだけを覚えればいいかと思います
キットを購入された方は、ジャンパワイヤ・ブレッドボード・抵抗・LEDが入っています
かんたん！ラズベリーパイ 電子工作キット (白)
ブレッドボードからLEDに電気を流すために、ジャンパワイヤで配線します
配線するとこんなかんじになります
ブレッドボードの青いマイナスのどれか1つと、ラズベリーパイのマイナス(GND)を接続すると、ブレッドボードのマイナスの列全部がマイナスになります。わかりやすく書くとこんなかんじです。
LEDに接続するために、プラスの電流とマイナスの電流をブレッドボードの別の場所に接続します
写真で取るとこんなかんじです
まず、ブレッドボードのプラスの電流をジャンパワイヤで接続します
次に、ブレッドボードのマイナスの電流をジャンパワイヤで接続します
ブレッドボードの真ん中の方に引き出した場合、縦1列に同じ電気が流れます。わかりやすく書くとこんなかんじです
LEDに流れる電流を減らすために、抵抗を接続します
抵抗、とは電流を減らすためのものです。
電流はたくさん流せば良さそうな気もしますが、LEDや電子工作用のパーツはそれぞれに「流すことが可能な電流の範囲」があり、電流が多すぎるとLEDが壊れてしまうことがあります。
そこで電流を減らすために、抵抗を接続します。
今回使用するLEDの場合は330Ωの抵抗を接続すると、LEDに対して適切な電流になります。
キットを購入されている方は、以下の写真のような「4本ぐらい線が入った小さなもの」が入っているかと思います
これが330Ωの抵抗です
LEDと抵抗を接続していき、回路を作っていきます
まずはLEDをブレッドボードに接続します。
キットを購入された方は、その中に下の写真のようなLEDがはいっています。テープで保護されているので、薄い黄色いテープを剥がしてください。
LEDには極性(乾電池のプラスとマイナスのようなもの)があり、足が長いほうがプラス(アノード)、短いほうがマイナス(カソード)です。
プラスの電流をLEDのプラスに、マイナスの電流をLEDのマイナスに接続してください。
LEDをプラスとマイナスに接続すると、下の写真のようになります
これだとLEDに電気が流れすぎてしまうため、抵抗を接続します。抵抗を接続すると下の写真のようになります
写真だとブレッドボードの数字が隠れたり、他のワイヤや部品とかさなって見づらいことがあります。そのため電子回路を作る場合、パーツの配線を表した図を書きます。上の写真を配線図にすると、こんなかんじです。写真でどうつなぐかわかりづらい場合は、下の図を参考にしてください
これでラズベリーパイにLEDと抵抗を電気的に接続し、LEDを光らせるための準備が出来ました！
ラズベリーパイからLEDを光らせる！
ラズベリーパイ上で、以下のコマンドを実行していくと、LEDが光ります！
最初に、GPIOを操作するためにrootという、なんでもできるユーザになる必要があります。以下のコマンドを実行してください
sudo -i
次に、使うGPIOの番号を指定します。今回は25番を使います
echo "25" > /sys/class/gpio/export
次に、GPIOの使い方を決めます。今回はoutです
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio25/direction
最後に、GPIOに電気を流します。1=電気を流す＝ONという意味です
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio25/value
こんなふうに光ると成功です！
無事に光りましたか？光っていない場合はラズベリーパイとブレッドボードをつなぐときのピンの場所が違っていたりすることが多いので、そこをチェックしてみましょう！
光らせた後は、消すこともできます。以下のコマンドを実行してみてください
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio25/value
すると光っていたLEDが消えます。
これでラズベリーパイでLEDの操作ができます！ラズベリーパイでの電子工作の最初の1歩です！コマンドを実行して実際にLEDをつけたり消したりすると、楽しいかと思います(^O^)
コンピュータというとディスプレイの中だけのものでしたが、ラズベリーパイで電子工作をすると実際にあるものを光らせたり、いろいろな現実にあるものを操作できます。
ラズベリーパイでLEDを光らせることはできたので、次は音を出してみようかと思います。
次の記事は
ラズベリーパイで電子工作してみる – 4.音を鳴らしてみよう！
です