Raspberry Pi Pico - LED マトリクス

はじめに

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最近 LED のマトリクス回路に興味があって、イコライザーを作ってみたいが、

たぶん完成まで長い時間が掛かるので、進捗に合わせて、複数の記事に分けて書いていこうと思います。

今回は、LED マトリクスのダイナミック点灯を実現します。

さっそく始めましょう！

機材

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• Raspberry Pi Pico W
• 3mm赤色LED 625nm 70度 OSR5JA3Z74A（9個）
• カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗) 1/4W250Ω（3個）
• ケーブル・ジャンパーワイヤ

配線

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ブレッドボードの配線は以下の通りです。

LED マトリクス制御

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LED は発光ダイオードなので、逆方向からの電流が流れにくい特性があります。

勿論ブレークダウン電圧を超えたら壊れます。

ここでは、GP10 の出力を High にして、LED3, LED6, LED9 それぞれに繋げている GP6, GP7, GP8 の出力を制御したら、LED の制御ができます。

例えば以下ような場合、

• Low: GP6
• High: GP10, GP7, GP8

LED3 だけ順電圧を満たし、LED が点灯します。

これで、線6本で、9個の LED をコントロールすることができます。

同様に、4x4であれば16個、10x10であれば100個の LED を制御できます。

メモ

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今回は C 言語で作りました。

C SDK 環境の構築はこちらの記事に書いています。

Windows11 で Raspberry Pi Pico の C/C++ 開発環境を構築する

2024年11月26日·1015 文字

技術メモ Raspberry Pi Pico

まずは GPIO の定義です。

#define PIO_1 10
#define PIO_2 11
#define PIO_3 12

#define PIO_4 6
#define PIO_5 7
#define PIO_6 8

LED の輝度を調節したいので、PWM 調光を使います。

陽極は PWM で、陰極は普通の GPIO 出力にします。

PWM

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初期化

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GPIO に PWM を利用すると伝えます。

gpio_set_function(PIO_1, GPIO_FUNC_PWM);

GPIO のスライスを取得します。

uint slice_num_1 = pwm_gpio_to_slice_num(PIO_1);

256サイクルの期間を設定します。（0〜255を含む）

pwm_set_wrap(slice_num_1, 255);

チャンネルのデューティ比（Duty Cycle）を設定します。

ここでは 0 を初期状態にします。

pwm_set_chan_level(slice_num_1, PWM_CHAN_A, 0);
pwm_set_chan_level(slice_num_1, PWM_CHAN_B, 0);

PWM を有効化します。

 pwm_set_enabled(slice_num_1, true);

調光

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初期化後、GPIO 番号での輝度制御ができます。

数字が大きくなると、輝度が上がります。

pwm_set_gpio_level(PIO_1, 127);

GPIOs

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初期化

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GPIO を初期化します。

gpio_init(PIO_4);

GPIO の入出力方向を設定します。

ここでは出力にします。

gpio_set_dir(PIO_4, GPIO_OUT);

制御

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GPIO の出力電圧を設定します。

1 は High, 0 は Low です。

gpio_put(PIO_4, 1);

おわりに

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現段階では、LED マトリクスのダイナミック点灯を実現しました。

次回は PC との無線通信をする予定です。