タクトスイッチで点灯する回路とプログラムを作る－農家のIoT入門(4)

2020年12月11日

農家のIoT入門、第４回です。

前回学んだプルアップ・プルダウン抵抗による「入力」を使って、スイッチを押している間LEDが光る電子工作を行います。

本記事の目的

・「入力」を使った回路を考える
・Pythonで入力をキーとしたLED点灯プログラムを組む
・タクトスイッチを使ったLED点灯回路を電子工作する

「入力」を使った回路を考える

今回は、人間が介入するプログラムを考えます。

「スイッチを押す」という人間の行動を、プログラム側が検知して、その結果なにかをさせる・・という感じですね。

今回も代表例である、「スイッチを押している間」→「LEDが点灯する」という回路を考えてみようと思います。

まず、家の電灯なんかもスイッチを押したら光る仕組みですが、これはプログラムとは関係ないです。

あえてRaspberryPiを使うとしても、下の回路のようになるだけです。

プログラミングしなくても、常時3.3Vが出ているピンとGNDピンを使えば、動作します。

そうではなく、「スイッチが押されている」という状態をプログラミングで検知して、その結果「LEDを点灯させる」というプログラミングを走らせる。
そんな感じです。

スイッチが押されている事を検知する

では、「スイッチが押されている」を検知する回路を考えてみましょう。

GPIO24ピンを「入力」に設定し、スイッチを押している間は3.3Vが入力される回路がこれです。

前回のプルダウン・プルアップ抵抗講座で学んだ内容をそのまま活かし、プルダウン抵抗を使っています。

このプルダウン抵抗が入っていないと、ショートするので気をつけましょう。

このスイッチがオンしている間、GPIO24ピンは3.3Vを検知して、"1″を返します。

逆にオフの間は0Vを検知し、"0″を返します。

他のピンの結果を拾って、出力を変える

続いて、下の回路を組みます。

GPIO25ピンを出力にして、GPIO24ピンが"1″の場合は3.3Vを出力し、"0″の場合は0Vにする。

この2つを組み合わせれば、スイッチを押している間だけ光る回路の完成です。

入力の回路と、出力の回路を分けることで、様々な事に対応出来るようになるわけです。

Pythonで入力をキーとしたLED点灯プログラムを組む

では、さきほどの回路を動かす為のプログラミングを作りましょう。

2種類の回路を組みましたが、プログラムはひとつにまとめます。

GPIO24と25をそれぞれ入力と出力に指定し、そこから各動作を組んでいきます。



import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(24,GPIO.IN)
GPIO.setup(25,GPIO.OUT)

try:
    while True:
        if GPIO.input(24) == GPIO.HIGH:
            GPIO.output(25,GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(25,GPIO.LOW)
        sleep(0.01)

except KeyboardInterrupt:
    pass

GPIO.cleanup()