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紹介
ハードウェアの準備
1 * ブレッドボード
1 * LED 1 * ボタン
1 * 抵抗器 (200Ω)
1 * 抵抗器 (10KΩ)
ジャンパーワイヤー
1 * T-Extension Board with 40-Pin Cable
ソフトウェアの準備 lesson 1: getting started with raspberry pi .
実験原理
ボタンは一般的な部品で、回路をオン/オフするスイッチとして機能します。当キットのボタンには4つのピンがあり、写真に示されています。
ピン1とピン2は導電性であり、ピン3とピン4も導電性です。ボタンを押すと、ピン1とピン3が導通し、ピン2とピン4が導通します。写真に示されている通りです。
ボタンを押していない場合
ボタンを押した場合
このプロジェクトでは、ボタンをB17に接続し、LEDをB18に接続します。回路グラフは以下の通りです。
回路グラフのB17は、BCM GPIO＃17または物理ピン＃11またはwiringPi＃0（ゼロ）を意味し、B18はBCM GPIO＃18または物理ピン＃12またはwiringPi＃1を意味します。
注：BはBCM（Broadcomピン番号）を意味します。BCMピン＃、物理ピン＃、wiringPi＃がわからない場合は、レッスン2「Raspberry Pi GPIOの紹介」を確認してください: Introduction Of Raspberry Pi GPIO
ボタンが押されていない場合、B17（wiringPi＃0（ゼロ））の入力電圧は、10KΩの抵抗器を介して3.3Vに引き上げられます。サンプルコードがB17から高電圧を読み取った場合、LEDを消すためにB18（wiringPi＃1）に高レベルを出力します。
ボタンが押されている場合、B17（wiringPi＃0（ゼロ））の入力がゼロに設定され、サンプルコードはB18（wiringPi＃1）にゼロ電圧を出力し、LEDを点灯させます。
ハードウェアの設定
ソフトウェア
C言語のユーザーとPython言語のユーザー向けに、2種類のコードを提供します。
C言語のユーザーの方は、次の手順に従ってください。
注意：必ずwiringpiをインストールしてください。here をクリックして、wiringpiがインストールされているかどうかを確認し、wiringpiをインストールする方法について詳しく学ぶことができます。
Step 1) ターミナルで以下のコマンドを入力して、osoyoo.comからbutton_led.cのサンプルコードをダウンロードしてください。 pi@raspberry:~ $ cd ~pi@raspberry:~ $ sudo wget http://osoyoo.com/driver/pi3_start_learning_kit_lesson_7/button_led.c
注： サンプルコードファイルをカスタマイズしたい場合は、以下のコマンドをターミナルで入力してnanoエディタを使用してソースコードを編集できます。pi@raspberry:~ $ sudo nano button_led.c
Step 2) コードをコンパイルする pi@raspberry:~ $ gcc -Wall -o button_led button_led.c -lwiringPi gcc: はGNUコンパイラコレクションです。自分でCコードを書いてコンパイルして実行するには、gccをマスターする必要があります。gccについての詳細はこちらをご覧ください here -Wall: コードをコンパイルするときにエラーが発生した場合、詳細なエラーを取得するためのものです。-o : コンパイル後のファイル名を任意で指定できます。ここでは、flow_ledという名前を指定します。flow_led.c : コンパイル元のファイルを意味します。-lwiringPi : ライブラリwiringPiをロードするためのもので、lはlibrary（ライブラリ）の略です。
Step 3) プログラムを実行する pi@raspberry:~ $ sudo ./button_led
Step 4) プログラムの結果
C言語のサンプルコードと解説コメント
#include < wiringPi.h>
#include < stdio.h>
#include < stdlib.h>
//setup wirping#0(BCM_GPIO17) as Button pin
#define ButtonPin 0
//setup wiringPi#1(BCM_GPIO18) as LED pin
#define LedPin 1
int main(void){
// When initialize wiring failed, print messageto screen
if(wiringPiSetup() == -1){
printf("setup wiringPi failed!");
exit(1);
}
//set LedPin BCM18 working at OUTPUT mode
pinMode(LedPin, OUTPUT);
//set ButtonPin BCM17 working at INPUT mode
pinMode(ButtonPin, INPUT);
// Pull up to 3.3V,make GPIO1 a stable level
pullUpDnControl(ButtonPin, PUD_UP);
printf("\n");
printf("|**************************************|\n");
printf("| Button control LED |\n");
printf("| ------------------------------ |\n");
printf("| LED connect to GPIO1 |\n");
printf("| Button connect to GPIO0 |\n");
printf("| |\n");
printf("| Press button to turn on LED. |\n");
printf("| |\n");
printf("| OSOYOO|\n");
printf("|**************************************|\n");
printf("\n");
digitalWrite(LedPin, HIGH);
printf("|****************|\n");
printf("| LED off... |\n");
printf("|****************|\n");
for(;;){
// Indicate that button has pressed down
if(digitalRead(ButtonPin) == 0){
// Led on
digitalWrite(LedPin, LOW);
printf("|****************|\n");
printf("| ...LED on |\n");
printf("|****************|\n");
delay(400);
}
else{
// Led off
digitalWrite(LedPin, HIGH);
printf("|****************|\n");
printf("| LED off... |\n");
printf("|****************|\n");
delay(400);
}
}
return 0;
}
Python言語を使用する場合、以下の手順に従ってください。
Python言語でプログラミングする場合、通常はRasbian Jessie OSに付属するGPIOライブラリであるRPi.GPIOを使用します。ここをクリックすると、RPI.GPIOとPythonについて詳しく学ぶことができます。
Step 1) ターミナルコマンドに従って、サンプルのPythonコードを/home/piにダウンロードしてください。 pi@raspberry:~ $ cd ~ pi@raspberry:~ $ sudo wget http://osoyoo.com/driver/pi3_start_learning_kit_lesson_7/button_led.py
注意：pi@raspberry:~ $ sudo nano button_led.py
Step 2) プログラムを実行します。 pi@raspberry:~ $ sudo python ./button_led.py
Step 3) プログラムの結果
Pythonコードの説明
import RPi.GPIO as GPIO
import time
#set BCM_GPIO 17(GPIO0) as button pin
ButtonPin = 17
#set BCM_GPIO 18(GPIO1) as LED pin
LedPin = 18
#set led status to True(OFF)
led_status = True
a.Python GPIOライブラリとtimeライブラリをインポートします。GPIOライブラリは、PythonでGPIOとのやり取りをするためのライブラリです。処理を簡素化するための役割を果たします。timeライブラリは、遅延を設定できるようにするために必要です。さもないと、点滅が速すぎて気づかないかもしれません。LEDとボタンのGPIOを定義します（ここではBCM＃を使用）。
def setup():
GPIO.setwarnings(False)
#set the gpio modes to BCM numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#set all LedPin's mode to output,and initial level to HIGH(3.3V)
GPIO.setup(LedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.HIGH)
#set ButtonPin's mode to input,and pull up to high(3.3v)
GPIO.setup(ButtonPin,GPIO.IN,pull_up_down = GPIO.PUD_UP)
#set up a falling detect on ButtonPin,and callback function to ButtonLed
GPIO.add_event_detect(ButtonPin,GPIO.FALLING,callback = ButtonLed)
pass
b. pinMode(ButtonPin, INPUT)とpullUpDnControl(ButtonPin, PUD_UP)は、ButtonPinをプルアップ入力に設定します。プログラムはボタンピンからレベルを何度も取得します。ボタンが押されている間は、プログラムは低レベルを取得し、LEDPinに低レベルを出力するため、LEDが点灯します。それ以外の場合、LedPinは高レベルになり、LEDは消灯します。setup関数は、LEDPinを出力モード、ボタンをプルアップ入力モードに設定し、ButtonPinでの落下を検出するように設定します。Raspberry PiがButtonPinの落下を検出すると、プログラムはコールバック関数に戻って、終了コードを実装します。
def ButtonLed(ev=None):
global led_status
# Switch led status(on-->off; off-->on)
led_status = not led_status
GPIO.output(LedPin, led_status)
if led_status:
print('|*************|')
print('| LED OFF... |')
print('|*************|')
print('\n')
else:
print('|*************|')
print('| ...LED ON |')
print('|*************|')
print('\n')
c. コールバック関数では、LedPinのレベルが反転します。つまり、LedPinのレベルがオフの場合、LEDはオンになり、LedPinのレベルがオンの場合、LEDはオフになります。
def main():
# Print messages
print_message()
while True:
# Don't do anything.
time.sleep(1)
d. main関数は、終了を待つ以外の何もしない関数です。
