[ラズパイ] WS2812B LEDテープ(NeoPixel RGB)を使ってみる

さて、クリスマスも近づき、窓に演出するイルミネーションをLEDテープを探していたら、NeoPixelなるものを発見。これは、1つのラインで大量のフルカラーLEDを制御できる代物らしく、リングLED、テープLED、パネルLEDなど色々なものが発売されている

けっこうメジャーな製品らしい。NeoPixelはRaspberry Piでも制御できるようだ。ライブラリを探すと

Adafruit Learning System

NeoPixels on Raspberry Pi

https://learn.adafruit.com/neopixels-on-raspberry-pi/python-usage

Learn how to install and use a Python library that lets you control NeoPixel/WS281x LEDs connected directly to a Raspberry Pi. No microcontroller needed!

GitHub

GitHub - adafruit/Adafruit_CircuitPython_NeoPixel: CircuitPython drivers for ...

https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_NeoPixel

CircuitPython drivers for neopixels. Contribute to adafruit/Adafruit_CircuitPython_NeoPixel development by creating an account on GitHub.

For NeoPixels to work on Raspberry Pi, you must run the code as root! Root access is required to access the RPi peripherals.

このライブラリの注意は上にあるように、RPiにアクセスするのでsudoで実行させないと動かないということ。ラズパイとの接続は以下のサイトを参考にしたけど、3.3Vだと、どう考えても電流オーバーで5Vにつなげた。5Vすら電流が足りるのか、ちょっと怪しい、後で実測してみようと思う。

楽しくやろう。

MicroPythonのNeoPixelライブラリを使ってみた

https://blog.boochow.com/article/454815988.html

ESP32用MicroPythonでは、電子工作で近年人気の「NeoPixel」を制御するライブラリがデフォルトでインストールされています。NeoPixelはRGB LEDとコントローラ用ICを一体化したものです。1本の信号線で制御し、数珠

GPIO18に信号ラインをつなぐ。10、12、18、21のGPIOのいずれかじゃなければダメとのこと(多分ハードウエアPWM？)。ロジックレベルは3.3Vなので5Vに変換するために、いつも通りロジックレベルコンバーターを経由させる。ちなみに5VのままGPIOに接続する(ほんとはダメ！)と一応は点灯はするが、端のLEDの挙動があきらかにおかしかった。ロジックレベルコンバーターを挟むと、その症状は消えたためレベル変換はちゃんとしたほうがいい。ロジックレベルコンバーターは下の記事にも出で来るので参考にしてほしい。

ANDROIPHONE

[ラズパイ] LCD1602をI2C接続し日本語(カナ)を表示させる

https://androiphone.uvs.jp/?p=2366

　最近、注文した部品が立て続けに届き始めたかな。たぶん即位礼正殿の儀が終わって、税関の流れがスムーズになったせいかなと勝手に思ってるw。　上のキットにはLCD1602(LEDバックライト付…後から知った)が入っている。　単品購入だとこのあたりと思う。しかし、この商品、I2Cにつなげるためのシリアルインターフェイスがついていない。I2Cでなくてもつなげることはできるけど、何か、結構大変そうだし、いかんせん情報が古い。やっぱしI2Cでつなげたい。　I2Cのインターフェースボードを別途購入する必要がありそう。安いやつは、中...

サンプルコードをちょこっといじって、開始時間と終了時間指定でレインボー点灯させるようにした。それ以外は消灯させている。

# Simple test for NeoPixels on Raspberry Pi
import time
import board
import neopixel
import datetime


# Choose an open pin connected to the Data In of the NeoPixel strip, i.e. board.D18
# NeoPixels must be connected to D10, D12, D18 or D21 to work.
pixel_pin = board.D18

# The number of NeoPixels
num_pixels = 144

# The order of the pixel colors - RGB or GRB. Some NeoPixels have red and green reversed!
# For RGBW NeoPixels, simply change the ORDER to RGBW or GRBW.
ORDER = neopixel.GRB

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.5, auto_write=False,
                           pixel_order=ORDER)


def wheel(pos):
    # Input a value 0 to 255 to get a color value.
    # The colours are a transition r - g - b - back to r.
    if pos < 0 or pos > 255:
        r = g = b = 0
    elif pos < 85:
        r = int(pos * 3)
        g = int(255 - pos*3)
        b = 0
    elif pos < 170:
        pos -= 85
        r = int(255 - pos*3)
        g = 0
        b = int(pos*3)
    else:
        pos -= 170
        r = 0
        g = int(pos*3)
        b = int(255 - pos*3)
    return (r, g, b) if ORDER == neopixel.RGB or ORDER == neopixel.GRB else (r, g, b, 0)


def rainbow_cycle(wait):
    for j in range(255):
        for i in range(num_pixels):
            pixel_index = (i * 256 // num_pixels) + j
            pixels[i] = wheel(pixel_index & 255)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)
        
def clear_pix():
    for i in range(num_pixels):
        pixels[i] =(0,0,0)
    pixels.show()

def bright_pixs(wait):
    for j in range(255):
        for i in range(num_pixels):
            pixels[i] =(j,j,j)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)
        
    for j in range(255):
        for i in range(num_pixels):
            pixels[i] =(255-j,255-j,255-j)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)
        
        
def time_in_range(start, end, x):
    """Return true if x is in the range [start, end]"""
    if start <= end:
        return start <= x <= end
    else:
        return start <= x or x <= end


start_time = datetime.time(16,30, 0)
end_time   = datetime.time(23,59, 0)

try:

    while True:
        
        dt_now = datetime.datetime.now().time()
        
        if time_in_range(start_time, end_time, dt_now):
            print("{0:%H:%M:%S} Lighting!!".format(dt_now))
            rainbow_cycle(0.0)    # rainbow cycle with 1ms delay per step
        else:
            print("{0:%H:%M:%S} Out Of Time".format(dt_now))
            clear_pix()
            time.sleep(60)

except KeyboardInterrupt:
    
    clear_pix()
    print("Finish")

100

# Simple test for NeoPixels on Raspberry Pi

import time

import board

import neopixel

import datetime

# Choose an open pin connected to the Data In of the NeoPixel strip, i.e. board.D18

# NeoPixels must be connected to D10, D12, D18 or D21 to work.

pixel_pin = board.D18

# The number of NeoPixels

num_pixels = 144

# The order of the pixel colors - RGB or GRB. Some NeoPixels have red and green reversed!

# For RGBW NeoPixels, simply change the ORDER to RGBW or GRBW.

ORDER = neopixel.GRB

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.5, auto_write=False,

pixel_order=ORDER)

def wheel(pos):

# Input a value 0 to 255 to get a color value.

# The colours are a transition r - g - b - back to r.

if pos < 0 or pos > 255:

r = g = b = 0

elif pos < 85:

r = int(pos * 3)

g = int(255 - pos*3)

b = 0

elif pos < 170:

pos -= 85

r = int(255 - pos*3)

g = 0

b = int(pos*3)

else:

pos -= 170

r = 0

g = int(pos*3)

b = int(255 - pos*3)

return (r, g, b) if ORDER == neopixel.RGB or ORDER == neopixel.GRB else (r, g, b, 0)

def rainbow_cycle(wait):

for j in range(255):

for i in range(num_pixels):

pixel_index = (i * 256 // num_pixels) + j

pixels[i] = wheel(pixel_index & 255)

pixels.show()

time.sleep(wait)

def clear_pix():

for i in range(num_pixels):

pixels[i] =(0,0,0)

pixels.show()

def bright_pixs(wait):

for j in range(255):

for i in range(num_pixels):

pixels[i] =(j,j,j)

pixels.show()

time.sleep(wait)

for j in range(255):

for i in range(num_pixels):

pixels[i] =(255-j,255-j,255-j)

pixels.show()

time.sleep(wait)

def time_in_range(start, end, x):

"""Return true if x is in the range [start, end]"""

if start <= end:

return start <= x <= end

else:

return start <= x or x <= end

start_time = datetime.time(16,30, 0)

end_time = datetime.time(23,59, 0)

try:

while True:

dt_now = datetime.datetime.now().time()

if time_in_range(start_time, end_time, dt_now):

print("{0:%H:%M:%S} Lighting!!".format(dt_now))

rainbow_cycle(0.0) # rainbow cycle with 1ms delay per step

else:

print("{0:%H:%M:%S} Out Of Time".format(dt_now))

clear_pix()

time.sleep(60)

except KeyboardInterrupt:

clear_pix()

print("Finish")

実際、ラズパイzeroでこのコードを動かしてみたけど、どうもマシンのパワーによるところが大きく、ちょっと負荷をかけると動きが鈍る。

結構明るいけど、電流量は大丈夫なのかちょっと不安。一応計測してみた。

ちょっとしたパリピ感が・・・ｗ

とりあえず、900mA程度かなぁと思う。ちなみに brightness=0.5となってるけど、これを明るくすると当然、電流量も増える。ちなみに実際1200mAで10分ぐらいやってみたが、特にシャットダウンするとかおかしくなるような感じはなかった。ラズパイの5Vpinのトータル電流は500mAだとか750mAだとか色々なことを書いてあるサイトが多くよくわからない。5Vpinは入力電源に直結されてるみたいなのでACアダプタやUSBアダプタの出力が十分であれば大丈夫なのかな。でもやっぱり、別電源を用意してやったほうがイイのかもしれない。

人柱的な実験で1A出力USBとpiZeroとLEDテープでしばらく点灯させてみたけど、とくに問題なく動いてる様子。でも1AのUSBアダプタは点灯すると少し熱を持つ(40-50度くらい？)ので、それなりに電流量はあると思う。

後日、レインボーの感じがどうもノロいので早くするために、rainbow_cycle関数を下のコードに改変。

def rainbow_cycle(wait):
    for j in range(0,255,5):
        for i in range(num_pixels):
            pixel_index = (i * 256 // num_pixels) + j
            pixels[i] = wheel(pixel_index & 255)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)

def rainbow_cycle(wait):

for j in range(0,255,5):

for i in range(num_pixels):

pixel_index = (i * 256 // num_pixels) + j

pixels[i] = wheel(pixel_index & 255)

pixels.show()

time.sleep(wait)

5個飛ばしでforループを早く回すことでレインボーを早くさせてみた。でも管理者権限で実行しないとダメ~~なのでいちいちコンソールで実行するのめんどくさい・・・~~。

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