この記事の内容はRaspberry Pi 4と3の両方で動作確認済みです ブログ管理者のP.Hです! 今回は、UART通信で下記の2つのことを実際に行ってみようと思います。 コンソールでRaspberry Piを操作する WindowsとRaspbery Pi間で汎用通信を行う 汎用通信をするpythonのサンプルコー… PythonでRaspberry PiのGPIOを制御するには、最初に説明しましたが「RPi.GPIO」というパッケージを使用します。使用するには、Pythonのプログラムの先頭で、このパッケージを使用します、っていう宣言をすればOKです。以下のようなコードです。 正確性を期していはいますが、間違い・誤訳等あるかもしれません。 ラズパイとPythonのできること・応用例をまとめましたので、もし興味ある方は下記記事を参考ください . cm (6 V) 動作電圧 4.8 ~ 7.2 V. 動作電流 500 ~ 900 mA (6Vの時) 過負荷電流 2.5A (6V) PWM信号:周期 50ms. xfer2(list of values[, speed_hz, delay_usec, bits_per_word])Performs an SPI transaction. Chip-select should be held active between blocks. ラズパイ4(Rasbian)に初期インストールされている python というプログラム言語を使ってLチカしてみます。, ①python バージョン確認  インストールされている python のバージョンは、下図の通り「LXTerminal」で確認出来ます。Python Ver 2.7.16 と Ver3.7.3 がインストールされています。今回は、 Ver3.7.3 を使います。, ②pigpio 起動(GPIOライブラリ)  python からデジタル入出力制御を行う為、「pigpio」というライブラリを使います。このライブラリも最初からインストールされるいます。但し、プログラム実行前にターミナルから下記コマンドで 「pigpio」 を起動する必要があります。【コマンド】sudo systemctl start pigpiod, 前後で status を確認すると “inactive” → “active(running)” に変化しています。pigpio が有効になりました。, 但し、上記コマンドは再起動時 “inactive” に戻り、再実行が必要です。下記の実行にて再起動時も “active” になります。 【コマンド】sudo systemctl enable pigpiod, 下記の IDE(開発環境)が開きます。最初なにかのサンプルプログラムが表示されましたが、「New」ボタンをクリックすると中段のコード記載部タブが追加され、新規プログラム作成が可能になります。プログラム作成し、「Save」で保存後、「Run」でプログラムが実行されました。(手探り状態で進めています), Lチカプログラムは下記の通りです。python は初めてなので、普段以上に躓きましたが、出来たものはシンプルです。, 今回は、ラズパイ4のpython でプログラム開発をする手順を簡単に体験することができました。また、今回Raspberry4のGPIO制御電圧が、DC3.3Vであることを知りました。対応するデバイスって多いのかな(?)という疑問を持ちました。, 【免責事項】 PythonでLEDを制御する . 今回は、ラズパイ4のpython でプログラム開発をする手順を簡単に体験することができました。また、今回Raspberry4のGPIO制御電圧が、DC3.3Vであることを知りました。対応するデバイスって多いのかな(?)という疑問を持ちました。 リンク. このブログでは初心者が科学技術プログラムを作れるようになることを目標に、学習結果を記録していきます。, 次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。. All rights reserved. 'x: {:4.2f}, y: {:4.2f}, z: {:4.2f} [m/s^2]', https://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/introduction-to-spi-interface.html, http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06724/, http://akizukidenshi.com/download/ds/freescale/ADXL345_jp.pdf, http://www.lapis-semi.com/lazurite-jp/contents/reference/spi.html, https://stackoverflow.com/questions/48321492/adxl345-device-id-and-offset-being-wrong-raspberry-pi, DETR(End-to-End Object Detection with Transformers)を動かしてみた. Raspberry Pi(ラズパイ)では、GPIOを通じて電気信号を送受信することで、様々なデバイスを制御することができます。本記事では、基本的なLEDとスイッチについて、Pythonプログラムで制御する方法を解 … Node-REDをRaspberry PにインストールしてLEDとセンサーを動かす, 拡張基板/HAT対応 Raspberry Pi4用おすすめケース (DIYメタルケース), PythonとpigpioでRaspberry Piの赤外線制御 (家電、エアコン、照明、テレビなどを制御するホームIoT). | ブログを報告する. ")」と書いて「ファイル」から「名前を付けて保存」を行います。, 今回は「¥home¥pi¥Documents」直下に「helloworld.py」という名前で保存します。, ファイルが保存できたら、次はデスクトップの左上にある「LXTerminal」を起動します。, LXTerminalではWindowsのコマンドプロンプト、MacのTerminalと同様にまず.pyファイルのあるディレクトリをカレントディレクトリにして実行します。, 以下のcdコマンドで先ほどファイルを保存したDocumentsフォルダをカレントディレクトリに設定します。, 本記事ではラズパイ4を購入したことをきっかけに、ラズパイ4の概要に続き、OSのインストールや各種接続、Wi-Fi設定を始めとした初期セットアップ方法を紹介しました。, また、ラズパイ4における最も簡単なPythonプログラムの実行方法を紹介しました。いつも通り、最初はHello World!コードを実行し、プリセットされているPythonの存在を確認しました。, ラズパイ初記事としてセットアップが完了しました!Twitterでも関連情報をつぶやいているので、wat(@watlablog)のフォローお待ちしています!, 機械工学を専攻し大学院を修了後、 Python(パイソン)とは世界的に人気のあるプログラミング言語の一つです。Pythonを使えばほぼどんなプログラムも実現できると言っても過言ではなく、GPIOピンを使って、センサーや拡張基板と通信することもできます。本記事では、プログラミング初心者の方向けに、Pythonのコードの記述と実行方法、文法の基礎を解説しています。, Python(パイソン)とは世界的に人気のあるプログラミング言語の一つです。PythonはWindows、Mac、Linuxなど様々なOSに対応しており、Raspberry Pi(ラズパイ)でも標準でインストールされています。人気がある言語なので、情報が多く、これからRaspberry Pi(ラズパイ)でプログラミングを勉強するのであれば、Pythonは最適な選択肢と言えます。, また、「パッケージ」と呼ばれる仕組みを使うと、機能を拡張することができるので、少ないコードで様々なプログラムを作成することができます。, 以下はPythonで実現できるプログラムの例です。これはほんの一部で、Pythonを使えばほぼどんなプログラムも実現できると言っても過言ではありません。Raspberry Piの特徴であるGPIOピンを使って、センサーや拡張基板と通信することもできます。, PythonにはPython2(2.x.x)とPython3(3.x.x)のバージョンがあり、一部互換性がありません。これからPythonを始める場合はPython3を選択しましょう。本サイトの解説やサンプルコードも全てPython3で書かれています。, また、Raspberry Pi OS バージョン2020-05-28では互換性維持のため、両バージョンがインストールされています。ターミナルでPython3を実行する場合は、以下のように明示的に「python3」と指定する必要があります。, プログラムを学習するには実際に動かしてみるのが近道です。まずは、Raspberry Piにデフォルトでインストールされている開発ソフト「Thonny Python IDE」を使ってPythonプログラムを実行してみましょう。, 左上メニューの「プログラミング -> Thonny Python IDE」をクリックして起動します。, 起動すると、以下のような画面になります。中央がプログラムコードを記述する部分です。下が実行結果を表示する部分です。, 画面に「Enjoy Raspberry Pi!」と表示するだけの非常にシンプルなプログラムを作成、実行してみます。プログラムコード部分に以下のコードを記述して下さい。, printは後に続く()の中身を画面に表示する命令です。()の中は文字列であることを明示するため、シングルクォーテーション「’」かダブルクォーテーション「”」で囲んでいます。, 現状Thonny Python IDEではibus-mozcを使った日本語入力ができない問題があります。プログラムは全てアルファベットで記述できるので機能的には問題ありませんが、コメント等で日本語を入力したい場合は別のエディターを用意する必要があります。, 実行する前に、作成したプログラムをファイルに保存します。上部の「Save」ボタンをクリックします。, 保存する場所を指定するダイアログが表示されるので、ファイル名を入力して「OK」をクリックします。Pythonプログラムは末尾の拡張子を「.py」にするのが一般的です。今回はpiユーザーのホームディレクトリに「test.py」という名前で保存しました。, ではいよいよ作成したプログラムを実行します。上部の「Run」ボタンをクリックします。下部に「Enjoy Raspberry Pi!」と表示されれば成功です!, print命令はデフォルトで最後に改行されるので、1行目のprintで「Enjoy」が表示された後改行され、次に2行目のprintで「Raspberry Pi!」と表示されました。, Thonny Python IDEは学習に便利ですが、実際はターミナルからプログラムを実行したほうが便利な場面もあります。そこで、今度はターミナルから先ほど作成したプログラムを実行してみます。, 左上メニューから「アクセサリ -> LX Terminal」をクリックしてターミナルを開きます。, 先ほどの例ではホームディレクトリに「test.py」という名前でプログラムを保存していました。他のディレクトリに保存した場合は、cdコマンドでプログラムのあるディレクトリに移動しておきます。, プログラムを実行するには以下のように、「python3 test.py」コマンドを実行します。単に「python」とするとpython2で実行されてしまいますので注意して下さい。「Enjoy Raspberry Pi!」が表示されれば成功です!, もう一つの実行方法として、ファイルを直接実行する方法を説明します。コード内に実行環境を記述しておくことで、毎回python3などと指定する必要が無くなります。ファイルを配布する場合も便利です。, コードの先頭に以下のように1行を追加して下さい。これはPython3で実行することをコード上で指定しています。, 最後にファイルを直接実行します。現在のディレクトリ内であっても「./」を先頭に点ける必要がある点に注意して下さい。, 以上でPythonプログラムの作成と実行方法が分かったと思います。これ以降はコードと実行結果のみを掲載します。, 次に変数について説明します。変数とは何かの値やデータを入れておく入れ物のようなものです。変数は好きな名前をつけて自由に作成することができます。(Pythonの文法上特殊な意味をもつ単語は使用できないケースがあります) 変数に入れたデータは、そのプログラムを実行している間は保持されますが、プログラム終了後は破棄されます。, 以下はシンプルな整数型の変数を使う例です。「変数名 = 式」のように記述すると、右辺の式の値が左辺の変数に入ります。a、b、cという変数の名前は自由に変えて構いません。2文字以上でも構いません。なお、「#」から行末まではコメントとなり、プログラムからは無視されます。備考などを書いておくと良いでしょう。, 実行結果は以下の通りです。2 x 2 + 3 = 7なので期待した値になっています。, 変数には数値だけでなく文字列も入れることができます。lenは()内の文字列の文字数を求める命令です。, 実行結果は以下の通りです。スペースも含めて12文字なので期待通りですね。aの文字列を変更してどうなるかもぜひ試してみて下さい。, ここでは整数と文字列を例にしましたが、実際にはこれ以外にも様々なデータ等を変数として扱うことができます。, プログラムは上から順に実行されると解説しました。しかし、それだけだと単純な作業しかできません。if文を使うことで特定の条件を満たした(もしくは満たさなかった)場合のみ実行される処理を記述することができます。これにより、複雑な処理をさせることができます。, 以下がコード例です。5~10行目でif文が使われています。b==0はbが0と一致したらという条件です。行の最後に「:」を付ける決まりになっています。6行目は5行目の条件を満たした場合に実行される命令です。ifの対象になる部分は先頭にスペースを入れる(インデントする)必要があります。一般的には4文字か2文字のスペースでインデントします。, elifとelseはifの条件を満たさなかった場合の処理ですが、書かなくても構いません。, 実行結果は以下の通りです。文字数が12文字なので、if, elif以下の行は実行されず、else以下の行が実行されています。aの文字列を変更してどうなるかもぜひ試してみて下さい。, for文は同じような処理を何回も実行したい場合に利用します。以下がコード例です。range(5)命令は0, 1, 2, 3, 4という数値の組を生成します。for文により、iという名前の変数が0~4まで変化しながらprint命令が実行されます。, import命令を使うことで、Pythonに用意されている便利な機能を使えるようになります。今回は、globとtimeというモジュールをimportすることで、ファイルとディレクトリの一覧を取得し、1秒おきに表示するプログラムを作成します。, 以下がコード例です。2、3行目でimportすることで、それ以降globとtimeの機能が使えるようになります。filesにはファイルとディレクトリの一覧が文字列で代入されます。このように複数の値をまとめて保持するものをリストと呼びます。, Pythonのコードの記述と実行方法、文法の基礎の解説は以上です。本記事で触れたのはPythonのほんの一部に過ぎません。しかし、基礎の文法とコードを実行する方法がわかれば、Python公式サイトの情報やその他の解説記事の情報を試しながらプログラミングを学習する第一歩になります。当サイトで公開しているサンプルコードの理解にも役立つと思います。, 次のステップとして、PythonでGPIO、LED、スイッチを制御する方法を解説しているので、ぜひ参考にして下さい。, Raspberry Pi(ラズパイ)では、GPIOを通じて電気信号を送受信することで、様々なデバイスを制御することができます。本記事では、基本的なLEDとスイッチについて、Pythonプログラムで制御する方法を解説します。LEDにステータスを表示させたり、スイッチが押されたら何らかの動作をさせるなど、自分が好きなように動作をプログラミングすることが可能になります。, 動作をプログラミング可能な、Raspberry Pi/Zero(ラズパイ)用ホームIoT拡張ボードです。温度、湿度、気圧、明るさセンサー、赤外線送信、受信機能を搭載。温度が上がったらエアコンをオンにする、暗くなったら照明を点灯する、外出先から家電の操作をする、気温や湿度を記録する、といった使い方が可能です。LEDにステータスを表示することもできます。, Pythonとpigpioを使ってRaspberry Piで赤外線の送受信を行う方法について解説しています。サンプルプログラムを用意しているので、簡単に受信、登録、送信動作をさせることができるほか、データ解析も可能です。赤外線を使ってエアコン、照明、テレビなどの家電を制御することが可能になります。. 角度 0 ~ 180 ° データシート より引用 Raspberry Pi(ラズパイ)では、GPIOを通じて電気信号を送受信することで、様々なデバイスを制御することができます。本記事では、基本的なLEDとスイッチについて、Pythonプログラムで制御する方法を解説します。LEDにステータスを表示させたり、スイッチが押されたら何らかの動作をさせるなど、自分が好きなように動作をプログラミングすることが可能になります。, GPIO(General Purpose Input/Output)とは、Raspberry Pi上に搭載されている信号ピンのことです。, GPIOを通じて電気信号を送受信することで、様々なデバイスを制御することが可能になります。例えば、LEDを光らせたり、スイッチが押されたかどうか確認したり、センサーから気温を取得する、といった具合です。, GPIOはPythonプログラムから制御することもできます。つまり、コードを書くことであなたが好きなようにLED、スイッチ、センサーなどのデバイスを制御できるのです!, 以下が40ピンのGPIOのピン配置です。PowerやGroundと表記されているピンは電源なので信号の送受信には使えません。GPIO xxとなっているピンを使用します。プログラムからはGPIO番号を指定することでどのピンを使用するかが決まります。, GPIOからLEDを制御する仕組みを見ていきましょう。今回は、「RPZ-IR-Sensor」、「RPi TPH Monitor」拡張基板を例に解説します。, まずLEDの繋がっているGPIOを「出力」モードにします。これは好きな値をGPIOから出力(送信)できるということです。好きな値と言っても、実際に送信できるのは0か1の2種類と決まっています。(このような仕組みをデジタル回路と呼びます), LEDの制御はシンプルで、0を出力すると消灯、1を出力すると点灯させることができます。(回路構成によっては逆の場合もあります), なぜそうなるのでしょうか?RPZ-IR-SensorのLEDの回路は以下の通りです。GPIOにLEDが接続され、その先がGND(電圧0V)となっています。, GPIOから0を出力すると、電気的には0Vの電圧になります。するとLEDに電流が流れず消灯します。, 一方、GPIOから1を出力すると、電気的には3.3Vの電圧になります。するとLEDを通じてGND(電圧0V)へ電流が流れて点灯するのです。, なお、抵抗Rは電流が過剰に流れて部品が破損するのを防ぐために挿入しています。回路を自作する場合は必ず挿入してください。, 次に、GPIOからスイッチが押されているかどうかを取得する仕組みを見ていきましょう。, まずスイッチの繋がっているGPIOを「入力」モードにします。これでGPIOを使って値を受信することができます。実際には受信できる値は0か1の2種類に決まっています。(このような仕組みをデジタル回路と呼びます), スイッチの状態取得はシンプルで、スイッチが押される(ON)と0、離す(OFF)と1が入力されます。(回路構成によっては逆の場合もあります), なぜそうなるのでしょうか?RPZ-IR-Sensorのスイッチの回路は以下の通りです。GPIOにスイッチが接続され、その先がGND(電圧0V)となっています。, スイッチが押されると、スイッチの両端(上記1と2)が導通します。するとGPIOがGNDと同じ0Vの電圧になります。電気的に0Vは、0の入力を意味しています。, 一方、スイッチを離すと、スイッチの両端が切断されます。電気的にはどこにもつながりませんが、「内部プルアップ」機能を有効にしておくことで、こういった状況で3.3Vの電圧にすることができます。電気的に3.3Vは1の入力を意味しています。, Python(パイソン)とは世界的に人気のあるプログラミング言語の一つです。Pythonを使えばほぼどんなプログラムも実現できると言っても過言ではなく、GPIOピンを使って、センサーや拡張基板と通信することもできます。本記事では、プログラミング初心者の方向けに、Pythonのコードの記述と実行方法、文法の基礎を解説しています。, PythonでGPIOを制御するには、GPIO用のモジュールを使用します。いくつか種類があるのですが、本記事では以下の2つを使う方法をそれぞれ解説します。, RPi.GPIOは下準備なしに簡単に使用できるモジュールの1つで、初心者の方におすすめです。, pigpioはpigpiodと呼ばれるサービスに仲介させることで、より精度の高い波形を出力できるモジュールです。こちらも簡単な準備をするだけで利用できます。, これ以降のサンプルコードは、「RPZ-IR-Sensor」の緑色LED(GPIO17)と赤スイッチ(GPIO5)のGPIO番号となっています。他のLED、スイッチや、「RPi TPH Monitor」を使う場合は、GPIO番号を以下の表に合わせて変更してください。, RPi.GPIOを使用してLED、スイッチを制御するサンプルコードです。以下の動作をすれば成功です!, 最後の後処理については、LEDを点灯したままにしておきたいような場合は実行しなくても構いません。, pigpioを使う場合は、Pythonプログラムを実行する前に、サービスを実行しておく必要があります。以下のコマンドを実行します。, Raspberry Pi起動時にpigpiodを自動で立ち上げたい場合は以下を実行します。, pigpioを使用してLED、スイッチを制御するサンプルコードです。以下の動作をすれば成功です!, Raspberry PiのGPIOからLED、スイッチを制御する仕組みと、Pythonプログラムで実際に動かす方法の解説は以上です。本記事は、LEDとスイッチのみについてでしたが、PythonとGPIOを使えば様々なデバイスの動作をプログラミングすることが可能になり、Raspberry Piの活用の幅が広がります。, Indoor Corgi製のホームIoT拡張基板、赤外線通信を行う方法なども解説しているので、ぜひ参考にして下さい。, スイッチを押すだけでRaspberry Pi(ラズパイ)をシャットダウンする方法を解説しています。また、LEDでシャットダウン完了を分かりやすく確認できるようにします。シャットダウン操作をする手間や、完了して電源を落としていいか分かりにくい問題を解決します。, 本記事では、Rasbperry Pi 4のおすすめケースとして、Raspberry Pi4用 DIYメタルケース (Physical Computing Lab)を紹介します。冷却性能、コンパクトさなどバランス良く仕上がっており、かつGPIO端子に拡張基板/HATをそのまま装着できる数少ないケースです。実際に温度を測定した結果も掲載しています。, Pythonとpigpioを使ってRaspberry Piで赤外線の送受信を行う方法について解説しています。サンプルプログラムを用意しているので、簡単に受信、登録、送信動作をさせることができるほか、データ解析も可能です。赤外線を使ってエアコン、照明、テレビなどの家電を制御することが可能になります。.

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