プロジェクトに RGB を追加する最も簡単でコスト効率の高い手段です。
長所
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+ 使いやすさ
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+ 安全な接続
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+ 低コスト
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+ ステマQT
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+ NeoPixelsとAPA102のサポート
短所
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外部電源接続なし
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Raspberry Pi Picoと RP2040 が登場してからしばらく経ちますが、多数の GPIO ピンを備えた標準的なボード、厳選された GPIO ピンを備えた小型のボード、そしてPimoroni の Keybow 2040やAdafruit の Trinkey QT2040のように珍しいフォーム ファクターで RP2040 のパワーを活用する特殊なボードが登場してきました。
最新の専用ボードとして、PimoroniのPlasma 2040をご紹介します。これは、NeoPixelsやDotStarsなどのRGB LED専用に設計されたボードです。Plasma 2040はRP2040を搭載し、Stemma QTコネクタと頑丈なネジ端子を備えており、お好みのRGB LEDに接続できます。
この特注ハードウェアは、カスタムMicroPythonライブラリとAdafruitのCircuitPythonソフトウェア（バージョン7.0をベースとしたPlasma専用リリース）による堅牢なソフトウェアで支えられています。しかし、レビューに入る前に、「なぜPlasma 2040が必要なのか？普通のRaspberry Pi Picoでいいんじゃないの？」という疑問が湧いてきます。答えは「はい、使えます」です。
長年、Arduino、Raspberry Pi、PIC、その他のマイクロコントローラーボードを使ってRGB LEDをハッキングしてきました。Plasma 2040がもたらすのは、そのシンプルさです。NeoPixelデータラインの抵抗器や、突入電流によるLEDへのダメージを防ぐコンデンサを気にする必要はなく、ネジ留め式端子に接続してコードをロードするだけで、すぐに使えます。さっそくPlasma 2040を作業台に置き、厳選したRGB LEDを取り出し、試運転してみました。
Pimoroni Plasma 2040 ハードウェア仕様
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| システムオンチップ | RP2040マイクロコントローラ | 行0 - セル2 |
| 行1 - セル0 | デュアルコア Arm Cortex M0+ プロセッサ、最大 133 MHz で動作する柔軟なクロック | 行1 - セル2 |
| 行2 - セル0 | 264KBのSRAMと2MBのオンボードフラッシュメモリ | 行2 - セル2 |
| GPIO | WS2812 / NeoPixels / SK6812 および APA102 / DotStar / SK9822 RGB LED 用ネジ端子 | 行3 - セル2 |
| 行4 - セル0 | USB C電源（最大3A）とデータ | 行4 - セル2 |
| 行 5 - セル 0 | ステマQT | 5行目 - セル2 |
| 行6 - セル0 | 電流検出 | 6行目 - セル2 |
| 行7 - セル0 | 3 x アナログ入力用のブレークアウトピン | 7行目 - セル2 |
| 行8 - セル0 | デバッグ | 8行目 - セル2 |
| 行9 - セル0 | I2C（Stemma QTと共有） | 9行目 - セル2 |
| 行 10 - セル 0 | 5V、3V3、GND | 10行目 - セル2 |
| 行 11 - セル 0 | 3 x ユーザー入力 (A、B、BOOT) | 11行目 - セル2 |
| 寸法 | 50 x 28 x 12 mm | 12行目 - セル2 |
ピモロニプラズマ2040の使用
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Pimoroni Plasma 2040は本当に使いやすいです。RGB LEDを接続してコードを少しロードするだけで、虹色の光が降り注ぎます。私たちはこれまで様々なRGB LEDコントローラーを使ってきましたし、ホリデーシーズンに向けて自作したこともありますが、Plasma 2040はほぼプラグアンドプレイです。
まず第一に、ネジ端子はありがたい。ワイヤーをしっかりと固定し、接続が簡単です。これらの端子を使用して、APA102（4線式）およびWS2812（3線式）RGB LEDを接続できます。電力はUSB Cポートから最大3A、5Vで供給されます。この電源を使用し、Plasma 2040に90mAを許容する場合（Pimoroniに確認済み）、約48個のNeoPixelを最大輝度（LEDあたり60mA）で動作させることができます。輝度を90%に下げると、理論上は最大100個のLEDを動作させることができます。3A電源で動作させることができるLEDの数は、使用する輝度、色、アニメーション/パターンによって異なります。白は最もコストのかかる色で、NeoPixelパッケージ内で赤、緑、青のLEDをすべて点灯させる必要があります。 RGB LEDの長いチェーンに電力を供給する必要がある場合は、消費電流が3Aを超える場合が多く、ネジ端子を介さずにLEDに直接外部電源を供給する必要があります。外部電源のGNDをRGB LEDのGNDに接続することを忘れないでください。
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Plasma 2040の便利な追加機能として、 Stemma QTコネクタがあります。これは、AdafruitやSparkFun（Qwiicに改名）のボードで一般的に使用されている小型コネクタで、互換性のあるアドオン用のI2C接続を分岐します。Plasma 2040をMPR121静電容量式タッチセンサーボードでテストしたところ、数行のコードとmpr121.mpyライブラリだけで、タッチ入力を押すと点滅するタッチ制御のRGB LEDを実現できました。Stemma QTアドオンはCircuitPythonと組み合わせて使用するのが最適ですが、PimoroniはCircuitPythonライブラリをサポートするMicroPythonのバージョンも提供しています。
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CircutPythonについて言えば、2種類のRGB LEDの基本制御をテストしました。まずWS2812「NeoPixel」をテストしました。正確には、1メートルの「ネオン」効果を持つNeoPixelストリップをテストしました。合計96個のNeoPixelが、わずか数分で虹色のエフェクトと色の変化を実現しました。次に、RGB LEDをAPA102「DotStar」型LEDに置き換え、コードとライブラリをAPA102向けに変更しました。さらに数分で、同じエフェクトを実現できました。
Pimoroniのカスタムリリース経由で提供されるMicroPythonは、イメージをフラッシュすればすぐに使用できます。リリース0.2.5の時点で、PimoroniのカスタムMicroPythonリリースにPlasma 2040のサポートが組み込まれています。信頼できる情報筋によると、バージョン0.2.6にはPlasma 2040ライブラリの使い方を示すサンプルがいくつか含まれる予定です。私たちは0.2.5をPlasma 2040にフラッシュし、PimoroniのGitHubアカウントで提供されているサンプルを使ってボードの動作をテストしました。そして、なんと、問題なく動作しました！
最初のテストでは、APA102 LEDが100%の明るさで点灯し、一瞬、まるで契約の箱を開けたかのような錯覚に陥りました。そこで、明るさを制御するコードを1行追加し、スクリプトを編集して独自のライトシーケンスを作成しました。Plasma 2040 MicroPythonライブラリは、アナログピン経由でLEDの電流消費を監視する手段など、多くの設定手順を抽象化しているため、使いやすくなっています。RGB LEDの種類、チェーン内のLEDの数、そしてそれらが接続されているピンを格納するオブジェクト「led_strip」を作成します。3つのボタン入力もライブラリ経由で処理されるため、コードに必要なインポート数を最小限に抑えることができます。
Pimoroni Plasma 2040 には、ボードをケースまたはフレームに取り付けて固定するために使用できる 3 つの M2.5 ネジポイントがあります。
Pimoroni Plasma 2040の活用事例
18ドル（12.90ポンド）で手に入るPimoroni Plasma 2040は、ホリデーシーズンのライトショーやご自宅のムード照明に最適な、安価で使いやすいボードです。RGB LEDのセットアップとそれをサポートするソフトウェアのシンプルさは、Plasma 2040が、作品にRGB LEDを取り入れたいクリエイティブな技術者や、夜が更けていく中で自宅にちょっとした明かりを加えたい趣味の愛好家にとって最適な選択肢となること間違いなしです。
Stemma QT コネクタの搭載は歓迎すべきことであり、温度制御 LED やモーション制御コスプレなど、データの表示手段として RGB LED を必要とする科学的およびデータ駆動型プロジェクトで Pimoroni Plasma 2040 を使用できることを意味します。
結論
RGB LEDの世界に足を踏み入れたいけれど、何をすればいいのかわからないという方は、Plasma 2040が最適です。同様に、インタラクティブな照明設備のベテランで、次の作業を楽にしたいという方にも、このボードは最適です。低価格、堅牢なハードウェア、そして優れたソフトウェアを備えたPimoroni Plasma 2040は、今後何年もの間、多くの家庭を明るく照らしてくれるでしょう。
レス・パウンダーは、トムズ・ハードウェアのアソシエイトエディターです。クリエイティブテクノロジストとして、7年間にわたり、老若男女を問わず、教育と啓発のためのプロジェクトを手がけてきました。Raspberry Pi Foundationと協力し、教師向けトレーニングプログラム「Picademy」の執筆・提供にも携わっています。
