NeoPixel、正式名称WS2812B RGB LEDは、メーカーにとってまさに夢のような存在です。美しい光のショーを演出し、ほぼすべてのマイクロコントローラーで制御できます。Raspberry Pi PicoとBASICプログラミング言語を使って制御した例もあります。
NeoPixelsを制御するコードを書くのは難しくありませんが、自宅や職場にちょっとした明かりを灯し、ブラウザからすべてを制御したい場合はどうすればよいでしょうか？そこで、 ESP8266とESP32向けの機能豊富なWebサーバーであるWLEDに注目しました。WLEDを使えば、さまざまなRGB LEDを自在に制御できます。
現時点ではRaspberry Pi Pico用のWLEDソフトウェアは提供されていないため、マイクロコントローラーとしては老舗のESP8266を使用することにしました。ESP8266プロジェクトで最も人気のある開発ボードの一つであるWemos D1 Miniを使用します。ESP8266は少し古く、Raspberry Pi Picoと比べると大幅にパワー不足です。しかし、数個のLEDを制御するだけであれば、それほど高いパワーは必要ありません。
このプロジェクトに必要なもの
- ウェモス D1 ミニ (ESP8266)
- 330オーム抵抗器
- オス-オスジャンパー線3本
- ハーフブレッドボード
- ネオピクセル
回路の構築
Wemos D1 Mini と NeoPixels には、はんだ付けされていないヘッダー ピンが付属しています。そのため、最高のはんだごてを手に入れて、ブレッドボードで使用するためにヘッダー ピンをはんだ付けする絶好の機会です。
NeoPixelsの制御は簡単です。電気的には、Wemos D1 MiniとNeoPixelsの間には3つの接続のみが必要です。電源は3.3Vピンから供給され、NeoPixelsの5V（VCC）ピンに接続されます。NeoPixelsは3～7Vで動作しますが、Wemos D1 MiniはGPIOに3.3Vロジックを使用するため、電圧をロジックに合わせるのが最適です。Wemos D1 MiniのGND（G）はNeoPixelsのGNDに接続します。最後に、Wemos D1 MiniのD4を330オームの抵抗を介してNeoPixelsのデータ入力ピンに接続します。この抵抗は、データピンから引き出される電流を制限するためのものです。300～500オームの抵抗値であればどれでも使用できますが、回路に接続する前にカラーコードを確認してください。
NeoPixelの形状はそれほど重要ではありません。電源、データ、グランドの接続原理はすべて同じです。NeoPixelを複数接続して電源を供給する場合、Wemos D1 Miniの3.3Vピンでは不十分です。代わりに、外部電源からピクセルに電力を供給する必要があります。AdafruitのUberguide to NeoPixelsで、その方法について説明しています。
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スワイプして水平にスクロールします
| ウェモス D1 ミニ | 配線色 | ネオピクセル |
|---|---|---|
| 3対3 | 赤 | VCC |
| G | 黒 | GND |
| D4 | 黄色 | データ入力 |
Wemos D1 MiniにWLEDを取り付ける
WLEDのおかげで、このカスタムファームウェアのインストールは驚くほど簡単になりました。デバイスをファームウェア用に準備するための技術的な手順は不要になりました。接続してボタンをいくつかクリックするだけで、インストーラーが面倒な作業をすべてやってくれます。
1.高品質のUSBケーブルを使用して、Wemos D1 Mini（ESP8266）をコンピューターに接続します。ケーブルによっては電源供給のみのケーブルや、接続不良のケーブルがあります。ファームウェアをボードに書き込む際は、必ず高品質のケーブルを使用してください。
2.ブラウザを開いてWLEDインストーラーページにアクセスします。このページですべてのインストール手順が実行されます。
3. 「インストール」をクリックします。
4. Wemos D1 Miniを選択し、「接続」をクリックします。WLEDはWeb Serialを使用してコンピューターのシリアルポートを開きます。Wemos D1 Mini / ESP8266はUSBシリアルポート経由で接続されます。
5. 「WLED のインストール」をクリックしてプロセスを開始します。
6.インストールを確認し、ファームウェアをボードに書き込みます。インストールには数分かかる場合があります。この追加手順は最後の警告です。この手順を実行すると、デバイス上のすべてのデータが消去されます。
7. 「次へ」をクリックしてインストールプロセスを終了します。
8. Wi-Fiの詳細を入力し、「接続」をクリックします。これにより、Wemos D1 MiniがWi-Fiアクセスポイントに接続され、詳細が保存されます。
9. 「デバイスにアクセス」をクリックしてコントロールパネルを開きます。これにより、Wemos D1 Miniで動作しているWLEDに接続されます。コントロールパネルにアクセスする際に必要となるので、IPアドレスをメモしておいてください。
10. NeoPixelが点灯し、単色で光るはずです。そうでない場合は、先に進む前に配線を確認してください。
WLEDの制御
WLEDのユーザーインターフェースはシンプルですが、最初は戸惑うかもしれません。デフォルトではモバイルフレンドリーなページが開きます。モバイルデバイスからWLEDを使用するには、この方法が適切です。PCで作業している場合は、画面を最大限に活用するためにインターフェースを変更する必要があります。
1. PCモードをクリックします。これにより、インターフェースが再フォーマットされ、より広い画面が表示されます。
2.カラーホイールを使って色を選択します。これは、NeoPixelを制御できるかどうかを確認するための基本的なチェックです。
WLED のユーザー インターフェイスは 5 つの領域に分かれています。
1.構成:ここには、同期 (ネットワーク全体で WLED を使用して複数のライトを同期する) や構成などの高度な機能を開くボタンがあり、JSON や MQTT などの高度な機能にアクセスして、ディスプレイ内の LED の数を設定できます。
2.カラーピッカー：カラーピッカーを使用すると、LEDの現在の色を設定できます。静止表示でもアニメーション表示でも使用できます。このセクションを下にスクロールすると、エフェクトで使用できるさまざまなカラーパレットにアクセスできます。
3.エフェクト：このセクションには、NeoPixelで使用できるアニメーションシーケンスがあらかじめ用意されています。エフェクトには独自のカラーパレットが付属していますが、カラーピッカーセクションを使用して必要に応じて変更できます。
4.セグメント: NeoPixel の大規模な配列またはマトリックスがある場合、それらをセグメントに分割すると、各セグメントを異なる色、アニメーション、またはカラーパレットで制御できるようになります。
5.プリセット:ここでは、カスタム ライト ショーのプリセットを作成し、提供されているさまざまなアニメーションを循環するプレイリストを作成できます。
ネオピクセル数の設定
1. 「Config」をクリックします。モバイル向けのユーザーインターフェースが開きます。
2. LED設定を選択します。
3.ハードウェア設定までスクロールダウンし、NeoPixelの数に合わせて長さを設定します。テストでは8ピクセルのストリングで行いました。通常は20ピクセルのLEDスターを使用します。
4.一番下までスクロールして「保存」をクリックします。
5. 「戻る」をクリックしてメイン画面に戻ります。
効果の変化
エフェクトを変更するには、エフェクト リスト (3) から優れたオプションの 1 つを選択するだけです。
1.エフェクトを選択します。NeoPixelsが即座に反応します。
2.エフェクトの速度と強度を変更します。スライダーの値を大きくするほど、エフェクトの速度と強度が増します。ただし、ストロボ効果が発生する可能性があるため、光過敏症の方はご注意ください。
3.カラーピッカーの下にあるプリセットを使ってカラーパレットを変更します。アニメーション効果はそのままに、色が変わります。
