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ESP32 チュートリアル 50/55 - 世界中のどこからでも RGB LED を制御する | SunFounder の ESP32 キット

このレッスンはの一部です: SunFounder の ESP32 IoT 学習キットに基づく ESP32 Arduino コース (55 のチュートリアル/ビデオ)
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ESP32 チュートリアル 50/55 - 世界中のどこからでも RGB LED を制御する | SunFounder の ESP32 キット

このチュートリアルでは、ESP32マイクロコントローラを使用してWi-Fi経由でRGB LEDの色を制御する方法を学びます。MQTTプロトコルとAdafruit IOサービスを利用します。このセットアップにより、世界のどこからでもRGB LEDの色を変更でき、IoT技術の実用的なアプリケーションを提供します。また、スライダーやカラーピッカーを使用して希望の色を選択する方法についても探ります。

esp32-50-RGB-LED-mqtt-main

ESP32は強力なマイクロコントローラーで、内蔵のWi-FiとBluetooth機能を備えており、IoTプロジェクトに最適です。このビルドでは、ESP32にRGB LEDを接続し、Adafruitが提供するMQTTブローカーを通じてその色を制御します。チュートリアルでは、ハードウェアのセットアップ、配線の指示、およびすべてをシームレスに動作させるために必要なコードを案内します（ビデオは:00で）。

ハードウェアの解説

esp32-50-RGB-LED
esp32-50-RGB-LED

このプロジェクトでは、主なコンポーネントとしてESP32マイクロコントローラーとRGB LEDを使用します。ESP32はWi-Fiネットワークに接続できるため、Adafruit IOサービスと通信できます。RGB LEDは、赤、緑、青の3つの個別のLEDを含んでおり、それらを混ぜることで広範囲の色を作り出すことができます。

RGB LEDは共通アノードまたは共通カソードの原理で動作します。これは、各LEDのアノード（正）またはカソード（負）が正しく接続されている必要があることを意味します。各色はパルス幅変調（PWM）を使用して制御でき、デューティサイクルを変化させることで各LEDの明るさを調整します。

ES32-38_RGB_LED配線

データシートの詳細

メーカー サンファウンダー
部品番号 RGB LED
順方向電圧 (V)F) 2.0-3.4 V
前方電流 (IF) 20 mA
ピーク波長 (nm) 赤: 620, 緑: 525, 青: 465
パッケージ 標準4ピン
ノート / バリアント 共通アノードまたは共通カソードのオプションが利用可能です

  • 各LEDの色に対して220オームの抵抗を使用して電流を制限してください。
  • 正しい配線を共通アノードまたはカソード構成にしてください。
  • ESP32の電源をチェックして、ブラウンアウトを避けてください。
  • スムーズな色の遷移のために、PWM周波数を制限内に保ってください。
  • Adafruit IOサービスに接続するには、Wi-Fiの認証情報が正しいことを確認してください。

配線指示書

ES32-38_RGB_LED-wiring

RGB LEDをESP32に接続するには、まずRGB LEDのピンを特定します。最も長いピンが共通ピンです。共通アノード構成の場合、このピンを正電圧供給（3.3V）に接続します。他の3つのピンは赤、緑、青のLEDに対応しています。赤ピンをGPIO 27に、緑ピンをGPIO 26に、青ピンをGPIO 25に接続します。これらの接続はそれぞれ220オームの抵抗を介して行い、LEDを流れる電流を制限します。

次に、ESP32の接地（GND）を回路の接地線に接続します。接続が不安定にならないよう、配線がしっかりしていることを確認してください。共通カソードのRGB LEDを使用する場合は、共通ピンを接地に接続し、各色ピンを抵抗を介して正電源に接続します。回路に電源を入れる前に、すべての接続を再確認してください。

コード例とウォークスルー

Arduinoコードでは、識別子を使用して赤、緑、青のLEDのピンを定義することから始めます。redPin,greenPin, とbluePinさらに、各色のPWMチャネルを定義します。redChannel」greenChannel, とblueChannelPWM周波数は、8ビットの解像度で5000 Hzに設定されています。

const int redPin = 27;
const int greenPin = 26;
const int bluePin = 25;

const int redChannel = 0;
const int greenChannel = 1;
const int blueChannel = 2;

中でsetup()関数では、PWMチャネルを初期化し、対応するピンに接続します。また、定義された認証情報を使用してWi-Fiネットワークに接続し、Adafruit IOとの通信のためにMQTTクライアントを設定します。

void setup() {
  ledcSetup(redChannel, freq, resolution);
  ledcAttachPin(redPin, redChannel);
  // Connect to WiFi
  WiFi.begin(WLAN_SSID, WLAN_PASS);
}

メインループはMQTT接続をチェックし、受信したメッセージを処理します。また、現在のRGB値をシリアルモニターに表示します。LEDの色は、MQTTサブスクリプションを通じて受信した値に基づいて更新されます。

void loop() {
  MQTT_connect();
  mqtt.processPackets(500);
  setColor();
}

記事の下に読み込まれた完全なコードを参照して、完全なコードの詳細をご覧ください。

デモンストレーション / 何を期待するか

すべてが設定され、コードがアップロードされると、Adafruit IOダッシュボードを通じて行われた色の変更に対してRGB LEDが反応するのが見えるはずです。赤、緑、青のスライダーを調整すると、LEDはそれに応じて色を変更するはずです。問題が発生した場合は、Wi-Fi接続が安定していることと、MQTTトピック名がコードで定義されているものと一致していることを確認してください（動画の17:30）。

一般的な落とし穴には、誤った配線、不一致のトピック名、正しいWi-Fi認証情報を設定するのを忘れることが含まれます。LEDが点灯しない場合は、抵抗器の接続を再確認し、ESP32が正しく電源が供給されていることを確認してください。

動画のタイムスタンプ

  • 00:00 開始
  • 2:23 プロジェクトの紹介
  • 4:43 MQTTとは何ですか
  • 7:55 Adafruit IO セットアップ
  • 14:09 配線の説明
  • 16:07 コードの説明
  • 27:03 Arduino IDEでESP32ボードとCOMポートを選択する
  • 29:12 プロジェクトデモンストレーション
  • 31:25 RGB LEDとは何ですか？
  • 35:26 RGBカラー

画像

ESP32_rgb_pin
ESP32_rgb_pin
ESP32_RGB_led_wires
ESP32_RGB_led_wires
ES32-38_RGB_LED-wiring
ES32-38_RGB_LED-wiring
esp32-50-RGB-led
esp32-50-RGB-led
esp32-50-RGB-led-mqtt-main
esp32-50-RGB-led-mqtt-main
コードが表示されない場合は、このページを英語でご覧ください。ご不便をおかけして申し訳ありません。
852-ESP32 Tutorial 50/55- Arduino code to control RGB LED using MQTT service of Adafruit
言語: C++
/*
 * これは、ESP32用のArduinoスケッチで、AdafruitのMQTTサービスを使用してRGB LEDを制御します。  
 * ビデオ指示 https://youtu.be/-9q1GfGsnr0  
 * 📚⬇️ ダウンロードとリソースページ https://robojax.com/RJT672  
 * 作成者 Ahamd Shamshiri  
 * 2024年2月18日
 * 
 * Adafruit MQTTライブラリ ESP32 Adafruit IO SSL/TLSの例
 * 
 * /// 参照: https://www.electronicwings.com/esp32/esp32-mqtt-client  
 * // RGB LEDピンを定義する
 */
const int redPin = 27;
const int greenPin = 26;
const int bluePin = 25;

 // PWMチャネルを定義する
const int redChannel = 0;
const int greenChannel = 1;
const int blueChannel = 2;

 // PWM周波数と解像度を定義する
const int freq = 5000;
const int resolution = 8;
int colorR, colorG, colorB;

#include <WiFi.h>
#include "WiFiClientSecure.h"
#include "Adafruit_MQTT.h"
#include "Adafruit_MQTT_Client.h"

/*
 * WiFiアクセスポイント *********************************/
 * 
 * #define WLAN_SSID "ブック"
 * #define WLAN_PASS "888-888"
 * 
 * /************************* Adafruit.io セットアップ
 */

#define AIO_SERVER "io.adafruit.com"

 // MQTTSのためにポート8883を使用しています。
#define AIO_SERVERPORT 8883

 // Adafruit IOアカウント設定
 // （これらの値を取得するには、https://io.adafruit.com にアクセスし、アクティブキーをクリックしてください）
 // #define AIO_USERNAME "あなたのAdafruit IOユーザー名"
 // #define AIO_KEY "YOUR_ADAFRUIT_IO_KEY"

#define AIO_USERNAME "robojax"
#define AIO_KEY "aio_NBQQ75Rn7liRNcRn5uGUBMsBYmjD"

/*
 * グローバルステート（変更する必要はありません！）******************/
 * 
 * // SSL/TLS サポートのための WiFiFlientSecure
 * WiFiClientSecure client;
 * 
 * // WiFi クライアント、MQTT サーバー、およびログイン詳細を渡すことによって MQTT クライアントクラスをセットアップします。
 * Adafruit_MQTT_Client mqtt(&client, AIO_SERVER, AIO_SERVERPORT, AIO_USERNAME, AIO_KEY);
 * 
 * // io.adafruit.com ルート CA
 * const char* adafruitio_root_ca = \
 *  "-----BEGIN CERTIFICATE-----\n"
 *  "MIIEjTCCA3WgAwIBAgIQDQd4KhM/xvmlcpbhMf/ReTANBgkqhkiG9w0BAQsFADBh\n"
 *  "MQswCQYDVQQGEwJVUzEVMBMGA1UEChMMRGlnaUNlcnQgSW5jMRkwFwYDVQQLExB3\n"
 *  "d3cuZGlnaWNlcnQuY29tMSAwHgYDVQQDExdEaWdpQ2VydCBHbG9iYWwgUm9vdCBH\n"
 *  "MjAeFw0xNzExMDIxMjIzMzdaFw0yNzExMDIxMjIzMzdaMGAxCzAJBgNVBAYTAlVT\n"
 *  "MRUwEwYDVQQKEwxEaWdpQ2VydCBJbmMxGTAXBgNVBAsTEHd3dy5kaWdpY2VydC5j\n"
 *  "b20xHzAdBgNVBAMTFkdlb1RydXN0IFRMUyBSU0EgQ0EgRzEwggEiMA0GCSqGSIb3\n"
 *  "DQEBAQUAA4IBDwAwggEKAoIBAQC+F+jsvikKy/65LWEx/TMkCDIuWegh1Ngwvm4Q\n"
 *  "yISgP7oU5d79eoySG3vOhC3w/3jEMuipoH1fBtp7m0tTpsYbAhch4XA7rfuD6whU\n"
 *  "gajeErLVxoiWMPkC/DnUvbgi74BJmdBiuGHQSd7LwsuXpTEGG9fYXcbTVN5SATYq\n"
 *  "DfbexbYxTMwVJWoVb6lrBEgM3gBBqiiAiy800xu1Nq07JdCIQkBsNpFtZbIZhsDS\n"
 *  "fzlGWP4wEmBQ3O67c+ZXkFr2DcrXBEtHam80Gp2SNhou2U5U7UesDL/xgLK6/0d7\n"
 *  "6TnEVMSUVJkZ8VeZr+IUIlvoLrtjLbqugb0T3OYXW+CQU0kBAgMBAAGjggFAMIIB\n"
 *  "PDAdBgNVHQ4EFgQUlE/UXYvkpOKmgP792PkA76O+AlcwHwYDVR0jBBgwFoAUTiJU\n"
 *  "IBiV5uNu5g/6+rkS7QYXjzkwDgYDVR0PAQH/BAQDAgGGMB0GA1UdJQQWMBQGCCsG\n"
 *  "AQUFBwMBBggrBgEFBQcDAjASBgNVHRMBAf8ECDAGAQH/AgEAMDQGCCsGAQUFBwEB\n"
 *  "BCgwJjAkBggrBgEFBQcwAYYYaHR0cDovL29jc3AuZGlnaWNlcnQuY29tMEIGA1Ud\n"
 *  "HwQ7MDkwN6A1oDOGMWh0dHA6Ly9jcmwzLmRpZ2ljZXJ0LmNvbS9EaWdpQ2VydEds\n"
 *  "b2JhbFJvb3RHMi5jcmwwPQYDVR0gBDYwNDAyBgRVHSAAMCowKAYIKwYBBQUHAgEW\n"
 *  "HGh0dHBzOi8vd3d3LmRpZ2ljZXJ0LmNvbS9DUFMwDQYJKoZIhvcNAQELBQADggEB\n"
 *  "AIIcBDqC6cWpyGUSXAjjAcYwsK4iiGF7KweG97i1RJz1kwZhRoo6orU1JtBYnjzB\n"
 *  "c4+/sXmnHJk3mlPyL1xuIAt9sMeC7+vreRIF5wFBC0MCN5sbHwhNN1JzKbifNeP5\n"
 *  "ozpZdQFmkCo+neBiKR6HqIA+LMTMCMMuv2khGGuPHmtDze4GmEGZtYLyF8EQpa5Y\n"
 *  "jPuV6k2Cr/N3XxFpT3hRpt/3usU/Zb9wfKPtWpoznZ4/44c1p9rzFcZYrWkj3A+7\n"
 *  "TNBJE0GmP2fhXhP1D/XVfIW/h0yCJGEiV9Glm/uGOa3DXHlmbAcxSyCRraG+ZBkA\n"
 *  "7h4SeM6Y8l/7MBRpPCz6l8Y=\n"
 *  "-----END CERTIFICATE-----\n";
 */

 // 'テスト'という名前の発行用フィードと、'テスト2'という名前の購読用フィードをセットアップします。
 // AIOのMQTTパスは次の形式に従います: <username>/feeds/<feedname>
Adafruit_MQTT_Subscribe COLOR_R = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/rgb-led-color.red");
Adafruit_MQTT_Subscribe COLOR_G = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/rgb-led-color.green");
Adafruit_MQTT_Subscribe COLOR_B = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/rgb-led-color.blue");
Adafruit_MQTT_Subscribe COLOR_RGB = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/color-picker");

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