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

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

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。

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 (I_F)	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

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。