ESP32 チュートリアル 52/55 - WS2812 CheerLights MQTT グローバル同期 LCD 付き

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 52/55 - WS2812 CheerLights MQTT グローバル同期 LCD 付き | SunFounder ESP32 IoT キット

このチュートリアルでは、ESP32を使用してCheerLightsプロジェクトを作成します。このプロジェクトは、MQTTを介して色をグローバルに同期させるものです。このプロジェクトは、他のユーザーからの入力に基づいて色を変更するだけでなく、現在の色とそれが更新された回数をLCDスクリーンに表示します。その結果は、IoTの能力を示す楽しいデモンストレーションとなり、デバイスがどのようにインタラクトし、距離を超えてユーザーをつなげることができるかを示しています。追加の説明が必要な場合は、動画を（動画内の00:00で）ご覧ください。

ハードウェアの説明

このプロジェクトを構築するには、ESP32マイクロコントローラ、WS2812 LEDストリップ、およびLCDディスプレイが必要です。ESP32は操作の中心となり、内蔵のWi-Fi機能を利用してインターネットに接続し、MQTTメッセージを受信します。これにより、他のユーザーからのグローバルな入力に基づいてLEDの色がリアルタイムで更新されます。

WS2812 LEDストリップは、アドレス指定可能なRGB LEDを必要とするプロジェクトに人気の選択肢です。各LEDは独立して制御できるため、豊かな色彩表示が可能です。LCDは現在の色と変更回数の視覚的確認を提供し、ユーザーインタラクションを向上させます。

データシートの詳細

製造業者	サンファウンダー
部品番号	ESP32
ロジック/IO電圧	3.3 V
供給電圧	5 V
出力電流（チャネルごと）	20 mA
ピーク電流（チャネルごと）	60 mA
PWM周波数ガイダンス	400 Hz
入力ロジックの閾値	0.15 V（低）、0.8 V（高）
電圧降下 / R_DS(on)/ サaturation	0.2 V
熱的制限	85 °C
パッケージ	ESP32モジュール
メモ / バリアント	内蔵のWi-FiとBluetoothを搭載しています。

ESP32（5 V）およびWS2812ストリップ（5 V）に適切な電源を供給してください。
ESP32とLEDストリップの間に共通の接地を使用してください。
カラー同期のための適切なMQTTブローカーを実装します。
WS2812のデータピン接続に注意してください（コードに従ってピン14です）。
LEDの数には注意してください。電力制限を超えると追加の電源が必要になります。

配線手順

コンポーネントを配線するには、まずWS2812 LEDストリップを接続します。LEDストリップのグラウンドピン（通常は黒）をESP32のグラウンドピンに接続します。次に、LEDストリップのVCCピン（通常は赤）をESP32の5V出力に接続します。最後に、データピン（多くの場合黄色）をESP32のGPIOピン14に接続します。

LCDのために、グラウンドピン（多くの場合は黒）をESP32のグラウンドに接続します。VCCピン（通常は赤）は5V出力に接続する必要があります。SDAピン（一般的には灰色）はGPIOピン21に接続され、SCLピン（通常は白）はGPIOピン22に接続されます。この設定により、ESP32はLCDと通信し、必要に応じて情報を表示できます。

コード例とウォークスルー

セットアップ関数では、LCDを初期化し、Wi-Fiに接続します。以下のコードは、必要なライブラリを定義し、LCDを設定する方法を示しています：

#include  
#include 
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16,2);  // set the LCD address
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  lcd.init(); // initialize the lcd 
  lcd.backlight(); // Turns on the LCD backlight.
}

これはLCDを使用するために初期化し、メッセージを表示できるようにします。次の抜粋では、Wi-Fi接続の確立方法を示します。

void setup_wifi() {
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    lcdConnect(); //for LCD
    delay(500);
  }
  Serial.println("WiFi connected");
}

この機能は指定されたWi-Fiネットワークへの接続を確立し、接続中にLCDにメッセージを表示します。最後に、色の変更ロジックはコールバック関数で処理されます。

void callback(char* topic, byte* message, unsigned int length) {
  String messageTemp;
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    messageTemp += (char)message[i];
  }
  if (String(topic) == "cheerlights") {
    setColor(messageTemp);
  }
}

この関数は「cheerlights」トピックに届くメッセージをリッスンし、それに応じて色を更新します。完全なコードは記事の下に読み込まれるので、完全な実装を確認するためにレビューしてください。

デモンストレーション / 期待すること

プロジェクトが完了すると、LEDストリップはグローバルMQTTフィードからの入力に基づいて色を変えることができます。LCDは現在の色の名前と、どのくらいの回数それが変更されたかを表示します。インターネットを切断すると、LCDには「接続中...」と表示され、接続が再確立されるまで続きます（ビデオの12:30に）。

一般的な落とし穴には、データ接続に正しいピンが使用されていることを確認することや、Wi-Fiの資格情報が正確であることを確認することが含まれます。SSIDやパスワードに不一致がある場合、ESP32は接続に失敗し、LCDは接続中のメッセージを表示し続けます。