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XIAO 用 6x10 RGB MATRIX の使い方

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https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

XIAO 用 6x10 RGB MATRIX の使い方

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「6x10 RGB-MATRIX for XIAO」は、Seeed Studio の XIAO 製品シリーズに新たに加わった魅力的なアイテムです。この 6x10 RGB-MATRIX を使用すれば、プロジェクトを色鮮やかに照らすことができます。60 個の精密に配置された WS2812 LED で構成されており、このマトリックスは単なる美観を超え、創造的なビジョンを実現するツールです。インタラクティブなアート作品を作成したり、動的な通知システムを設計したり、単に作品に色彩を加えたい場合でも、このマトリックスはあなたのキャンバスとなります。XIAO メインコントローラーとのシームレスな統合を目的として設計されており、VCC、GND、DIN のはんだ付けパッドが含まれているため、多様なシナリオでの柔軟性がさらに強調されています。

概要​

特徴​

  • 60 個の WS2812 LED: 6x10 グリッドに配置されており、鮮やかなディスプレイを作成するのに最適です。
  • コンパクトなデザイン: 各 LED はわずか 1mm x 1mm で、高密度のディスプレイを提供しながらスペースをほとんど取りません。
  • 多用途な接続: XIAO メインコントローラー用に設計されていますが、VCC、GND、DIN のはんだ付けパッドも含まれており、幅広い用途に対応します。
  • RGB 機能: 各 LED は幅広い色を表示できるため、動的でカラフルなディスプレイを作成する自由があります。

仕様​

  • LED タイプ: WS2812
  • LED 数: 60
  • 配置: 6 行 x 10 列
  • LED サイズ: 1mm x 1mm
  • XIAO 用接続ポート: D0
  • 追加パッド: VCC、GND、DIN、DOUT

応用例​

  • インタラクティブディスプレイ: プロジェクトで動的な視覚フィードバックを提供するために LED マトリックスを使用。
  • 通知: デバイスのカラフルな通知やアラートを作成。
  • アートインスタレーション: LED マトリックスをアート作品に組み込んでモダンなタッチを追加。
  • ウェアラブル技術: 衣類やアクセサリーに統合して未来的な外観を実現。
  • ゲーム: 鮮やかな視覚効果でゲーム体験を向上。
  • 一般照明: 様々な環境での間接照明やムード設定に使用。

始め方​

XIAO 用 6x10 RGB-MATRIX のクイックスタートガイドへようこそ。このガイドでは、新しい LED マトリックス拡張ボードを XIAO RP2040 メインコントローラーと組み合わせてセットアップする方法を説明します。

ハードウェア準備​

製品を受け取ったら、いくつかのはんだ付けが必要になります。パッケージには 2 つのピンヘッダーが付属しています。これらのヘッダーを拡張ボードに取り付ける必要があります。

はんだ付けが完了したら、拡張ボードを XIAO RP2040 メインコントローラーに接続する準備が整います。

caution

接続時には特に注意してください。XIAO が通電している状態で接続しないでください。また、電源ピンを間違えて接続しないようにしてください。そうしないと、ボードが焼損する可能性があります。

ソフトウェア準備​

このチュートリアルでは XIAO RP2040 をマスターとして使用します。初めて XIAO RP2040 を使用する場合は、その「Getting Started Wiki」を参照してください。

なお、このチュートリアルで提供されるすべてのサンプルプログラムは他の XIAO でも動作します。また、使用している XIAO に応じて Arduino 開発環境を事前に設定することもできます。

Arduino ライブラリ概要​

tip

Arduino を初めて使用する場合は、Arduino の始め方を参照することを強くお勧めします。

機能​

スケッチを開発する前に、ライブラリの利用可能な機能を確認しましょう。

  • Adafruit_NeoPixel(uint16_t n, int16_t pin = 6, neoPixelType type = NEO_GRB + NEO_KHZ800); —— 長さ、ピン、ピクセルタイプがコンパイル時に既知の場合の NeoPixel コンストラクタ。

    入力パラメータ:

    • n: NeoPixel の数。
    • p: NeoPixel データを駆動する Arduino ピン番号。
    • t: ピクセルタイプ -- AdafruitNeoPixel.h に定義された NEO* 定数を組み合わせます。例えば、NEO_GRB+NEO_KHZ800 は、800 KHz（400 KHz ではなく）のデータストリームを期待し、各ピクセルの色バイトが緑、赤、青の順で表される NeoPixel を意味します。

    戻り値: Adafruit_NeoPixel オブジェクト。使用する前に begin() 関数を呼び出してください。

  • void begin(void) —— NeoPixel ピンを出力用に設定します。

  • void show(void) —— RAM 内のピクセルデータを NeoPixel に送信します。

  • void setPin(int16_t p) —— NeoPixel 出力ピン番号を設定/変更します。以前のピンがある場合は INPUT に設定され、新しいピンが OUTPUT に設定されます。

    入力パラメータ:

    • p: Arduino ピン番号 (-1 = ピンなし)。

  • void setPixelColor(uint16_t n, uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint8_t w) —— 赤、緑、青、白の個別のコンポーネントを使用してピクセルの色を設定します（RGBW NeoPixel のみ）。

    入力パラメータ:

    • n: ピクセルインデックス（0 から開始）。
    • r: 赤の明るさ、0 = 最小（オフ）、255 = 最大。
    • g: 緑の明るさ、0 = 最小（オフ）、255 = 最大。
    • b: 青の明るさ、0 = 最小（オフ）、255 = 最大。
    • w (オプション): 白の明るさ、0 = 最小（オフ）、255 = 最大。RGB ピクセルを使用している場合は無視されます。

  • void setPixelColor(uint16_t n, uint32_t c) —— 32 ビットの「パックされた」RGB または RGBW 値を使用してピクセルの色を設定します。

    入力パラメータ:

    • n: ピクセルインデックス（0 から開始）。
    • c: 32 ビットの色値。最上位バイトは白（RGBW ピクセルの場合）または無視されます（RGB ピクセルの場合）。次は赤、その次は緑、最下位バイトは青です。

  • void fill(uint32_t c = 0, uint16_t first = 0, uint16_t count = 0) —— NeoPixel ストリップ全体または一部を色で埋めます。

    入力パラメータ:

    • c: 32 ビットの色値。最上位バイトは白（RGBW ピクセルの場合）または無視されます（RGB ピクセルの場合）。次は赤、その次は緑、最下位バイトは青です。すべての引数が指定されていない場合、これは 0（オフ）になります。
    • first: 埋める最初のピクセルのインデックス（0 から開始）。範囲内である必要があり、クリッピングは行われません。指定されていない場合は 0。
    • count: 埋めるピクセルの数（正の値）。0 を渡すか指定しない場合はストリップの終わりまで埋めます。

  • void setBrightness(uint8_t b) —— 出力の明るさを調整します。現在 LED に表示されている内容にはすぐには影響しません。次回 show() を呼び出すと、このレベルで LED が更新されます。

    入力パラメータ:

    • b: 明るさ設定、0=最小（オフ）、255=最大。

  • void clear(void) —— NeoPixel ストリップ全体を 0 / 黒 / オフで埋めます。

  • void updateLength(uint16_t n) —— 以前に宣言された Adafruit_NeoPixel ストリップオブジェクトの長さを変更します。古いデータは解放され、新しいデータはクリアされます。ピン番号とピクセルフォーマットは変更されません。

    入力パラメータ:

    • n: ストリップの新しい長さ（ピクセル単位）。

  • void updateType(neoPixelType t) —— 以前に宣言された Adafruit_NeoPixel ストリップオブジェクトのピクセルフォーマットを変更します。フォーマットが RGB バリアントのいずれかから RGBW バリアント（または RGBW から RGB）に変更される場合、古いデータは解放され、新しいデータはクリアされます。それ以外の場合、古いデータは RAM に残り、新しいフォーマットに再配置されないため、clear() を続けて呼び出すことをお勧めします。

    入力パラメータ:

    • t: ピクセルタイプ -- AdafruitNeoPixel.h に定義された NEO* 定数を組み合わせます。例えば、NEO_GRB+NEO_KHZ800 は、800 KHz（400 KHz ではなく）のデータストリームを期待し、各ピクセルの色バイトが緑、赤、青の順で表される NeoPixel を意味します。

  • static uint32_t Color(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) —— 赤、緑、青の個別の値を単一の「パックされた」32 ビット RGB 色に変換します。

    入力パラメータ:

    • r: 赤の明るさ、0 から 255。
    • g: 緑の明るさ、0 から 255。
    • b: 青の明るさ、0 から 255。

    戻り値: 32 ビットのパックされた RGB 値。この値は後で使用するために変数に割り当てるか、setPixelColor() 関数に渡すことができます。パックされた RGB フォーマットは、LED ストランドの色順に関係なく予測可能です。

インストール​

  • 方法 1

このチュートリアルでは Adafruit NeoPixel ライブラリ を使用します。Arduino のライブラリマネージャーで検索し、ダウンロードしてインストールしてください。

  • 方法 2

以下のボタンからライブラリをダウンロードしてください。

ライブラリをダウンロード

Arduino IDE を開き、スケッチ > ライブラリをインクルード > .ZIP形式のライブラリを追加 をクリックします。ダウンロードした ZIP ファイルを選択してください。ライブラリが正しくインストールされると、通知ウィンドウに ライブラリがライブラリに追加されました と表示されます。これでライブラリが正常にインストールされたことを意味します。

デモ: 流れる光​

以下のサンプルプログラムは、ランニングライトの効果を実現するためのものです。ランプビーズが一つずつ順番に点灯します。このプログラムはすべての XIAO に対応しています。

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
 #include <avr/power.h> // 16 MHz Adafruit Trinket 用に必要
#endif

// NeoPixel が接続されている Arduino のピン
#define PIN        A0 // Trinket または Gemma の場合、1 に変更を推奨

// Arduino に接続されている NeoPixel の数
#define NUMPIXELS 60 // 一般的な NeoPixel リングのサイズ

// NeoPixel ライブラリを設定する際、ピクセル数と信号を送るピンを指定します。
// 古い NeoPixel ストリップの場合、3 番目のパラメータを変更する必要があるかもしれません。
// 詳細は strandtest の例を参照してください。
Adafruit_NeoPixel pixels(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

#define DELAYVAL 500 // ピクセル間の一時停止時間 (ミリ秒)

void setup() {
  // 以下のコードは Adafruit Trinket 5V 16 MHz をサポートするためのものです。
  // 他のボードでは、この部分を削除しても問題ありません (削除しなくても害はありません)。
#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)
  clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
  // Trinket 固有のコード終了。

  pixels.begin(); // NeoPixel ストリップオブジェクトを初期化 (必須)
}

void loop() {
  pixels.clear(); // すべてのピクセルの色を「オフ」に設定

  // ストランド内の最初の NeoPixel は #0、2 番目は 1、最後はピクセル数 - 1 です。
  for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) { // 各ピクセルについて...

    // pixels.Color() は RGB 値を受け取ります (0,0,0 から 255,255,255 まで)。
    // ここでは中程度の明るさの緑色を使用しています:
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0, 10, 0));

    pixels.show();   // 更新されたピクセルの色をハードウェアに送信。

    delay(DELAYVAL); // 次のループまで一時停止
  }
}

プログラムをアップロードし、すべてが正常に動作すれば、ランプビーズが一つずつ順番に点灯するのが確認できます。

caution

このプログラムでは特にランプビーズの明るさを抑えています。明るさを最大にすると、ランプビーズを長時間直視することで目にダメージを与える可能性があります。

複数のライトボードの接続​

RGB MATRIX for XIAO は、電源供給が保証されている場合、複数のスプライス拡張をサポートします。以下の図に示すように、複数のライトボードを順番に接続することができます。

caution

複数のライトパネルを接続すると、熱くなったり電力不足になる可能性があります。この場合、ライトボードが異常に表示されることがあります。その際は、ライトボードに追加の電力を供給し、各ライトボードが安定した 5V 入力を確保できるようにしてください。

リソース​

技術サポート & 製品ディスカッション​

弊社製品をお選びいただきありがとうございます！お客様が弊社製品をスムーズにご利用いただけるよう、さまざまなサポートをご提供しております。お客様のご希望やニーズに応じた複数のコミュニケーションチャネルをご用意しています。

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