라즈베리 파이 LED 페이드
이 튜토리얼은 Raspberry Pi로 LED를 페이드하는 프로그래밍 방법을 안내합니다. 세 가지 예제를 살펴보고 그 차이점을 비교할 것입니다:
- time.sleep() 함수를 사용하여 Raspberry Pi에서 LED를 흐리게 하는 방법
- millis() 함수를 사용하여 Raspberry Pi에서 LED를 흐리게 하는 방법
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LED에 대하여
LED 핀 배치
LED에는 두 개의 핀이 있습니다:
- 음극(-) 핀은 GND(0V)에 연결해야 합니다.
- 양극(+) 핀은 LED의 상태를 제어하는 데 사용됩니다.
작동 방식
캐소드(-)가 GND에 연결되면:
- GND를 양극(+)에 연결하면 LED가 꺼집니다.
- VCC를 양극(+)에 연결하면 LED가 켜집니다.
- 양극(+)에 PWM 신호를 생성하면 PWM 값에 따라 LED의 밝기가 조절됩니다. 이 값은 0부터 255까지의 범위를 가지며, 값이 높을수록 LED는 더 밝아지고 값이 낮을수록 더 어두워집니다.
- PWM 값이 0이면 이는 GND와 동일하며 LED는 꺼집니다.
- PWM 값이 255이면 이는 VCC와 동일하며 LED는 완전히 켜집니다.
※ NOTE THAT:
대부분의 LED는 양극(+)과 VCC 사이에 저항을 배치해야 합니다. 저항의 값은 LED의 사양에 따라 결정됩니다.
라즈베리 파이 - LED 페이드
Raspberry Pi의 일부 핀은 PWM 신호를 생성하도록 프로그래밍할 수 있습니다. LED를 천천히 켜고 끄려면, LED의 애노드(+) 핀을 Raspberry Pi의 핀에 연결하고, 캐소드(-)를 접지에 연결한 후, Raspberry Pi를 프로그래밍하여 핀에 PWM을 생성하도록 할 수 있습니다.
Wiring Diagram
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
배선 구성을 간단하고 체계적으로 만들기 위해, Raspberry Pi용 스크루 터미널 블록 실드 사용을 권장합니다. 이 실드는 아래와 같이 더욱 안정적이고 관리하기 쉬운 연결을 제공합니다:
프로그래밍 방법
- GPIO.setup() 함수를 사용하여 Raspberry Pi의 핀에 디지털 출력을 설정합니다.
- 예를 들어, 핀 GPIO18:
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
- pwm.ChangeDutyCycle() 함수를 사용하여 PWM 신호를 만들어 LED의 밝기를 조절합니다.
pwm = GPIO.PWM(LED_PIN, 1000) # PWM 객체 생성, 주파수 설정
pwm.start(0) # PWM 시작, 초기 듀티 사이클 설정
pwm.ChangeDutyCycle(brightness) # 듀티 사이클 변경
밝기는 0에서 100까지 조정할 수 있습니다.
라즈베리 파이 코드가 LED를 천천히 켭니다.
Detailed Instructions
- 라즈비안 또는 다른 라즈베리 파이 호환 운영 체제가 파이에 설치되어 있는지 확인하세요.
- 라즈베리 파이가 PC와 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하세요.
- 일부 라이브러리를 설치해야 하는 경우 라즈베리 파이가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하세요.
- 라즈베리 파이를 처음 사용하시는 경우, 라즈베리 파이 설정 방법을 참조하세요.
- Linux 및 macOS의 기본 SSH 클라이언트 또는 Windows의 PuTTY를 사용하여 PC를 라즈베리 파이와 SSH로 연결하세요. PC를 라즈베리 파이에 SSH로 연결하는 방법을 참조하세요.
- RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하세요. 설치되어 있지 않다면, 다음 명령어를 사용하여 설치하세요:
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-rpi.gpio
- Python 스크립트 파일 led_fade.py를 만들고 다음 코드를 추가하세요:
# 이 Raspberry Pi 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
# 이 Raspberry Pi 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
# 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
# https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-led-fade
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
LED_PIN = 18
fadePercent = 5
brightness = 0
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED_PIN,GPIO.OUT)
pwm = GPIO.PWM(LED_PIN, 1000)
pwm.start(0)
try:
while True:
pwm.ChangeDutyCycle(brightness)
# change the brightness for next time through the loop:
brightness = brightness + fadePercent;
# reverse the direction of the fading at the ends of the fade:
if brightness <= 0 or brightness >= 100:
fadePercent = -fadePercent;
# wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
sleep(0.03);
finally:
GPIO.cleanup()
- 파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령을 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요:
python3 led_fade.py
- LED의 밝기를 확인하세요.
스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 무한 루프에서 계속 실행됩니다.
코드 설명
소스 코드의 주석에 포함된 줄별 설명을 확인해 보세요!
※ NOTE THAT:
위의 예제는 time.sleep() 함수를 사용하여 페이드 인 및 페이드 아웃 효과를 만듭니다. 그러나 time.sleep() 함수는 LED가 매끄럽지 않게 페이드 인되도록 하고 다른 코드가 실행되는 것을 차단합니다. 다음 섹션에서는 millis() 함수를 사용하여 다른 코드를 차단하지 않으면서 매끄럽게 페이드 인 및 페이드 아웃하는 방법을 배울 것입니다.
LED를 시간.sleep()을 사용하지 않고 페이드 인/아웃하는 방법
Detailed Instructions
- 파이썬 스크립트 파일 led_fade.py를 생성하고 다음 코드를 추가하세요:
# 이 Raspberry Pi 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
# 이 Raspberry Pi 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
# 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
# https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-led-fade
import RPi.GPIO as GPIO
import time
LED_PIN = 18
FADE_PERIOD = 3000
FADE_IN_MODE = True
FADE_OUT_MODE = False
fadeMode = FADE_IN_MODE
start_time = 0
brightness = 0
def _map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
return int((x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED_PIN,GPIO.OUT)
pwm = GPIO.PWM(LED_PIN, 1000)
pwm.start(0)
start_time = time.time()*1000
try:
while True:
progress = time.time()*1000 - start_time
if fadeMode == FADE_IN_MODE:
if progress <= FADE_PERIOD:
brightness = _map(progress, 0, FADE_PERIOD, 0, 100)
print(brightness)
pwm.ChangeDutyCycle(brightness)
else:
start_time = time.time()*1000
fadeMode = FADE_OUT_MODE
progress = 0
if fadeMode == FADE_OUT_MODE:
if progress <= FADE_PERIOD:
brightness = 100 - _map(progress, 0, FADE_PERIOD, 0, 100)
print(brightness)
pwm.ChangeDutyCycle(brightness)
else:
start_time = time.time()*1000
fadeMode = FADE_IN_MODE
progress = 0
finally:
pwm.stop()
GPIO.cleanup()
- 파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령을 실행하여 Python 스크립트를 실행하십시오:
python3 led_fade.py
- LED의 밝기를 확인하세요.
Video Tutorial
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