IRリモートでRGBLED点灯

 今回は Raspberry Pi Pico W を使って、赤外線リモコンの信号を受信し、RGB LED を光らせる実験に挑戦してみましょう。

テレビのリモコンなどに使われている赤外線（IR）リモコンは、ボタンを押すと「特定のパターンの信号」を赤外線で送信しています。この信号を、赤外線受信モジュール（たとえば VS1838B など）で受け取り、Pico W に接続して解析します。

リモコンのボタンによって異なる信号が届くので、受信したパルスの長さや間隔を読み取り、「どのボタンが押されたか」を判定できます。今回は、その判定結果に合わせて RGB LED の色を変える のが目標です。たとえば

• 1ボタンを押すと白色

• 2ボタンで赤色

• 3ボタンで緑色

• 4ボタンで青色

というように、ボタンごとに LED の色が変わるようにします。

RGB LED は赤・緑・青の 3 つの LED が 1 つにまとまった部品で、それぞれの色を ON/OFF（あるいは明るさを変える）ことで多彩な色を作れます。まずは 「IR 信号を受け取って LED を光らせる」 という基本動作ができれば OK。慣れてきたら、次のステップとしてなめらかな PWM 制御やグラデーション発光などにも挑戦してみましょう。

DCモータを動かす（PWM）

 今回は DCモーターの制御 に挑戦します。

モーターの回転速度を調整するには、一般的に PWM（パルス幅変調） という方法を使います。PWMとは、電源のONとOFFをとても速いスピードで切り替えることで、モーターに流れる電流の平均量をコントロールする技術です。

• ONの時間が長いほど、モーターは速く回転します。

• OFFの時間が長くなると、回転はゆっくりになります。

PWMの大きな利点は、常に最大電圧をかけながらも回転速度を調整できる点です。これにより、低速でも**高いトルク（回す力）**を維持することができます。

今回の回路は「まずモーターを動かしてみる」ことを目的としたシンプルな構成にしています。

PWM（パルス幅変調）とは？

用語	意味	モーター制御での役割
パルス (Pulse)	デジタルの ON（High）/OFF（Low） 信号	モーターへ「電圧をかける／切る」の合図
幅 (Width)	ON 状態が続く時間（Duty）	幅が長いほど平均電圧↑＝回転速↑
変調 (Modulation)	幅を変えて平均値を調整	幅を短くすれば平均電圧↓＝回転速↓

周波数

1 kHz と設定すれば 1 秒間に 1,000 回 ON／OFF を繰り返す。

周波数そのものは速度に大きく影響せず「どれだけ細かく刻むか」を決めるパラメータ。

Duty（デューティ比）

0 %＝常時 OFF、100 %＝常時 ON。

例: 1 kHz で 50 % Duty → 1 ms 中 0.5 ms ON / 0.5 ms OFF。

平均電圧が Vin × Duty になるイメージで、DC モーターは平均電圧に比例して回転速度が変わる。

サーボモーターを動かしてみよう（SG90制御入門）

 回は**ラジコンサーボ（RCサーボ）**を動かしてみます。

ロボットを作るときや、センサーと組み合わせて何かを動かしたいときなど、RCサーボはとてもよく使われる部品です。小さなモーターにギアや制御回路が内蔵されていて、指定した角度まで正確に動かせるのが特徴です。

そこで今回は、代表的なサーボモーター「SG90」を使って、サーボを動かす基本的な仕組みや制御方法を学んでいきましょう。

🌀 そもそも「PWM」ってなに？

**PWM（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）**とは、
デジタル信号（ONかOFFだけ）を工夫して「出力の強さ」や「角度」を調整する方法です。

• サーボモーターは 50Hz の PWM信号（1秒間に50回）で角度を決めます。

• 「ONにしている時間（パルス幅）」を変えると、サーボの角度が変わります。

パルス幅（ON時間）	おおよその角度
約0.5ms（ミリ秒）	左端（0度）
約1.5ms	真ん中（90度）
約2.5ms	右端（180度）

💡 PWMの周期は「20ms（＝1秒 ÷ 50Hz）」で、
その中の 0.5〜2.5ms の間だけピンをONにします。

回路

SG90の線	接続先（Pico）	説明
赤（VCC）	5V（VSYSや外部5V）	電源（強い電流）
茶（GND）	GND	マイナス（共通）
橙（PWM）	GP16（ピン21）	PWM信号（制御）

シリアル通信（発光ダイオードの点灯・消灯）

 前回は、シリアル通信を使って送られてきたデータをそのまま送り返す「オウム返し」のプログラムを作成しました。今回はその応用として、シリアル通信を使って発光ダイオード（LED）の点灯と消灯を制御するプログラムを作ってみましょう。

基本的な通信の仕組みは前回と同じですが、今回は次の3つの点が異なります。

1つ目は、回路に発光ダイオードが追加されている点です。
2つ目は、受信したデータに応じてLEDを点灯または消灯する点です。
そして3つ目は、受信したデータをパソコン側へ送り返さない点です。

これらの違いを除けば、基本的な構成や使い方は前回と共通しています。前回の内容を参考にしながら、今回の制御も確認してみましょう。

シリアル通信（オウム返し）

 Raspberry Pi Pico Wは単体で使うのも便利ですが、パソコンや他のマイコンなど、さまざまな機器と通信できるとさらに活用の幅が広がります。

そこで今回は「シリアル通信」について紹介します。

まずは、パソコンから送られてきたデータをPico Wが受け取り、同じデータをそのままパソコンに送り返す、いわゆる「オウム返し（エコー）」を実装してみましょう。

シリアル通信とは？

シリアル通信は、マイコンとパソコンや他の機器がデータを1ビットずつ順番に送受信する通信方式です。Raspberry Pi Pico WではUART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）というハードウェアを使って実現します。

接続回路

　id      TX      　RX     　　　baudrate     parity    stopbit
　0　　GPIO0　GPIO1　　　9600　　なし　　1
　1　　GPIO4　GPIO5　　　9600　　なし　　1

今回はUART1（GPIO4:TX、GPIO5:RX）を使用します。

タイマーで発光ダイオード（LED）を１秒ごとに点滅させる

 ここでは、前回作成した「スイッチで発光ダイオード（LED）を点灯・消灯させる回路」を活用し、LEDを1秒ごとに点灯と消灯を繰り返すプログラムを作成します。回路図などの詳細は「スイッチで発光ダイオード（LED）を点灯・消灯させる」をご参照ください。

タイマーの種類と説明

１．ONE_SHOT：タイマーが一度だけ動作し、指定時間後に処理を実行する。

２．PERIODIC   ：指定した周期で繰り返しタイマー割り込みが発生する。

1. ONE_SHOTモード（1回だけ処理）

from machine import Pin, Timer

led = Pin(15, Pin.OUT)

led.value(1)  # LEDを点灯しておく

def one_shot_callback(timer):

    led.value(0)  # 一度だけLEDを消灯

    print("ONE_SHOT: LEDを消灯しました")

timer = Timer()

timer.init(period=3000, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=one_shot_callback)

# 3秒後に一度だけコールバック関数を呼ぶ

while True:

    pass  # メインループは空

>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT

MPY: soft reboot

ONE_SHOT: LEDを消灯しました

スイッチで発光ダイオード（LED）を点灯・消灯させる

 スイッチを使って発光ダイオード（LED）を制御してみましょう。今回は、スイッチをオンにすると LED が点灯し、オフにすると消灯するように動作させます。もちろん、スイッチと LED を直接接続するのではなく、適切な回路を介して制御します。

1．回路

GPIO16 はデジタル入力として使用し、内部プルアップを有効にします。GPIO15 は出力として設定します。なお、接続には 1kΩ（1キロオーム）の抵抗を使用します。