可変抵抗でLチカの周期をコントロール【マイコン Lチカ道場 Arduino編 2-2】

マイコンボードArduino Nanoを使って、LEDの点滅周期を可変抵抗（ボリューム）で調整してみようという試みです。
可変抵抗で分圧した電圧をAD変換し、その値を使って点滅周期を変化させてみます。

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Lチカとは、LEDをチカチカと点滅させる処理のことです。マイコンを動かしてみるときに皆さんが最初に試してみるプログラムですね。単純なのでバカにされがちですが、LEDをトランジスタのスイッチに変えたり、ブザーにかえたりなど、すべての動作の基本になる物ではないでしょうか。

回路図
プログラム（スケッチ）
動作確認
まとめ

回路図

回路図は下記になります。
今回はボリューム一つと、LED一つのシンプルな回路です。

動作確認用にLCDキャラクタディスプレイモジュールを接続しています。

部品リスト

使用する部品は下記になります。

品名	参照名	数量	数値・仕様
マイコンボード	A1	1	Arduino nano
抵抗	R1	1	220Ω
可変抵抗	RV1	1	10kΩ,Bカーブ例：アルプス電気製RK09Dなど
LED	D1	1	青色LED
LCDモジュール	–	1	HiLetgo製 16X2 キャラクタ LCDディスプレイ
I2C変換基板	–	1	HiLetgo製 LCD用 IIC/I2C/TWI/SPI シリアルインタフェースモジュール PCF8574使用

可変抵抗は、前回（可変抵抗でLチカの明るさをコントロール）と同じアルプス製の基板取り付け用ボリューム（10kΩ、Bカーブ品）を使用します。

使用するLCDキャラクタディスプレイ

今回使用するLCDキャラクタディスプレイは、Amazonで購入した16列×2行のものを使います。

I2Cへの変換基板もあわせて購入しました。
これを使用することで、LCDキャラクタディスプレイをI2C接続に変換することができます。

可変抵抗はLCDのコントラスト調整用です。
ジャンパピンをショートさせることで、バックライト点灯。
I2Cアドレスはデフォルトで「0x27」「0x3F」のいずれか。基板上のジャンパA0、A1、A3の組み合わせで変更できるようです。

プログラム（スケッチ）

今回は最近話題のChatGPTの技術を使用したBingのAIに聞いてプログラムを考えてもらいました。

下記のようにやりたいことをチャットで質問してみました。

下記の仕様のプログラムを作ってください。
マイコンボードはArduino nanoを使用する。
可変抵抗で分圧した電圧をAD変換する。
AD変換した値を使ってLEDの点滅周期を変化させる。
map関数で0～1023を10mm秒～3秒に変換する。
AD変換値が小さいほど、点滅周期を長くする。
キャラクタLCDディスプレイ（16文字、2列）に点滅周期をHzで表示させる。
ディスプレイのライブラリはLiquidCrystal I2Cを使用する。

プログラム

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define LED_PIN 9 // LEDのピン番号
#define VR_PIN A0 // 可変抵抗のピン番号

// LCDディスプレイのオブジェクトを作成
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); //(I2Cアドレス,16文字,2列)

int vr_value; // 可変抵抗の値を格納する変数
int blink_time; // 点滅周期を格納する変数
float blink_freq; // 点滅周波数を格納する変数

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // LEDピンを出力モードに設定
  lcd.init(); // LCDディスプレイの初期化
  lcd.backlight(); // LCDディスプレイのバックライトを点灯
}

void loop() {
  vr_value = analogRead(VR_PIN); // 可変抵抗の値を読み取る
  blink_time = map(vr_value, 0, 1023, 3000, 10); // 点滅周期に変換する（単位はミリ秒）
  blink_freq = (float)1000 / blink_time; // 点滅周波数に変換する（単位はHz）

  digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // LEDを点灯する
  delay(blink_time / 2); // 点灯時間分待つ

  digitalWrite(LED_PIN, LOW); // LEDを消灯する
  delay(blink_time / 2); // 消灯時間分待つ

  lcd.clear(); // LCDディスプレイの内容を消去する
  lcd.setCursor(0,0); // LCDディスプレイのカーソル位置を設定する（左上が(0,0)）
  
  // LCDディスプレイに点滅周波数と単位を表示する
  lcd.print("L\xc1\xb6 Freq:");  //カタカナ「チカ」を文字コードで入力してみた
  lcd.setCursor(0,1); //カーソルを0列、2行目へセット
  lcd.print(blink_freq);
  lcd.print("Hz"); 
}

回答してもらったコードをコンパイルして確認してみます。
今回は、ほぼ修正なしで動作しました。
※直したのはピン番号や表示する文字くらいです。

動かない場合はその部分を追加で質問したり、コードを解説してもらったりすることも出来るので、プログラムの勉強に良いですね。

※下記は例です。