では、早速ですがLチカをさせてみましょう。用意したのは赤色LEDで、以下のようなスペックを持っています。

• Vf：2.1V
• If（Max）：50mA

ここで言うVfは順電圧といって、LEDのアノード（＋）からカソード（－）に流すことができる電圧です。LEDは電池のように極性があります。＋側をアノード、－側をカソードにつながないと光りません。Ifは同じように順電流といい、アノードからカソードに流せる最大電流です。これ以上流すとLEDは壊れます。またLEDは直接電源につないでも光りません。この場合も壊れます。ですので、必ず抵抗を間に入れる必要があります。

では何Ωの抵抗を入れれば良いでしょうか。ここで登場するのがオームの法則「E=IR」です。中学生の理科で登場するアレです。電子工作をするときには必須の法則とも言えます。

この回路では電源電圧をEとしましょう。そこに流れる電流ですが、ひとまずLEDの最大電流であるIfを値とします。LEDにかかる電圧はVfですので、抵抗にかかる電圧はE－Vfとなります。これを式にすると以下の通りです。

この式から抵抗値Rを求めるとすると、以下のように変えられますね。

この回路ではVf＝2.1V、If＝0.05A、と行きたいところですが、実はラズパイのGPIO端子に流せる電流は、ピン当たり16mA、合計50mA以下なのです。このためIfは0.016Aとする必要があります。そこでラズパイが供給する電圧Eを3.3Vとすると、抵抗値Rは

R＝（3.3－2.1）÷0.016＝75Ω

つまり75Ω以上あれば良さそうです。手近なところに100Ωの抵抗があったので、これを利用して以下の写真のように構成しました。

写真にある青い線と赤い線が引かれた四角い物体を「ブレッドボード」といいます。回路を組むというと、基板の上に部品が配置されたものをイメージするかもしれませんが、ラズパイなどを用いる実験では、いちいちパーツをはんだ付けするのは面倒です。このため、ブレッドボードを使って簡易的に回路を作って利用します。

ブレッドボードにある赤い線は＋、青い線は－で、ライン上の横一列がつながっていて、電源が取りやすいようになっています。その内側は逆に、縦に回路がつながるようになっています。このため抵抗を横に配置して、その端にLEDのアノードが接触するように部品を配置します。

ではラズパイと接続させましょう。カソードの端子は－ですのでラズパイのGNDに、＋側となる抵抗の一端をラズパイのGPIOに接続させます。このGPIOをHIGHあるいはLOWに切り替えて、LEDを点滅させることになります。つなげるGPIOの端子はどこでも良いのですが、GNDのある9番ピンと、その隣の7番ピン（GPIO4）とを接続することにしましょう。

続いて、Lチカをするためのプログラムを組んでいきます。LEDを制御する方法はいろいろありますが、「gpiozero」というパッケージはコマンドも簡単で分かりやすいので、これを利用してプログラムを組みましょう。

LEDを点灯させるためには「led.on()」を、消灯するには「led.off()」を使います。これを交互に並べて命令を出すことで、LEDがチカチカする、というわけです。LEDが付いたり消えたりする間隔は「sleep」という関数を使います。1秒点灯して消灯させるには「sleep(1)」と書けばOKです。これを踏まえたプログラムは以下のようになります。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from gpiozero import LED
from time import sleep

led = LED(4)

while True:
    led.on()
    sleep(1)
    led.off()
    sleep(1)

最初の2行はPythonでプログラムを書くときのお約束みたいなものですので、そのまま覚えておいてください。その次の「from」文でgpiozeroから「LED」というクラスを、続いて「time」モジュールから「sleep」という関数を読み込みます。その次に「led=LED(4)」とあるのは、GPIO4でLEDを点灯させるという意味です。LEDの後ろの（）にGPIO番号を入れて指定します。

ここから先がプログラムの本体です。「while True」というのは、これ以下のプログラムを繰り返し実行させるときに使う構文です。次の「led.on()」でLEDを点灯させ、1秒経た後「led.off()」で消灯し、1秒待つ、という動作を無限に繰り返すように作られています。

プログラムを組んだら、「lchika.py」などのように名前を付けて保存します。このファイルを第9回で紹介したWinSCPを使ってラズパイに転送しましょう。続いて第6回で紹介したTera Termを使ってラズパイにアクセスし、ファイルを実行します。

$ python lchika.py

いかがでしょうか。LEDが点滅すればOKです。先ほどのsleep(1)の「1」を変えるとLEDが点灯するタイミングを変えられます。なお、プログラムを終了させたいときはCtrlを押しながらCを押せばOKです。

今回はプログラムについてご紹介しましたが、こうしたプログラムを書くときに便利なのがソースコードエディターです。ソースコードエディターにもいろいろ種類があるのですが、筆者は「Visual Studio Code」を好んで使っています。

Visual Studio Codeはマイクロソフトが作ったソースコードエディターで、モジュールを色分けで見やすく表示してくれたり、インデントが必要な際には自動的に挿入してくれたりと、とても便利です。最初はテキストエディターでプログラミングしていましたが、Visual Studio Codeを使うようになってからは、欠かせないツールとなりました。ぜひ使ってみることをオススメします。