RaspberryPi Pico MicroPythonでGPIOを使う方法【ラズパイピコ】

はじめに

RaspberryPi PicoでGPIOを使う方法を解説します。言語はMicroPython、回路はシンプルにLEDとタクトスイッチを使用します。

～この記事の内容～

はじめに
タクトスイッチとLEDの接続
プログラム概要
実行結果
全体コード
コードのポイント
まとめ

環境

この記事は以下の環境で作成しています。

環境	バージョン	備考
開発用PCのOS	Windows11	Windows10でもOKです
言語	MicroPython
開発環境 Thonny	3.3.13
ボード	RaspberryPi Pico

※ Picoのセットアップ方法については、こちらの記事をご覧ください。

タクトスイッチとLEDの接続

PicoのGPIOピンに、タクトスイッチとLEDをそれぞれ接続します。抵抗は直結防止程度に手元にあった220Ωを使っています。タクトスイッチは「GPIOの入力」、LEDは「GPIOの出力」に使います。

※ 使用部品の詳細は後述します。

※ 2022/09/10 ピンの説明に誤りがあったため、修正しました。

ピン番号	内容	備考
38	GND	グラウンド
36	3V3(OUT)	電源(3.3V)
25	GP19	タクトスイッチの入力に使います。
21	GP16	LEDに使います。

※ 公式のGitHubより引用

Picoピンアサイン(Pin-Out)

※ Pico公式サイトより引用

使用する部品と機器

今回の回路では、以下のものを使用します。

ブレッドボード

サンハヤト製がおすすめです。少々固いですが、品質は高いです。スペースが広いので配線・デバッグが楽に行えます。

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抵抗

お手持ちのものでOKです。ない方は一度セットで揃えてしまうと送料と時間が節約できます。

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プログラム概要

プログラムの概要は以下の通りです。

GPIOピンの入出力設定をする。
タクトスイッチが押されたら、LEDを点灯させる。

実行結果

タクトスイッチが押された時にLEDが点灯します。

プログラムの概要・詳細は全体コードとコードのポイントをご覧ください。

全体コード

全体コードは以下の通りです。タクトスイッチからのGPIOの入力をチェック、入力があったらGPIOを出力して、LEDが点灯させます。

ポイントとなる部分を「コードのポイント」で解説します。

from machine import Pin, I2C
import time

# タクトスイッチ(入力)の設定です
TactSw = machine.Pin(19, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)

# Led(出力)の設定です。
Led = machine.Pin(16, machine.Pin.OUT)

# プログラム開始のメッセージです
print("Start")

# 無限ループでタクトスイッチの確認とLED点灯/消灯を繰り返します
while(True):
    
    #　タクトスイッチが押された時はLEDを点灯します
    if TactSw.value() == 1:
        Led.value(1)
        print(" LED ON!")
    
    # タクトスイッチが押されていない時はLEDを消灯します
    else:
        Led.value(0)
    
    # 0.1秒待機します
    time.sleep(0.1)

PCなし(Pico単体)でプログラムを実行したい場合は「main.py」にファイル名を変更して、Picoにアップロードしてください。

コードのポイント

GPIOの設定(入力ピン)

PicoのGPIOピンは入力と出力の両方に使うことができます。入力/出力のどちらで使用するかをPin関数で設定します。

# タクトスイッチ(入力)の設定です
TactSw = machine.Pin(19, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)

Pin関数は引数で「ピン番号」「入出力の設定」「プルアップ/ダウン」の設定ができます。今回は以下のように設定して、タクトスイッチの入力に使用しています。

内容	設定	説明
ピン番号	19	回路に合わせてGP19を指定
入出力指定	machine.Pin.IN	入力用に設定
プルアップ	machine.Pin.PULL_DOWN	スイッチOFFの場合は、OFF側に設定

※ ピン番号は、ピンアサイン表の「GP〇〇」の部分の番号を指定してください。

プルアップ/プルダウンは、ざっくりいうと、スイッチが押されていない場合に、電気的にピンをON/OFFどちらにしておくか？という機能です。引数によってピンの回路が電気的に切り替わります。

GPIOの設定(出力ピン)

出力もPin関数を使って設定します。出力もプルアップ/ダウンが設定できますが、今回の回路では不要なので記載していません。

# Led(出力)の設定です。
Led = machine.Pin(16, machine.Pin.OUT)

内容	設定	説明
ピン番号	16	回路に合わせてGP16を指定
入出力指定	machine.Pin.OUT	出力用に設定

※ ピン番号は、ピンアサイン表の「GP〇〇」の部分の番号を指定してください。

タクトスイッチが押されたことを確認

value関数を使ってタクトスイッチの状態を取得します。value関数は引数なしで呼び出すと、その時の入力ピンの状態を取得できます。

    if TactSw.value() == 1:

今回の回路では、タクトスイッチが押されている時に電源(3V3)からGP19ピンに電気が流れます。そのため、タクトスイッチを押すと、入力ピンは「入力あり(1)」の状態になります。

そのため、if文を使って、value関数で取得した値が「入力あり(1)」であるかを判定しています。

タクトスイッチの状態	GPIOの入力状態	Value関数の取得値
押されている	入力あり	1
押されていない	入力なし	0

LEDを点灯させる

入力と同様にvalue関数を使います。出力の場合はvalue関数の引数に、0か1を指定することで、出力のON/OFFを切り替えることができます。

今回はタクトスイッチが押されている場合にLEDを点灯させたいので、タクトスイッチが押された場合は、出力をON(1)でLEDを点灯。

そうでない場合は、出力をOFF(0)にしてLEDを消灯させています。

Value関数の引数	GPIO出力	LEDの状態
1	ON	点灯
0	OFF	消灯

#　タクトスイッチが押された時はLEDを点灯します
    if TactSw.value() == 1:
        Led.value(1)
        print(" LED ON!")
    
    # タクトスイッチが押されていない時はLEDを消灯します
    else:
        Led.value(0)