Raspberry Pi PicoとNeopixel LED（WS2812B）を接続して光らせる際に生じる疑問は多いです。本記事では、GPIOピンの制約や電流の問題、そして安定した動作を実現するための方法について詳しく説明します。
1. 3.3VのRaspberry Pi Picoと5VのNeopixel LEDの接続方法
Raspberry Pi PicoのGPIOピンは3.3Vの出力ですが、WS2812BなどのNeopixel LEDは5Vの電源を必要とします。このため、通常はレベルシフターを使って信号を3.3Vから5Vに変換することが推奨されます。しかし、実際には3.3Vの信号でも動作する場合があり、GPIOピンから直接接続しても点灯することがあります。ただし、安定した動作を保証するためには、レベルシフターやトランジスタを使用する方が安全です。
2. 電流供給の制限と電源ピンの利用
Raspberry Pi PicoのGPIOピンは最大で約16mA程度の電流しか供給できません。このため、複数のLEDを接続するとGPIOピンに過剰な負荷がかかり、最終的に壊れる原因になります。Neopixel LEDを複数接続する場合は、VBUSピン（5V）や外部電源を使用することを強く推奨します。これにより、Picoの電源ピンに負担をかけずに、安定した動作が可能になります。
3. VBUSピンでの電力供給確認方法
VBUSピンから供給できる最大電流はUSBケーブルに依存し、通常500mA程度です。例えば、LED1個あたり48設定で8.60mAの消費がある場合、50個で430mA程度必要となり、VBUSピンの制限内で動作することが確認できます。しかし、USBポートによっては電力が不足することもあるため、外部電源を使用することがベストです。
4. 安定した動作のための電源設計
Raspberry Pi PicoとNeopixelを使う際、最も重要なのは適切な電源設計です。電源は安定しており、十分な電力を供給できることが必要です。特に、外部電源を使用する際は、電圧降下や過電流に注意し、適切な抵抗やヒューズを使用して安全性を確保しましょう。また、適切な接続方法を守ることで、Neopixelの誤動作を防げます。
5. まとめ
Raspberry Pi PicoとNeopixel LEDを使用する際の最大のポイントは、GPIOピンの電流制限を理解し、必要に応じてレベルシフターや外部電源を使用することです。VBUSピンや外部電源を活用し、信号の安定性を確保することで、よりスムーズにNeopixelを制御できます。
コメント